機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)——例題

1、夾具夾具例題和習(xí)題例題和習(xí)題完全定位與不完全定位完全定位與不完全定位工件定位時(shí)6個(gè)自由度完全被限制，稱(chēng)為完全定位。工件定位時(shí)6個(gè)自由度中有1個(gè)或1個(gè)以上自由度未被限制，稱(chēng)為不完全定位。圖2-34a所示為銑削長(zhǎng)方體工件上平面工序，要求保證Z方向上的高度尺寸及上平面與底面的平行度，只需限制 、3個(gè)自由度即可。而圖2-34b所示為銑削一個(gè)通槽，需限制除了外的其他5個(gè)自由度。圖中c所示在同樣的長(zhǎng)方體工件上銑削一個(gè)鍵槽，在三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)方向上均有尺寸及相互位置的要求，因此，這種情況必須限制全部的6個(gè)自由度，即完全定位。若將圖2-34中的e與b相比較，圖e為圓柱體的工件，而圖b為長(zhǎng)方體工件。雖然，

2、它們均是銑一個(gè)通槽，加工內(nèi)容、要求相同。但是，加工定位時(shí)，圖b的定位基面是一個(gè)底面與一個(gè)側(cè)面，而圖e只能采用外圓柱面作為定位基面。因此，圖e對(duì)于 的限制就無(wú)必要，則限制4個(gè)自由度就可以了。再如圖2-34d所示過(guò)球體中心打一通孔，定位基面為球面，則對(duì)三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度均無(wú)必要限制，所以，限制 、2個(gè)移動(dòng)就夠了。若將圖2-34的f與e對(duì)照：均是在圓柱體工件上銑通槽，但圖f的加工要求增加了一條，被銑通槽與下端槽需對(duì)中。雖然，它們的定位基面仍是外圓面，但圖f需增加對(duì) 自由度的限制，共需限制5個(gè)自由度才正確。欠定位分析欠定位分析過(guò)定位過(guò)定位如果工件的某一個(gè)自由度被定位元件重復(fù)限制，稱(chēng)為過(guò)定位。如果工

3、件的某一個(gè)自由度被定位元件重復(fù)限制，稱(chēng)為過(guò)定位。過(guò)定位是否允許，要視具體情況而定。通常，如果工件過(guò)定位是否允許，要視具體情況而定。通常，如果工件的定位面經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，的定位面經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過(guò)定位是允許的。合理的過(guò)定位起到加強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度和則過(guò)定位是允許的。合理的過(guò)定位起到加強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯面，增加定位穩(wěn)定性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，但加工精度不高，這時(shí)過(guò)定位一般是不或雖經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，但加工精度不高，這時(shí)過(guò)定位一般是不允許的，因?yàn)樗赡茉斐啥ㄎ徊粶?zhǔn)確，或

4、定位不穩(wěn)定，或發(fā)允許的，因?yàn)樗赡茉斐啥ㄎ徊粶?zhǔn)確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。生定位干涉等情況。過(guò)定位分析過(guò)定位分析如果工件孔與端面垂直度保證很好，則此過(guò)定位是允許的。 但若工件孔與端面垂直度誤差較大，且孔與銷(xiāo)的配合間隙又很小時(shí)，定位后會(huì)造成工件歪斜及端面接觸不好的情況，壓緊后就會(huì)使工件產(chǎn)生變形或圓柱銷(xiāo)歪斜。結(jié)果將導(dǎo)致加工后的小頭孔與大頭孔的軸線平行度達(dá)不到要求。這種情況下應(yīng)避免過(guò)定位的產(chǎn)生。最簡(jiǎn)單的解決辦法是將長(zhǎng)圓柱定位銷(xiāo)改成短圓柱銷(xiāo)，就可以消除過(guò)定位。 工件以底平面定位，要求限制3個(gè)自由度 。圖a 采用了4個(gè)支承釘，屬過(guò)定位。若工件定位面較粗糙，則該定位面實(shí)際只能與3個(gè)支承釘接觸，

5、造成定位不穩(wěn)定。如施加夾緊力強(qiáng)行使工件定位面與4個(gè)支承釘均接觸，則必然導(dǎo)致工件變形而影響加工精度。 為避免過(guò)定位，可將支承釘改為3個(gè)。也可將4個(gè)支承釘中的1個(gè)改為輔助支承，輔助支承只起支承作用而不起定位作用。如果工件的定位面是已加工面，且很規(guī)整，則完全可以采用4個(gè)支承釘，而不會(huì)影響定位精度，反而能增強(qiáng)支承剛度，有利于減小工件的受力變形。此時(shí)，還可用支承板代替支承釘（如圖b所示），或用一個(gè)大平面代替支承釘（如平面磨床的磁性工作臺(tái)）。 圖示工件以底面及與其垂直的兩圓柱孔為定位基準(zhǔn)。若采用一個(gè)平面和兩個(gè)短圓柱銷(xiāo)定位（如圖a所示），則平面限制3個(gè)自由度 ，短圓柱銷(xiāo)1限制2個(gè)自由度 ，短圓柱銷(xiāo)2限制 2

6、個(gè)自由度 。其中自由度 被重復(fù)限制，屬過(guò)定位。此時(shí)，由于工件孔心距的誤差和兩定位銷(xiāo)中心距的誤差，可能導(dǎo)致兩定位銷(xiāo)無(wú)法同時(shí)進(jìn)入工件孔內(nèi)。為解決這一過(guò)定位問(wèn)題，可將兩定位銷(xiāo)之一在定位干涉方向（Y向）上削邊，做成菱形銷(xiāo)（圖b），以避免干涉。組合定位組合定位1.1.幾個(gè)定位元件組合起來(lái)定位時(shí)幾個(gè)定位元件組合起來(lái)定位時(shí), ,限制的自由度是每個(gè)定位元件限制限制的自由度是每個(gè)定位元件限制的自由度數(shù)之和的自由度數(shù)之和. .2.2.組合定位中的每個(gè)定位元件改變它單獨(dú)定位所限制的自由度組合定位中的每個(gè)定位元件改變它單獨(dú)定位所限制的自由度. .3.3.組合定位中組合定位中, ,定位元件單獨(dú)起限制移動(dòng)自由度轉(zhuǎn)為限制轉(zhuǎn)

7、動(dòng)自由度定位元件單獨(dú)起限制移動(dòng)自由度轉(zhuǎn)為限制轉(zhuǎn)動(dòng)自由度, ,不再起限制移動(dòng)自由度不再起限制移動(dòng)自由度, ,但是限制自由度數(shù)量不變但是限制自由度數(shù)量不變. . 消除組合定位中的過(guò)定位消除組合定位中的過(guò)定位, ,把限制移動(dòng)方向的自由度定位元件改把限制移動(dòng)方向的自由度定位元件改為能移動(dòng)的定位元件為能移動(dòng)的定位元件. . 消除組合定位中的過(guò)定位消除組合定位中的過(guò)定位, ,也可以改變定位元件的結(jié)構(gòu)也可以改變定位元件的結(jié)構(gòu). .比如比如: :一面一面兩孔中菱形銷(xiāo)兩孔中菱形銷(xiāo)作業(yè)參考答案：作業(yè)參考答案：QFx相當(dāng)于錐度心軸相當(dāng)于錐度心軸欠定位無(wú)法進(jìn)行外圓切削，夾具上加個(gè)臺(tái)階面定位工件的左端面和夾具臺(tái)階面接觸

8、，消除YXZXYXZX方向的移動(dòng)自由度被方向的移動(dòng)自由度被V型塊型塊1、2重復(fù)限制，屬于重復(fù)定位重復(fù)限制，屬于重復(fù)定位將可能出現(xiàn)連桿套不進(jìn)去或間隙過(guò)大，將可能出現(xiàn)連桿套不進(jìn)去或間隙過(guò)大，改進(jìn)辦法：應(yīng)該將改進(jìn)辦法：應(yīng)該將V型塊型塊2改為沿改為沿X方向可以浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)，解決方向可以浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)，解決X方向的移動(dòng)方向的移動(dòng)被重復(fù)限制被重復(fù)限制 圖所示零件以平面圖所示零件以平面3和兩個(gè)短和兩個(gè)短V形塊形塊1、2進(jìn)行定位，試分析該定位方案進(jìn)行定位，試分析該定位方案是否合理？各定位元件應(yīng)分別限制哪些自由度？如何改進(jìn)？是否合理？各定位元件應(yīng)分別限制哪些自由度？如何改進(jìn)？改進(jìn)辦法改進(jìn)辦法應(yīng)改為下圖所示的結(jié)構(gòu)，即右

9、邊的應(yīng)改為下圖所示的結(jié)構(gòu)，即右邊的V型塊型塊2沿著沿著X方向可以移動(dòng)。方向可以移動(dòng)。ZYXZYZYZYXZYZYYXYXZZYZY不完全定位不完全定位三爪卡盤(pán)夾持較長(zhǎng)三爪卡盤(pán)夾持較長(zhǎng)ZYZYXZY三爪卡盤(pán)夾持較長(zhǎng)限制5個(gè)自由度，后頂尖限制2個(gè)自由度，是重復(fù)定位重復(fù)定位，改進(jìn)措施;三爪夾持短點(diǎn)去掉對(duì) 的限制。以避免重復(fù)定位造成的干涉。 ZYZYZYXZY三爪卡盤(pán)夾持較短三爪卡盤(pán)夾持較短屬于不完全定位，如果只加工工件的外圓表面，而無(wú)軸向尺寸方面的要求，則定位是合理的，如果工件有軸向尺寸要求時(shí)，則應(yīng)該增加限制X方向移動(dòng)的定位支撐點(diǎn)。ZYZYXZY三爪卡盤(pán)夾持較短三爪卡盤(pán)夾持較短則應(yīng)該增加限制 方向移

10、動(dòng)的定位支撐點(diǎn)。如果軸向有尺寸要求時(shí)，就屬于欠定位XXZYZYXZY屬于不完全定位。ZYZYXZY屬于重復(fù)定位。屬于重復(fù)定位。改進(jìn)：三爪夾持短點(diǎn)。消除重復(fù)限制的自由度改進(jìn)：三爪夾持短點(diǎn)。消除重復(fù)限制的自由度 。ZY第四章第四章 作業(yè)題作業(yè)題mm003. 050 mm05. 0030 第3題第6題第16題第17題補(bǔ)充作業(yè)題：補(bǔ)充作業(yè)題：如圖所示工件以外圓柱面在如圖所示工件以外圓柱面在V V型型塊上定位，對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行插鍵槽工塊上定位，對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行插鍵槽工序，序，已知：外徑已知：外徑d d為為: : 內(nèi)徑內(nèi)徑D D為為: : 內(nèi)外圓同軸度為內(nèi)外圓同軸度為0.02mm0.02mm，試計(jì)算用調(diào)整法加工這批工件時(shí)，試計(jì)算用調(diào)整法加工這批工件時(shí)，工