機(jī)床夾具基準(zhǔn)及其分類

1、1第八節(jié)機(jī)床夾具第八節(jié)機(jī)床夾具概述概述基準(zhǔn)及其分類基準(zhǔn)及其分類工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位定位誤差分析定位誤差分析工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊2一一 概述概述夾具定義：在機(jī)床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種夾具定義：在機(jī)床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機(jī)床或刀裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機(jī)床或刀具的正確位置，并把工件可靠的夾緊。具的正確位置，并把工件可靠的夾緊。裝夾：裝夾：將工件在機(jī)床上或夾具中定位、夾緊的過程。將工件在機(jī)床上或夾具中定位、夾緊的過程。定位：定位：確定工件在機(jī)床或夾具中占有正確位置的過程。確定工件

2、在機(jī)床或夾具中占有正確位置的過程。夾緊：夾緊：是指工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持是指工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。定位位置不變的操作。 定位一般有三種方式定位一般有三種方式: 1.直接找正直接找正定位定位 工件的定位過程可以由操作工人直接在機(jī)床上利用千分表、劃線盤等工具，找正某些有相互位置要求的表面，然后夾緊工件，稱之為直接找正定位定位。直接找正定位定位生產(chǎn)效率低，一般用于單件小批量生產(chǎn)。 2.劃線找正劃線找正定位定位 3.夾具夾具定位定位 優(yōu)點(diǎn)：操作比較簡單，容易保證加工精度要求，在各種生產(chǎn)類型中都有應(yīng)用，持別是成批和大量生產(chǎn)中。4 機(jī)床夾具的作用機(jī)床

3、夾具的作用1. 保證工件的加工精度保證工件的加工精度采用夾具后，工件各有關(guān)表面的相互位置精度是由夾具來保證的，比劃線找正所達(dá)到的精度高很多，并且質(zhì)量穩(wěn)定。2. 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率提高勞動(dòng)生產(chǎn)率采用夾具后，能使工件迅速地定位和夾緊，不僅省去了劃線找正所花費(fèi)的大量時(shí)間，而且簡化了工件的安裝工作，顯著地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。3. 改善工人勞動(dòng)條件，保障生產(chǎn)安全改善工人勞動(dòng)條件，保障生產(chǎn)安全用夾具裝夾工件方便、省力、安全。用氣動(dòng)、液動(dòng)等夾緊裝置，可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。夾具在設(shè)計(jì)時(shí)采取了安全保證措施，用以保證操作者的人身安全。4. 降低生產(chǎn)成本降低生產(chǎn)成本在批量生產(chǎn)中使用夾具時(shí)，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高，并且允許使用

4、技術(shù)等級(jí)較低的工人操作，可顯著地降低生產(chǎn)成本。6圖圖2-67 尾座套筒銑鍵槽夾具尾座套筒銑鍵槽夾具782. 機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具的分類根據(jù)其應(yīng)用范圍和特點(diǎn)，分為根據(jù)其應(yīng)用范圍和特點(diǎn)，分為如下類型：如下類型：（1）通用夾具）通用夾具 （2）專用夾具）專用夾具 （3）通用可調(diào)夾具和成組夾具）通用可調(diào)夾具和成組夾具 （4）組合夾具）組合夾具（5）隨行夾具）隨行夾具2 機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具的分類1. 按夾具的通用特性分類按夾具的通用特性分類1) 通用夾具通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具，如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等，這類夾具由專門生產(chǎn)廠家

5、生產(chǎn)和供應(yīng)，其特點(diǎn)是使用方便，通用性強(qiáng)，但加工精度不高，生產(chǎn)率較低，且難以裝夾形狀復(fù)雜的工件，僅適用于單件小批量生產(chǎn)。2) 專用夾具專用夾具是針對某一工件某一工序的加工要求專門設(shè)計(jì)和制造的夾具，其特點(diǎn)是針對性很強(qiáng)，沒有通用性。在批量較大生產(chǎn)和形狀復(fù)雜、精度要求高的工件加工中，常用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。3) 可調(diào)夾具可調(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的不足而發(fā)展起來的一類夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又分為通用可調(diào)和成組夾具兩種。4）組合夾具 5）隨行夾具11圖圖2-69 滑柱鉆?；@模12合件合件組合夾具組合

6、夾具13組合夾具組合夾具14組合夾具組合夾具u預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件+合件組成的專用夾具。合件組成的專用夾具。u元件和合件可重復(fù)使用。元件和合件可重復(fù)使用。u設(shè)計(jì)、制造周期短。一次性投資大。設(shè)計(jì)、制造周期短。一次性投資大。15自動(dòng)線上使用，可移動(dòng)。自動(dòng)線上使用，可移動(dòng)。隨行夾具隨行夾具圖圖2-71 加工活塞的隨行夾具加工活塞的隨行夾具163. 機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具的組成 定位元件定位元件 夾緊裝置夾緊裝置 對刀、導(dǎo)引元件或裝置對刀、導(dǎo)引元件或裝置 連接元件連接元件 其他裝置或元件其他裝置或元件 夾具體夾具體 定位元件，夾緊裝置和夾具體是夾定位元件，夾緊裝置和夾具體是夾具的基

7、本組成部分具的基本組成部分17二二 基準(zhǔn)及其分類基準(zhǔn)及其分類 定義：用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那定義：用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。些點(diǎn)、線、面。 根據(jù)功用：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。根據(jù)功用：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn) 為加工中用作定位的基準(zhǔn)。為加工中用作定位的基準(zhǔn)。 測量基準(zhǔn)測量基準(zhǔn) 測量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。測量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。 裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn) 是裝配時(shí)確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置是裝配時(shí)確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準(zhǔn)。所采用的基準(zhǔn)。 工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn) 是在工序圖上用來確定定該工序加工表面加工是在工序圖上用來確定定該

8、工序加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。18測量基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)圖圖2-72 鉆套鉆套19裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)圖圖2-73 齒輪的裝配基準(zhǔn)齒輪的裝配基準(zhǔn)20工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)圖圖2-74 工件鉆孔工序簡圖工件鉆孔工序簡圖211. 六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理n任何一個(gè)未受約束的物體，在空間都有任何一個(gè)未受約束的物體，在空間都有6個(gè)自由度個(gè)自由度n要確定物體在空間的位置，必須約束其要確定物體在空間的位置，必須約束其6個(gè)自由度個(gè)自由度n理論上講，工件的六個(gè)自由度可用六個(gè)支承點(diǎn)加以限制，前理論上講，工件的六個(gè)自由度可用六個(gè)支承點(diǎn)加以限制，前提是這六個(gè)支承點(diǎn)在空間按一定規(guī)律分布，并保

9、持與工件的提是這六個(gè)支承點(diǎn)在空間按一定規(guī)律分布，并保持與工件的定位基面相接觸。定位基面相接觸。三三 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位22圖圖2-75 工件的六點(diǎn)定位工件的六點(diǎn)定位華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院熊良山制作23華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院熊良山制作5. 常見的定位方式與定位元件常見的定位方式與定位元件244.2.2 常用定位方法及定位元件常用定位方法及定位元件1. 對定位元件的基本要求對定位元件的基本要求工件在夾具中定位時(shí)，一般不允許將工件直接放在夾具體上，而應(yīng)放在定位元件上，因而對定位元件提出下列要求：(1) 高的精度。定位元件的精度直接影響工件定位誤差的大小。一般來說，定

10、位元件的制造公差應(yīng)比工件上相應(yīng)尺寸的公差小，否則會(huì)降低定位精度，但也要注意不能定的太嚴(yán)格，否則會(huì)給加工帶來困難。(2) 高的耐磨性。工件的裝卸會(huì)磨損定位元件表面，導(dǎo)致定位精度下降。為了延長定位元件的更換周期，提高夾具的使用壽命，定位元件應(yīng)有高的耐磨性。(3) 足夠的剛度和強(qiáng)度。定位元件不僅限制工件的自由度，還要支承工件、承受夾緊力和切削力，因此，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免使用中變形或損壞。(4) 良好的工藝性。定位元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，便于加工、裝配和更換。定位元件在夾具中的布置要合理、 適當(dāng)，以保證工件的定位可靠、穩(wěn)定。2. 定位方法和定位元件定位方法和定位元件1) 工件以平面定位在機(jī)械加工

11、過程中，有許多工件是以平面作為定位基準(zhǔn)在夾具中定位的。例如箱體、機(jī)座、支架、圓盤、板狀等類工件，在加工其平面和孔時(shí)，一般都要用平面作為定位基準(zhǔn)。根據(jù)是否起限制自由度作用，用平面定位的定位元件有主要支承和輔助支承兩種。指高度尺寸固定，不能調(diào)整的支承，包括固定支承釘和固定支承板。固定支承釘用于較小平面的支承。固定支承板用于較大平面的支承。(1)固定支承圖4-8 各種固定支承釘a是平頭支承釘，孔軸配合，頂面定位用于已加工表面，定位加工過的精基準(zhǔn)；b是球頭支承釘，點(diǎn)接觸用于定位未加工毛坯的粗基準(zhǔn)，保證良好的接觸。c是齒紋面支承釘，用于未加工表面，可減小實(shí)際接觸面積，保證良好的接觸，由于槽中易積屑，常用

12、于側(cè)面定位以增大摩擦力。d是帶套筒的支承釘，用于大批量生產(chǎn)，便于支撐釘磨損后更換。(a)(b)(c)圖4.9 支撐板支承板支承板 一般多用于已加工表面，用一般多用于已加工表面，用作精基準(zhǔn)面較大時(shí)的定位元件作精基準(zhǔn)面較大時(shí)的定位元件。 (a) 平板式支承板平板式支承板，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但不易清除落入沉頭螺釘孔內(nèi)的碎屑； (b) 臺(tái)階式支承板臺(tái)階式支承板，裝夾螺釘?shù)钠矫娴陀谥С忻?5mm，克服了不易清屑的缺點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)不緊湊； (c) 斜糟式斜糟式支承板支承板，在支承面上開兩個(gè)斜糟為固定螺釘用，使清屑容易又結(jié)構(gòu)緊湊。 不論采用支承釘或支承板作為定位不論采用支承釘或支承板作為定位元件，裝入夾具體后，為

13、使各支承面在元件，裝入夾具體后，為使各支承面在一個(gè)水平面內(nèi)，應(yīng)再修磨一次一個(gè)水平面內(nèi)，應(yīng)再修磨一次。 它指頂端位置可在一定高度范圍內(nèi)調(diào)整的支承。 多用于未加工平面的定位，以調(diào)節(jié)和補(bǔ)償各批毛坯尺寸的誤差，一般每批毛坯調(diào)整一次。 調(diào)整時(shí)要先松后調(diào)，調(diào)好后用防松螺母鎖緊?？烧{(diào)支承主要用于工件以粗基準(zhǔn)面定位或定位基面的形狀復(fù)雜（如成型面，臺(tái)階面等），以及各批毛坯的尺寸、形狀變化較大時(shí)的情況。(2)可調(diào)支承圖4-10 可調(diào)支承圖 可調(diào)支承的應(yīng)用 如圖所示工件，毛坯為砂型鑄件，先以B面定位銑A面，再以A面定位鏜雙孔。銑A面時(shí)，若采用固定支承，由于定位基面B的尺寸和形狀誤差較大，銑完后A面與兩毛坯孔（圖中虛

14、線）的距離尺寸H1、H2變化也大，致使鏜孔時(shí)余量很不均勻，甚至余量不夠。因此，固定支承必須改為可調(diào)支承，再根據(jù)每批毛坯的實(shí)際誤差大小調(diào)整支承釘?shù)母叨?，就可避免上述情況發(fā)生。圖 可調(diào)支承的應(yīng)用 圖中利用可調(diào)支承加工不同尺寸的相似工件?？烧{(diào)支承在一批工件加工前調(diào)整一次，在同一批工件加工中保持不變，其作用與固定支承相同。 指支承本身的位置在定位過程中，能自動(dòng)適應(yīng)工件定位基準(zhǔn)面位置變化的一類支承。(3)自位支承圖4-11 自位支承這類支承的特點(diǎn)是：支承點(diǎn)的位置能隨著工件定位基準(zhǔn)面的不同而自動(dòng)調(diào)節(jié)，工件定位基面壓下其中一點(diǎn)，其余點(diǎn)便上升，直至各點(diǎn)都與工件接觸。自位支承可增加與工件定位面的接觸點(diǎn)數(shù)，提高了

15、工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性，但其作用仍相當(dāng)于1個(gè)固定支承，只限制工件1個(gè)自由度。(4)輔助支承（1）輔助支承的作用 a 輔助支承能起預(yù)定位，但不起定位作用，不應(yīng)限制工件的自由度，更不能破壞基本支承對工件的定位、； b 提高工件的裝夾穩(wěn)定性和剛性。 （2）輔助支承的工作特點(diǎn) 可調(diào)并能鎖緊，即待工件定位夾緊以后，再調(diào)整支承釘?shù)母叨龋蛊浞謩e與工件的有關(guān)表面接觸并鎖緊。每安裝1個(gè)工件就調(diào)整一次輔助支承。（3）輔助支承的結(jié)構(gòu)形式很多a為螺旋式輔助支承，使用此類輔助支承加工工件時(shí)，應(yīng)在工件裝夾前，先調(diào)節(jié)輔助支承至最低位置，等工件裝夾后再向上調(diào)節(jié)與工件接觸。加工完畢，又必須把輔助支承重新調(diào)至最低位置，待第2個(gè)

16、工件裝夾后，再把輔助支承向上調(diào)節(jié)與工件接觸，如此反復(fù)直到一批工件加工完畢。因此，這種輔助支承操作麻煩，效率低。 a）螺旋式輔助支承輔助支承b）自位式 c）推引式1支承 2頂柱 3手柄 4彈簧 5滑銷 6斜楔 7手輪b為自位式輔助支承，支承1在彈簧4的作用下始終與工件接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄3使頂柱2將支承1鎖緊。c為推引式輔助支承，工件夾緊后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪7使斜楔6左移推動(dòng)滑銷5與工件接觸，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪7可使斜楔6的開槽部分漲開而鎖緊。 有些工件，如套筒、法蘭盤、撥叉等，以圓孔表面作為定位基面時(shí)，常用以下元件定位： 定位銷定位銷 定位心軸定位心軸 錐銷錐銷 小錐度心軸小錐度心軸2.工件以圓孔定位1、圓柱銷（定

17、位銷） 圓柱定位銷有長定位銷與短定位銷之分，長定位銷限制工件的4個(gè)自由度，短定位銷限制工件的2個(gè)自由度；長、短定位銷的區(qū)分主要是根據(jù)定位銷的定位工作面與基準(zhǔn)孔接觸的相對長度來分的。(2)圓錐銷 圓錐銷定位 圖所示為工件以圓孔在圓錐銷上的定位示意圖。它限制了工件的3個(gè)自由度，錐銷與圓孔沿孔口接觸，孔口的形狀直接影響接觸情況，從而影響定位精度。圖a為整體圓錐銷適應(yīng)于加工過的圓孔；若圓孔是毛坯孔，由于孔的誤差大，為保證二者接觸均勻，采用圖b所示的結(jié)構(gòu)。(3) 定位心軸 圓柱定位心軸主要用在車床、銑床、磨床上加工套類和盤類零件。下圖所示為幾種常用圓柱心軸的結(jié)構(gòu)形式。 圖a為間隙配合心軸，定位部直徑按h

18、6、g6、f7制造，裝卸工件方便，但定心精度不高。圖 圓柱心軸圖 圓柱心軸1安裝部分 2工作部分 3導(dǎo)向部分 圖b為過盈配合心軸，適用于加工工件外圓及端面。它由導(dǎo)向部分3，工作部分2，安裝部分1組成。當(dāng)工件孔的長度與直徑之比L/d1時(shí)，為了裝卸工件容易，工作部分應(yīng)有一定錐度。安裝部分由同軸度極高的兩頂尖孔及與撥盤配套和傳遞扭矩的削扁方組成。心軸上的凹槽是供車削端面時(shí)退刀用的。這種心軸結(jié)構(gòu)簡單，容易制造且定心精度高，但裝卸工件不便，易損傷工件定位孔。多用于定心精度要求較高的場合。 圖c是花鍵心軸，用于加工以花鍵孔定位的工件。當(dāng)工件定位孔的長度與直徑比L/d1時(shí)，工作部分可稍帶錐度。(4)小錐度心

19、軸 如圖所示，這種心軸的定心精度較高，可達(dá)0.010.02mm，但軸向位移誤差較大，工件易傾斜，故不宜加工端面。多用于車或磨同軸度要求高的盤類零件，可獲得較高的定位精度。圖 小錐度心軸小錐度心軸是以工件孔和心軸工作面的彈性變形來夾緊工件，故傳遞扭矩較小，裝卸工件不便。一般只用于定位孔的精度不低于IT7的精車和精磨加工。小錐度心軸的設(shè)計(jì)主要是確定錐度k及其結(jié)構(gòu)尺寸。一般來說基準(zhǔn)孔的精度一定時(shí)選擇錐度k越小定心精度越高，且夾緊越可靠，但軸向位移誤差較大；選擇較大k值，軸向可得到較小的誤差，但工件易傾斜。所以在確定k值時(shí)要兼顧工件的軸向傾斜和定心精度兩方面的要求；一般情況下工件長度與直徑之比小時(shí)，為

20、了防止工件傾斜，k取小值，工件長度與直徑比大時(shí)，k取大值，心軸結(jié)構(gòu)尺寸的確定可查閱國標(biāo)。 當(dāng)工件以外圓柱面定位時(shí)，常用的定位元件有： V V形塊形塊 定位套筒定位套筒 半圓孔定位座半圓孔定位座 外圓定心夾緊機(jī)構(gòu)外圓定心夾緊機(jī)構(gòu)3.工件以外圓柱面定位 V V形塊的典型結(jié)構(gòu)形塊的典型結(jié)構(gòu) 圖所示為常用V形塊。圖a是用于精基準(zhǔn)的短V形塊；圖b是用于精基準(zhǔn)的長V形塊；圖c是用于粗基準(zhǔn)的長V形塊，也可定位兩段精基準(zhǔn)外圓相距較遠(yuǎn)的階梯軸；圖d為大重量工件用鑲淬硬墊塊或鑲硬質(zhì)合金V形塊。采用這種結(jié)構(gòu)除制造經(jīng)濟(jì)性好外，又便于V形塊定位工作面磨損后更換，還可通過更換不同厚度的墊塊以適應(yīng)不同直徑的工件定位，使結(jié)構(gòu)

21、通用化。(1)V形塊 圖 V形塊的典型結(jié)構(gòu) 長、短V形塊是按照V形塊量棒和V形塊定位工作面的接觸長度L與量棒直徑d之比來區(qū)分，即L/d1時(shí)為長V形塊，限制工件4個(gè)自由度。 V V形塊的典型結(jié)構(gòu)形塊的典型結(jié)構(gòu) 圖所示為常用V形塊。圖a是用于精基準(zhǔn)的短V形塊；圖b是用于精基準(zhǔn)的長V形塊；圖c是用于粗基準(zhǔn)的長V形塊，也可定位兩段精基準(zhǔn)外圓相距較遠(yuǎn)的階梯軸；圖d為大重量工件用鑲淬硬墊塊或鑲硬質(zhì)合金V形塊。采用這種結(jié)構(gòu)除制造經(jīng)濟(jì)性好外，又便于V形塊定位工作面磨損后更換，還可通過更換不同厚度的墊塊以適應(yīng)不同直徑的工件定位，使結(jié)構(gòu)通用化。(1)V形塊 圖 V形塊的典型結(jié)構(gòu) 長、短V形塊是按照V形塊量棒和V形

22、塊定位工作面的接觸長度L與量棒直徑d之比來區(qū)分，即L/d1時(shí)為長V形塊，限制工件4個(gè)自由度。V V形塊的結(jié)構(gòu)參數(shù)形塊的結(jié)構(gòu)參數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)V形塊（GB/T22081991）的結(jié)構(gòu)參數(shù)見下圖。V形塊在夾具上調(diào)整好位置后用螺釘緊固并配作2個(gè)銷孔，用2個(gè)定位銷定位。兩斜面的夾角有60、90、120 3種，其中以90應(yīng)用最廣。標(biāo)準(zhǔn)V形塊是根據(jù)工件定位面外圓直徑來選取。設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)V形塊時(shí)可參考標(biāo)準(zhǔn)V形塊的結(jié)構(gòu)參數(shù)來進(jìn)行。 V V形塊的定位特性形塊的定位特性 V V形塊定位的最大優(yōu)點(diǎn)是對中性好形塊定位的最大優(yōu)點(diǎn)是對中性好，它可使一批工件的定位基準(zhǔn)軸線始終對中在V形塊兩斜面的對稱面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響

23、。不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響。 V形塊定位的另1個(gè)特點(diǎn)是無論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工，是完整的圓柱面還是局部的圓弧面，都可以采用V形塊定位。因此在以外圓柱面定位以外圓柱面定位時(shí)，時(shí)，V V形塊是用得最多的定位元件。形塊是用得最多的定位元件。 V形塊以兩斜面與工件的外圓接觸起定位作用。工件的定位面是外圓柱工件的定位面是外圓柱面，但其定位基準(zhǔn)是外圓軸線，即面，但其定位基準(zhǔn)是外圓軸線，即V V形塊起定心作用。形塊起定心作用。 活動(dòng)活動(dòng)V V形塊與固定形塊與固定V V形塊形塊 V形塊還有固定式和活動(dòng)式之分。固定式V形塊通過定位銷連接在夾具體上，活動(dòng)V形塊主要用來消除過定位。 工件以外圓柱面定位時(shí)，也可采用

24、圖4-18所示的定位套。圖a為長定位套，限制工件4個(gè)自由度，圖b為短定位套，限制工件兩個(gè)移動(dòng)自由度 。定位套結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，但是定心精度不高，一般適用精基準(zhǔn)定位。長短定位套的區(qū)分與長短V形塊的區(qū)分相同。(2)定位套筒圖4-18 定位套筒 主要用于大型軸類工件及不便軸向裝夾的工件定位。將同一圓周面的孔分成兩半圓，下半圓部分裝在夾具體上，起定位作用，上半圓部分裝在可卸式或鉸鏈?zhǔn)缴w上，起夾緊作用。(3)半圓孔定位座圖4-19 半圓孔定位座 在實(shí)現(xiàn)定心的同時(shí)，能將工件夾緊的機(jī)構(gòu)，稱為定心夾緊機(jī)構(gòu)，如三爪自定心卡盤、彈簧夾頭等。 圖a為拉式彈簧夾頭，b為推式彈簧夾頭，c為不動(dòng)式彈簧夾頭。不動(dòng)式夾頭的

25、優(yōu)點(diǎn)是，夾緊工件時(shí)工件不會(huì)發(fā)生軸向移動(dòng)，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。(4)外圓定心夾緊機(jī)構(gòu)522. 支承點(diǎn)與定位元件支承點(diǎn)與定位元件圖圖2-76 連桿的定位連桿的定位533. 完全定位與不完全定位完全定位與不完全定位n完全定位：工件的六個(gè)自由度完全被限制的定位完全定位：工件的六個(gè)自由度完全被限制的定位稱為完全定位。稱為完全定位。n不完全定位：按加工要求，允許有一個(gè)或幾個(gè)自不完全定位：按加工要求，允許有一個(gè)或幾個(gè)自由度不被限制的定位，稱為不完全定位。由度不被限制的定位，稱為不完全定位。n在實(shí)際生產(chǎn)中，工件被限制的自由度數(shù)一般不少在實(shí)際生產(chǎn)中，工件被限制的自由度數(shù)一般不少于三個(gè)。于三個(gè)。54圖圖2-77 完全定

26、位與不完全定位完全定位與不完全定位554. 欠定位與過定位欠定位與過定位n欠定位：按工序的加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度而未欠定位：按工序的加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度而未予限制的定位，稱為欠定位。予限制的定位，稱為欠定位。n過定位：工件的同一自由度被兩個(gè)或兩個(gè)以上的支承點(diǎn)重過定位：工件的同一自由度被兩個(gè)或兩個(gè)以上的支承點(diǎn)重復(fù)限制的定位，稱為過定位。復(fù)限制的定位，稱為過定位。n欠定位是絕對不允許，過定位要使用得當(dāng)。欠定位是絕對不允許，過定位要使用得當(dāng)。56圖圖2-78 幾種常見的過定位幾種常見的過定位消除過定位及干涉的方法：消除過定位及干涉的方法： 改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以減少轉(zhuǎn)化為支改變定位

27、元件的結(jié)構(gòu)，以減少轉(zhuǎn)化為支撐點(diǎn)的數(shù)目，消除被重復(fù)限制的自由度撐點(diǎn)的數(shù)目，消除被重復(fù)限制的自由度。 提高工件定位基面之間及夾具定位元件工作表提高工件定位基面之間及夾具定位元件工作表面之間的位置精度，以消除過定位引起的干涉。面之間的位置精度，以消除過定位引起的干涉。 如以一個(gè)精確平面代替三個(gè)支承點(diǎn)支承已加工的平面，可提高定位穩(wěn)定性和工藝系統(tǒng)剛度，保證加工精度。 過定位不是絕對不允許，視具體情況而定。 實(shí)際生產(chǎn)中，在采取適當(dāng)工藝措施的情況下，可實(shí)際生產(chǎn)中，在采取適當(dāng)工藝措施的情況下，可利用過定位來提高定位剛度，這就是過定位的合理應(yīng)用。利用過定位來提高定位剛度，這就是過定位的合理應(yīng)用。仍以上圖為例來說

28、明，若連桿大頭孔與端面的垂直度誤差很小，長銷與臺(tái)階面的垂直度誤差也很小，此時(shí)就可利用大頭孔與長銷的配合間隙來補(bǔ)償這種較小的垂直度誤差，并不致引起相互干涉仍能保證連桿端面與平面支承可靠接觸。、 采用這種方式定位由于整個(gè)端面接觸，增強(qiáng)了切削時(shí)增強(qiáng)了切削時(shí)的剛度和定位穩(wěn)定性，的剛度和定位穩(wěn)定性，保證了加工精度。圖圖2-79 改善過定位的措施改善過定位的措施定位原理分析例一（1）：長銷與小端面組合，此時(shí)小端面只限制Y移動(dòng)自由度（2）：短銷與大斷面組合，此時(shí)短銷只限制X和Z的移動(dòng)自由度（3）：長銷與球面墊圈結(jié)合，此時(shí)球面墊圈也只限制Y的移動(dòng)自由度 在箱體、連桿、蓋板等類零件加工中，常采用這種組合定位，俗

29、稱“一面兩孔”定位。一面兩孔定位時(shí)所用的定位元件是：平面采用支承板，兩孔采用定位銷，故又稱為“一面兩銷”，如圖所示。例四一個(gè)平面和兩個(gè)與其垂直的孔的組合xz定位分析：平面：3個(gè)自由度，z移動(dòng)，x、y轉(zhuǎn)動(dòng)左銷：2個(gè)自由度x、y移動(dòng)右銷：2個(gè)自由度，x移動(dòng)，y轉(zhuǎn)動(dòng)重復(fù)定位x移動(dòng)方向的自由度 兩圓柱銷重復(fù)限制了x方向的移動(dòng)自由度，屬于過定位。 由于工件上兩孔的孔心距有誤差K，夾具上兩銷的銷心距有誤差L， 因而會(huì)出現(xiàn)圖中所示的孔銷干涉情況，兩孔、銷配合出現(xiàn)最小間隙，孔間距為最大尺寸、銷間距為最小尺寸(或者反之)時(shí)，將會(huì)發(fā)生干涉而使工件無法順利裝入。解決方法：解決方法：將銷2做成削邊銷沿X方向削邊。其結(jié)

30、構(gòu)如下圖：圖a用于孔徑很小的定位銷，圖b用于孔徑3-50mm的定位銷圖c用于孔徑大于50mm的定位銷，圖d中的b1為削邊銷留下的寬度， 可取值為b1=D22/（2a），D2為孔2的最小直徑， 2為孔2與銷2的最小配合間隙，一般a= K +J。例5一個(gè)平面和兩個(gè)與其垂直的外圓柱面的組合圖280工件以端面和兩外圓定位工件在垂直平面定位后，再將工件左端用圓孔或v形塊定位，工件右端外圓所用的v形塊必須做成浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，使其只能限制工件一個(gè)自由度，否則就會(huì)出現(xiàn)過定位。例六一個(gè)孔和一個(gè)平行于孔中心線的平面的組合 前面討論了根據(jù)工件的加工要求，確定工件應(yīng)被限制的自由度，以及選擇工件定位基準(zhǔn)和根據(jù)工件定位面的情況

31、選擇合適的定位元件等問題。但還沒討論是否能滿沒討論是否能滿足工件加工精度的要求足工件加工精度的要求，要解決這一問題，需要進(jìn)行工件定位誤差的分析和計(jì)算來判斷 。如果工件的定位如果工件的定位誤差不大于工件加工尺寸公差值的誤差不大于工件加工尺寸公差值的1/31/3，一般認(rèn)為該定，一般認(rèn)為該定位方案能滿足本工序加工精度的要求。位方案能滿足本工序加工精度的要求。 成批加工工件時(shí)，夾具相對機(jī)床的位置及切削運(yùn)成批加工工件時(shí)，夾具相對機(jī)床的位置及切削運(yùn)動(dòng)動(dòng) 的行程調(diào)定后不再變動(dòng)，可認(rèn)為加工面的位置是固定的行程調(diào)定后不再變動(dòng)，可認(rèn)為加工面的位置是固定的。但因一批工件中每個(gè)工件在尺寸形狀及表面相互的。但因一批工件

32、中每個(gè)工件在尺寸形狀及表面相互位置上均存在差異，所以定位后各表面有不同的位置位置上均存在差異，所以定位后各表面有不同的位置變動(dòng)。變動(dòng)。四四 定位誤差分析定位誤差分析Kgczadw3/Kdwv定位誤差：同批工件在夾具中定位時(shí)，工序基準(zhǔn)位置定位誤差：同批工件在夾具中定位時(shí)，工序基準(zhǔn)位置在工序尺寸方向或沿加工要求方向上的最大變動(dòng)量。在工序尺寸方向或沿加工要求方向上的最大變動(dòng)量。n加工誤差不等式加工誤差不等式當(dāng)工序基準(zhǔn)僅與一當(dāng)工序基準(zhǔn)僅與一個(gè)定位基準(zhǔn)有關(guān)時(shí)，個(gè)定位基準(zhǔn)有關(guān)時(shí)，基準(zhǔn)不重合誤差的基準(zhǔn)不重合誤差的大小，一般等于定大小，一般等于定位基準(zhǔn)到工序基準(zhǔn)位基準(zhǔn)到工序基準(zhǔn)間的定位尺寸公差。間的定位尺寸公

33、差。LbcTL 2cosbcdw引起的定位誤差由bc1.定位誤差及其產(chǎn)生原因定位誤差及其產(chǎn)生原因1）由基準(zhǔn)不重合誤差）由基準(zhǔn)不重合誤差 bc引起的定位誤差引起的定位誤差2 2）定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的定位誤差jw（基準(zhǔn)位移誤差） 工件定位工作面與夾具定位元件的定位工作面合稱“定位副”，由于定位副制造誤差定位副制造誤差（工件定位面和夾具定工件定位面和夾具定位元件的制造誤差以及兩者之間的間隙位元件的制造誤差以及兩者之間的間隙），直接影響定位精度。 由于定位副制造不準(zhǔn)確，使得由于定位副制造不準(zhǔn)確，使得定位基準(zhǔn)相對于夾具定位基準(zhǔn)相對于夾具的調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生位移而產(chǎn)生的定位誤差，的調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生位移而產(chǎn)生的定位

34、誤差，稱為稱為基準(zhǔn)位移誤基準(zhǔn)位移誤差差。 例：以心軸定位銑上平面，孔與軸的最小間隙為 分析： 如圖a，工件以內(nèi)孔軸線o為定位基準(zhǔn)，套在心軸o1上。工序尺寸為H（+H，0） 尺寸H的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為內(nèi)孔軸線o，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合，調(diào)刀基準(zhǔn)是定位心軸o1，從定位角度看，內(nèi)孔軸線和心軸軸線重合，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、調(diào)刀基準(zhǔn)三者重合，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、調(diào)刀基準(zhǔn)三者重合，jbjb=0=0。 但定位心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，一般為了便于工件套在心軸上，還留有配合間隙，安裝后孔和軸的中心必然不重合，如b圖，使得定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)o o相對調(diào)刀基準(zhǔn)相對調(diào)刀基準(zhǔn)o o1 1發(fā)生位置變動(dòng)發(fā)生位置變動(dòng)。 當(dāng)心軸如

35、圖當(dāng)心軸如圖b b水平放置時(shí)水平放置時(shí)，工件孔與心軸始終與上母線A單邊接觸，則定位基準(zhǔn)o與調(diào)到基準(zhǔn)o1間的的最大和最小距離分別為： OO1max=OA-O1A=（D+D）/2-（ d-d）/2 OO1min=D/2-d/2 由于基準(zhǔn)發(fā)生位移而造成的加工誤差為： jwjw=OO=OO1max1max-OO-OO1min1min=(=(D+ D+ d )/2d )/2 此定位誤差為內(nèi)孔公差與心軸公差之和的一半，與最小配合間隙無關(guān)。此定位誤差為內(nèi)孔公差與心軸公差之和的一半，與最小配合間隙無關(guān)。 cosjwdw2sin221djwTOO0bc由基準(zhǔn)位置誤差由基準(zhǔn)位置誤差 jw引起的定位誤差引起的定位誤

36、差2.2.定位誤差可按下述方法進(jìn)行分析計(jì)算：( (注意：方向的判斷注意：方向的判斷) ) 一是先分別求出基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差，再求出其在加工尺寸方向上的矢量和，即dw=jb+jw； 當(dāng)jb與db無共同變量因素時(shí)，稱其“獨(dú)立”，合成“+” ； 當(dāng)jb與db有共同變量因素時(shí)，稱其“相關(guān)”（ 當(dāng)工序基準(zhǔn)在定 位基面上時(shí)，一定“相關(guān)”）； 合成同同 異異 + + ：在工序尺寸方向上，工件的工序基準(zhǔn)與工件與定 位元件的定位接觸點(diǎn)位于工件定位基準(zhǔn)同側(cè)時(shí)，合成，異側(cè)時(shí)， 合成+。二是按最不利情況，確定一批工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的兩個(gè)極限位置，再根據(jù)幾何關(guān)系求出此兩位置的距離，并將其投影到加工尺寸方向上，便可求

37、出定位誤差。（即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的最大位置變動(dòng)量）coscosjwbcdw0dTd例例2-1一圓盤形工件在一圓盤形工件在V形塊上定位鉆孔，孔的位置尺寸的形塊上定位鉆孔，孔的位置尺寸的標(biāo)注方法假定有三種，其相應(yīng)工序尺寸分別為標(biāo)注方法假定有三種，其相應(yīng)工序尺寸分別為A,B,C（如如圖）。已知外圓直徑為圖）。已知外圓直徑為 ，求工序尺寸，求工序尺寸A,B,C的定位誤差，的定位誤差，并比較其大小。并比較其大小。)2sin2(djwT解：解：1. 判斷工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)：工序尺寸判斷工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)：工序尺寸A、B、C的工序的工序基準(zhǔn)分別為外圓中心基準(zhǔn)分別為外圓中心O、外圓最高母線、外圓最高母線D、外圓最低、

38、外圓最低母線母線E；定位基準(zhǔn)都是外圓中心；定位基準(zhǔn)都是外圓中心O。只有工序尺寸。只有工序尺寸A的的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，bc(A)=0。 2. 計(jì)算基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位置誤差計(jì)算基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位置誤差 bc(B)= bc(C)= Td/2)2sin2()(djwAdwT12sin12)()(djwBbcBdwT12sin12)()(dCbcjwCdwT3. 判斷判斷bc和和jw的方向的方向工序尺寸工序尺寸A： bc(A)=0；工序尺寸工序尺寸B： bc和和jw 方向相同且與方向相同且與B方向一致；方向一致；工序尺寸工序尺寸C： bc和和jw 方向相反且與方向相

39、反且與C方向一致方向一致。4. 計(jì)算定位誤差計(jì)算定位誤差5. 比較定位誤差的大小比較定位誤差的大小)()()(BdwAdwCdw定位和夾緊關(guān)于定位和夾緊的概念?yuàn)A緊-把工件放置在夾具中，壓緊夾牢夾緊的作用：保持工件在夾具中由定位所獲得的正確加工位置，使工件在加工過程之中不至于由于切削力等外力作用而破壞已經(jīng)獲得的正確定位。重要概念：定位和夾緊是夾具設(shè)計(jì)中非常重要的兩個(gè)概念，兩者有緊密聯(lián)系，缺一不可，但在概念上有嚴(yán)格區(qū)別:定位是確定工件在夾具中相對刀具處于一個(gè)正確加工位置，而夾緊的作用是保證工件在加工過程之中始終保持由定位所確定的正確加工位置，夾緊不能代替定位五五 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾

40、緊組成（1）動(dòng)力裝置動(dòng)力裝置（2）中間傳力機(jī)構(gòu)中間傳力機(jī)構(gòu)（3）夾緊元件夾緊元件作用1 1）改變作用力的方向；）改變作用力的方向；2 2）改變作用力的大??；）改變作用力的大小；3 3）使夾緊實(shí)現(xiàn)自鎖。）使夾緊實(shí)現(xiàn)自鎖。1 1）夾緊時(shí)不破壞工件定位后的正確位置；）夾緊時(shí)不破壞工件定位后的正確位置； 穩(wěn)穩(wěn)2 2）夾緊力大小要適當(dāng)；）夾緊力大小要適當(dāng)； 牢牢3 3）夾緊動(dòng)作要迅速、可靠；）夾緊動(dòng)作要迅速、可靠； 快快4 4）結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造與維修。）結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造與維修。 易易基基本本要要求求1. 夾緊裝置的組成夾緊裝置的組成夾緊裝置的種類很多，但其結(jié)構(gòu)一般由兩部分組成。1) 動(dòng)力裝置夾緊力的

41、來源，一是人力，二是某種裝置所產(chǎn)生的力。能產(chǎn)生力的裝置稱為夾具的動(dòng)力裝置。常用的動(dòng)力裝置有氣動(dòng)裝置、液壓裝置、電動(dòng)裝置、電磁裝置、氣-液聯(lián)動(dòng)裝置和真空裝置等。由于手動(dòng)夾具的夾緊力來自人力，所以它沒有動(dòng)力裝置。2) 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)指接受和傳遞原始作用力使之變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分，一般由下列機(jī)構(gòu)組成：(1) 接受原始作用力的機(jī)構(gòu)，如手柄、螺母或用來連接氣缸活塞桿的機(jī)構(gòu)等。(2) 中間傳力機(jī)構(gòu)，如鉸鏈、杠桿等。(3) 夾緊元件，如各種螺釘、壓板等。其中，中間傳力機(jī)構(gòu)在傳遞原始作用力至夾緊元件的過程中，可以起到諸如改變作用力的方向、大小以及自鎖等作用。2 夾緊力夾緊力的確定的確定1) 夾緊力

42、作用點(diǎn)夾緊力作用點(diǎn)（1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐面內(nèi)。如下圖所示，夾緊力的作用點(diǎn)如果落到了定位元件的支承范圍之外，夾緊時(shí)夾緊力與支反力形成了翻轉(zhuǎn)力偶，將破壞工件的定位，因而是錯(cuò)誤的。(2) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛度較好的方向和部位為使工件受“拉壓”力而不受“彎矩”作用，夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛度高的方向和部位，這一原則對剛度低的工件特別重要。例如如圖2-84(a)所示，薄壁套的軸向剛度比徑向高，沿軸向施加夾緊力變形就會(huì)小得多; 夾緊如圖2-84(b)所示薄壁箱體時(shí)，夾緊力應(yīng)作用在剛度較好的凸邊上; 箱體沒有凸邊時(shí)，可如圖2-84(c)所示的那樣將單點(diǎn)夾緊改為

43、三點(diǎn)夾緊，使著力點(diǎn)落在剛度較好的箱壁上。圖 2-84 夾緊力作用點(diǎn)與夾緊變形的關(guān)系(3) 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近工件的加工表面如圖2-86所示，在撥叉上銑槽，由于主要夾緊力的作用點(diǎn)距加工表面較遠(yuǎn)，故在靠近加工表面的地方設(shè)置了輔助支承，同時(shí)增加夾緊力。這樣不僅提高了工件的裝夾剛度，還可減少加工時(shí)工件的振動(dòng)。JF圖 2-86 夾緊力作用點(diǎn)靠近加工表面2.夾緊力方向的選擇夾緊力方向的選擇 1)夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位。 措施：夾緊力要垂直指向主要定位面。例如上圖所示，工件上被鏜的孔與左端面有一定的垂直度要求，因此，夾緊力應(yīng)朝向主要基準(zhǔn)面A，以有利于保證鏜孔軸線與A面垂直，如圖a示。如果按圖b所示布置，則由于工件左端面與底面的夾角誤差，夾緊時(shí)將破壞工件的定位或引起工件的變形，影響孔與左端面的垂直度要求。 2)夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向相一致，以減小工件變形。3夾緊力作用方向應(yīng)使所需夾緊力最小(最理想的夾緊力的作用方向是與重力、切削力方向一致)3. 夾緊力大小的估算夾緊力大小的估算加工過程中，工件受到切削力、離心力、慣性力及重力的作用，理論上，夾緊力的作用應(yīng)與上述力(矩)的作用平衡，而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)，而且切削