機(jī)械制造基礎(chǔ)第2版 第11章 機(jī)床夾具.ppt

1、第11章 機(jī)床夾具,11.1 概 述 在機(jī)械加工中，為了保證工件加工精度，使之占有確定位置以接受加工或檢測(cè)的工藝裝備統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱(chēng)夾具。 11.1.1機(jī)床夾具的分類(lèi) 1. 從使用機(jī)床的類(lèi)型來(lái)分 :車(chē)床夾具、磨床夾具、鉆床夾具（又稱(chēng)鉆模）、鏜床夾具（又稱(chēng)鏜模）、銑床夾具等。 2.從專(zhuān)業(yè)化程度來(lái)分 :通用夾具,專(zhuān)用夾具,成組夾具,組合夾具,隨行夾具。 3從用途來(lái)分 :機(jī)床夾具、裝配夾具和檢驗(yàn)夾具等。 4從動(dòng)力來(lái)源來(lái)分 :手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具、真空夾具、自緊夾具（靠切削力本身夾緊）等。 1112 機(jī)床夾具的組成 1定位元件 2夾緊裝置 3導(dǎo)向元件和對(duì)刀裝置

2、 4連接元件 5夾具體 6其它裝置或元件,1113 機(jī)床夾具的作用 保證加工質(zhì)量;提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本;減輕勞動(dòng)強(qiáng)度;擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。,112 工件在夾具中的定位,1121 工件的裝夾方法 工件的裝夾包含兩方面的內(nèi)容：一是定位，二是夾緊. 1找正裝夾法:是按工件的有關(guān)表面或?qū)ｉT(mén)劃出的線(xiàn)痕作為找正依據(jù)，用劃針或千分表，逐個(gè)地找正工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置，然后把工件夾緊。 2夾具裝夾法:夾具裝夾法是靠工件的定位基準(zhǔn)面與夾具上定位元件的定位表面相接觸，實(shí)現(xiàn)工件的迅速定位，并使其夾緊。 1122 工件定位的基本原理 1六點(diǎn)定位原則:工件在直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即 、 、 、 、 、 ，如

3、圖11-2。,夾具用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，即用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度的方法，使工件在夾具中的位置完全確定。這就是六點(diǎn)定位規(guī)則。,1122 工件定位的基本原理(續(xù)),在應(yīng)用工件“六點(diǎn)定位則”分析定位時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面要始終保持接觸，才能起到限制自由度的作用。 （2）分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響。不要把“定位”和“夾緊”兩個(gè)概念相混淆。 （3）定位支承點(diǎn)是由定位元件抽象而來(lái)。在夾具中，定位支承點(diǎn)是通過(guò)具體的定位元件體現(xiàn)的。某個(gè)具體的定位元件可轉(zhuǎn)化為幾個(gè)定位支承點(diǎn)，要結(jié)合其結(jié)構(gòu)來(lái)分析。支承點(diǎn)的分布方式與工件的形狀有關(guān)。 工

4、件定位基準(zhǔn)按其所限制的自由度可分為： 主要定位基準(zhǔn)面、導(dǎo)向定位基準(zhǔn)面、止推（或防轉(zhuǎn)）定位基準(zhǔn)面。 2工件定位中的幾種情況 （1）完全定位。工件的六個(gè)自由度全部被限制的定位，稱(chēng)為完全定位。 （2）不完全定位。根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱(chēng)為不完全定位。 （3）欠定位。根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有完全被限制的定位，稱(chēng)為欠定位。 （4）過(guò)定位。同一個(gè)自由度被幾個(gè)支承點(diǎn)重復(fù)限制的情況，稱(chēng)為過(guò)定位（也稱(chēng)重復(fù)定位、超定位）?？此鼘?duì)加工所起的后果來(lái)判斷過(guò)定位是否允許。,1122 工件定位的基本原理(續(xù)),典型定位元件所能限制的自由度 :,1123 常見(jiàn)定位方式及

5、其所用定位元件,1以平面為定位基準(zhǔn)的定位元件 :常用的定位元件有：固定支承、可調(diào)節(jié)支承、自位（浮動(dòng)）支承和輔助支承等。除輔助支承外，其余均對(duì)工件起定位作用。 （1）固定支承。固定支承分為支承釘和支承板兩種形式.（2）可調(diào)支承?？烧{(diào)支承是指支承釘?shù)母叨瓤梢赃M(jìn)行調(diào)節(jié)。（3）自位支承。自位支承又稱(chēng)浮動(dòng)支承，如圖11-8所示，多用于毛面定位。（4）輔助支承。輔助支承不起定位作用。,1123 常見(jiàn)定位方式及其所用定位元件(續(xù)),2圓孔定位基準(zhǔn)的定位元件:常用的定位元件有：定位銷(xiāo)和定位心軸等。一般為孔與端面定位組合使用。（1）定位銷(xiāo)。定位銷(xiāo)主要用于零件上的中小孔定位，一般直徑不超過(guò)50mm。（）定位心軸。

6、 定位心軸主要用于盤(pán)套類(lèi)工件的定位。,1123 常見(jiàn)定位方式及其所用定位元件(續(xù)),3外圓定位基準(zhǔn)的定位元件:常用的定位元件有：形塊、定位套筒、半圓孔和錐套定位等。 （）形塊。常用形塊的結(jié)構(gòu)如圖11-13所示， （）定位套筒。 （） 半圓孔支承座和定位錐套。,1123 常見(jiàn)定位方式及其所用定位元件(續(xù)),4組合定位基準(zhǔn)的定位元件:組合定位的方式很多，最常用的就是以“一面兩孔”作為定位基準(zhǔn)，相應(yīng)的定位元件是支承板和兩定位銷(xiāo)（或其中一個(gè)為削邊銷(xiāo)），俗稱(chēng)“一面兩銷(xiāo)”定位.除了上述各種典型表面的定位方式以外，還有以工件的某些特殊表面（如工件的形導(dǎo)軌面、燕尾導(dǎo)軌面、齒表面、螺紋表面、花鍵表面等）為定位基

7、準(zhǔn)的定位方式。,113 定位誤差,工件按六點(diǎn)定位原則定位后，它在夾具中的位置就已被確定，然而由于某種原因，仍會(huì)使工序基準(zhǔn)產(chǎn)生位置偏差。我們把工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上產(chǎn)生的最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為定位誤差，用D表示。 在加工中，因?yàn)橛绊懠庸ぞ鹊囊蛩赜卸喾N，例如機(jī)床、夾具、刀具、量具本身的精度以及工藝系統(tǒng)受力變形、受熱變形等等，其定位誤差只是加工誤差的一部分，所以在分析定位方案時(shí)，一般限定定位誤差不超過(guò)工件加工公差Tg的三分之一。,1131 產(chǎn)生定位誤差的原因 1基準(zhǔn)位移誤差：由于定位副的制造誤差或定位副配合間隙所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差，用Y表示。,1131 產(chǎn)

8、生定位誤差的原因（續(xù)）,2基準(zhǔn)不重合誤差：由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，稱(chēng)為 基準(zhǔn)不重合誤差，用B表示。,D=B+Y,1132 定位誤差的計(jì)算 1工件以圓柱孔定位：工件以圓柱孔在間隙配合的定位銷(xiāo)（或心軸）上定位時(shí)，定位副有單邊接觸和任意邊接觸兩種情況，產(chǎn)生的位移誤差值不同。另外，如果工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合，還產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 （1）圓柱孔與心軸（或定位銷(xiāo)）固定單邊接觸。,1131 產(chǎn)生定位誤差的原因（續(xù)）,（2）圓柱孔與心軸（或定位銷(xiāo)）任意邊接觸,例11-1：如圖11-25所示，工件以孔 60 定位加工孔 10 ，定位銷(xiāo)直徑為 60

9、 ，要求保證尺寸400.1，計(jì)算定位誤差。 解 ：1）求基準(zhǔn)不重合誤差 因定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，則有 B=0 2）求基準(zhǔn)位移誤差 （按任意方向計(jì)算） Y=TD+Td+Xmin =（0.15+0.03+0.03）mm=0.21mm 3）計(jì)算定位誤差 D=B+Y=(0+0.21)mm=0.21mm 2工件以外圓柱面在形塊上定位：,1131 產(chǎn)生定位誤差的原因（續(xù)）,例11-2：如圖11-26所示，工件以外圓定位銑鍵槽，工序尺寸（槽底尺寸）的標(biāo)注方法有H1、H2、H3三種，現(xiàn)分別計(jì)算這三個(gè)尺寸的定位誤差。 解： 1）求尺寸 H1的定位誤差 用作圖法畫(huà)出工件的最大直徑和最小直徑，則對(duì)于H1其定位誤差

10、大小就等于H1-H1，即OO。則: 2）求尺寸H2的定位誤差 由圖11-26知，H2的定位誤差等于H2- H2，即CC。則有 3）求尺寸 H3的定位誤差 由圖11-26知H3的定位誤差等于H3- H3，即KK。則有,1131 產(chǎn)生定位誤差的原因（續(xù)）,3工件以一面兩孔定位 ：工件用一面兩孔定位時(shí)，夾具上是一個(gè)圓柱定位銷(xiāo)，另一個(gè)為菱形銷(xiāo)，其基準(zhǔn)位移誤差表現(xiàn)在位移誤差和轉(zhuǎn)角誤差兩個(gè)方面，如圖11-27所示。,114 工件在夾具中的夾緊,在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)過(guò)程。工件在定位元件上定好位后，還需要采用一些裝置將工件牢固的壓緊，防止工件在切削力、工件重力、離心力等的作用

11、下發(fā)生位移或振動(dòng)，以保證加工質(zhì)量和安全生產(chǎn)。這種把工件壓緊在夾具或機(jī)床上的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為夾緊裝置。 1141 夾緊裝置的組成及基本要求 1夾緊裝置的組成 ：力源裝置、傳力機(jī)構(gòu)、夾緊元件。 2對(duì)夾緊裝置的基本要求 ：（1）夾緊既不應(yīng)破壞工件的定位，又要有足夠的夾緊力，同時(shí)又不應(yīng)產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形，不允許產(chǎn)生振動(dòng)和損傷工件表面。（2）夾緊動(dòng)作迅速，操作方便、安全省力。（3）手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)要有可靠的自鎖性；機(jī)動(dòng)夾緊裝置要統(tǒng)籌考慮其自鎖性和穩(wěn)定的原動(dòng)力。（4）結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單緊湊，工藝性要好。 1142 夾緊力的確定 確定夾緊力包括正確地選擇夾緊力的三要素，即：夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小。它是一個(gè)綜合性問(wèn)題，必

12、須結(jié)合工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，定位元件的結(jié)構(gòu)及其分布方式，切削條件及切削力的大小等具體情況確定。,1142 夾緊力的確定,1夾緊力方向的確定： （1）夾緊力的作用方向應(yīng)垂直指向主要定位基準(zhǔn)面。 （2）夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能的小。 （3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件變形盡可能小。,1142 夾緊力的確定（續(xù)）,2夾緊力作用點(diǎn)的選擇 ： （1）夾緊力應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的支承面以?xún)?nèi)。 （2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上。 （3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。,3夾緊力大小的估算：計(jì)算夾緊力是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中，工件受到切削力、重力、離心力和慣性力等的作用，隨加工條件的變化波動(dòng)很大，一般只能粗略的估算。根據(jù)切削原理公式或切削力計(jì)算圖表求出切削力的大小，必要時(shí)算出慣性力、離心力的大小，然后與工件重力及待求的夾緊力組成靜平衡力系，按靜力平衡條件列出平衡方程式，即可算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力，以確保安全，即： F WG= KFw,1143 典型夾緊機(jī)構(gòu),1斜楔夾