機(jī)械制造第四章

1、第四章 機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì),第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 第二節(jié) 工件在夾具中的定位 第三節(jié) 定位誤差分析 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 第七節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本步驟 重點(diǎn)：工件的定位原理； 定位誤差分析計(jì)算 難點(diǎn)：定位誤差分析計(jì)算,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,概述主要內(nèi)容： 一、工件的裝夾方法 二、機(jī)床夾具在機(jī)械加工過(guò)程中的作用 三、夾具的分類與組成,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證加工精度，使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占有正確的位置，并能迅速、可靠地夾緊工件，以接受加工或檢測(cè)的工藝裝備稱為機(jī)床夾具。,概念：,氣缸體、氣缸蓋檢測(cè)夾具,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,工件的裝夾方法,裝夾是定位和夾緊過(guò)程的總

2、和,定位：確定工件在機(jī)床上或夾具中占有準(zhǔn)確加工位置的過(guò)程,夾緊：在工件定位后用外力將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,雙頂尖裝夾,氣動(dòng)裝夾鉆斜孔,車刀在刀架上的裝夾,氣缸蓋在流水線上運(yùn)輸?shù)难b夾,裝夾,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,用找正法裝夾工件,工件在機(jī)床上的裝夾方法,用夾具裝夾工件,找正法與用夾具裝夾工件的對(duì)比,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,a) 直接找正：把工件直接放在機(jī)床工作臺(tái)上或四爪卡盤、機(jī)用臺(tái)虎鉗等機(jī)床附件中，根據(jù)工件的一個(gè)或幾個(gè)表面用劃針或指示表找正工件準(zhǔn)確位置后再進(jìn)行夾緊；,用找正法裝夾工件,方法：,b) 畫線找正：先按加工要求進(jìn)行加工面位置的劃線工序，然后

3、再按劃出的線痕進(jìn)行找正實(shí)現(xiàn)裝夾。,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,直接找正：如圖 ，零件在磨床上磨削內(nèi)孔，若零件外圓與內(nèi)孔有很高的同軸度要求，可用卡盤裝夾工件，在加工前用百分表等控制外圓的徑向圓跳動(dòng)，從而保證加工后零件外圓與內(nèi)孔的同軸度要求。 劃線找正法：受劃線精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夾具進(jìn)行加工的粗加工,找正法裝夾工件,畫線找正法,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,找正法只需使用通用性很好的機(jī)床附件和工具，因此能適用于加工各種不同零件的各種表面，特別適合于單件、小批量生產(chǎn)。,特點(diǎn)：,勞動(dòng)強(qiáng)度大 生產(chǎn)效率低 要求工人技術(shù)等級(jí)高 定位精度低,適用范圍：,找正

4、法裝夾工件,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,工件裝在夾具上，不再進(jìn)行找正，便能直接得到準(zhǔn)確加工位置的裝夾方式。,用夾具裝夾工件,方法：,在機(jī)床主軸裝夾非軸類零件，利用花盤彎板使加工孔軸心與主軸軸心自動(dòng)重合,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,廣泛用于大批量生產(chǎn)，中批生產(chǎn)及單件小批生產(chǎn)，尤其是無(wú)夾具安裝就無(wú)法保證精度的工件。,適用范圍：,特點(diǎn)：,效率高，成本低 易保證重復(fù)精度 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)工人技術(shù)要求低 擴(kuò)大機(jī)床使用范圍,夾具裝夾工件,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,畫線找正法裝夾,利用花盤彎板裝夾,直接找正裝夾,幾種裝夾方法圖示,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,幾種裝夾方法比較,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,采用調(diào)整法保證尺寸精度,調(diào)整法：

5、預(yù)先用樣件或標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整好機(jī)床、夾具、刀具和工件的準(zhǔn)確相對(duì)位置，以保證工件的尺寸精度。所以加工時(shí)，不用試切，尺寸自動(dòng)獲得，并在一批零件加工過(guò)程中保持不變。,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,夾具工作原理的要點(diǎn),保證工件在夾具中占有正確的加工位置,保證夾具對(duì)于機(jī)床應(yīng)先保證有準(zhǔn)確的相對(duì)位置,保證刀具相對(duì)有關(guān)的定位元件的定位工作面有準(zhǔn)確位置,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,保證穩(wěn)定可靠地達(dá)到各項(xiàng)加工精度要求 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 縮短加工工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減少輔助工時(shí)。,

6、機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,降低生產(chǎn)成本 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度 可由較低技術(shù)等級(jí)的工人進(jìn)行加工 能擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 根據(jù)加工機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)，附以不同類型的夾具，即可擴(kuò)大機(jī)床原有的工藝范圍。,機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,夾具的分類與組成,夾具的分類,夾具,機(jī)床夾具,檢驗(yàn)夾具,裝配夾具,焊接夾具,其它夾具,（按工藝過(guò)程分類）,a）按機(jī)床種類分,b）按夾緊動(dòng)力源分,c）按結(jié)構(gòu)通用性分,車床夾具,銑床夾具,齒輪機(jī)床床夾具,手動(dòng)夾具,液壓夾具,氣動(dòng)夾具,電動(dòng)夾具,磁力夾具,真空夾具,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,機(jī)床夾具,可調(diào)夾具,機(jī)床附件類夾具,隨行夾具,組合夾具,專用

7、夾具,機(jī)床夾具的分類,通用可調(diào)夾具,成組夾具,機(jī)床附件類夾具,回轉(zhuǎn)工作臺(tái),第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,萬(wàn)向平口鉗,通用可調(diào)夾具,數(shù)控分度盤,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,組合夾具,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,專用夾具,連桿大頭倒角夾具,氣缸體臥加工夾具,發(fā)動(dòng)機(jī)前罩銑加工夾具,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,氣動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái),液壓夾具,手動(dòng)夾具,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,各類機(jī)床夾具的特點(diǎn),圖4-1 鉆床夾具 1快換鉆套 2導(dǎo)向套 3鉆模板 4開口墊圈 5螺母 6定位銷 7夾具體,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,夾具的組成,定位元件：用于確定工件在夾具中的位置 如圖4-1中的定位銷6。 夾緊裝置：用于夾緊工件如圖4-1中的螺母5和開口墊圈4。

8、對(duì)刀、導(dǎo)引元件或裝置 ：這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。 用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對(duì)刀元件，如對(duì)刀塊。 用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件，稱為引導(dǎo)元件。如圖4-1中的快換鉆套1。,第一節(jié) 機(jī)床夾具概述,夾具的組成,其它裝置：如分度元件等 連接元件和連接表面：用于確定夾具本身在機(jī)床主軸或工作臺(tái)上的位置 夾具體：用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行連接，使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定的位置。如圖4-1中的夾具體7。 以上這些組成部分，并不是對(duì)每種機(jī)床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，目的是使工件定準(zhǔn)

9、、夾牢。,第四章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì),第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 第二節(jié) 工件在夾具中的定位 第三節(jié) 定位誤差分析 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 第七節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本步驟,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,定位的目的是使工件在夾具中相對(duì)于機(jī)床、刀具占有確定的正確位置，并且應(yīng)用夾具定位工件，還能使同一批工件在夾具中的加工位置一致性好。 在夾具設(shè)計(jì)中，定位方案不合理，工件的加工精度就無(wú)法保證。工件定位方案的確定是夾具設(shè)計(jì)中首先要解決的問(wèn)題。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,一.基準(zhǔn)的概念 定位方案的分析與確定，必須按照工件的加工要求合理的選擇工件的定位基準(zhǔn)。 基準(zhǔn)：零件上用來(lái)確定點(diǎn)、線、面位置時(shí)，作為參考的其它

10、的點(diǎn)、線、面。 基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：在零件圖上，確定點(diǎn)、線、面位 置的基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn)：在加工和裝配中使用的基準(zhǔn)，按照用途不同又可分為： 1)定位基準(zhǔn)：在加工中使工件在機(jī)床夾具上占有正確位置所采用的基準(zhǔn)。 2)度量基準(zhǔn)：在檢驗(yàn)時(shí)所使用的基準(zhǔn)。 3)裝配基準(zhǔn)：裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在機(jī)器中位置所采用的基準(zhǔn)。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,確定基準(zhǔn)時(shí)需注意以下幾點(diǎn)： 作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定存在，如孔的中心線、外圓的軸線以及對(duì)稱面等，而是常常由某些具體的表面來(lái)體現(xiàn)，這些面稱為基準(zhǔn)面。例如在車床上用三爪卡盤定位工件時(shí)，基準(zhǔn)是工件的軸線，而實(shí)

11、際使用的是外圓柱面。因此選擇定位基準(zhǔn)就是選擇恰當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)面。 作為基準(zhǔn)，可以是沒(méi)有面積的點(diǎn)或線，但是基準(zhǔn)面總是有一定面積的，如代表軸心線的是中心孔面 。 基準(zhǔn)的定義不僅涉及尺寸之間的聯(lián)系，還涉及到位置精度（平行度、垂直度等）。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,二.六點(diǎn)定位原理 任何未定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中都具有六個(gè)自由度,即沿三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)自由度 和繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,二.六點(diǎn)定位原理 工件定位的任務(wù)就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度。 工件的六點(diǎn)定位原理是指用六個(gè)支撐點(diǎn)來(lái)分別限制工件的六個(gè)自由度，從而使工件在空間得到確定定位的方法。,第二節(jié) 工

12、件在夾具中的定位,“六點(diǎn)定位原理”的注意問(wèn)題 定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承點(diǎn)的方法來(lái)限制工件的自由度。 定位支承點(diǎn)限制工件自由度的作用，應(yīng)理解為定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持緊貼接觸。若二者脫離，則意味著失去定位作用。 一個(gè)定位支承點(diǎn)僅限制一個(gè)自由度，一個(gè)工件僅有六個(gè)自由度，所設(shè)置的定位支承點(diǎn)數(shù)目，原則上不應(yīng)超過(guò)六個(gè)。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響，定位和夾緊是兩個(gè)概念，不能混淆：工件的某一自由度被限制，是指工件在這一方向上有確定的位置，并非指工件在受到使其脫離定位支承點(diǎn)的外力時(shí)，不能運(yùn)動(dòng)，即夾緊。 定位支承點(diǎn)是由定位元件抽象而來(lái)的，

13、在夾具中，定位支承點(diǎn)總是通過(guò)具體的定位元件體現(xiàn)。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,完全定位與不完全定位 1)完全定位：工件的六個(gè)自由度完全被限制的定位。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,2)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。不完全定位是合理的定位方式，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)。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,欠定位與過(guò)定位 1)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。在確定工件定位方案時(shí)，欠定位是絕對(duì)不允許的。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,2)過(guò)定位：工件的同一自由度被二個(gè)或二個(gè)以上的支承點(diǎn)重復(fù)限制的定位?？赡茉斐晒ぜ亩ㄎ徽`差

14、，或者造成部分工件裝不進(jìn)夾具的情況。過(guò)定位不是絕對(duì)不允許，要由具體情況決定。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,消除過(guò)定位及其干涉的兩種途徑： a)改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以消除被重復(fù)限制的自由度。 b)提高工件定位基面之間及定位元件工作表面之間的位置精度，以減小或消除過(guò)定位引起的干涉。,定位銷過(guò)定位的消除,V型塊過(guò)定位的消除,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,三.常見的定位方式和定位元件 定位元件的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求： 要有與工件相適應(yīng)的精度； 要有足夠的剛度，不允許受力后發(fā)生變形； 要有耐磨性，以便在使用中保持精度。一般多采用低碳鋼滲碳淬火或中碳鋼淬火，硬度為5862HRC。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,

15、典型表面的定位方法 工件的定位表面有各種形式，如平面、外圓、內(nèi)孔等，對(duì)于這些表面，總是采用一定結(jié)構(gòu)的定位元件。常見的定位方法有：平面定位、圓孔定位、外圓柱面定位、組合表面定位。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,1.工件以平面定位 概念：在機(jī)械加工中，利用工件上的一個(gè)或幾個(gè)平面作為定位基面來(lái)定位工件的方式，稱為平面定位。 定位元件：固定支承、可調(diào)支承和自位支承。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(1)固定支承：包括固定支承釘、固定支承板。,固定支承釘,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,固定支承板,固定支承板多用于工件上已加工表面的定位，有時(shí)可用一塊支承板代替兩個(gè)支承釘。左圖A型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但埋頭螺釘處易堆積切屑

16、，故用于工件側(cè)面或頂面定位。而右圖B型支承板可克服這一缺點(diǎn)，在支承面上開兩個(gè)斜槽為固定螺釘用，使清屑容易，主要用于工件的底面定位。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(2)可調(diào)支承 可調(diào)支承是頂端位置可在一定高度范圍內(nèi)調(diào)整的支承。按要求高度調(diào)整好調(diào)整支承釘后，用螺母鎖緊，主要用于粗基準(zhǔn)定位（調(diào)節(jié)補(bǔ)償各批毛坯尺寸誤差）,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(3)自位支承 又稱浮動(dòng)支承，在定位過(guò)程中，支承本身所處的位置隨工件定位基準(zhǔn)面的變化而自動(dòng)調(diào)整并與之相適應(yīng)。 多用于剛度不足的 毛坯表面或不連 續(xù)的平面的定位。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(4)輔助支承 輔助支承是在工件實(shí)現(xiàn)定位后才參與支承的定位元件，不起

17、定位作用，只能提高工件加工時(shí)剛度或起輔助定位作用。如圖所示階梯零件，當(dāng)用平面1定位銑平面2時(shí)，于工件右部底面增設(shè)輔助支承3，可避免加工過(guò)程中工件的變形。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,2.工件以圓孔定位 有些工件，如套筒、法蘭盤、撥叉等以孔作為定位基準(zhǔn)，此時(shí)采用的定位元件有定位銷、定位心軸等。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(1)定位銷,定位銷頭部應(yīng)做出倒角或圓角，以便于裝入工件定位孔。主要用于直徑小于50mm的中小孔定位。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(2)錐銷 常用于工件孔端的定位可限制工件三個(gè)自由度,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(3)定位心軸 心軸定心精度高，但裝卸費(fèi)時(shí)，有時(shí)易損傷工件孔，多

18、用于定心精度要求高的情況。定位時(shí)，工件楔緊在心軸上，多用于車或磨同軸度要求高的盤類零件，小錐度 心軸實(shí)際上起不到 定位的作用。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,3.工件以外圓柱面定位 工件以外圓柱面定位在生產(chǎn)中是常見的，如軸套類零件等。常用的定位元件有V形塊、定位套、半圓定位座。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(1)V形塊 V形塊是用得最廣泛的外圓表面定位元件。,V形塊定位的優(yōu)點(diǎn)是： 對(duì)中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線對(duì)中在V形塊兩斜面的對(duì)稱平面上，在左右方向上的不會(huì)發(fā)生偏移，且安裝方便； 應(yīng)用范圍較廣。不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過(guò)加工，不論是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用V形塊定位。 V形塊上兩斜面

19、間的夾角一般選用60、90和120，其中以90應(yīng)用最多。其典型結(jié)構(gòu)和尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可查國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)。 V形塊的材料一般用20鋼，滲碳深0.81.2mm，淬火硬度為6064HBC。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(2)定位套筒,定位套筒裝在夾具體上，用以支承外圓表面，起定位作用。定位元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但定心精度不高，當(dāng)工件外圓與定位孔配合較松時(shí)，還易使工件偏斜，因而常采用套筒內(nèi)孔與端面一起定位，以減少偏斜。若工件端面較大，為避免過(guò)定位，定位孔應(yīng)做短些。這種定位方法一般適用于精基準(zhǔn)定位，短定位套定位，限制工件兩個(gè)自由度，長(zhǎng)定位套定位，限制工件四個(gè)自由度。,第二節(jié) 工件

20、在夾具中的定位,(3)半圓孔定位座 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，半圓孔定位座適用于大型軸類工件的定位。短半圓套限制工件兩個(gè)自由度，長(zhǎng)半圓套限制工件四個(gè)自由度。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(4)外圓定心夾緊機(jī)構(gòu) 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。,彈簧夾頭的速度是有彈性的，如果工件尺寸是一致的，彈簧夾頭的速度會(huì)更快。如果工件尺寸的變化大，可能需要采用卡爪卡盤以適應(yīng)尺寸范圍寬的加工工件。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,4.工件以組合表面定位 實(shí)際加工過(guò)程中，工件往往

21、是以幾個(gè)表面同時(shí)定位的，稱為“組合表面定位”。,(1)一個(gè)平面和二個(gè)與其垂直的孔的組合在箱體、連桿、蓋板等類零件加工中，常采用這種組合定位，俗稱“一面二孔”定位。 (會(huì)出現(xiàn)定位干涉問(wèn)題),第二節(jié) 工件在夾具中的定位,“一面兩銷”的兩圓柱銷重復(fù)限制了沿方向的移動(dòng)自由度，屬于過(guò)定位。由于工件上兩孔的孔心距和夾具上兩銷的銷心距均會(huì)有誤差，因而會(huì)出現(xiàn)上圖所示的相互干涉現(xiàn)象。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,解決“一面兩孔”的定位干涉問(wèn)題的途徑： (1)減小一個(gè)銷的直徑； (2)將一個(gè)銷 做成削邊銷。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(2)一個(gè)平面和二個(gè)與其垂直的外圓柱面的組合,工件在垂直平面定位后，再將工件左

22、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(guò)定位。,第二節(jié) 工件在夾具中的定位,(3)一個(gè)孔和一個(gè)平行于孔中心線的平面的組合,圖中所示兩個(gè)零件，均需以大孔及底面定位，加工兩小孔。視其加工尺寸要求的不同，圖a零件選用圖定位方案，圖b零件選用圖d定位方案，均能避免過(guò)定位，并保證工件要求。,第四章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì),第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 第二節(jié) 工件在夾具中的定位 第三節(jié) 定位誤差分析 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 第七節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本步驟,第三節(jié) 定位誤差分析,調(diào)刀基準(zhǔn)的概念 定位誤差及其產(chǎn)生原因 定位誤差的計(jì)算 保證加工精度的條件

23、,第三節(jié) 定位誤差分析,定位基本原理進(jìn)行夾具定位分析，重點(diǎn)是解決單個(gè)工件在夾具中占有準(zhǔn)確加工位置的問(wèn)題。,要達(dá)到一批工件在夾具中占有準(zhǔn)確加工位置，還必須對(duì)一批工件在夾具中定位時(shí)會(huì)不會(huì)產(chǎn)生誤差進(jìn)行分析計(jì)算，即定位誤差的分析與計(jì)算。,第三節(jié) 定位誤差分析,計(jì)算的目的是依據(jù)所產(chǎn)生的誤差的大小，判斷該定位方案能否保證加工要求，從而證明該定位方案的可行性。,何為 夾具誤差？,第三節(jié) 定位誤差分析,夾具誤差 定位誤差,基本概念,夾具誤差 定位誤差,夾具誤差 定位誤差,第三節(jié) 定位誤差分析,夾具誤差 定位誤差,基本概念,根據(jù)定位誤差分析計(jì)算的結(jié)果，便可看出影響定位誤差的因素，從而找到減少定位誤差和提高夾具工

24、作精度的途徑。由此可見，分析計(jì)算定位誤差是夾具設(shè)計(jì)中的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。,第三節(jié) 定位誤差分析,調(diào)刀基準(zhǔn)的概念,在零件加工前對(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)整時(shí)，為了確定刀具的位置，還要用到調(diào)刀基準(zhǔn)。 由于最終目的是為了確定刀具相對(duì)工件的位置，所以調(diào)刀基準(zhǔn)往往選在夾具上定位元件的某個(gè)工作面。,因此它與其它各類基準(zhǔn)不同，不是體現(xiàn)在工件上，而是體現(xiàn)在夾具中，是由夾具定位元件的定位工作面體現(xiàn)。,第三節(jié) 定位誤差分析,調(diào)刀基準(zhǔn)的概念,由以上得出調(diào)刀基準(zhǔn)應(yīng)具備的兩個(gè)條件： 它是由夾具定位元件的定位工作面體現(xiàn)的； 它是在加工精度參數(shù)（尺寸、位置）方向上調(diào)整刀具位置的依據(jù)。若加工精度參數(shù)是尺寸時(shí)，則夾具圖上應(yīng)以調(diào)刀基準(zhǔn)標(biāo)注調(diào)

25、刀尺寸。,第三節(jié) 定位誤差分析,調(diào)刀基準(zhǔn)的概念,選取調(diào)刀基準(zhǔn)時(shí)， 應(yīng)盡可能不受夾具定位元件制造誤差的影響。,例1：右上圖為定位心軸。1是定位部分，2是與夾具體配合部分。選取定位心軸的軸線OO為調(diào)刀基準(zhǔn)時(shí)，可不受定位外圓直徑制造誤差的影響。,即使在夾具維修后更換了定位心軸，雖然定位外圓直徑發(fā)生變化但OO軸線位置仍不變（假設(shè)不考慮定位心軸上1與2的同軸度誤差）。,但若選用定位外圓上母線A為調(diào)刀基準(zhǔn)時(shí)，則由于外圓直徑制造誤差的影響，將使調(diào)刀尺寸產(chǎn)生A的變化。,第三節(jié) 定位誤差分析,調(diào)刀基準(zhǔn)的概念,例2：圖4-31a是零件圖（或工序圖）。在其上鉆孔，要求保證尺寸和孔軸線對(duì)內(nèi)孔軸線的對(duì)稱度。,圖4-31

26、b是加工孔的鉆床夾具部分視圖，為保證尺寸要求，工件以端面緊靠心軸2的端面定位。,使導(dǎo)引鉆頭的鉆套軸線到心軸2的A端面的位置尺寸調(diào)整成相應(yīng)尺寸（一般應(yīng)為 的平均尺寸），即可保證鉆出一批工件 孔軸線的位置尺寸。,第三節(jié) 定位誤差分析,調(diào)刀基準(zhǔn)的概念,在圖4-31b的夾具俯視圖中可以看出：為保證孔軸線對(duì)工件內(nèi)孔軸線的對(duì)稱，必須保證鉆套軸線對(duì)定位心軸2的軸線OO對(duì)稱（垂直相交）。,這時(shí)工件 尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是 端面，定位基準(zhǔn)也是 端面，二者重合。夾具上的調(diào)刀基準(zhǔn)則是定位心軸2的A端面。,對(duì)于對(duì)稱度要求，工件內(nèi)孔 軸線 是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，工件以內(nèi)孔在心軸2上定位，內(nèi)孔軸線 又是定位基準(zhǔn)。而定位心軸軸線OO則是調(diào)

27、刀基準(zhǔn)。,第三節(jié) 定位誤差分析,調(diào)刀基準(zhǔn)的概念,由上面的分析可知：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)都是體現(xiàn)在工件上的，而調(diào)刀基準(zhǔn)卻是由夾具定位元件的定位工作面來(lái)體現(xiàn)的。從上面的示例中還可歸納出調(diào)刀基準(zhǔn)的特點(diǎn)及其與相應(yīng)定位基準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下,如下圖所示。,調(diào)刀基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)的關(guān)系圖,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,定位誤差由基準(zhǔn)不重合誤差和定位副制造不準(zhǔn)確誤差組成,當(dāng)夾具在機(jī)床上的定位精度已達(dá)到要求時(shí)，如果工件在夾具中定位的不準(zhǔn)確，將會(huì)使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在加工尺寸方向上產(chǎn)生偏移。往往導(dǎo)致加工后工件達(dá)不到要求。 定位誤差由 表示。,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,需要明確的概念,設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 工序基

28、準(zhǔn),第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,基準(zhǔn)不重合誤差,定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差,底面3和側(cè)面4已加工好，現(xiàn)需加工臺(tái)階面1和頂面2。工序一：加工頂面2，以底面和側(cè)面定位；工序二：加工臺(tái)階面1。定位同工序一,工序一中調(diào)刀基準(zhǔn)是與底面3相接觸的定位平面，而定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是底面3，二者與調(diào)刀基準(zhǔn)重合。,加工時(shí)，使刀具調(diào)整尺寸與工序尺寸一致，即 (對(duì)于一批工件來(lái)說(shuō)，可視為常量)，則定位誤差為零。,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,基準(zhǔn)不重合誤差,定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差,工序二中定位基準(zhǔn)為底面3，與調(diào)刀基準(zhǔn)重合，而設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為頂面2，即定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基

29、準(zhǔn)不重合。,即使本工序刀具以底面為基準(zhǔn)調(diào)整得絕對(duì)準(zhǔn)確，且無(wú)其它加工誤差，仍會(huì)由于上一工序加工后頂面2 在 范圍內(nèi)變動(dòng),加工尺寸 變?yōu)?其誤差為2H,該誤差完全是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的，稱為“基準(zhǔn)不重合誤差”，以 表示，即 =2H。,將定位基準(zhǔn)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的尺寸稱為聯(lián)系尺寸，則基準(zhǔn)不重合誤差就等于聯(lián)系尺寸的公差。,HH,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,基準(zhǔn)不重合誤差,定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差,工序二改進(jìn)后如右圖所示。 使其基準(zhǔn)重合，即 =0。,這種方案雖然提高了定位精度，但夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工件安裝不便，并使加工穩(wěn)定性和可靠性變差，因而有可能產(chǎn)生更大的加工誤差。

30、,從多方面考慮，在滿足加工要求的前提下，基準(zhǔn)不重合的定位方案在實(shí)踐中也可以采用。,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(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為定位副，則由于定位副制造誤差，也直接影響定位精度。,由于定位副制造不準(zhǔn)確，使得定位基準(zhǔn)相對(duì)夾具的調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生位移而產(chǎn)生的定位誤差，稱為“基準(zhǔn)位移誤差”，用 表示。,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差,如右圖所示，工件以內(nèi)孔軸線O為定位基準(zhǔn)，套在心軸 上，銑上平面，工序尺寸為 。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)與定位基準(zhǔn)重合。,調(diào)刀基準(zhǔn)是定位

31、心軸軸線 ，從定位角度看，此時(shí)內(nèi)孔軸線與心軸軸線重合，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)以及調(diào)刀基準(zhǔn)重合， =0。,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差,實(shí)際上，定位心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，而且為了便于工件套在心軸上，還應(yīng)留有配合間隙，故安裝后孔和軸的中心必然不重合 (如右圖所示)。,這就使得定位基準(zhǔn)O相對(duì)調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生位置變動(dòng)。,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差,計(jì)算：如右圖所示，孔徑為 ，軸徑為 ，則最小間隙為 。,當(dāng)心軸如右圖水平放置時(shí) ，O與O1之間最大與最小距離分別為：,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生

32、原因,定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差,基準(zhǔn)發(fā)生位移而造成的加工誤差為：,即此定位誤差為內(nèi)孔公差D與心軸公差d之和的一半，且與最小配合無(wú)關(guān)。,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差,若心軸垂直放置，則工件孔與心軸可能在任意邊接觸，此時(shí)定位誤差為,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差,根據(jù)上面的分析，可以看出：在用夾具裝夾加工一批工件時(shí)，一批工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對(duì)夾具調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生最大位置變化是產(chǎn)生定位誤差的原因，包括兩方面：,由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，引起一批工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)發(fā)生位置變化； 由于定位副的

33、制造誤差，引起一批工件的定位基準(zhǔn)相對(duì)夾具調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生位置變化。,定位誤差的定義可進(jìn)一步概括為：一批工件某加工參數(shù)（尺寸、位置）的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對(duì)夾具的調(diào)刀基準(zhǔn)在該加工參數(shù)方向上的最大位置變化量 ，稱為該加工參數(shù)的定位誤差。,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差及其產(chǎn)生原因,定位誤差及其產(chǎn)生原因,第三節(jié) 定位誤差分析,定位誤差的計(jì)算兩種方法： 合成法分析計(jì)算 極限法分析計(jì)算,計(jì)算思路： 合成法： 計(jì)算基準(zhǔn)不重合誤差 計(jì)算基準(zhǔn)位移誤差 ： 1、工件以平面定位： ；,第三節(jié) 定位誤差分析,2、工件以內(nèi)孔定位： a、定位原件為剛性心軸，水平放置，如圖1所示：則在接觸點(diǎn)切向方向 ，在法向方向 。 b、剛性心軸垂直

34、放置，如圖2所示：在任意方向上 (X為間隙值),c、定位元件為可脹心軸：,例題：盤狀工件的孔為105 ，以此孔在垂直安裝的短定位軸上定位，定位軸的直徑為105 ，計(jì)算工件定位時(shí)的基準(zhǔn)位移誤差jw=? 解：因定位心軸垂直安裝，孔和軸為任意邊接觸。所以，基準(zhǔn)位移誤差jw為孔和軸的最大間隙，即： jw=Xmax=TD+Td+Xmin 式中：TD-為孔的公差，TD=0.15（mm）； Td-為軸的公差，Td=0.05（mm）； Xmin-為孔和軸的最小間隙，Xmin=0(0.05)=0.05（mm）。 所以： jw=0.15+0.05+0.05=0.25（mm）,第三節(jié) 定位誤差分析,3、工件以外圓定

35、位,b、定位元件采用定位套，如圖4所示，若孔與外圓單邊接觸，則：在水平方向上 ，在垂直方向上 若孔與外圓任意邊接觸，則：任意方向上,a、定位元件用V型塊（忽略制造誤差）如圖3所示： 在水平方向上 ，在垂直方向上,第三節(jié) 定位誤差分析,計(jì)算定位誤差 將 和 合成，合成時(shí)有兩種情況 ： 1、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不在定位基面上，則 2、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在定位基面上，則,的符號(hào)問(wèn)題： 當(dāng)由于基準(zhǔn)位移和基準(zhǔn)不重合分別引起尺寸作相同方向變化(同時(shí)增大或同時(shí)減少)時(shí)，取“+”號(hào);而當(dāng)引起加工尺寸彼此向相反方向變化時(shí)，取“-”號(hào)。,第三節(jié) 定位誤差分析,例：圖示為一帶鍵槽的軸，工件銑槽時(shí)以 外圓柱面在900V型塊上定位，求加工尺

36、寸為A1、A2、A3時(shí)的定位誤差。,A1的定位誤差： A1的工序基準(zhǔn)：圓柱上母線，定位基準(zhǔn)：圓柱軸線，兩者不重合,A1的工序基準(zhǔn)在定位基準(zhǔn)面上，兩者的變化方向相同，故,第三節(jié) 定位誤差分析,A2的定位誤差： 工序基準(zhǔn)面為圓柱軸線，定位基準(zhǔn)為圓柱軸線，兩者重合，故：,第三節(jié) 定位誤差分析,A3的定位誤差： A3的工序基準(zhǔn)為圓柱下母線，定位基準(zhǔn)為圓柱軸線，兩者不重合。,A3的工序基準(zhǔn)在定位基準(zhǔn)面上，但是兩者變動(dòng)的方向是相反的，故：,第三節(jié) 定位誤差分析,極限法: 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)系求出此二位置的距離， 并將其投影到加工尺寸方向上，便可求出定位誤差。,第三節(jié) 定位誤

37、差分析,例：用極限法活動(dòng)V型塊的定位誤差,圖中大小2個(gè)圓分別為工件在定位結(jié)構(gòu)結(jié)束下的2個(gè)極限狀態(tài),這2個(gè)極限狀態(tài)下所得工序尺寸的差值就是由定位因素造成的工序尺寸的變動(dòng)量,即定位誤差。,對(duì)于工序基準(zhǔn)位于上半圓的情況如工序尺寸L，同樣可由該方法導(dǎo)出正確結(jié)構(gòu)，由圖可知，尺寸L的定位誤差即是NK與NK之差：,第三節(jié) 定位誤差分析,保證加工精度的條件,采用夾具加工時(shí)的誤差計(jì)算不等式：,減少與夾具有關(guān)的各項(xiàng)誤差是設(shè)計(jì)夾具時(shí)必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題之一。制訂夾具公差時(shí)，應(yīng)保證夾具的定位、制造和調(diào)整誤差的總和不超過(guò)零件公差的1/3。,第三節(jié) 定位誤差分析,夾具誤差：由夾具各元件、裝置以及定位基 面間位置不精確引起。

38、 定位元件相對(duì)安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差； 定位元件相對(duì)對(duì)刀或?qū)蛟?包含導(dǎo)向元件之間)的尺寸或位置誤差； 導(dǎo)向元件相對(duì)安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差； 分度誤差。,第三節(jié) 定位誤差分析,夾具誤差之一：定位誤差,工件在機(jī)床夾具定位時(shí),由于工件定位基準(zhǔn)與夾具定位元件的制造誤差和其配合間隙、定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合,工件以多基面定位時(shí),基準(zhǔn)之間的位置誤差這三種原因,引起工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大位置變化量。,定位誤差計(jì)算方法： 公式法 全微分法 圖形法,公式法 D=R+B D定位誤差,B基準(zhǔn)不重合誤差, R基準(zhǔn)位移誤差。,全微分法 首先找出工序基準(zhǔn)到加工尺寸方向某一固定點(diǎn)的距離,建立兩點(diǎn)間距離與工件

39、尺寸的關(guān)系,兩點(diǎn)間距離的全微分即為定位誤差。求解含有角度尺寸的定位誤差計(jì)算比較方便。,圖形法 利用AUTOCAD精確畫出工件的定位簡(jiǎn)圖,并在圖中放大畫出工件尺寸變動(dòng)的極限位置,應(yīng)用AUTOCAD的尺寸標(biāo)注功能自動(dòng)標(biāo)注機(jī)床夾具定位誤差。 圖形法求解機(jī)床夾具定位誤差的關(guān)鍵是找出引起工序尺寸變化的兩個(gè)極限位置。,第四章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì),第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 第二節(jié) 工件在夾具中的定位 第三節(jié) 定位誤差分析 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 第七節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本步驟,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,夾緊裝置： 工件在定位元件上定位后，必須采用一 定的裝置將工件壓緊夾牢，使其在加工過(guò)程 中不會(huì)因受切削力、

40、慣性力或離心力等作用 而發(fā)生振動(dòng)或位移，從而保證加工質(zhì)量和生 產(chǎn)安全。,機(jī)械加工中所使用的夾具一般都必須有夾緊裝置，在大型工件上鉆小孔時(shí)，可不單獨(dú)設(shè)計(jì)夾緊裝置。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,一、夾緊裝置的組成及基本要求 夾緊裝置的組成 力源裝置 中間傳力機(jī)構(gòu) 夾緊元件,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,TRIBOS-全新的刀具夾緊裝置,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,夾緊裝置的基本要求 (1)夾緊既不應(yīng)破壞工件的定位，或產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形，又要有足夠的夾緊力，防止工件在加工中產(chǎn)生振動(dòng)； (2)足夠的夾緊行程，夾緊動(dòng)作迅速，操縱方便、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)籌考慮夾

41、緊的自鎖性和原動(dòng)力的穩(wěn)定性； (4)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單緊湊，制造、維修方便。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,現(xiàn)代機(jī)床的新式工件夾緊裝置 人可以走開的時(shí)間長(zhǎng) ：多工件裝夾使機(jī)床能實(shí)現(xiàn)無(wú)人化運(yùn)轉(zhuǎn) 快速更換裝夾 ：使用了現(xiàn)代夾緊技術(shù)，避免了虎鉗的固定爪偏位和傾斜等缺陷?？焖俑鼡Q可加工夾爪使各種零件的第1次加工和重復(fù)裝夾的柔性大為增加。 生產(chǎn)率高：減少了圍繞切削時(shí)間的無(wú)效行為，增加了刀具在工件加工中所占的時(shí)間百分比。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,二.夾緊力的確定： 1.確定夾緊力方向的原則： 夾緊力的方向應(yīng)使定位基面與定位元件接觸良好，保證工件定位準(zhǔn)確可靠； 當(dāng)工件由幾個(gè)表面組合定位時(shí)，在各相應(yīng)方向都應(yīng)施加

42、夾緊力，且主要夾緊力的方向應(yīng)朝向主要定位基面；,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,應(yīng)垂直主定位面，最好對(duì)著平面形定位件,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,理想的夾緊力的方向應(yīng)盡量與工件受到的切削力、重力等的方向一致，以減小夾緊力；,以上三種夾緊力、切削力、重力的三種方向關(guān)系中，圖a)所需夾緊力最小，圖c)所需夾緊力最大。,夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，以減小工件變形。夾緊薄壁工件時(shí)，尤應(yīng)注意這種情況。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,2.夾緊力作用點(diǎn)的確定原則 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)；,如左圖所示，夾緊力W的作用點(diǎn)可能會(huì)使工件翻轉(zhuǎn)。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,第

43、四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,以上兩種夾緊方案，相較而言b)方案是合理的。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較好的部位；,通過(guò)對(duì)比以上兩種方案，將作用在殼體中部的單點(diǎn)改為在工件外緣處的兩點(diǎn)夾緊，工件的變形大大改善，夾緊也更可靠。此項(xiàng)原則對(duì)剛性差的工件尤為重要。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,如下圖所示，鏜連桿大頭孔時(shí)，W1加在桿身中間，會(huì)使兩頭上翹，鏜孔后，導(dǎo)致孔軸線與端面不垂直。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對(duì)夾緊點(diǎn)的力矩，防止或減少工件的加工振動(dòng)或彎曲變形。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,3.夾緊力大小的確定原則 夾緊力的大小可根

44、據(jù)切削力、工件重力的大小、方向和相互位置關(guān)系具體計(jì)算。為安全起見，計(jì)算出的夾緊力應(yīng)乘以安全系數(shù)K，故實(shí)際夾緊力一般比理論計(jì)算值大23倍。,夾緊力的大?。?W=K*WL 式中：K安全系數(shù)； 粗加工K=2.53,精加工K=1.52。 WL解靜力學(xué)求得的理論值。 W足夠而不過(guò)大，即只要能夠克服F切、F重等外力的影響，不破壞定位； W過(guò)大則工件變形愈大。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,進(jìn)行夾緊力計(jì)算時(shí)，通常將夾具和工件看作一剛性系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化計(jì)算； 根據(jù)工件在切削力、夾緊力 (重型工件要考慮重力，高速時(shí)要考慮慣性力)作用下處于靜力平衡，列出靜力平衡方程式，即可算出理論夾緊力；

45、一般來(lái)說(shuō)，手動(dòng)夾緊時(shí)不必算出夾緊力的確切值，只有機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)，才進(jìn)行夾緊力計(jì)算，以便決定動(dòng)力部件 (如氣缸、液壓缸直徑等)的尺寸。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,三.典型夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置的重要組成部分，因?yàn)闊o(wú)論采用何種動(dòng)力源裝置，都必須通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)將原始力轉(zhuǎn)化為夾緊力、各類機(jī)床夾具應(yīng)用的夾緊機(jī)構(gòu)多種多樣，以下介紹幾種利用機(jī)械摩擦實(shí)現(xiàn)夾緊，并可自鎖的典型夾緊機(jī)構(gòu)。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,斜楔夾緊； 螺旋夾緊； 偏心夾緊。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,楔塊夾緊機(jī)構(gòu)是利用斜面來(lái)夾緊工件的，它是夾具的基本形式，其他一些機(jī)構(gòu)實(shí)際上是由此派生出來(lái)的。,1.斜楔夾緊,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊

46、,特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，升程小，擴(kuò)力倍數(shù)不算大，操作情況不理想，但與機(jī)動(dòng)裝置聯(lián)合應(yīng)用較廣。,另外，增大行程和增大夾緊力使斜楔自鎖是矛盾的，因此，選斜楔角時(shí)必須考慮這兩方面因素，如果兩者都要求很嚴(yán)，可將斜楔做成兩個(gè)升角，前一段大升角用于加大工作行程，后一段小升角用于工件的加緊并自鎖。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,斜楔夾緊的受力分析,夾緊時(shí)，F(xiàn)P、FQ、FR三力平衡。 夾緊力：,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,工件夾緊后力FP消失，則斜楔 應(yīng)能自鎖。,斜楔夾角的自鎖條件：,通常為安全起見:,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,2.螺旋夾緊,螺旋夾緊機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中使用極為普遍。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊行程大，特別是它具有自鎖

47、性能和增力大兩大特點(diǎn)。它主要有兩種典型結(jié)構(gòu):,1、單個(gè)螺栓夾緊機(jī)構(gòu); 2 、螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu) 。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,單個(gè)螺栓夾緊機(jī)構(gòu) 如圖a所示為六角頭壓緊螺釘，它是用螺釘頭部直接壓緊工件。b圖所示在螺釘頭部裝上擺動(dòng)壓塊，可防止螺釘旋轉(zhuǎn)時(shí)損傷工件表面或帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,擺動(dòng)壓塊結(jié)構(gòu)如下圖所示 。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu) 圖 a 、 b 兩機(jī)構(gòu)的施力螺釘位置不同。圖 a 減力但增加夾緊行程，圖 b 不增力但可改變夾緊力方向。圖 c 采用鉸鏈壓板增力，但減小夾緊行程，使用上受工件尺寸形狀的限制。圖 d 為鉤形壓板 , 其結(jié)構(gòu)緊湊，適用于夾緊

48、機(jī)構(gòu)空間位置受到限制的場(chǎng)合。圖e 為自調(diào)式壓板，它能適應(yīng)工件高度由 0 到一定范圍內(nèi)的變化，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,如圖所示為螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，它的產(chǎn)生擴(kuò)大了單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用范圍，實(shí)際中常采用螺旋與壓板組合的螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,特點(diǎn)： (1)夾緊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠，在加劇中得到廣泛應(yīng)用； (2)夾緊力比斜楔夾緊力大，螺旋夾緊行程不受限制，所以在手動(dòng)夾緊中應(yīng)用極廣； (3)螺旋夾緊動(dòng)作慢，輔助時(shí)間長(zhǎng)，效率低，在實(shí)際生產(chǎn)中，螺旋一壓板組合夾緊比單螺旋夾緊用的更為普遍。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,夾緊力的計(jì)算,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,

49、根據(jù)外力矩應(yīng)與阻力矩相平衡 M外力矩=QL； 螺桿與螺母之間的摩擦阻力矩； 螺桿與工件之間的摩擦阻力矩； 反力N與F1的合力在水平方向上的分力； r螺桿中徑之半（mm）； F2螺桿與工件之間的摩擦力（N）；r當(dāng)量摩擦半徑；mm ；1、2摩擦角。 將（2）、（3）代入（1）式,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,可轉(zhuǎn)位壓板,螺旋夾緊動(dòng)畫,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,3.偏心夾緊,偏心夾緊機(jī)構(gòu)是由偏心件作為夾緊元件，直接夾緊或與其它元件組合實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊，常用的偏心件有圓偏心和偏心軸偏心兩種。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手柄2使偏心輪3繞軸4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心輪的圓柱面緊壓在墊板1上，由于墊板的

50、反作用力，使偏心輪上移，同時(shí)抬起壓板5右端，而左端下壓夾緊工件。,一種常見的偏心輪一壓板夾緊機(jī)構(gòu),第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,特點(diǎn)：由于圓偏心夾緊時(shí)的夾緊力小，自鎖性能不是很好，且夾緊行程小，故多用于切削力小，無(wú)振動(dòng)，工件尺寸公差不大的場(chǎng)合，但是圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)是一種快速夾緊機(jī)構(gòu)。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,四.夾緊動(dòng)力源裝置,1霧化器 2減壓閥 3止回閥 4轉(zhuǎn)向閥 5調(diào)速閥 6氣壓表 7氣缸,1.氣動(dòng)夾緊,氣動(dòng)夾緊的特點(diǎn) 操作方便迅速、反應(yīng)靈敏，易于自動(dòng)化； 空氣取之不盡，廢氣直接排入大氣無(wú)污染，但有噪聲； 空氣具有可壓縮性，夾緊剛度不高，需設(shè)置自鎖機(jī)構(gòu)； 因工作壓力不高，夾緊力不夠大，需借

51、助擴(kuò)力機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較龐大。,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,如圖所示，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空壓機(jī)產(chǎn)生0.70.9MPa的壓縮空氣，經(jīng)冷卻器進(jìn)入儲(chǔ)氣罐備用，經(jīng)水氣分離器濾去水分和雜質(zhì)，再經(jīng)過(guò)調(diào)壓閥使壓力降低到0.40.6MPa并穩(wěn)定在調(diào)定壓力，然后再經(jīng)油霧器混以霧化油，保持系統(tǒng)中元件的潤(rùn)滑。再經(jīng)單向閥、換向閥和節(jié)流閥進(jìn)入活塞式氣缸和薄膜式氣缸進(jìn)行夾緊工作。,1 電動(dòng)機(jī) 2 空壓機(jī) 3 冷卻器 4 儲(chǔ)氣罐 5 過(guò)濾器 6 開關(guān) 7 水氣分離器 8 調(diào)壓閥 9 油霧器 10 單向閥 11 換向閥 12 節(jié)流閥 13 活塞式氣缸 14 薄膜式氣缸 15 工件,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,圖為單作用氣缸， 夾緊靠氣壓頂緊，松 開由彈簧推回，用于 夾緊行程較短的情況。 活塞在壓縮空氣作用 下產(chǎn)生的原始推動(dòng)力。,原始推動(dòng)力：,第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊,右圖為雙作用氣 缸，活塞的雙向移動(dòng) 均由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)， 用于行