機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理

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1、第六章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 2-1 機(jī)床夾具概述,6-1 機(jī)床夾具概述 一 機(jī)床夾具及其組成 1、機(jī)床夾具的作用 機(jī)床夾具機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置。 作用使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有一個(gè)正確的加工位置且在加工中始終 保持其正確的位置不變。 2、夾具的組成,1.定位元件或裝置 2.夾緊元件或裝置 3.刀具導(dǎo)向元件或裝置 4.連接元件 5.夾具體,,,夾具的分類及功用,二.機(jī)床夾具的分類 1.按使用特點(diǎn)分 1）萬(wàn)能通用夾具應(yīng)用廣，能較好的適應(yīng)加工工序及加工對(duì)象變換，結(jié)構(gòu)已定型，尺寸已系列化，大多數(shù)成為機(jī)床的一種標(biāo)準(zhǔn)附件。（如機(jī)用虎鉗，三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)，花盤(pán)等） 2）專用夾具為某種產(chǎn)品零

2、件在某道工序上的裝夾需要而專門(mén)設(shè)計(jì)制造的。服務(wù)對(duì)象專一，針對(duì)性很強(qiáng)，一般自行設(shè)計(jì)和制造。 3）組合夾具、拼裝專用夾具由一套完全標(biāo)準(zhǔn)化的元件拼裝而成。避免了專用夾具設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，產(chǎn)品改型后又無(wú)法利用的缺點(diǎn) 4）成組夾具和通用可調(diào)夾具部分元件更換、部分裝置可調(diào)。可用于相似零件或不同零件加工。 5）隨行夾具在自動(dòng)線或柔性制造系統(tǒng)中使用。,,,,,,6-2 工件在夾具中的定位一、常用定位方法與定位元件工件以平面定位,6-2 工件在夾具中的定位 為對(duì)工件進(jìn)行正確加工，要求：（1）工件在夾具中正確定位；（2）夾具在機(jī)床上正確安裝；（3）刀具相對(duì)夾具正確對(duì)刀、引刀；（4）調(diào)整工藝系統(tǒng) 工件在夾具中正確

3、定位目的：同一批工件在夾具中占有一致的正確位置。 一、常用定位方法與定位元件 工件定位面為：平面、內(nèi)孔、外圓、中心孔,6-2 工件在夾具中的定位一、常用定位方法與定位元件工件以平面定位,1 工件以平面定位 1） 固定支承定位元件高度方向上的尺寸固定不變,平頭支承釘精基準(zhǔn)定位、接觸面較小時(shí)； 圓頭支承釘粗基準(zhǔn)定位； 網(wǎng)紋支承釘多用于側(cè)面定位 支承板精基準(zhǔn)定位、接觸面較大時(shí)（未開(kāi)槽支承板多用于側(cè)面定位）,注意：平頭支承釘或者支承板，一般在安裝后須進(jìn)行最終磨削。 目的：1）保證等高，2）與夾具體底部保持一定的位置精度，所以在高度上應(yīng)預(yù)留最終磨削余量。,2 工件以孔定位,2 工件以孔定位定位基準(zhǔn)一般

4、為孔的軸線 1） 心軸定位 （1）剛性心軸,過(guò)盈配合心軸定位精度較高（基準(zhǔn)位置誤差=0） 小錐度心軸錐度1：50001：1000,定位精度較高（0.0050.01mm）；要求工件定位孔的精度較高 間隙配合心軸便于工件的裝卸,工件以孔定位,（2）其它心軸如彈性心軸、液塑心軸、自動(dòng)定心心軸,工件以孔定位,2）定位銷 （1）圓柱定位銷： 固定式: 直接用過(guò)盈配合裝在夾具體上,圖 a)、b)、c) 可換式： 圖d) 圓柱定位銷制造精度工作部分直徑 d 按g5、g6、f6、f7,（2）菱形銷：只限制一個(gè)自由度 （3）圓錐定位銷：,3 工件以外圓定位,3 工件以外圓面定位兩種形式：定心定位、支承定

5、位，,1） 定心定位類似以圓柱孔定位：套筒或卡盤(pán)代替心軸或柱銷；錐套代替錐銷,2） 支承定位常用V形塊定位，兩斜面夾角：60，90，120； 90夾角V形塊已標(biāo)準(zhǔn)化 V形塊定位時(shí)定位基準(zhǔn)為外圓的軸線,（1）V形塊定位的特點(diǎn)： 1）既適于完整的圓柱面定位，又適于非完整的圓柱面定位 2）對(duì)中心好，且不受外圓尺寸誤差的影響，常用于加工表面與軸線有對(duì)稱度要求的工件,工件以外圓定位,（2） V形塊的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 a)用于以精基準(zhǔn)定位，且基準(zhǔn)面較短 b)用于基準(zhǔn)面較長(zhǎng)，因?yàn)橹胁颗cV形塊不接觸，定位穩(wěn)定 c)用于粗基準(zhǔn)定位（工作面較窄）,定位基準(zhǔn)圓D很大時(shí)，V形塊不一定采用整體結(jié)構(gòu)的鋼件，而可以改

6、用鑄鐵底座上鑲嵌硬支承板或者硬質(zhì)合金,工件以外圓定位,生產(chǎn)中常通過(guò)檢驗(yàn)心軸的中心O（即工件定位外圓中心）來(lái)調(diào)整刀具位置，此時(shí)V形塊定位的定位基準(zhǔn)為工件外圓中心，而尺寸T即定位基準(zhǔn)的高度尺寸，必須標(biāo)注在V形塊的工作圖上，以檢驗(yàn)和調(diào)整V形塊,D: 檢驗(yàn)心軸直徑工件定位外圓的平均直徑,=90時(shí)：,（3）V形塊的主要設(shè)計(jì)尺寸 TV形塊在夾具上的安裝尺寸,工件以外圓定位,3. 工件外圓在半圓孔中定位 應(yīng)用場(chǎng)合：工件直徑較大或者定位外圓不便于直接插入定位圓孔,定位元件：固定在夾具體上的下部半圓 夾緊元件：上部半圓,與V形塊定位的比較： 1）接觸面較大，不易損壞工件表面（V形塊只有兩條母線接觸） 2）但

7、要求工件定位面直徑精度不應(yīng)低于IT8-IT9級(jí)（否則只在一條母線接觸）,,4 工件以其它表面定位,4 工件以其它表面定位 1、以錐度心軸定位,2、以齒輪分度圓定位,,5 定位表面的組合,（五）定位表面的組合 平面與平面、平面與圓孔、平面與外圓面、平面與其它表面等 注意分清組合定位時(shí)的主次定位面 第一基準(zhǔn)面：限制的自由度最多，應(yīng)該是工件上面積最大且較精確的平面； 第二基準(zhǔn)面：限自由度數(shù)次之，常用窄長(zhǎng)的平面； 第三基準(zhǔn)面：限一個(gè)自由度，可用較小平面；,1）分析連桿銑槽夾具定位時(shí)的第一、二、三基準(zhǔn) 2）分析工件在兩頂尖上定位的主次定位面,定位表面的組合,1）錐銷平面,2、其它定位表面組合舉例：,該種

8、定位方式避免了以下問(wèn)題： （）只用錐銷工件易偏斜 （）軸向過(guò)定位（彈簧的作用））,2）一面一孔 加工兩小孔，工序尺寸分別如a)、b)圖所示，兩孔中心連線與底面有平行度要求。分析分別宜采用c、d哪種定位方案,定位表面的組合,加工箱體類零件時(shí)常以兩個(gè)圓柱銷作定位件，但常會(huì)產(chǎn)生過(guò)定位現(xiàn)象，造成后果：工件可能無(wú)法安裝。 為避免過(guò)定位，“兩孔”應(yīng)采用圓柱銷菱形銷定位,但是菱形銷的寬度b須要計(jì)算,3）一面兩孔,菱形銷計(jì)算,菱形銷寬度 b 的計(jì)算： 考慮最不利的情況下兩銷仍能裝入定位孔： 兩孔中心距最大LTlk/2；兩銷中心距最小L-Tlx/2 ； 兩孔直徑最小D1,D2；兩銷直徑最大d1=D1-min ,

9、d2=D2-min ； 則：,,,考慮孔1與銷1之間間隙補(bǔ)償作用，則有：,菱形銷計(jì)算,菱形銷設(shè)計(jì)步驟： 1）確定兩銷中心距尺寸L及其公差Tlx ： 兩定位銷中心距基本尺寸工件上兩孔中心距基本尺寸 兩定位銷中心距公差Tlx （1/51/3）Tlk工件上兩孔中心距 2）確定圓柱銷直徑及其公差：圓柱銷直徑基本尺寸定位孔最小直徑 圓柱銷直徑公差取 g6 或 g7(則min 計(jì)算出),3)確定菱形銷寬度、直徑及公差： 菱形銷寬度尺寸 b查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（參考表21） 菱形銷直徑d2 ：根據(jù)下式計(jì)算菱形銷與配合孔的最小間隙2min; 則菱形銷直徑: d2 D2

10、- 2min 菱形銷直徑公差：取 h6 或 h7 4)菱形銷其它尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，查手冊(cè)即可,二、定位誤差的分析計(jì)算,二、定位誤差的分析計(jì)算 定位誤差---工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的變動(dòng)量,該變動(dòng)量將引起加工誤差 定位誤差出現(xiàn)在調(diào)整法加工時(shí),試切法加工中無(wú)定位誤差,,定位誤差及產(chǎn)生的原因,定位誤差dw的來(lái)源1)定位基準(zhǔn)選擇不當(dāng)；2)定位基準(zhǔn)面和定位元件的制造精度及兩者間的配合間隙的大小 1) 基準(zhǔn)不重合誤差jb定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，使工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)的位置發(fā)生變化，其變化值即為jb 2）基準(zhǔn)位置誤差jw定位基準(zhǔn)在夾具中的位置的最大變動(dòng)量 定位誤差：dw= jw 與jb在工序尺寸方向上的

11、分量之代數(shù)和,定位誤差的計(jì)算,定位誤差的計(jì)算有兩種方法：幾何方法和微分方法 用幾何方法計(jì)算定位誤差：畫(huà)出定位簡(jiǎn)圖在圖中夸張地畫(huà)出工件變動(dòng)的極限位置運(yùn)用三角幾何知識(shí)求出工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量即為所求定位誤差。,方法一：分別計(jì)算基準(zhǔn)位置誤差jw和基準(zhǔn)不重合誤差jb,再計(jì)算兩者在工序尺寸方向的和,方法二：定義法分析并計(jì)算工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量,幾何計(jì)算方法一,jb=定位基準(zhǔn)到工序基準(zhǔn)間的尺寸公差,基準(zhǔn)不重合誤差定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，使工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)的位置發(fā)生變化，其變化值即為基準(zhǔn)不重合誤差jb,例1：若軸的直徑公差為T(mén)d，試分析a）b）c）三圖的基準(zhǔn)不重合誤差的

12、大小,幾何計(jì)算方法一,基準(zhǔn)位置誤差jw同批工件中定位基準(zhǔn)在夾具中位置的最大變動(dòng)量 產(chǎn)生：定位副（工件的定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件）的制造誤差 例1：分析平面為主要定位基準(zhǔn)定位時(shí)的基準(zhǔn)位置誤差 定位面為精基面同批工件中的定位基準(zhǔn)的位置基本上是一致的， jw 視為零 定位面為粗基面一般不以嚴(yán)格的要求來(lái)規(guī)定粗基面的精度，因此沒(méi)有必要計(jì)算基準(zhǔn)位置誤差,幾何計(jì)算方法一,例2 工件以孔定位的基準(zhǔn)位置誤差 孔銷（或者心軸）間隙配合時(shí)基準(zhǔn)位置誤差jw 有兩種情況,定位基準(zhǔn)孔與心軸在任意點(diǎn)接觸： 工件孔徑為最大Dmax,定位銷直徑為最小dmin時(shí)，孔心（定位基準(zhǔn)）在任意方向上的最大變動(dòng)量均為： jwDma

13、xdmin, 定位基準(zhǔn)孔與心軸固定邊保持接觸： 基準(zhǔn)位置誤差：jw（DmaxDmin) /2 TD /2,幾何計(jì)算方法一,,,例3 工件以外圓定位 V形塊定位的基準(zhǔn)位置誤差jw_即工件定位外圓幾何中心位置的最大變動(dòng)量,從減小基準(zhǔn)位置誤差jw考慮，角應(yīng)選最大的，但穩(wěn)定性變差，兼顧考慮兩方面，常選用= 90的V形塊,用幾何計(jì)算方法一定位誤差,,jw和jb方向的判斷 如果工序基準(zhǔn)不在定位基面上： dw=jw+jb如果工序基準(zhǔn)在定位基面上： dw= jw jb “+”、“”的判別方法為：分析定位基面尺寸由大變小（或由小變大）時(shí)，定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向；當(dāng)定位基面尺寸作同樣變化時(shí)，設(shè)定位基準(zhǔn)不動(dòng)，分析設(shè)計(jì)

14、基準(zhǔn)變動(dòng)方向；若兩者變動(dòng)方向相同即“+”，兩者變動(dòng)方向相反即“”。,用幾何方法一計(jì)算定位誤差的步驟： （1）找出本工序加工尺寸,分析相關(guān)尺寸的基準(zhǔn)情況 （2）分析是否有基準(zhǔn)位置誤差jw和基準(zhǔn)不重合誤差jb （3）計(jì)算jw和jb在工序尺寸上的分量，判斷影響方向是否相反 （4） 計(jì)算兩分量之和即為定位誤差dw,,,用幾何計(jì)算方法一計(jì)算定位誤差例1,例2-4 鍵槽的工序尺寸的標(biāo)注如b)、c)圖三種形式，試分別計(jì)算在V形塊上定位銑鍵槽時(shí)的定位誤差 與夾具有關(guān)的兩項(xiàng)工序尺寸和要求是：（1）鍵槽對(duì)外圓中心的對(duì)稱度； （2）鍵槽高度方向上的尺寸 解： 對(duì)稱度要求的定位誤差： 1）工序基準(zhǔn)外圓軸線，工序尺寸

15、方向水平方向 2） 工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向的最大位移量（忽略V形塊的對(duì)稱度誤差）： dw =0,用幾何計(jì)算方法一計(jì)算定位誤差例1,對(duì)鍵槽高度方向尺寸的要求: a)、b)、c)三圖表示的工序基準(zhǔn)不同 a) 圖：工序基準(zhǔn)為外圓中心線 工序尺寸方向?yàn)榇怪狈较? 定位基準(zhǔn)也為外圓中心線 jb=0； 定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向位置的最大變動(dòng)量為 因此： dw = jw,用幾何計(jì)算方法一計(jì)算定位誤差例1,b) 圖： 工序基準(zhǔn)為外圓下母線 （1） 定位基準(zhǔn)為外圓中心線，基準(zhǔn)有不重合 jb=Td/2； （2） 定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向位置的最大變動(dòng)量為,c) 圖的呢？,（3）因工序基準(zhǔn)與定

16、位基準(zhǔn)都為外圓柱體上的要素，因此需判斷jw和jb的影響方向：當(dāng)外圓尺寸由最大變化到最小時(shí)，定位基準(zhǔn)將向下移動(dòng)， 即jw的方向是向下的；若定位基準(zhǔn)不動(dòng)，工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)的位置變化方向是向上的，即jb的方向是向上的，因此兩者反向,,用幾何計(jì)算方法二計(jì)算定位誤差例1,上例還可用幾何方法二來(lái)計(jì)算定位誤差 直接計(jì)算工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量,圖：工序基準(zhǔn)為外圓中心，其在工序尺寸方向的位置變動(dòng)： dw = A=T2-T1,式中H為V形塊的高度尺寸,用幾何計(jì)算方法二計(jì)算定位誤差例1,c) 圖：工序基準(zhǔn)為外圓上母線，其在工序尺寸方向的最大位置變動(dòng)： dw = A=（T2+D2/2）

17、-（T1+D1/2）,b) 圖：工序基準(zhǔn)為外圓下母線，其在工序尺寸方向的最大位置變動(dòng)： dw= A =（T2-D2/2）-（T1-D1/2）,用幾何計(jì)算定位誤差例3,求銑連桿槽時(shí)的定位誤差 （1）有關(guān)槽深尺寸的加工誤差用幾何方法一 解：1）基準(zhǔn)不重合誤差 = 0.1； 2）基準(zhǔn)位置誤差 =0 ； 3）則：計(jì)算定位誤差dw=0.1 （2）槽中心線與大小頭孔中心連線夾角誤差用幾何方法二 解：工序基準(zhǔn)為兩孔中心連線，工序尺寸方向?yàn)榻嵌葮?biāo)注方向則兩孔中心連線能偏移的最大角度即為定位誤差,,,,用幾何計(jì)算定位誤差例3,注意：定位誤差一般是采用調(diào)整法加工時(shí)出現(xiàn)，若采用試 切法加工，一般不考慮定位誤

18、差,（3）槽中心平面對(duì)大頭孔軸線的對(duì)稱度誤差用幾何方法二 解：工序基準(zhǔn)為大孔的軸線，其位置的最大變動(dòng)量：,用微分法計(jì)算定位誤差,用微分方法計(jì)算定位誤差步驟： （1）建立方程式 y =f(xi)y的方向與工序尺寸方向相同，y的坐標(biāo)位置即工序基準(zhǔn)所在位置，原點(diǎn)的選取應(yīng)便于建立方程y =f(xi)且應(yīng)該是固定點(diǎn)， （2）計(jì)算定位誤差（即計(jì)算工序基準(zhǔn)在y坐標(biāo)方向上的變動(dòng)）對(duì)方程式取微分，用各自的公差代替各個(gè)自變量的微分，用定位誤差代替dy，并考慮尺寸誤差的正負(fù)及計(jì)算可能的最大定位誤差來(lái)調(diào)整微分式中的正負(fù)號(hào),用微分法計(jì)算定位誤差,例：銑加工下圖一個(gè)不完全球，工序尺寸為A，工序基準(zhǔn)相對(duì)于夾具上的某固定點(diǎn)在

19、工序尺寸方向的坐標(biāo)可用方程式表示如下：,微分后得：,最后得定位誤差為：,定位誤差計(jì)算舉例,分析下圖鉆模加工時(shí)定位誤差：短圓柱銷最大尺寸：d1max,最小尺寸d1min,解:1)分析工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)；2）分析有無(wú)基準(zhǔn)不重合誤差，并計(jì)算；3）分析有無(wú)基準(zhǔn)位置誤差，并計(jì)算；4）判斷方向；5）計(jì)算定位誤差,,工件定位方案設(shè)計(jì)及定位誤差計(jì)算舉例,1、 2、槽中心平面對(duì)B面的垂直度公差0.05mm 3、槽的中心面與兩孔中心連線之間的夾角為,設(shè)計(jì)加工寬6mm槽的定位方案設(shè)計(jì)并計(jì)算定位誤差,（一）定位方案設(shè)計(jì) 1、按加工精度要求，至少應(yīng)限制五個(gè)自由度，從加工穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，可限制六個(gè)自由度。 2、為保證垂直度，

20、應(yīng)以B面作為定位基準(zhǔn)，但因B面較小，為穩(wěn)定考慮，選擇A作為基準(zhǔn)。 3、為保證角度精度，應(yīng)以兩孔軸線作為定位基準(zhǔn)。,工件定位方案設(shè)計(jì)及定位誤差計(jì)算舉例,工件定位方案設(shè)計(jì)及定位誤差計(jì)算舉例,（二）定位誤差計(jì)算 1、槽的垂直度誤差較易保證，不必計(jì)算。 2、角度誤差： A、基準(zhǔn)重合，不存在基準(zhǔn)不重合誤差。 B、基準(zhǔn)位置誤差：取兩孔、銷的配合均為H7/g6 圓柱定位銷的直徑為 棱形定位銷的直徑為,工件定位方案設(shè)計(jì)及定位誤差計(jì)算舉例,6-3 工件在夾具中的夾緊夾緊力的確定,1) 在夾緊過(guò)程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置不變 2) 夾緊應(yīng)可靠和適當(dāng)：夾緊機(jī)

21、構(gòu)一般要有自鎖作用；不允許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。 3) 夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全。 4) 夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、緊湊,并盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。,第三節(jié) 工件在夾具中的夾緊 一、對(duì)夾緊裝置的要求,(一)夾緊力方向的選擇,二、夾緊力的確定包括大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素 (一)夾緊力方向選擇的原則:,1、應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位,主要夾緊力應(yīng)垂直指向主要定位面 2、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、應(yīng)盡可能與切削力、工件重力方向一致,以減小所需夾緊力,（二）夾緊力作用點(diǎn)的確定,(二) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 力作

22、用點(diǎn)的位置和數(shù)目 1) 夾緊力作用點(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),以保證工件已獲得的定位不變。 2) 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處在工件剛性較好的部位,以減小工件的夾緊變形。,,,,（二）夾緊力作用點(diǎn)的確定,3)夾緊力作用點(diǎn)盡可能靠近被加工面，以便減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。必要時(shí)應(yīng)在工件剛度差的部位增加輔助支承并施加夾緊力，以減小切削過(guò)程中的振動(dòng)和變形。,（三）夾緊力大小的估算,(三) 夾緊力大小的估算 夾緊力不足將使工件在切削過(guò)程中產(chǎn)生位移并容易引起振動(dòng)； 夾緊力過(guò)大將會(huì)造成工件或夾具不應(yīng)有的變形或表面損傷。 1、估算夾緊力的一般方法：將工件分離，分析作用在其上的各種力根據(jù)力系平

23、衡條件,確定保持工件平衡所需的最小夾緊力將此最小夾緊力乘以一適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù),即可得到所需要的夾緊力。 例1：車床上用三爪自定心卡盤(pán)裝夾工件加工外圓表面夾緊力計(jì)算： 只考慮主切削力Fc 所產(chǎn)生的力矩與卡爪夾緊力Fj所產(chǎn)生的摩擦力矩相平衡,Fjmin最小夾緊力， 將Fjmin乘以安全系數(shù)k,則夾緊力為：,,（三）夾緊力大小的估算,例2：圖2-25工件銑削加工 ，根據(jù)力矩平衡條件,2、安全系數(shù) k 的選?。和ǔＨ?.52.5。精加工和連續(xù)切削時(shí)取較小值；粗加工或斷續(xù)切削時(shí)取較大值 ；夾緊力與切削力方向相反時(shí),可取2.53。 摩擦系數(shù)具體數(shù)值可參考表2-2,則最小夾緊力：,考慮安全系數(shù)后有：,注意：夾

24、緊力的估計(jì)很粗糙，當(dāng)需要準(zhǔn)確地確定夾緊力大小時(shí)，通常要用實(shí)驗(yàn)的方法,三、常用夾緊機(jī)構(gòu)（一）斜楔夾緊機(jī)構(gòu),三、常用夾緊機(jī)構(gòu) (一) 斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 1、可獲得的夾緊力：,,,2、斜楔的自鎖條件為： 1 十2 3、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,增力比大,自鎖性能好等特點(diǎn),應(yīng)用廣泛。,2-3 工件在夾具中的夾緊斜楔夾緊機(jī)構(gòu),（二）螺旋夾緊機(jī)構(gòu),(二) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 1、螺旋夾緊 力的計(jì)算公式 ：,,,,2、需準(zhǔn)確地確定螺旋夾緊力時(shí), 通常要求采用實(shí)驗(yàn)的方法。,3、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制作,增力比大,自鎖性能好 缺點(diǎn)動(dòng)作較慢，為提高其工作效率,常采用一些快撤裝置 應(yīng)用 手動(dòng)夾緊

25、中應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。,（三）偏心夾緊機(jī)構(gòu),(三) 偏心夾緊機(jī)構(gòu)原理和斜楔工作時(shí)斜面高度由小變大而產(chǎn)生的楔緊作用一樣，因此可將偏心輪視為一楔角變化的斜楔,3、偏心夾緊的夾緊力可用下式估算： Fj=FsL/tg(+2)+ tg1,1、楔角計(jì)算公式：,4、偏心夾緊的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,動(dòng)作迅速； 缺點(diǎn)自鎖性能較差,增力比較小。 應(yīng)用常用于切削平穩(wěn)且切削力不大的場(chǎng)合,2、偏心夾緊的自鎖條件： e/Rtg1=1 1 輪周作用點(diǎn)處的摩擦力,,（四）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu),（四）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 1、結(jié)構(gòu)形式： 單臂鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)；單臂雙作用鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)；雙臂雙作用鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 2、單臂鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的

26、夾緊力計(jì)算公式： Fj=Fs/tg(j+)+tg1 3、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn)----動(dòng)作迅速,增力比大,并易于改變力的作用方向； 缺點(diǎn)----自鎖性能差。 應(yīng)用----多用于機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中,鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)原理圖,,（五）定心夾緊機(jī)構(gòu),(五) 定心夾緊機(jī)----同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件定心定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu) 定心夾緊機(jī)構(gòu)分類----按其工作原理分為兩大類: 1.以等速移動(dòng)原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu) 如斜楔定心夾緊機(jī)構(gòu),螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)，杠桿定心夾緊機(jī)構(gòu)等。 2.以均勻彈性變形原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu) 如彈簧夾頭、薄膜卡盤(pán)、液塑定心夾緊機(jī)構(gòu)、碟形彈簧定心夾緊機(jī)構(gòu)、折紋薄壁套定心夾緊機(jī)構(gòu)等。,注意

27、:彈簧夾頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,定心精度可達(dá)0.040.1mm。但由于彈簧套筒變形量不宜過(guò)大,故對(duì)工件的定位基準(zhǔn)面有一定精度要求、其公差應(yīng)控制在0.5mm以內(nèi)。,（六）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu),(六) 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 在一處施力，對(duì)一個(gè)工件上的幾個(gè)點(diǎn)或?qū)Χ鄠€(gè)工件同時(shí)進(jìn)行夾緊的機(jī)構(gòu),在設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí),一般應(yīng)設(shè)計(jì)浮動(dòng)環(huán)節(jié),以使各夾緊點(diǎn)獲得均勻一致的夾緊力,特別是在多件夾緊時(shí)尤為重要。,其它聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu),定位夾緊聯(lián)動(dòng)圖例,四、夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置,四、夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置 有氣功、液壓、電磁、電動(dòng)、真空等裝置,氣動(dòng)與液壓動(dòng)力裝置使用最廣 (一)氣動(dòng)夾緊裝置工作壓力0.40.5MPa,與活塞式氣缸相比，薄膜式氣缸具有密封性好、

28、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是工作行程較短,四、夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置,(二) 液壓夾緊裝置 液壓夾緊較氣壓壓緊有以下優(yōu)點(diǎn)： 1) 工作壓力可達(dá)56.5MPa，傳動(dòng)力大，可采用直接夾緊方式，結(jié)構(gòu)尺寸小。 2) 油液不可壓縮，故夾緊剛性大，工作平穩(wěn)、可靠。 3) 噪聲小。 (三) 氣、液增壓夾緊裝置以壓縮空氣為動(dòng)力源,通過(guò)壓力油來(lái)傳力和增力。它集合了氣動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩者的優(yōu)點(diǎn),可獲得很大的傳動(dòng)力而結(jié)構(gòu)尺寸又較小,P1和P2的比值是增壓器的重要性能指標(biāo)增壓系數(shù)ip,種類機(jī)床夾具圖例車床夾具,,磨床夾具,,鉆床夾具,,,,,,鉆床夾具,,,鉆床夾具,鉆床夾具,鉆套導(dǎo)向孔基本尺寸= d刀具max公差：F7

29、（鉆孔、擴(kuò)孔）； G7(粗鉸） G6（精鉸） 鉆套高度：H=（12.5）d 鉆套與工件間隙： h=（0.31.2）d 位置精度很高時(shí)可為0,鉆床夾具,鏜床夾具(鏜模),,鏜床夾具,鏜床夾具,銑床夾具,,,夾具設(shè)計(jì)舉例--1,設(shè)計(jì)鉆孔模具，要求保證下列要求，試分析并提出對(duì)夾具的形位和尺寸要求 小孔的位置尺寸精度： 小孔軸線相于對(duì)過(guò)大孔軸線和定位孔軸線的中心平面的對(duì)稱度： 小孔軸線相對(duì)底平面的的平行度： 一、首先確定定位方案，1）限制的自由度數(shù)；2）選擇定位面；3）選用定位元件 二、確定導(dǎo)向裝置 三、確定夾緊元件,,夾具設(shè)計(jì)舉例2,,提高定位精度的措施,（四）提高工件在夾具中定位精度

30、的措施 即如何減少或消除基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差。 1、減少或消除基準(zhǔn)位置誤差的措施 （1）選用基準(zhǔn)位置誤差小的定位元件 A、以毛坯平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，可以多點(diǎn)自位支承取代球頭支承釘。 B、以內(nèi)孔和端面定位時(shí)，可應(yīng)用浮動(dòng)球面支承，以減小軸向定位誤差。,（2）合理布置定位元件在夾具中的位置 A、以毛坯平面定位時(shí)，盡力增大支承間的間距 B、以外圓或外圓組合定位時(shí)，亦應(yīng)盡力增大定位元件間的間距 C、應(yīng)用固定平面支承與活動(dòng)錐面組合定位,（3）提高工件定位表面與定位元件的配合精度 例如：以內(nèi)孔或外圓定位時(shí)，應(yīng)盡量減小它與定位元件之間的最小間隙。 （4）正確選取工件上的第一、第二和第三定位基準(zhǔn)

31、第一定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)位置誤差最小，應(yīng)以直接與加工精度有關(guān)的基準(zhǔn)作為第一定位基準(zhǔn)。,2、消除或減小基準(zhǔn)不重合誤差的措施 （1）盡可能以工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) （2）根據(jù)加工精度高低，選擇第一、第二定位基準(zhǔn),(參考題),例2-4：如圖，銑加工槽時(shí)，（a)若以 B 面為定位基準(zhǔn)，刀具按距 B 面的尺寸a來(lái)調(diào)整的。對(duì)于同一批工件而言，按上述方式調(diào)整好刀具后，若不考慮加工過(guò)程中其他誤差因素的影響，則刀具相對(duì)于 B 面間的尺寸a，應(yīng)該是穩(wěn)定不變的，即：這時(shí)不存在因定位引起的誤差。(b)若以c面為定位基準(zhǔn)，則刀具按距c面的尺寸來(lái)調(diào)整。尺寸a是間接獲得的。對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)毒甙炊ㄎ换鶞?zhǔn)c面被調(diào)整好而處于一定位置時(shí)

32、，其中每個(gè)工件的B面位置卻是隨尺寸的變化而改變的。這時(shí)一批工件的B面位置可能發(fā)生的最大變動(dòng)范圍為：,結(jié)論：加工時(shí)定位基準(zhǔn)選擇不當(dāng)，會(huì)給加工尺寸附加一種誤差，從而降低加工精度。,雞心夾頭和車床加工異型件圖例,,跟刀架,,二向回轉(zhuǎn)工作臺(tái),,組合夾具1,,,組合夾具2,,,夾具圖例,圖1-5,,夾具圖例,圖1-5,,搖臂鉆床,鉸刀,,拉刀,,拉削加工表面,,定位誤差計(jì)算舉例,如下圖所示，用角度銑刀銑削斜面，求加工距離尺寸為390.04mm的定位誤差。,解：定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合 jb=0mm jw=0.707dcos=(0.7070.040.866)mm =0.024mm dw=0.024mm,定位誤差計(jì)算舉例,以A 面定位加工20H8孔，求加工尺寸400.1mm的定位誤差。,解： 平面定位： jw=0mm 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)B與定位基準(zhǔn)A不重合，因此將產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差 dw =jw=0.05+0.1=0.15m,補(bǔ)充習(xí)題1,如下圖所示，工件以d1外圓定位，加工10H8孔。已知：,求加工尺寸400.15mm的定位誤差。,習(xí)題圖例(6-1),,習(xí)題圖例(6-2）,,習(xí)題圖例(6-3,6-4,6-5),,,,習(xí)題圖例(6-6,6-7),(6-10),,,定位夾緊符號(hào),,,