2022年《机械制造技术基础》课程教案.pdf

夹具一机床夹具概述1机床夹具的作用保证加工精度提高劳动生产率扩大机床的使用范围改善劳动条件、保证生产安全2机床夹具的分类按应用范围：通用夹具、专用夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具、随行夹具按使用机床：车夹具、铣夹具、钻夹具、镗夹具、磨夹具等按动力源：手动、气动、液压、电动、磁力、真空等3夹具的组成定位元件确定工件的正确位置夹紧装置保证工件正确位置不变。对刀及导向装置确定刀具与工件的相对位置夹具体基础件其他装置或元件如分度装置，联接元件等。二工件的定位定位加工前，使工件在机床上或夹具中占有某一正确的位置夹紧使工件保持正确位置，不受力的作用而位移，要将工件压紧夹牢装夹=定位 +夹紧1. 工件定位的方式（ 1）直接找正定位生产率低，精度工人技术单件小批或位置要求高定位基准所找正的表面（ 2）划线找正定位精度低单件小批，复杂件，毛坯精度低定位基准所划的线（ 3）夹具定位生产率高，定位精度高，成批及大量生产精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 2工件的定位原理（ 1）六点定则用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度误解：工件被夹紧，就定位了并没有保证一批工件的一致位置。工件定位后，反方向可移动定位面与定位点应保持接触（ 2）限制工件自由度与加工要求的关系完全定位六个自由度全部限制不完全定位限制的自由度6 欠定位该限的自由度没有限绝不允许过定位重复限制一自由度一般不允许正确处理：危害定位不稳，安装困难，工件或夹具变形措施去除过定位，修改结构特殊可用过定位提高定位稳定性和结构刚度，简化夹具前提提高工件定位面、夹具定位面的相互位置精度注意：理论上要限制的自由度按加工要求确定不欠定位实际上所限制的自由度多于理论要求的不过定位为承受切削力、简化夹具结构3定位元件基本要求足够的精度足够的硬度和耐磨性足够的强度和刚度工艺性好（ 1）平面定位1) 主要支承限制自由度固定支承支承钉球头毛坯面齿纹侧面平头已加工面精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 支承板光侧面、顶面斜槽底面非标支承板如圆环可调支承一批工件调一次限制自由度自位支承（浮动支承）只定1 点2）辅助支承一个工件调一次不限制自由度提高刚度（ 2）孔定位1）圆柱销（定位销）短销定2 点长销定4 点2）圆柱心轴间隙配合心轴定心精度低和端面联合定位过盈配合心轴定心准确、装卸不便精加工花键心轴花键孔定位3）圆锥销定3 点4）圆锥心轴（小锥度心轴）定5 点（ 3）外圆定位1） V 形块短定2 点基准是检验心轴的中心长定4 点对中性好活动定1 点非整圆表面定位2）定位套定心精度低，已加工面定位3）半圆套大轴件、不便轴向装夹的零件4）圆锥套反顶尖（ 4）组合表面定位（一面两孔）支承板x、y、z菱短圆柱销x、y短削边销z安装削边方向垂直于两销连线精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 三工件的夹紧1. 夹紧装置的组成和基本要求（ 1）夹紧装置的组成 1）力源装置产生夹紧原始作用力2）中间传动机构改变作用力的方向改变作用力的大小起自锁作用3）夹紧元件最终执行元件（ 2）对夹紧装置的基本要求不得破坏定位力适当，不移动、不振动，不损伤、不变形操作方便，迅速省力结构简单，工艺性好，标准件，自锁性2. 确定夹紧力三要素的原则三要素作用点、大小和方向（ 1）夹紧力作用点、方向的确定应指向主要定位面夹紧力应落在定位支承范围内夹紧力应尽量靠近加工面夹紧力应作用在刚性好的部位上夹紧力最好与切削力、重力方向一致（ 2）夹紧力大小的估算受切削力、重力、离心力和惯性力等的作用力（矩）平衡建立力学模型，求出切削力，在最不利的瞬时，求夹紧力大小。为了保证夹紧可靠，再乘以安全系数FJ= K F一般 K =1.5 3，粗加工取大值，精加工取小值。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 四夹具与定位误差分析1. 夹具的误差分析工件在夹具上定位不一致定位误差D。刀具与对刀导向元件的位置不准确对刀误差T。夹具在机床安装不准确安装误差T。定位元件、对刀导向元件及安装基面三者位置不准确制造误差Z 加工方法误差GD T3122222GZATDT2. 定位误差分析（1 ）产生定位误差的原因1）基准不重合误差?B工序基准与定位基准不重合，工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大变动范围，B2）基准位移误差?Y定位副制造误差，定位基准相对于刀具在加工尺寸方向上的最大变动范围，Y（2）定位误差的计算方法（合成法）Y 0 、B=0 时，则D= YB 0 、Y=0 时，则D= BY0 、B 0 时，判断相关性：若工序基准不在定位基面上，B与Y不相关，则BYD若工序基准在定位基面上，B与Y相关，判断方向性：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 若工序基准和定位接触点在定位基准的异侧，方向相同，BYD若工序基准和定位接触点在定位基准的同侧，方向相反，BYD(3) 各种定位方法的基准位移误差平面定位一般Y=0 孔销定位单方向位移，20dDY任意方向位移，Y= Xma x=min0maxdD V 形块定位水平方向，Y=0 垂直方向，Y=2sin2d【例】求加工尺寸A 的定位误差。解：横向上基准重合；纵向上基准不重合，且夹角 为 45mmmmiB1414.045cos2 .0cos平面定位，一般0Y，横向上定心夹紧，0YmmBD1414.0【例】钻铰凸轮上的两小孔（mm16），定位销mm0021.022，求加工尺寸100 0.lmm的定位误差精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 解：基准重合，0B孔销定位，单方向位移，夹角30 15，02.030cos2021.0033.0cos20dDymmyD02.0 T/3=0.2/3 0.067 【例】圆环工件，外圆mm003. 040，内孔mm02. 0025，内外圆同轴度 0.02 欲钻小孔5 ，保证尺寸36 0.1mm 定位方案：图 5.25b,以定位销mm0015. 025定位（轴线垂直安放）图 5.25c,以圆定位套mm03. 0040定位（轴线垂直安放）试比较两定位方案的定位误差。解：方案：工序基准为外圆下母线，定位基准为内孔中心，基准不重合B=D/2+ =0.015+0.02=0.035 孔销配合，任意方向位移，Y=Xmax=0.035 mm 基准不重合误差和基准位移误差不相关D=Y+B=0.07mm T/3=0.067mm。方案：工序基准为外圆下母线，定位基准为外圆中心，基准不重合B=D/2=0.015mm；孔销配合，任意方向位移，Y=Xmax=0.06 工序基准在定位基面上相关，判断方向性。很难判断精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 改用极限法计算，直接求工序基准的最大位移量D=Xmax=0.06mm T/3=0.06mm。方案好3. 减少夹具及定位误差的措施(1) 提高夹具的精度提高定位元件、对刀元件及配合表面与机床连接表面的制造精度，提高精度、安装精度调整夹具，刀具与夹具位置，提高对刀精度(2) 减少定位误差基准重合，误差小的定位方式（如定心夹紧装置等）提高定位面与定位件加工精度，减少间隙，减少基准位移误差(3) 减少夹具的磨损提高夹具易磨件耐磨性。可换装置，及时更换精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - - -