机床夹具设计.ppt

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1、机床夹具设计机床夹具设计机床夹具设计机床夹具设计FF5.1 5.1 5.1 5.1 机床夹具的功机床夹具的功机床夹具的功机床夹具的功能和应满足的要求能和应满足的要求能和应满足的要求能和应满足的要求FF5.2 5.2 5.2 5.2 机床夹具的类机床夹具的类机床夹具的类机床夹具的类型和组成型和组成型和组成型和组成FF5.3 5.3 5.3 5.3 机床夹具定机床夹具定机床夹具定机床夹具定位机构的设计位机构的设计位机构的设计位机构的设计FF5.4 5.4 5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计5.1 机床夹具的功能和应满足的要求F5

2、.1.1机床夹具的功能FF(1)(1)保证被加工表面的位置精度。保证被加工表面的位置精度。FF 工件加工表面的位置精度主要靠夹具和机床来工件加工表面的位置精度主要靠夹具和机床来保证，且加工精度稳定。保证，且加工精度稳定。FF(2)(2)提高生产率。提高生产率。FF 可以显著减少辅助时间，提高劳动生产率。可以显著减少辅助时间，提高劳动生产率。FF(3)(3)扩大机床的工艺范围。扩大机床的工艺范围。FF 在机床上使用夹具可以改变机床的用途和扩大在机床上使用夹具可以改变机床的用途和扩大机床的使用范围，如以车代镗。机床的使用范围，如以车代镗。FF(4)(4)减轻工人的劳动强度，保证生产安全。减轻工人的

3、劳动强度，保证生产安全。5.1 机床夹具的功能和应满足的要求F5.1.2机床夹具应满足的要求FF(1)(1)保证工件的加工精度保证工件的加工精度 FF 夹具应有合理的定位、夹紧和导向方案，必要夹具应有合理的定位、夹紧和导向方案，必要时应进行定位误差的分析与计算，以确保夹具能满足时应进行定位误差的分析与计算，以确保夹具能满足工件的加工精度要求。工件的加工精度要求。FF(2)(2)夹具的总体方案应与生产纲领相适应夹具的总体方案应与生产纲领相适应 FF 在大批大量生产时，应尽量采用各种快速、高在大批大量生产时，应尽量采用各种快速、高效的结构，提高生产率；在小批生产中，尽量使夹具效的结构，提高生产率；

4、在小批生产中，尽量使夹具结构简单、易于制造；对介于大批大量和小批生产之结构简单、易于制造；对介于大批大量和小批生产之间的各种生产规模，则可根据经济性原则选择合理的间的各种生产规模，则可根据经济性原则选择合理的结构方案。结构方案。5.1 机床夹具的功能和应满足的要求F5.1.2机床夹具应满足的要求FF3)3)安全、方便、减轻劳动强度安全、方便、减轻劳动强度 FF 即夹具的操作应方便、安全，能减轻工人的劳即夹具的操作应方便、安全，能减轻工人的劳动强度。如操作位置应符合工人的习惯，工件的装卸动强度。如操作位置应符合工人的习惯，工件的装卸要方便，夹紧要省力，必要时要加防护装置等。要方便，夹紧要省力，必

5、要时要加防护装置等。FF(4)(4)排屑顺畅排屑顺畅 FF排屑要通畅，因为积集切屑会影响工件定位精度；切排屑要通畅，因为积集切屑会影响工件定位精度；切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度；屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度；清理切屑将会增加辅助时间降低生产率。清理切屑将会增加辅助时间降低生产率。5.1 机床夹具的功能和应满足的要求F5.1.2机床夹具应满足的要求FF(5)(5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性FF 应尽量采用标准元件。应有良好的结构工艺性，应尽量采用标准元件。应有良好的结构工艺性，以便于制造、装配和维修。同时，还

6、应合理选用夹具以便于制造、装配和维修。同时，还应合理选用夹具零件的材料和必要的热处理规范。零件的材料和必要的热处理规范。5.2机床夹具的类型和组成F5.2.1机床夹具的类型FF按其使用范围可分为按其使用范围可分为：通用夹具、专用夹具、：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具及随行夹具五种基本类可调夹具、组合夹具及随行夹具五种基本类型。型。FF3.3.如按所适用的机床来分类如按所适用的机床来分类，则可分为：车床，则可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、自动机床夹具及数控机床夹具等。床夹具、自动机床夹具及数控机床夹具等。5.2机床夹具的类型

7、和组成F5.2.1机床夹具的类型FF用于某一特定工件特定工序的夹具，称为用于某一特定工件特定工序的夹具，称为专用夹具专用夹具。FF安装和加工一组尺寸相似、结构相似、工艺相似的工件安装和加工一组尺寸相似、结构相似、工艺相似的工件适合采用适合采用成组夹具成组夹具。FF生产同类产品不同品种的工件时，只需更换部分元件，生产同类产品不同品种的工件时，只需更换部分元件，或调整部分装置就可以继续加工的夹具是或调整部分装置就可以继续加工的夹具是可调整夹具可调整夹具。FF由一系列标准化元件根据被加工工件的结构和工序要求由一系列标准化元件根据被加工工件的结构和工序要求组装而成的夹具，称为组装而成的夹具，称为组合夹

8、具组合夹具。FF在自动线和柔性制造系统中使用的，既能完成工件定位在自动线和柔性制造系统中使用的，既能完成工件定位夹紧，又能作为运载工具将工件在机床间传送的夹具是夹紧，又能作为运载工具将工件在机床间传送的夹具是随行夹具随行夹具。5.2机床夹具的类型和组成F5.2.2机床夹具的基本组成FF(1)(1)定位元件及定位装定位元件及定位装置置FF(2)(2)夹紧元件及夹紧装夹紧元件及夹紧装置置FF(3)(3)导向或对刀元件导向或对刀元件FF(4)(4)夹具体夹具体FF(5)(5)其它元件及装置其它元件及装置F 夹具中用于确定工件正确位置的元件是定位元件。F 夹具中用于固定工件已获得的正确位置的装置是夹紧

9、元件。F 夹具中用于确定工件与刀具相互位置的元件是导向及对刀元件。F 将各种夹具元件和装置联接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上的元件是夹具体。5.2.2机床夹具的基本组成5.3机床夹具定位机构的设计F5.3.1 工件的定位F六点定位原理F完全定位和不完全定位F定位的正常情况和非正常情况5.3.1.1 六点定位原理F工件定位就是采取适当的约束措施来限制工件的某些自由度，使工件在该方向上有确定的位置。F图示为典型形状工件的六点定位。F实际夹具是用定位元件对工件产生约束作用的。图5-2 典型形状工件六点定位5.3.1.1 六点定位原理 一个自由的物体，它对三个相互垂直的坐标系来说，有六个活动可

10、能性，其中三种是移动，三种是转动。习惯上把这种活动的可能性称为自由度，因此空间任一自由物体共有六个自由度。工件定位的实质工件定位的实质就是限制对工件加工就是限制对工件加工有不良影响的自由度。有不良影响的自由度。工件定位的任务工件定位的任务就是根据加工要求限就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。制工件的全部或部分自由度。5.3.1.1 六点定位原理F（1 1）沿）沿X X轴移动，用轴移动，用 表示；表示；F（2 2）沿）沿Y Y轴移动，用轴移动，用 表示；表示；F（3 3）沿）沿Z Z轴移动，用轴移动，用 表示；表示；F（4 4）绕）绕X X轴转动，用轴转动，用 表示；表示；F（5 5）绕

11、）绕Y Y轴转动，用轴转动，用 表示；表示；F（6 6）绕）绕Z Z轴转动，用轴转动，用 表示。表示。图5-3 未定位工件的六个自由度未定位工件的六个自由度 5.3.1.1 六点定位原理图图5-4 5-4 六位支承点分布六位支承点分布5.3.1.1 六点定位原理图5-5 轴类零件六位定位5.3.1.1 六点定位原理图5-6 盘类零件六位定位5.3.1.1 六点定位原理六点定位原理六点定位原理 是指采用六个按一定规则布是指采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自置的约束点，限制工件的六个自由度，是工件实现完全定位。由度，是工件实现完全定位。5.3.1.1 六点定位原理F应用六点定位原则时

12、的应用六点定位原则时的5 5个主要问题：个主要问题：F（1 1）支承点分布必须适当，否则六个支承点限制支承点分布必须适当，否则六个支承点限制不了工件的六个自由度。不了工件的六个自由度。F（2 2）工件定位面与夹具的定位元件的工作面保持）工件定位面与夹具的定位元件的工作面保持接触。接触。F（3 3）工件定位后，要用夹紧装置将工件紧固。工件定位后，要用夹紧装置将工件紧固。F（4 4）定位支承点所限制的自由度名称，通常可按）定位支承点所限制的自由度名称，通常可按定位接触处的形态确定。定位接触处的形态确定。F（5 5）有时定位点的数量及其布置不一定那样明显、）有时定位点的数量及其布置不一定那样明显、直

13、观，如自动定心定位就是这样。直观，如自动定心定位就是这样。5.3.1.1 六点定位原理图图5-7 5-7 自动定心定位原理图自动定心定位原理图5.3.1.1 六点定位原理 夹具中用于确定工件正确位置的夹具中用于确定工件正确位置的元件是元件是定位元件定位元件。典型定位元件的定位分析详见典型定位元件的定位分析详见 书书P277P277的表的表5-15-15.3.1.2完全定位和不完全定位F完全定位完全定位：工件的六个自由度被全部限：工件的六个自由度被全部限制了的定位称为完全定位。（图制了的定位称为完全定位。（图5-5-8 8（a a）F不完全定位（准定位）不完全定位（准定位）：没有完全限制：没有完

14、全限制六个自由度而仍然能保证工件加工要求六个自由度而仍然能保证工件加工要求的定位称为不完全定位。（图的定位称为不完全定位。（图5-85-8（b b）图图5-8 5-8 工件应限制自由度的确定工件应限制自由度的确定5.3.1.2完全定位和不完全定位5.3.1.3定位的正常情况和非正常情况F定位的正常情况：完全定位和不完全定位F定位的非正常情况：欠定位和过定位F欠定位：按照工件加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。F过定位（重复定位）：工件的某个自由度被两个或两个以上的约束重复限制的现象称为过定位。5.3.1.3定位的正常情和非正常情况F一般情况下应当一般情况下应当尽量避免过定位尽量避

15、免过定位。F 在某些条件下，过定位的现象不仅允在某些条件下，过定位的现象不仅允许，而且是必要的。许，而且是必要的。F1 1、工件刚度很差，在夹紧力、切削力作用下、工件刚度很差，在夹紧力、切削力作用下会产生很大变形。，此时过定位会提高工件会产生很大变形。，此时过定位会提高工件某些部位的刚度，减少变形。某些部位的刚度，减少变形。F2 2、工件的定位表面和定位元件在尺寸、形状、工件的定位表面和定位元件在尺寸、形状、位置精度已很高时。位置精度已很高时。5.3.1.3定位的正常情和非正常情况因此消除过定位及其干涉一般有两个途径：因此消除过定位及其干涉一般有两个途径：其一是提高工件定位基面之间及夹其一是提

16、高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉；以减少或消除过定位引起的干涉；其二是改变定位元件的结构，使定其二是改变定位元件的结构，使定位元件在重复限制自由度的部分不起定位元件在重复限制自由度的部分不起定位作用。通常可采取下列措施来消除过位作用。通常可采取下列措施来消除过定位：定位：5.3.1.3定位的正常情和非正常情况(1)(1)减小接触面积减小接触面积 如图如图5-95-9所示所示图图5-9 5-9 过定位及其消除方法示例之一过定位及其消除方法示例之一5.3.1.3定位的正常情和非正常情况(2)(2)修改定位元件形状

17、，以减少定位修改定位元件形状，以减少定位支承点，如图支承点，如图5-105-10所示所示图图5-10 5-10 过定位及其消除方法示例之二过定位及其消除方法示例之二 11菱形销；菱形销；22支承板支承板5.3.1.3定位的正常情和非正常情况(3)(3)缩短圆柱面的接触长度。如采用短圆柱销。缩短圆柱面的接触长度。如采用短圆柱销。(4)(4)设法使过定位的定位元件在干涉方向上能浮动，以减设法使过定位的定位元件在干涉方向上能浮动，以减少实际支承点的数目。如图少实际支承点的数目。如图5-115-11所示的可浮动的定位元所示的可浮动的定位元件，分别在、和、方向上浮动，从而消除了过定位。件，分别在、和、方

18、向上浮动，从而消除了过定位。(5)(5)拆除过定位元件。拆除过定位元件。图图5-11 5-11 可浮动定位元件的浮动方向可浮动定位元件的浮动方向5.3.1.3定位的正常情和非正常情况 图图5-12 5-12 过定位及其改进过定位及其改进 a)a)、c)c)过定位过定位b)b)、d)d)、e)e)、f)f)改进方案改进方案5.3.1.3定位的正常情和非正常情况图图5-13 5-13 平面定位方案分析平面定位方案分析5.3.2典型的定位方式、定位元件5.3.2.15.3.2.1工件以平面定位工件以平面定位 对于箱体、床身、机座、支架类零件的加工，最常用的定位方式是以平面为基准。图5-12所示为平面

19、定位方式简图，图5-12a为粗基准定位，采用支承钉；图5-12b为精基准定位，图图514 514 平面定位平面定位a)a)粗基准定位粗基准定位 b)b)精基准定位精基准定位 5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位工件以平面为定位基面时常用的定位元件：工件以平面为定位基面时常用的定位元件：F（一）（一）基本支承基本支承(主要支承主要支承)F主要支承用来限制工件的自由度，起定位作主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用。用。F （1 1）固定支承固定支承 F 固定支承有固定支承有支承钉和支承板支承钉和支承板两种型式。在使两种型式。在使用过程中，它们都是固定不动的。在定位过程中

20、用过程中，它们都是固定不动的。在定位过程中，支承钉一般只限制工件的一个自由度，而支承，支承钉一般只限制工件的一个自由度，而支承板相当于两个支承钉。板相当于两个支承钉。5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位图图5-15 5-15 支承钉支承钉(JB/T 8029.21999)(JB/T 8029.21999)5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位图图5-16 5-16 支承板支承板(JB/T 8029.11999)(JB/T 8029.11999)5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位图图5-17 5-17 其他定位方法和元件其他

21、定位方法和元件5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 （2 2）可调支承）可调支承 在工件定位过程中，支承钉的高度需要调在工件定位过程中，支承钉的高度需要调整时，则可采用图整时，则可采用图1.251.25所示的调节支承所示的调节支承(JB/T8026.41999)(JB/T8026.41999)。可调支承适用于工件以粗基准面定位或定可调支承适用于工件以粗基准面定位或定位基面的形状复杂（如成型面、台阶面等），以位基面的形状复杂（如成型面、台阶面等），以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时的情况。及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时的情况。每个工件调整一次或每批工件调整一次。每个工件

22、调整一次或每批工件调整一次。注意：调好后应锁紧。注意：调好后应锁紧。5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 可调支承与固定支承的区别是，它可调支承与固定支承的区别是，它的顶端有一个调整范围，调整好后用螺的顶端有一个调整范围，调整好后用螺母锁紧。当工件的定位基面形状复杂，母锁紧。当工件的定位基面形状复杂，各批毛坯尺寸、形状有变化时，多采用各批毛坯尺寸、形状有变化时，多采用这类支承。可调支承一般只对一批毛坯这类支承。可调支承一般只对一批毛坯调整一次。这类支承结构如图调整一次。这类支承结构如图518518所所示。示。图图5-18 可调节支承可调节支承(JB/T 8026.419

23、99)5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位图图5-19 5-19 调节支承的应用调节支承的应用工件以粗基准面定位，毛坯的尺寸形状变化较大时工件以粗基准面定位，毛坯的尺寸形状变化较大时在可调夹具上加工形状相同而尺寸不等的工件时，用调节支承在可调夹具上加工形状相同而尺寸不等的工件时，用调节支承5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 （3 3）自位支承）自位支承(浮动支承浮动支承)在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自位支承，或称浮动支承。位支承，或称浮动支承。特点：特点：支承点的位置能随着工件定位基面位

24、置的变动而自支承点的位置能随着工件定位基面位置的变动而自动调整，定位基面压下其中一点，其余点便上升，直至动调整，定位基面压下其中一点，其余点便上升，直至各点均与工件接触。接触点数的增加，提高了工件装夹各点均与工件接触。接触点数的增加，提高了工件装夹刚度和稳定性，但其作用相当于一个固定支承，只限制刚度和稳定性，但其作用相当于一个固定支承，只限制了工件的一个自由度。了工件的一个自由度。适用于工件以毛坯面定位或定位刚性较差的场合。适用于工件以毛坯面定位或定位刚性较差的场合。5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位图图5-20 5-20 自位支承自位支承图图5-18 5-18 自位

25、支承自位支承图图5-21 自位支承的自位支承的应用应用1、2浮动支承浮动支承5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 （二（二)辅助支承辅助支承 辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。位作用。工件以内孔及端面定位钻工件以内孔及端面定位钻右端小孔。若右端不设支承，右端小孔。若右端不设支承，工件装夹后，右臂为一悬臂，工件装夹后，右臂为一悬臂，刚性差。若在刚性差。若在 A A 点设置固定支点设置固定支承则属过定位，有可能破坏左承则属过定位，有可能破坏左端定位。在这种情况下，宜在端定位。在这种情况下，宜在右端设置辅助支承

26、。工件定位右端设置辅助支承。工件定位时，辅助支承是浮动的（或可时，辅助支承是浮动的（或可调的），待工件夹紧后再把辅调的），待工件夹紧后再把辅助支承固定下来，以承受切削助支承固定下来，以承受切削力。力。图图5-22 辅助支承的应用辅助支承的应用5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 图图5-23 5-23 辅助支承辅助支承 a)a)简单辅助支承简单辅助支承 b)b)带自锁的辅助支承带自锁的辅助支承 c)c)自动调位的辅助支承自动调位的辅助支承 1 1一支承一支承2 2一螺母一螺母3 3一弹簧一弹簧4 4一手柄一手柄5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位

27、 图图5-24 5-24 辅助支承的应用辅助支承的应用 1 1、2 2一支承板一支承板3 3一辅助支承一辅助支承5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 辅助支承有些结构与可调支承很相近，应分辅助支承有些结构与可调支承很相近，应分清它们的清它们的区别区别。从功能上讲，可调支承起定位作用，而辅从功能上讲，可调支承起定位作用，而辅助支承不起定位作用。助支承不起定位作用。从操作上讲，可调支承是先调整，而后定从操作上讲，可调支承是先调整，而后定位，最后夹紧工件，辅助支承则是先定位，夹紧位，最后夹紧工件，辅助支承则是先定位，夹紧工件，最后调整辅助支承。工件，最后调整辅助支承。5.3.

28、2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位 当工件上的孔为定位基准时，就采用当工件上的孔为定位基准时，就采用这种定位方式，其基本特点是定位孔和定这种定位方式，其基本特点是定位孔和定位元件之间处于配合状态。常用定位元件位元件之间处于配合状态。常用定位元件是各种心轴和定位销。是各种心轴和定位销。5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位（一）心轴定位（一）心轴定位 Fa)为间隙配合心轴，工件装卸方便，定心精度不高。Fb)为过盈配合心轴，定心精度高，但装卸工件不便，易损伤工件定位孔。Fc)为小锥度心轴，工件安装时轻轻敲人或压人，通过孔和心轴接触表面的弹性变形来夹紧工件，可获得较高的定心精度。F除了刚性心

29、轴外，生产中还有弹性心轴、液塑心轴及自动定心心轴等，它们在定位的同时将工件夹紧，使用很方便，但结构比较复杂。图图5-25 5-25 心轴心轴a)间隙配合心轴b)过盈配合心轴c)小锥度心轴5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位（一）心轴定位（一）心轴定位 图图5-26 圆柱心轴圆柱心轴1引导部分；引导部分；2工作部分；工作部分；3传动部分传动部分5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位（二）定位销（二）定位销 短圆柱销可限制两个自由度，短圆柱销可限制两个自由度，而长圆柱销可限制四个自由度。而长圆柱销可限制四个自由度。从结构上看，定位销一般可分从结构上看，定位销一般可分为固定式和可换式两

30、种（如图为固定式和可换式两种（如图5-275-27所所示）。示）。5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位图图5-27 定位销定位销5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位（二）定位销（二）定位销 图图5-27 圆锥销定位圆锥销定位 圆锥销一般圆锥销一般只能限制工件只能限制工件的三个移动自的三个移动自由度。由度。工件在单个圆锥工件在单个圆锥销上容易倾斜，为销上容易倾斜，为此，圆锥销一般与此，圆锥销一般与其它定位元件组合其它定位元件组合适用。适用。5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位（一）定心定位（一）定心定位 图图5-28 磨齿轮内孔卡盘磨齿轮内孔卡盘5.3.2.3 5.3

31、.2.3 外圆定位外圆定位（二）（二）V V形块定位形块定位 工件以外圆柱面在V型块上定位的突出优点是对中性好，即工件上定位用的外圆柱面轴线始终处在V型块两斜面的对称面上，且不受定位基准直径误差的影响。两斜面之间夹角有60、90、120等，90V形块使用最广，其定位精度比60V形块比高，定位稳定性比120V形块高。5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位（二）（二）V V形块定位形块定位 图图5-29 V V形块形块5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位（二）（二）V V形块定位形块定位 90V形块(JB/T 8018.11999)的典型结构和尺寸均已标准化。设计非标准V形块

32、时，可参考图1.42所示的有关尺寸进行计算。图图5-30 V5-30 V形块结构尺寸形块结构尺寸5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位（三）其他定位（三）其他定位 1）定位套 用定位套定位时内孔轴线是限位基准,内孔面是限位基面 短定位套限制工件2个自由度 长定位套限制工件4个自由度 定位套结构简单，容易制造，定心精度不高，适用于精定位基面。为了限制工件沿轴向的自由度，常与端面联合定位。5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位图图5-31 5-31 常用定位套常用定位套5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位图图5-32 5-32 半圆套定位半圆套定位2）半圆套 主要用

33、于大型轴类工件及不便轴向装夹的工件定位。下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套起夹紧作用。半圆套的最小内径应取工件定位基面的最大直径。5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位3）圆锥套 工件以圆柱面的端部在外拨顶尖的锥孔中定位，锥孔中有齿纹，以便带动工件旋转。顶尖体的锥柄部分插入机床主轴孔中。图图5-33 5-33 工件在外拨顶尖锥孔中的定位工件在外拨顶尖锥孔中的定位5.3.2.4 5.3.2.4 定位表面的组合定位表面的组合1、平面与平面组合2、平面与孔组合3、平面与外圆柱组合4、平面与其他表面组合5、锥面与锥面组合5.3.2.4 5.3.2.4 定位表面的组合定位表面的组合第一定位基

34、准面（主基准）限制自由度最多第二定位基准面（导向基准）限制自由度次之第三定位基准面（定程基准）限制一个自由度5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 1、定位误差及其产生的原因 1)定位误差的定义 一批工件逐个在夹具上定位时，由于工件及定位元件存在公差,使各个工件在夹具上所占据的位置不可能完全一致，以致使加工后各工件的加工尺寸存在误差，这种因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸上的最大变动量，称为定位误差，用D表示。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 2)定位误差产生的原因 造成定位误差的原因有两个：一个是由于定位基准与设计基准不重合，产生的

35、误差称为基准不重合误差B ；二是由于定位副制造误差而引起定位基准的位移(即定位基准与限位基准不重合)，称为基准位移误差Y 。定位误差发生在按调整法加工一批工件时，如果逐个按试切法加工不存在定位误差。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算（1）基准不重合误差B 当定位基准与设计基准不重合时便产生基准不重合误差。因此选择定位基准时应尽量与设计基准相重合。当被加工工件的工艺过程确定以后，各工序的工序尺寸也就随之而定，此时在工艺文件上，设计基准便转化为工序基准。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 设计夹具时，应当使定位基准与工序基准重合。当定位基

36、准与工序基准不重合时，即产生基准不重合误差，其大小等于定位基准与工序基准之间尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影，用B表示。工序基准与定位基准之间的尺寸就称为定位尺寸。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 B=Amax-Amin=Smax-Smin=s 当定位基准的变动方向与加工方向不一致,存在一个夹角时 B=sCOS 图图5-34 5-34 基准不重合误差基准不重合误差 B B5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 2）基准位移误差Y 工件在夹具中定位时，由于工件定位基面与夹具上定位元件限位基面的制造公差和最小配合间隙的影响，使定位基准在加工

37、方向上产生位移,从而使各个工件的位置不一致，给加工尺寸造成的误差称为基准位移误差，用Y表示。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 图5-35(a)所示是在圆柱面上铣槽的工序简图，加工尺寸为A和B。图5-35(b)所示是加工示意图，工件以内孔D在圆柱心轴(直径为d0)上定位；O是心轴轴心，即限位基准；C是对刀尺寸。图图5-35 5-35 基准位移误差基准位移误差5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 2.定位误差的常用计算方法 1）合成法 定位误差由基准不重合误差与基准位移误差两项组合而成。计算时，先分别算出B和Y，然后将两者组合而成D。组合

38、方法为：如果工序基准不在定位基面上：D=Y+B 如果工序基准在定位基面上：D=Y B 式中“+”、“-”号的确定方法如下：（1）分析定位基面尺寸由小变大（或由大变小）时，定位基准的变动方向。（2）当定位基面尺寸作同样变化时，设定位基准的位置不变动，分析工序基准的变动方向。（3）两者的变动方向相同时，取“+”号，两者的变动方向相反时，取“-”号。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 2)不同定位方式的基准位移误差的计算方法 不同的定位方式和不同的定位副结构，其定位基准的移动量的计算方法是不同的。(1)利用圆柱定位销、圆柱心轴定位 工件以圆孔在圆柱销、圆柱心轴上定位，其

39、定位基准为孔的中心线，定位基面为内孔表面。当圆柱销、圆柱心轴与被定位的工件内孔的配合为过盈配合时，不存在间隙,定位基准(内孔轴线)相对定位元件没有位置变化。所以：Y=05.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 当定位副为间隙配合时，由于由于定位副配合间隙的影响，会使工件上圆孔中心线（定位基准）的位置发生偏移，其中心偏移量在加工尺寸方向上的投影即为基准位移误差Y。定位基准偏移的方向有两种可能：一是可以在任意方向上偏移；二是只能在某一方向上偏移。图图5-36 5-36 X Xmaxmax对工件尺寸公差的影响对工件尺寸公差的影响 5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定

40、位误差的分析与计算 当定位基准在任意方向偏移时，其最大偏移量即为定位副直径方向的最大间隙，即 Y=Xmax=Dmaxd0min=D+d0+Xmin式中：Xmax 定位副最大配合间隙（mm）；Dmax 工件定位孔最大直径（mm）；d0min 圆柱销或圆柱心轴的最小直径（mm）；D 工件定位孔的直径公差（mm）；d0 圆柱销或圆柱心轴的直径公差（mm）；Xmin 定位所需最小间隙，由设计时确定（mm）。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 当基准偏移为单方向时，在其移动方向最大偏移量为半径方向的最大间隙，即 Y=Xmax/2=（Dmax-d0min）/2=（D+d0+X

41、min）/2 如果基准偏移的方向与工件加工尺寸的方向不一致时，应将基准的偏移量向加工尺寸方向上投影，投影后的值才是此加工尺寸的基准位移误差。Y=iCOS5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算按图5-35(a)所示：加工尺寸A时:B=0 Y=(D+d0+Xmin)/2 D=Y+B=(D+d0+Xmin)/2加工尺寸E时:B=d/2 Y=(D+d0+Xmin)/2 D=Y+B=(D+d0+Xmin+d)/2加工尺寸H时:B=D/2 Y=(D+d0+Xmin)/2 D=Y-B=(d0+Xmin)/25.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算（2）利用平

42、面定位 工件以平面定位时的基准位移误差计算较方便。由于工件以平面定位时，其定位基面与定位元件限位基面以平面接触,二者的位置不会发生相对变化，因此基准位移误差为零，即工件以平面定位时Y=0 5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算（3）利用外圆柱面在V形块上定位 工件以外圆柱面在V形块上定位时，其定位基准为工件外圆柱面的轴心线，定位基面为外圆柱面。图图5-37 V5-37 V形块定心定位的位移误差形块定心定位的位移误差基准位移量为：5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算3）定位误差计算实例例1：图5-38所示求加工尺寸A的定位误差（1）定位基准为

43、底面，工序基准为圆孔中心线O，基准不重合。两者之间的定位尺寸为50mm，其公差为S=0.2mm 由于工序基准的位移方向与加工尺寸方向间的夹角为45 B=sCOS=0.1414mm (2)定位基准与限位基准重合 Y=0 (3)D=B=0.1414mm图图5-38 5-38 定位误差计算示例之一定位误差计算示例之一5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算例2：如图5-39所示，以A面定位加工20H8孔，求加工尺寸(400.1)mm的定位误差。解：(1)工件以平面定位Y=0。(2)由图1.57可知，工序基准为B面，定位基准为A面，故基准不重合。按式(1-4)得 =(0.05+

44、0.1)cos0mm=0.15m (3)定位误差 D=B+Y=0.15mm。图图5-39 5-39 定位误差计算示例之二定位误差计算示例之二5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 例3：钻铰图5-40所示零件上10H7孔，工件主要以20H7 孔定位，定位轴直径为 ，求工序尺寸(500.07)mm及平行度的定位误差。图图5-40 5-40 定位误差计算示例之三定位误差计算示例之三5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算1)工序尺寸500.07mm的定位误差 (1)定位基准为20H7()孔的轴线，工序尺寸 (500.07)mm的工序基准也为20H7

45、孔的轴线，故 定位基准与工序基准重合，即：B=0 (2)由于定位基准在任意方向偏移，按式(1-7)得 Y=Xmax=D+Xmin=(0.02l+0.09+0.007)=0.037mm (3)定位误差 D=Y=0.037mm。2)平行度的定位误差 (1)同理，B=0 (2)按式(1-9)得 =(0.02l+0.09+0.007)=0.018 mm(3)影响工件平行度的定位误差影响工件平行度的定位误差 D=Y=0.018mm5.3.35.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 例4：钻铰图5-41a)所示凸轮上的两小孔(16mm)，定位方式如图5-41(b)所示。定位销直径为mm，求加工

46、尺寸(l000.1)mm的定位误差。(1)定位基准与工序基准重合，B=0。(2)由于夹紧力的作用，定位基准相对限位基准单方向移动，定位基准的移动方向与加工尺寸方向间的夹角为3015。根据式(1-6)和式(1-8)得 =(0.033+0.021+0)/2=0.027mm Y=Ycos=0.027cos30=0.02mm(3)由于工序基准(孔的轴线)不在定位基面内孔圆柱面上，B与Y无相关公共变量，所以D=Y+B=(0.02+0)mm=0.02mm图图5-41 5-41 定位误差计算示例之四定位误差计算示例之四5.3.35.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 例5：如图5-42所示，工

47、件以小端外圆dl用V形块定位，V形块上两斜面间的夹角为90，加工10H8孔。已知 ，H=(400.15)mm，同轴度误差t=0.03mm，求加工尺寸(400.15)mm的定位误差。图图5-42 5-42 定位误差计算示例之五定位误差计算示例之五 解：(1)定位基准是圆柱dl的轴线，工序基准在外圆d2的素线B上，两者不重合，定位尺寸是外圆d2的半径，并且考虑两圆的同轴度误差。按式(1-4)得 =(+0.03)mm=0.053mm (2)按式(1-11)得 =0.7070.0lmm=0.007mm (3)工序基准不在定位基面上，B与Y无相关公共变量，所以 D=B+Y=(0.053+0.007)mm

48、=0.06mm5.3.35.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算图图5-43 5-43 定位误差计算示例之六定位误差计算示例之六 例6：如图5-43所示铣工件上的键槽。如图5-44所示工件以圆柱面在=90的V形块上定位，求加工尺寸分别为A1、A2、A3时的定位误差。图图5-445-44工件在工件在V V形块定位时的基准位移误差形块定位时的基准位移误差 5.3.35.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算解：解：1)加工尺寸加工尺寸A1的定位误差的定位误差(1)工序基准是圆柱轴线，定位基准也是圆柱轴线，两者工序基准是圆柱轴线，定位基准也是圆柱轴线，两者重合，故重合，故 B=

49、0 (2)定位基准相对限位基准有位移，定位基准相对限位基准有位移，i与加工尺寸方向一与加工尺寸方向一致，按式致，按式(1-10)得得(3)由于工序基准由于工序基准(轴线轴线)不在定位基面不在定位基面(圆柱面圆柱面)上，上，B与与 Y无相关公共变量，所以无相关公共变量，所以 (=90时时)5.3.35.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算2)2)加工尺寸加工尺寸A A2 2的定位误差的定位误差(1)(1)由于工序基准是圆柱下母线，定位基准是圆柱轴线，由于工序基准是圆柱下母线，定位基准是圆柱轴线，两者不重合，并且定位尺寸两者不重合，并且定位尺寸 ，所以，所以(2)(2)同理，按式同理，

50、按式(1-10)(1-10)得得(3)(3)定位误差的合成。工序基准在定位基面上，当定位基定位误差的合成。工序基准在定位基面上，当定位基面直径由大变小时，定位基准朝下变动；当定位基面直径面直径由大变小时，定位基准朝下变动；当定位基面直径由大变小、定位基准不动时，工序基准朝上变动。两者的由大变小、定位基准不动时，工序基准朝上变动。两者的变动方向相反，取变动方向相反，取“”号，故号，故 =0.207=0.207 d d (=90=90时时)5.3.35.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算3)3)加工尺寸加工尺寸A A3 3的定位误差的定位误差(1)(1)同理，定位基准与工序基准不重合