机械制造工艺学(机床夹具).ppt

《机械制造工艺学(机床夹具).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工艺学(机床夹具).ppt（161页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二章第二章机机床床夹夹具具2.1夹具概述夹具概述2.1.1工件的安装方式工件的安装方式工件要加工必须有两个前提：一个是定工件要加工必须有两个前提：一个是定位，一个是夹紧。从定位到夹紧的整个位，一个是夹紧。从定位到夹紧的整个过程叫安装。用于安装的工艺装备称为过程叫安装。用于安装的工艺装备称为机床夹具机床夹具.不同的生产条件（机床、工件、不同的生产条件（机床、工件、加工面、生产类型等）安装方法也不同。加工面、生产类型等）安装方法也不同。可分为可分为3种：种：2021/9/231一一直接找正安装直接找正安装n操作者利用划针、百分表等量具直接校准待加工面或操作者利用划针、百分表等量具直接校准待加工面

2、或相关表面以获得正确位置。相关表面以获得正确位置。n特点特点:安装精度高低取决于操作者水平。（划针安装精度高低取决于操作者水平。（划针0.5，百分表，百分表0.02，精密量具可达，精密量具可达0.01以上。）安装费力以上。）安装费力费时，效率低；工件上要有可供找正的表面。费时，效率低；工件上要有可供找正的表面。n应用范围应用范围:单件小批生产和精度要求高、使用夹具无单件小批生产和精度要求高、使用夹具无法达到精度的成批生产。法达到精度的成批生产。n如图如图8-1所示所示，在单件小批滚齿时，为了使工件中心，在单件小批滚齿时，为了使工件中心与机床中心一致，专门为此设计夹具成本过高，一般与机床中心一致

3、，专门为此设计夹具成本过高，一般采取用百分表直接找正工件。就是开动机床慢速旋转，采取用百分表直接找正工件。就是开动机床慢速旋转，观察百分表的指针，检查工件的径跳，合格后再夹紧观察百分表的指针，检查工件的径跳，合格后再夹紧工件。工件。2021/9/232图8-2直接找正动画2021/9/234二二划线找正安装划线找正安装n钳工先按加工要求在工件表面划好线，机加工时工人按划线找正后再夹紧。例如，在刨床上利用平口钳装夹，加工轴承座的底座平面，工人先轻夹工件，再利用划针盘按钳工划好的线在工作台上来回移动，直到划针在工件两头都与加工线重合再夹紧工件。（见图8-3）n特点:1)可保证各加工面有足够的加工余

4、量及位置精度；n2)可及时发现毛坯缺陷，采取补救措施；n3)增加了划线工序、浪费工时；n4)划线具有一定的宽度（0.20.3），安装精度不高n应用范围:单件小批生产无可供直接找正表面的复杂件，如箱体类零件；或虽然有条件使用夹具，但毛坯误差过大的工件。2021/9/235三三采用夹具安装采用夹具安装n使用能保证工件迅速定位与夹紧的装置进行安装叫作夹具安装。（见图8-4）n特点;1）安装效率高成本低；n2）可保证重复精度；n3）减轻劳动强度，保证生产节拍；n4）扩大机床使用范围。n应用范围:广泛用于大批量生产，中批生产及单件小批生产无夹具安装就无法保证精度的工件加工。2021/9/2372.1.2

5、机床夹具的功用机床夹具的功用n夹具的概念夹具的概念:n在机械加工中能用来迅速装夹工件,使机床,刀具,工件保持正确相对位置的装置。n夹具有以下作用夹具有以下作用:n工件装夹迅速，减少辅助时间；n保证一定的加工精度，特别是相互位置精度；n发挥机床潜力，扩大使用范围；n减轻劳动强度，保证安全生产；n平衡工序时间，便于生产过程自动化。n目前，正在研究“寻位加工”。即用螺栓、压板将工件随机地夹紧在工作台上，由测量头寻找工件的位置并将数据传送给计算机，由计算机指挥机床对工件进行加工。这种加工方法是不需要专用夹具的。但是尚在研究之中。2021/9/239图图8-5车孔夹具动画车孔夹具动画2021/9/231

6、02.1.3机床夹具的组成机床夹具的组成n如图8-6为钻床夹具。工件5以孔和大端面定位，孔中有一心轴6，大端靠在夹具体7立柱上；以螺母夹紧；以钻模套4引导刀具对工件进行钻孔。心轴和钻模板3固定在夹具体上。若要钻不同方向的孔，还需配分度装置。可见，机床夹具组成如下：n定位元件确定工件在夹具中的正确位置。如心轴、定位销、V形块等；n夹紧元件夹紧工件，确保工件的位置不因各种外力而改变。如螺栓、压板、楔块、偏心轮等；n引导元件确定刀具、机床与夹具的相对位置。如钻模套、镗套、对刀块等。n夹具体夹具的基础件，将上述各种元件连成一个整体。n其它分度机构、锁紧装置、定向键、平衡铁、连接件、动力装置,可选用。2

7、021/9/23112.1.4机床夹具的分类机床夹具的分类n一按应用范围分一按应用范围分:n通用夹具通用夹具指已标准化，在使用中不加或稍加调整即可装指已标准化，在使用中不加或稍加调整即可装夹不同的工件的夹具。夹不同的工件的夹具。n如三爪、四爪、平口钳、回转工作台、分度头等。这类夹如三爪、四爪、平口钳、回转工作台、分度头等。这类夹具，通常作为机床附件由专门厂家生产。广泛用于单件小批具，通常作为机床附件由专门厂家生产。广泛用于单件小批生产。夹紧工件费时间，特别对形状复杂或精度要求高个工生产。夹紧工件费时间，特别对形状复杂或精度要求高个工件更是如此，操作复杂，生产效率低。件更是如此，操作复杂，生产效

8、率低。n专用夹具专用夹具指为某一工件的某道工序设计的夹具。指为某一工件的某道工序设计的夹具。n由于只适用于特定对象，当产品更换或工序内容变化，就由于只适用于特定对象，当产品更换或工序内容变化，就无法继续使用。因此，主要用于产品定型、工艺稳定的大、无法继续使用。因此，主要用于产品定型、工艺稳定的大、中批量生产。另外专用夹具中批量生产。另外专用夹具n1、对毛坯的质量要求高、对毛坯的质量要求高n2、设计制造周期长、设计制造周期长2021/9/2313n成组夹具成组夹具（可调夹具）可多次重复使用，用于加工形状相似、尺寸相近的工件的安装。当加工完一种工件后，经过调整或更换少量元件即可加工另一种工件。同时

9、适合多品种小批量生产和大批量生产。n组合夹具组合夹具由按标准化系列化生产出来的标准件加少量特殊件组装而成，可根据加工对象进行调整，以适应新的对象。2021/9/2314n组合夹具的组成组合夹具的组成（图8-7）n1基础件组合夹具的基体,将其它元件、合件组装成一个整体。n2支承件把上面的其它元件与基础件连成一体。n3定位件用于工件的正确定位。n4导向件用于确定刀具与工件的相对位置,也称对刀元件。n5夹紧件将已定位好的工件夹紧在夹具上。保证加工时工件的位置不变。n6紧固件用来连接组合夹具中的各种元件及紧固工件。n7其它件各种用途单一的元件称为其它件。n8合件由若干零件组装而成，以完成一定的功用。2

10、021/9/2315n二二按动力源分按动力源分n手动夹具、气动夹具、液动夹具、电动手动夹具、气动夹具、液动夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具夹具、磁力夹具、真空夹具n三三按使用机床分按使用机床分n车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、磨床车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、磨床夹具、刨床夹具、镗床夹具夹具、刨床夹具、镗床夹具n四四按生产过程分按生产过程分n装配夹具、检验夹具、焊接夹具、热处装配夹具、检验夹具、焊接夹具、热处理夹具理夹具2021/9/23172.2工件定位工件定位n2.2.1六点定位原理六点定位原理n一一定位原理定位原理n任一物体在空间都有六种宏观运动的可能性，称为六个自由（图8-8），即沿X

11、、Y、Z轴的移动和绕此三轴的转动，欲使工件在空间取得唯一位置，则必须限制六个自由度。这就是六点定位原理。2021/9/2318返回图8-82021/9/2319n二二原理要点原理要点n1、任何物体都有、且只有、任何物体都有、且只有6个自由度。个自由度。n如如图图8-9一箱体类零件，只要限制了一箱体类零件，只要限制了6个自由度，个自由度，物体的位置就确定了。物体的位置就确定了。n2、6个自由度都存在，是工件在机床上或夹具中位个自由度都存在，是工件在机床上或夹具中位置不确定的最大程度，即工件最多只能有置不确定的最大程度，即工件最多只能有6个自由个自由度。度。n3、消除自由度，加约束（定位元件）。、

12、消除自由度，加约束（定位元件）。n加约束的同时要保证工件与定位元件紧贴接触加约束的同时要保证工件与定位元件紧贴接触（靠自重或夹紧力）。（靠自重或夹紧力）。n4、夹紧不等于定位。、夹紧不等于定位。n夹紧与定位是两个完全不同的概念，不能混为一夹紧与定位是两个完全不同的概念，不能混为一谈。定位是使工件占有正确位置，夹紧是使工件不谈。定位是使工件占有正确位置，夹紧是使工件不离开正确位置离开正确位置2021/9/2320n2.2.2完全定位完全定位n消除全部（6个）自由度，叫做完全定位。n如图8-9和图8-10b所示的定位情况即为完全定位。在底面（主支承面）设置3个支承钉限制Z旋转、X移动、Y移动；侧面

13、（导向面）设置2个支承钉限制Z旋转、X移动；后面（止推面）设置1个支承钉限制Y移动，共限制6个自由度。n这种方式常用、保险，因为不必担心漏了自由度。但是，可能会造成夹具复杂化，使夹具成本上升。2021/9/23222.2.3部分定位（不完全定位）部分定位（不完全定位）n只限制那些影响加工精度的自由度（第一类自由度）只限制那些影响加工精度的自由度（第一类自由度），称为部分定位。如果，称为部分定位。如果图图8-9的箱体只加工上平面，则的箱体只加工上平面，则只需限制只需限制3个自由度，在下面设置三个支承钉即可。而个自由度，在下面设置三个支承钉即可。而图图8-10a)铣台阶面则需限制除铣台阶面则需限制

14、除Y以外的以外的5个自由度。这个自由度。这些都是采用部分定位。些都是采用部分定位。n图图2-8a)中铣台阶面时，由于台阶面长度只与工作台中铣台阶面时，由于台阶面长度只与工作台的移动长度有关。此方向上的自由度的移动长度有关。此方向上的自由度Y移动可不限制，移动可不限制，只需保证台阶的高和宽，采用部分定位即去掉限制只需保证台阶的高和宽，采用部分定位即去掉限制Y移移动的支承钉，限制动的支承钉，限制5个自由度即可。个自由度即可。n图图2-8b)中铣不通槽时，由于除需保证槽的高和宽外，中铣不通槽时，由于除需保证槽的高和宽外，还要保证槽的长度，还要保证槽的长度，Y移动也需要限制，所以必须采用移动也需要限制

15、，所以必须采用如图所示的完全定位。如图所示的完全定位。2021/9/23232.2.4超定位超定位n某自由度被两个以上的约束所限制。某自由度被两个以上的约束所限制。n如如图图8-11车长轴用双顶尖与三爪装夹，车长轴用双顶尖与三爪装夹，Y和和Z的移动的移动超定位。若顶尖孔与工件外圆不同轴，就会造成顶尖超定位。若顶尖孔与工件外圆不同轴，就会造成顶尖与工件的变形。与工件的变形。n改进：将前顶尖改为挡销，只限制改进：将前顶尖改为挡销，只限制X移动。移动。n又如加工连杆时（又如加工连杆时（图图8-12），在两孔中都使用圆柱），在两孔中都使用圆柱销定位，则销定位，则X移动超定位移动超定位,工件可能不能顺利

16、安装。工件可能不能顺利安装。n改进：将圆柱销改进：将圆柱销2改为削边销或在右边加一活动改为削边销或在右边加一活动V形形块，只限制块，只限制Z的旋转。的旋转。2021/9/2325n超定位可能带来定位不可靠或工件不能顺利安装，是否绝对不能使用呢?并非如此。n只要装夹的外圆是以顶尖孔定位车过的，具有较高的同轴度，就不会发生干涉,反而可以传递较大的扭矩。n又如加工齿形时往往用大端面和长轴定位，（见图8-13）也是超定位。但是，由于工件孔与端面和心轴与端面有较高的垂直度，不会发生干涉，且可承受较大的切削力，对加工有利。n可见只要不发生干涉,对提高工件的支承刚度有利，还是可用的。2021/9/23272

17、.2.5欠定位欠定位n某个（些）影响加工精度的自由度未加限制。某个（些）影响加工精度的自由度未加限制。n例如，在加工如图8-12所示的连杆孔时，只有平面定位或用平面与一短圆销定位都属于欠定位。因为两孔的位置没有确定。n又如车一小轴（图8-14a），只用三爪卡盘夹很短的外圆，限制Y移动、Z移动，属于欠定位。（图8-14b）的工件只限制X移动、Y移动、Z移动，也属于欠定位。如何改进？请思考之(答案)。n再如在图8-15a)中铣台阶面时只限制下面三点，图b)中铣不通槽时只限制下面3点和左侧面2点都属于欠定位。n显然欠定位是绝对不可以使用的，因为它影响加工精度。2021/9/2329n2.3.1工件以

18、平面定位工件以平面定位n2.3.2工件以外圆定位工件以外圆定位n2.3.3工件以内孔定位工件以内孔定位n2.3.4工件以组合面定位工件以组合面定位2.32.3定位方式与定位元件定位方式与定位元件2021/9/2334n2.3.1 2.3.1 工件以平面定位工件以平面定位 nn基本支承与辅助支承基本支承与辅助支承n一、基本支承一、基本支承起定位作用的支承。起定位作用的支承。1固定支承固定支承n支承钉：（图支承钉：（图2-14)n平头形平头形用于较光洁的表面；用于较光洁的表面；n圆头形圆头形用于毛坯表面；用于毛坯表面；n网头形网头形用于侧毛坯表面。用于侧毛坯表面。支承板：支承面积大，定位面精度较低

19、时稳定性差；（图支承板：支承面积大，定位面精度较低时稳定性差；（图2-15)小板：光条板小板：光条板螺钉处槽中切屑难以清理；螺钉处槽中切屑难以清理；斜槽板：斜槽板：螺钉处槽中切屑易于清理，但制造困难。螺钉处槽中切屑易于清理，但制造困难。2可调支承可调支承可根据毛坯的尺寸误差进行调节。（图可根据毛坯的尺寸误差进行调节。（图2-16）2021/9/2335n对固定支承的几点说明：对固定支承的几点说明：n1.支承板用于精基准面的定位或定位基准面面积较大时支承板用于精基准面的定位或定位基准面面积较大时.n2.无论是平头支承钉或支承板，一般在安装到夹具体上无论是平头支承钉或支承板，一般在安装到夹具体上后

20、需进行最终磨削，以使钉或板保持等高，并与夹具体后需进行最终磨削，以使钉或板保持等高，并与夹具体地面保持必要的位置精度（平行或垂直）地面保持必要的位置精度（平行或垂直）n3.支承钉与支承板已标准化，收集在国标夹具零部件支承钉与支承板已标准化，收集在国标夹具零部件中支承钉中支承钉GB2226-80、支承板、支承板GB2236-80n4.无论采用国标或自行设计的非标准件，定位原件必须无论采用国标或自行设计的非标准件，定位原件必须注意在高度尺寸上预留最终磨削余量。注意在高度尺寸上预留最终磨削余量。2021/9/2337n可随工件表面误差可随工件表面误差浮动，增加与工件的接浮动，增加与工件的接触点，提高

21、支承刚度，触点，提高支承刚度，变形减少，尤其是毛坯变形减少，尤其是毛坯表面定位时，改善余量表面定位时，改善余量分配。分配。n只限制一个自由度。只限制一个自由度。n两点式（图两点式（图2-17a、b）三点式（图）三点式（图2-18）3自位支承自位支承2.3.1 2.3.1 工件以平面定位工件以平面定位 2021/9/2338n自位支承是活动的，自位支承是活动的，因此尽管每一个自位因此尽管每一个自位支承与工件可能有三支承与工件可能有三点或两点接触，但一点或两点接触，但一个自位支承实质上只个自位支承实质上只起一个定位支承点的起一个定位支承点的作用，尤其是毛坯表作用，尤其是毛坯表面定位时，接触点增面定

22、位时，接触点增加，工件刚度提高，加，工件刚度提高，变形减少，改善余量变形减少，改善余量分配分配（举例：拉齿轮花键孔）（举例：拉齿轮花键孔）花键孔花键孔2021/9/2339n在齿轮毛坯上拉花键孔，预孔加工后拉孔，是以被拉孔和一在齿轮毛坯上拉花键孔，预孔加工后拉孔，是以被拉孔和一端面作为定位基准。拉刀刚进入孔时起导向作用的前导部没端面作为定位基准。拉刀刚进入孔时起导向作用的前导部没有切削刃，与工件的孔相配合，相当于一段定位用的心轴，有切削刃，与工件的孔相配合，相当于一段定位用的心轴，起着定位原件的作用限制了工件的起着定位原件的作用限制了工件的4个自由度根据工件拉花个自由度根据工件拉花键的定位要求

23、只需再设一个定位支承点，但已知拉削产生的键的定位要求只需再设一个定位支承点，但已知拉削产生的切削力很大，这要由定位端面来承受，一般我们很自然的想切削力很大，这要由定位端面来承受，一般我们很自然的想到与到与3个定位支承点接触，由此产生重复定位。既要保证工个定位支承点接触，由此产生重复定位。既要保证工件的定位稳定和支承刚性，又不发生过定位，通常采用球面件的定位稳定和支承刚性，又不发生过定位，通常采用球面式自位支承作为端面支承而达到目的，而且还可以补偿工件式自位支承作为端面支承而达到目的，而且还可以补偿工件上作为定位基准用的孔和端面间的垂直度偏差，使定位更加上作为定位基准用的孔和端面间的垂直度偏差，

24、使定位更加可靠。可靠。（举例：拉齿轮花键孔）（举例：拉齿轮花键孔）2021/9/2340n二二辅助支承辅助支承工件定位后工件定位后,为提高支承刚度所增加为提高支承刚度所增加的支承，不起定位作用。的支承，不起定位作用。如车削长轴时除了以双顶尖定位外，在中间增加中如车削长轴时除了以双顶尖定位外，在中间增加中心架支承。平面常用辅助支承有三种心架支承。平面常用辅助支承有三种:螺旋式：利用螺栓螺母调节与工件接触。（螺旋式：利用螺栓螺母调节与工件接触。（同可调支承同可调支承）自位式：利用弹簧推力保持与工件接触。（自位式：利用弹簧推力保持与工件接触。（图图2-19）推引式：利用斜面推力保持与工件接触。（推引

25、式：利用斜面推力保持与工件接触。（图图2-20）2.32.3定位方式与定位元件定位方式与定位元件2021/9/2341n一一V形块形块n(一一)V形块的形式形块的形式1短短V形块形块限制工件限制工件2个自由度。（个自由度。（图2-21a）n2长长V形块形块限制工件限制工件4个自由度。（个自由度。（图2-21b、C）n(二二)V形块的应用范围形块的应用范围V形块应用广泛，对完整圆与非完整圆都适用主要作用是对中，可形块应用广泛，对完整圆与非完整圆都适用主要作用是对中，可使工件上定位用的外圆中心对中在使工件上定位用的外圆中心对中在V形块两斜面的对称面上形块两斜面的对称面上1.用于精基准定位用于精基准

26、定位2.用于粗基准或阶梯圆柱面定位用于粗基准或阶梯圆柱面定位3.用于基准面较长或两端基准面分布较远时用于基准面较长或两端基准面分布较远时n(三三)V形块的特征形块的特征n1.两斜面根部凹槽作用：加工斜面让刀用的两斜面根部凹槽作用：加工斜面让刀用的n2.当外圆直径很大时，当外圆直径很大时，V形块可不用整体结构钢件，而改用铸铁底座上镶淬硬支形块可不用整体结构钢件，而改用铸铁底座上镶淬硬支撑板或硬质合金（节省材料）撑板或硬质合金（节省材料）n3.V形块两侧面夹角有形块两侧面夹角有600、900、1200，900常用，这些都已经标准化。常用，这些都已经标准化。2.3.2 2.3.2 工件以外圆定位工件

27、以外圆定位2021/9/2343n二二定位套筒定位套筒（一）圆柱面定位套（一）圆柱面定位套1整体式整体式与工件之间有间隙，定心精度不高与工件之间有间隙，定心精度不高,用于小型工件。（用于小型工件。（图图2-22a）2剖分式剖分式为无间隙配合，接触面积大，定位误差小，用于中、大型工件。为无间隙配合，接触面积大，定位误差小，用于中、大型工件。（图图2-22b、c）消除自由度数视与工件接触长短而定。）消除自由度数视与工件接触长短而定。（二）锥套（二）锥套（图图2-22d）n与工件接触为一圆环，消除三个移动自由度。与工件接触为一圆环，消除三个移动自由度。（三）半圆定位套（三）半圆定位套p23n装卸工件

28、方便，消除自由度数视与工件接触长短而定。装卸工件方便，消除自由度数视与工件接触长短而定。n三三自动定心机构自动定心机构n1三爪卡盘三爪卡盘n2弹簧夹头弹簧夹头可与其它机构联合自动定位、夹紧。可与其它机构联合自动定位、夹紧。n有三种：推式（有三种：推式（图图2-23b）；拉式（）；拉式（图图2-23a）；不动式（）；不动式（图图2-23C）2.3.2 2.3.2 工件以外圆定位工件以外圆定位2021/9/2345n（一）支承板的支承型式（一）支承板的支承型式（二）支承板的组合定位（长母线与短母线）（二）支承板的组合定位（长母线与短母线）n四支承板返回2021/9/2349n 一一 销、轴类销、轴

29、类n(一一)定位销定位销n1.固定式固定式:直接用过盈配合安装在夹具体上，用于批量不大的生产。直接用过盈配合安装在夹具体上，用于批量不大的生产。（图图2-24a、b、c）n2.可换式可换式:磨损时可更换，磨损时可更换，用于大批量生产。（用于大批量生产。（图图2-24d）n按与工件接触长度可分为长销（按与工件接触长度可分为长销（L/d1.75）限）限4点；短销点；短销（L/d0.75）限）限2点。在销与夹具体之间有一衬套，衬套与夹具体采用点。在销与夹具体之间有一衬套，衬套与夹具体采用过渡或过盈配合，衬套和定位销采用间隙配合过渡或过盈配合，衬套和定位销采用间隙配合n3.组合式定位销：组合式定位销：

30、工件同时以内孔和端面定位，除定位销外，还附工件同时以内孔和端面定位，除定位销外，还附加端台或支撑垫圈，与夹具体连接为过盈配合，支承与销可合为一体，加端台或支撑垫圈，与夹具体连接为过盈配合，支承与销可合为一体，也可是单独元件也可是单独元件4.削边销：削边销：A.削边销一般是削边销一般是配配合圆销使用的短销合圆销使用的短销B.断面形状多种断面形状多种C.只消除一个自由度只消除一个自由度D.用的较多为菱形定位销用的较多为菱形定位销n5.锥销：锥销又分为圆锥销和削边锥销锥销：锥销又分为圆锥销和削边锥销圆锥销：工件以精基准定位时选用，接触线为圆圆锥销：工件以精基准定位时选用，接触线为圆削边锥销：工件以粗

31、基准定位时选用，接触线为间断圆削边锥销：工件以粗基准定位时选用，接触线为间断圆2.3.3 2.3.3 工件以内孔定位工件以内孔定位2021/9/2350n （二）（二）定位心轴定位心轴n相对而言，定心精度高，装卸工件方便，但轴向误差较大相对而言，定心精度高，装卸工件方便，但轴向误差较大n（图图2-25a），圆柱心轴），圆柱心轴限制限制4点，锥度心轴点，锥度心轴限制限制5点。点。n采用间隙配合工件装卸方便（采用间隙配合工件装卸方便（图图2-25b），但定心精度低。而），但定心精度低。而过盈配合（过盈配合（图图2-25c）定心精度高，工件装卸不方便。）定心精度高，工件装卸不方便。2.3.3 2.3

32、.3 工件以内孔定位工件以内孔定位2021/9/2352n（三）小锥度心轴（三）小锥度心轴n定位时工件楔紧在心轴上再定位时工件楔紧在心轴上再Lk长度上工件与心轴产生过盈配长度上工件与心轴产生过盈配合，加工时靠过盈配合带动工件。合，加工时靠过盈配合带动工件。小锥度心轴的优点：小锥度心轴的优点：1.消除了工件与心轴的配合间隙，提高了定心定位精度消除了工件与心轴的配合间隙，提高了定心定位精度.装卸工件方便（敲击），定位元件结构简单装卸工件方便（敲击），定位元件结构简单.靠过盈带动工件，不需另外夹紧，又可避免工件在心轴上定位时的倾斜靠过盈带动工件，不需另外夹紧，又可避免工件在心轴上定位时的倾斜2.3.

33、3 2.3.3 工件以内孔定位工件以内孔定位2021/9/2353n（四）（四）自动定心机构自动定心机构n三爪卡盘；弹性心轴（图三爪卡盘；弹性心轴（图2-26a）靠压紧锥套使弹性套变大胀紧工件；）靠压紧锥套使弹性套变大胀紧工件；液性塑料心轴（图液性塑料心轴（图2-26b）靠挤压液体塑料使薄壁套变形挤紧工件。）靠挤压液体塑料使薄壁套变形挤紧工件。2.3.3 2.3.3 工件以内孔定位工件以内孔定位2021/9/2354n二二 双顶尖装夹双顶尖装夹有三种组合方式：n1前死顶尖前死顶尖+后死顶尖后死顶尖n定心精度高，有相对运动，易磨损。用于低转速，如磨削时工件的支承。定心精度高，有相对运动，易磨损。

34、用于低转速，如磨削时工件的支承。n2前死顶尖前死顶尖+后活顶尖后活顶尖n活顶尖以双轴承支承，定心精度低，但不易磨损。用于高转速，如车削。活顶尖以双轴承支承，定心精度低，但不易磨损。用于高转速，如车削。n3前死顶尖前死顶尖+后弹簧顶尖后弹簧顶尖n工件轴向可允许一定量的变形。应用于：工件轴向可允许一定量的变形。应用于：nA成批生产中快速装夹成批生产中快速装夹B发热量大、刚度差的工件。发热量大、刚度差的工件。返回2021/9/23552.3.4 2.3.4 工件以组合面定位工件以组合面定位n组合面定位常用的方式有组合面定位常用的方式有:n一面两孔定位（一面两销）一面两孔定位（一面两销）n1定位情况定

35、位情况n如图如图2-28所示，一零件两定位孔，孔中设所示，一零件两定位孔，孔中设短圆销，销短圆销，销1限限X移动、移动、Y移动，销移动，销2限限X移动和移动和Z转动，底面支承板限转动，底面支承板限Z移动和移动和X转动、转动、Y转动转动,X移动超定位。移动超定位。n2后果后果n当孔心距最小、销心距最大或孔心距最大、销当孔心距最小、销心距最大或孔心距最大、销心距最小时，工件不能顺利安装。强行安装则导心距最小时，工件不能顺利安装。强行安装则导致工件或夹具的变形。致工件或夹具的变形。n3措施措施n1）减小销子直径，但转角误差增大；）减小销子直径，但转角误差增大；n2）把销）把销2妨碍安装的部分削去，妨

36、碍安装的部分削去，Y向尺寸不变，向尺寸不变，即削边销。即削边销。2021/9/23562.3.5 2.3.5 定位实例分析定位实例分析2021/9/23572021/9/23582021/9/23592021/9/23602021/9/23612021/9/23622021/9/23632021/9/23642021/9/23652021/9/23662021/9/23672021/9/23682021/9/23692021/9/23702021/9/23712021/9/23722021/9/23732.4 2.4 定位误差定位误差 基准位置误差基准位置误差基准不重合误差基准不重合误差202

37、1/9/2374一一 基准位置误差基准位置误差jwjw1、定位元件的制造误差定位元件的制造误差2 2、工件的制造误差（定位基准面）、工件的制造误差（定位基准面）3 3、定位元件和工件之间的配合间隙、定位元件和工件之间的配合间隙二二 基准不重合误差基准不重合误差jbjb 定位基准与设计基准不重合导致的误差。定位基准与设计基准不重合导致的误差。计算定位误差时计算定位误差时,主要这两项主要这两项,把它们限制在工件公差的把它们限制在工件公差的1/31/3范围内范围内,把把2/32/3留给其它留给其它(安装误差、夹紧变形、热变形、磨损等）安装误差、夹紧变形、热变形、磨损等）误差误差2.4.1 2.4.1

38、 定位误差（定位误差（dwdw）的产生）的产生并是在任何情况下这两部分误差都同时存在并是在任何情况下这两部分误差都同时存在2021/9/23752.4.2 2.4.2 平面定位误差平面定位误差1基准面位置误差基准面位置误差jw:工件以已经加工过的表面定位，其定位基准的位置可以认为没有变动，即工件以已经加工过的表面定位，其定位基准的位置可以认为没有变动，即jw=0。2基准不重合误差基准不重合误差jb:图图2-32a为零件图，为零件图，图图b铣顶面工序中，铣顶面工序中，H尺寸定位基准与设计基准重合，尺寸定位基准与设计基准重合，不存在不存在jb。而。而图图c铣台阶面工序中，铣台阶面工序中，A尺寸由于

39、基准不重合而存在尺寸由于基准不重合而存在jb，设，设计基准在计基准在T+TH与与T-TH之间变化，之间变化，jb=2TH。dw=jw+jb=2TH2021/9/2376如工件总高如工件总高H=400.14mm,H=400.14mm,要求保证要求保证A=200.15mm.A=200.15mm.求加工阶梯面时的求加工阶梯面时的dwdw=2TH=2X0.14=0.28mmmm本工序要保本工序要保证的尺寸的尺寸A=200.15mmA=200.15mm 其公差其公差Tg=0.15-(-0.15Tg=0.15-(-0.15)=0.30mm)=0.30mm不不满足足2021/9/2377内孔定位误差根据工件

40、尺寸的标注方式不同，定位内孔定位误差根据工件尺寸的标注方式不同，定位误差计算方法也不一样，一般有以下不同的情况：误差计算方法也不一样，一般有以下不同的情况：一、工件内孔以过盈配合在刚性心轴一、工件内孔以过盈配合在刚性心轴(或定位销或定位销)上定位上定位1.过盈配合，孔与轴无间隙，孔与轴（销）的同轴度误差过盈配合，孔与轴无间隙，孔与轴（销）的同轴度误差等于零，即等于零，即jw=02.孔中心线作定位基准，在心轴上定位，孔中心线作定位基准，在心轴上定位，jb=0所以所以dw=03.过盈配合时，孔在心轴上定位的定心精度是最高的。过盈配合时，孔在心轴上定位的定心精度是最高的。2.4.3 2.4.3 内孔

41、定位误差内孔定位误差2021/9/23781 1、心轴与内孔单边接触、心轴与内孔单边接触（心轴水平放置）（心轴水平放置）由于工件自重，由于工件自重，工件内孔的上母线始终工件内孔的上母线始终与心轴上母线接触，由与心轴上母线接触，由于孔中心定位，于孔中心定位，jb=0设定位心轴（销）设定位心轴（销）直径直径d1、工件外径、工件外径d、工件内孔工件内孔D二、工件内孔以间隙配合在刚性心轴（或销）上定位二、工件内孔以间隙配合在刚性心轴（或销）上定位dw=jw=o1o2=o1P-o2P=(Dmax-d1min)/2=(D+D)/2-(d1-d1)/2=S/2+D/2+d1/2=(S+D+d1)/22021

42、/9/23792 2、心轴与内孔双边接触（心轴垂直放置）、心轴与内孔双边接触（心轴垂直放置）同样以孔中心定位同样以孔中心定位jb=0dw=jw=Dmax-d1min=(D+D)-(d1-d1)=S+D+d1定位误差为单边接触定位误差的两倍定位误差为单边接触定位误差的两倍2021/9/2380例：在一批零件上钻孔例：在一批零件上钻孔（心轴垂直放置），（心轴垂直放置），距中心距中心的尺寸要求为，问能否满足加工要求？的尺寸要求为，问能否满足加工要求？其中其中230.1mm内孔直径内孔直径mm心轴直径心轴直径d1=mm设计尺寸的起点为，设计尺寸的起点为，jbdw=jwDmax-d1min40.25-3

43、9.950.3mm加工孔加工孔的最大允许公差的最大允许公差0.1-(-0.1)=0.2mm此方案不能满足加工要求此方案不能满足加工要求2021/9/2381解决方法解决方法提高定位元件心轴（销）和工件定位基准面（内孔）提高定位元件心轴（销）和工件定位基准面（内孔）的精度的精度将间隙配合的定心定位进行转化将间隙配合的定心定位进行转化A.将心轴水平放置，将心轴水平放置，dw减少一半减少一半.用其他支承定位用其他支承定位.采用过盈配合采用过盈配合以上所讲两种情况，无论心轴与孔（销）单边接以上所讲两种情况，无论心轴与孔（销）单边接触还是双边接触，都是触还是双边接触，都是jb=0实际中的情况不仅如此：实

44、际中的情况不仅如此：2.4.3 2.4.3 内孔定位误差内孔定位误差2021/9/23823 3、零件以下母线为设计基准加工键槽时定位误差、零件以下母线为设计基准加工键槽时定位误差此时既有基准位置误差，又有基准不重合误差此时既有基准位置误差，又有基准不重合误差（1）取定位心轴（销）尺寸最）取定位心轴（销）尺寸最小、工件内孔最大，且与定位小、工件内孔最大，且与定位心轴（销）下母线接触，而工心轴（销）下母线接触，而工件外圆尺寸最小件外圆尺寸最小（2）取定位心轴（销）尺寸最）取定位心轴（销）尺寸最小、工件内孔最大，且与定位小、工件内孔最大，且与定位心轴（销）上母线接触，而工心轴（销）上母线接触，而工

45、件外圆尺寸最大件外圆尺寸最大dw=Hmax-Hmindw=Hmax-Hmin=A=A1 1A A2 2=A=A2 2OO1 1-A-A1 1OO1 1=O=O1 1OO2 2+A+A2 2OO2 2-A-A1 1OO1 1=jw+Ajw+A2 2OO2 2-A-A1 1OO1 1=jw+d/2-(d-jw+d/2-(d-d)/2d)/2=jw+jw+d/2d/2jw=jw=S+S+D+D+d1d1jb=jb=d/2d/22021/9/23834 4、零件以上母线为设计基准加工键槽时定位误差、零件以上母线为设计基准加工键槽时定位误差此时既有基准位置误差，也有基准不重合误差此时既有基准位置误差，也

46、有基准不重合误差（1）取定位心轴（销）尺寸最小、）取定位心轴（销）尺寸最小、工件内孔最大，且与定位心轴工件内孔最大，且与定位心轴（销）下母线接触，而工件外圆（销）下母线接触，而工件外圆尺寸最大尺寸最大（2）取定位心轴（销）尺寸最小、）取定位心轴（销）尺寸最小、工件内孔最大，且与定位心轴工件内孔最大，且与定位心轴（销）上母线接触，而工件外圆（销）上母线接触，而工件外圆尺寸最小尺寸最小dw=Hmax-Hmin=A1A2=A1O2-A2O2=O1O2+A1O1-A2O2=jw+d/2-(d-d)/2=jw+d/2jb=d/2jw=S+S+D+D+d d1 2021/9/23842.4.4 2.4.4

47、 外圆定位误差外圆定位误差工件以外圆定位，有定心定位和支承定位，工件以外圆定位，有定心定位和支承定位，最常见的就是最常见的就是V形块定位，形块定位，从定位作用看，从定位作用看，V形块定位属于对中形块定位属于对中定心定位，其定位基准为定心定位，其定位基准为工件外圆中心线。工件外圆中心线。一、设计基准为工件的中心设计基准为工件的中心定位基准也是轴心线，没有基准不重合误差定位基准也是轴心线，没有基准不重合误差jb=0dw=jw2021/9/2385dw=jw=A1A=AE-A1EAE=AF/sin(/2)=d/2sin(/2)A1E=A1F1/sin(/2)=(d-d)/2sin(/2)dw=(d-

48、d+d)/2sin(/2)=d/2sin(/2)设设KA=1/2sin(/2)dw=KAd1、当工件外圆直径公差、当工件外圆直径公差d一定时，一定时，角增加，角增加，dw减小减小2、当、当=180，dwmin=d/2，此时，此时V形块形块为一平面，失去对中作用，为一平面，失去对中作用，另外，另外，太大时，定位不太大时，定位不稳定稳定 通常通常=90 =90 2.4.4 2.4.4 外圆定位误差外圆定位误差2021/9/2386二、设计基准为工件的上母线二、设计基准为工件的上母线定位基准是轴心线，同时存在定位基准是轴心线，同时存在jb jb 和和jwjwdw=BB1=BE-B1E=(BA+AE)

49、-(B1A1+A1E)=BA+AE-B1A1-A1E=d/2+d/2sin(/2)-(d/2-d/2)-(d-d)/2sin(/2)=d/21+1/sin(/2)设设KB=1/21+1/sin(/2)dw=KBd2021/9/2387二、设计基准为工件的下母线二、设计基准为工件的下母线dw=CC1=EC-EC1=(AE-AC)-(A1E-A1C1)=AE-AC-A1E+A1C1=d/2sin(/2)-d/2-(d-d)/2sin(/2)+(d-d)/2=d/2-1+1/sin(/2)设设KC=1/2-1+1/sin(/2)dw=KCd2021/9/2388Ki6090120KA1.00.70.

50、58KB1.51.211.08KC0.50.210.08dw（A）=d/2sin(/2)=KAddw（B）=d/21+1/sin(/2)=KBddw（C）=d/2-1+1/sin(/2)=KCd其中其中KA、KB、KC分别与分别与有关有关二、设计基准为工件的下母线二、设计基准为工件的下母线dw（B）dw（A）dw（C）控制轴类零件的加工表面时，多以下母线标注或以轴心标控制轴类零件的加工表面时，多以下母线标注或以轴心标注，以上母线为设计基准时，定位误差为最大。注，以上母线为设计基准时，定位误差为最大。2021/9/23892.4.5 2.4.5 组合表面定位误差组合表面定位误差一、平面组合定位一