机床夹具设计原理.pptx

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1、在在机机械械制制造造业业中中广广泛泛采采用用能能迅迅速速将将工工件件固固定定在在准准确确位位置置上上，完完成成其其切切削削加加工工、检检验验、装装配配、焊焊接接等等工工作作所所使使用用的的工工艺艺装装备备称称为为夹夹具具。如如机机床床夹夹具具、检检验验夹夹具具、装装配配夹夹具具、焊焊接接夹夹具具等。等。机床夹具：机床夹具：在机械加工过程中，使工件在机床上相对刀在机械加工过程中，使工件在机床上相对刀具占具正确加工位置，并夹紧使其在整个加工过程中始终保持具占具正确加工位置，并夹紧使其在整个加工过程中始终保持原定位置不变的工艺装备。原定位置不变的工艺装备。在各种金属切削机床上所使用的夹具称为机床夹具

2、。机在各种金属切削机床上所使用的夹具称为机床夹具。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，尤其是在大批大量生产床夹具在机械加工中起着重要的作用，尤其是在大批大量生产中。中。4.1 机床夹具概述第1页/共264页1 1）直接找正法）直接找正法是是指指用用测测量量工工具具在在机机床床或或通通用用夹夹具具上上直直接接找找正正工工件件，使使其其加加工工表表面面相相对对于于刀刀具具获获得得正正确确位位置置的的安安装装方方法法。如如在在普普通通车车床床上上加加工工阶阶梯梯轴轴，若若待待加加工工的的圆圆柱柱面面要要求求与与已已加加工工的的圆圆柱柱面面同同轴轴，就就可可在在卡卡盘盘中中用用划划针针找找正正己己加加

3、工工圆圆柱柱面面与与机机床床主主轴轴回回转转轴轴线线同同轴轴后后进进行行加加工工。找找正正误误差差与与工工人人的的技技术术水水平平和和细细心心程程度度有有关关。找找正正安安装装花花费费的的时时间间长长，生生产产率率低低，因因此此，仅仅在在单单件件、小小批批量量生产中使用。生产中使用。工件的安装方法第2页/共264页第3页/共264页对对形形状状复复杂杂，加加工工面面多多的的零零件件，直直接接找找正正较较为为困困难难，如如对对孔孔系系的的加加工工，常常在在毛毛坯坯上上按按零零件件图图要要求求先先划划线线，然然后后，按按其其划划线线找找正正工工件件在在机机床床上上的的正正确确位位置置。这这种种方方

4、法法称称为为划划线线找找正正安安装装法。法。划线找正的误差较大，因为线宽约有划线找正的误差较大，因为线宽约有0.20.20.5mm0.5mm，且划线，且划线时也会有误差。时也会有误差。划线时虽能兼顾各表面的加工余量、壁厚和装划线时虽能兼顾各表面的加工余量、壁厚和装配要求等因素，但由此也增加了划线时间，又需技术水平高的配要求等因素，但由此也增加了划线时间，又需技术水平高的划线工。这种安装法也仅在单件、小批量生产中使用。划线工。这种安装法也仅在单件、小批量生产中使用。2.划线找正定位法第4页/共264页第5页/共264页是是先将机床夹具以正确位置安装于机床上，工件按定位原先将机床夹具以正确位置安装

5、于机床上，工件按定位原理在夹具上定位并夹紧。理在夹具上定位并夹紧。当工件以当工件以精基准精基准在夹具上定位时，工在夹具上定位时，工件的件的重复定位误差重复定位误差可以可以小至小至0.01 0.02mm0.01 0.02mm。用夹具安装的重复定位误差稳定且小，装卸方便，节省辅用夹具安装的重复定位误差稳定且小，装卸方便，节省辅助时间，操作技术要求低，但助时间，操作技术要求低，但夹具设计、制造周期长，费用高，夹具设计、制造周期长，费用高，只有在大批、大量生产中才得以广泛使用只有在大批、大量生产中才得以广泛使用。3.机床夹具定位法第6页/共264页第7页/共264页1 1）能可靠和稳定地保证加工精度）

6、能可靠和稳定地保证加工精度2 2）能提高劳动生产率，降低加工成本）能提高劳动生产率，降低加工成本 3 3）能改善工人的劳动强度）能改善工人的劳动强度4 4）能扩大机床的使用范围）能扩大机床的使用范围机床夹具的作用第8页/共264页 1 1）按夹具的使用范围可分为：）按夹具的使用范围可分为：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具等。通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具等。2 2）按所用的机床不同夹具可分为：）按所用的机床不同夹具可分为：钻床夹具、镗床夹具、车床夹具、磨床夹具、钻床夹具、镗床夹具、车床夹具、磨床夹具、拉床夹具等。拉床夹具等。3 3）按夹具上所采用的夹紧动力装置不同可分为：）按夹具

7、上所采用的夹紧动力装置不同可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、磁力夹具等。手动夹具、气动夹具、液压夹具、磁力夹具等。1.1.机床夹具的分类机床夹具的分类机床夹具的分类与组成第9页/共264页由于机床种类不同以及被加工工件结构和加工表面不同，由于机床种类不同以及被加工工件结构和加工表面不同，而有而有各种不同的结构形式各种不同的结构形式，但就机床夹具的结构而言，从不同，但就机床夹具的结构而言，从不同结构的夹具中可概括出结构的夹具中可概括出一般机床夹具所共有的彼此之间相互独一般机床夹具所共有的彼此之间相互独立而又相互联系的如下几个组成部分立而又相互联系的如下几个组成部分。2.机床夹具的组成第10页

8、/共264页1 1）定位元件）定位元件 确定工件在机床夹具中正确位置的元件。如支承钉、支承确定工件在机床夹具中正确位置的元件。如支承钉、支承板、形块、圆柱销等。板、形块、圆柱销等。2 2）夹紧装置）夹紧装置 将工件压紧夹牢，以确保工件在加工过程中不因受外力作用将工件压紧夹牢，以确保工件在加工过程中不因受外力作用而破坏其定位后的既定位置的装置。它包括有夹紧元件、夹紧而破坏其定位后的既定位置的装置。它包括有夹紧元件、夹紧机构和动力装置。如压板、斜楔机构、气缸等。机构和动力装置。如压板、斜楔机构、气缸等。第11页/共264页3 3）对刀装置）对刀装置 确定或引导刀具与工件被加工表面之间位置确定或引导

9、刀具与工件被加工表面之间位置的元件。如：对刀块、钻套、镗套等。的元件。如：对刀块、钻套、镗套等。4 4）连接元件）连接元件 确定夹具在机床上占有正确位置的元件。如确定夹具在机床上占有正确位置的元件。如定位键、定向键、过渡盘等。定位键、定向键、过渡盘等。5 5）夹具体）夹具体 将夹具所有元件和装置连接成为一个整体的基将夹具所有元件和装置连接成为一个整体的基础件。如底座、本体等。础件。如底座、本体等。6 6）其它装置）其它装置 根据工件的某些特殊加工要求而设置的装置。根据工件的某些特殊加工要求而设置的装置。如分度装置、靠模装置、上下料装置等。如分度装置、靠模装置、上下料装置等。第12页/共264页

10、第13页/共264页第14页/共264页第15页/共264页4.2 工件在夹具中的定位 加工前确定工件在机床或夹具中相对刀具占据的加工位置加工前确定工件在机床或夹具中相对刀具占据的加工位置称为定位称为定位。1 1）工件的定位必须要有相应的定位元件来限制。）工件的定位必须要有相应的定位元件来限制。2 2）工件的定位应有相应的精度要求。）工件的定位应有相应的精度要求。3 3）工件的）工件的定位精度是指一批工件的限定位置的分布范围。定位精度是指一批工件的限定位置的分布范围。第16页/共264页在机械加工过程中，为保证工件某道工序的加工要求，必在机械加工过程中，为保证工件某道工序的加工要求，必须使工件

11、在机床上相对于刀具的切削运动处于准确的相对位置。须使工件在机床上相对于刀具的切削运动处于准确的相对位置。当采用机床夹具安装加工一批工件时，是通过夹具来实现这一当采用机床夹具安装加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。要实现工件在机床上相对刀具占据一个正确的加工位要求的。要实现工件在机床上相对刀具占据一个正确的加工位置，就必须做到以下三项任务：置，就必须做到以下三项任务：1 1）工件定位时应使其加工表面的设计基准在夹具中）工件定位时应使其加工表面的设计基准在夹具中 占据一致的正确的加工位置。占据一致的正确的加工位置。2 2）工件定位时应使夹具在机床上占据正确的位置。）工件定位时应使夹具在机床

12、上占据正确的位置。3 3）工件定位时应使夹具相对刀具占据正确的位置。）工件定位时应使夹具相对刀具占据正确的位置。第17页/共264页1 1基准及基面基准及基面 基准：基准：指用来指用来确定生产对象中相关几何要素间的几何关确定生产对象中相关几何要素间的几何关系所依据的那些系所依据的那些点、线、面点、线、面。基面：基面：指在零件上用以指在零件上用以体现基准体现基准的那些的那些表面表面。当作为基准的要素为轮廓要素（如平面、棱线、素线、当作为基准的要素为轮廓要素（如平面、棱线、素线、顶点）时，顶点）时，其基面就是基准。其基面就是基准。而当作为基准的要素为中心要素而当作为基准的要素为中心要素（如轴线、球

13、心、对称中心线或面）时则（如轴线、球心、对称中心线或面）时则由相应的表面来体现。由相应的表面来体现。基准的概念第18页/共264页（1 1）设计基准）设计基准 指在零件设计图纸上所指在零件设计图纸上所采用的基准。采用的基准。2基准的种类第19页/共264页工艺基准：工艺基准：指在工艺过程中所采用的基准。包括定位指在工艺过程中所采用的基准。包括定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。基准、工序基准、测量基准和装配基准。1 1）定位基准）定位基准:在工件加工时用来确定工件加工位置所在工件加工时用来确定工件加工位置所采用的基准。采用的基准。2 2）工序基准：）工序基准：在工序图上用来确定本工序所加工

14、表在工序图上用来确定本工序所加工表面的尺寸和位置所采用的基准。面的尺寸和位置所采用的基准。3 3）测量基准：）测量基准：测量工件已加工表面的尺寸和位置所测量工件已加工表面的尺寸和位置所采用的基准。采用的基准。4 4）装配基准：）装配基准：产品装配时，用来确定零件或部件在产品装配时，用来确定零件或部件在产品中的相互位置所采用的基准。产品中的相互位置所采用的基准。（2）工艺基准第20页/共264页第21页/共264页第22页/共264页1.1.自由度的分析方法自由度的分析方法工件在夹具中的定位，就是要使一批工件在夹具中都占据工件在夹具中的定位，就是要使一批工件在夹具中都占据一致的正确的加工位置。这

15、一确定位置可以通过用一致的正确的加工位置。这一确定位置可以通过用定位支承点定位支承点限制工件相应自由度的方法限制工件相应自由度的方法来获得。一个尚未定位的工件在空来获得。一个尚未定位的工件在空间直角坐标系中具有六个自由度。这六个自由度是指工件在空间直角坐标系中具有六个自由度。这六个自由度是指工件在空间直角坐标系中沿着间直角坐标系中沿着三个相互垂直坐标轴线所处位置的可能性，三个相互垂直坐标轴线所处位置的可能性，绕这三个相互垂直坐标轴线角度方位所处位置的可能性绕这三个相互垂直坐标轴线角度方位所处位置的可能性。六点定位原理第23页/共264页要使工件在夹具中占有确定的位置，就是要在空间直角坐要使工件

16、在夹具中占有确定的位置，就是要在空间直角坐标系中，通过标系中，通过定位元件限制工件的六个自由度定位元件限制工件的六个自由度。在分析工件定。在分析工件定位的问题时，可转化为在空间直角坐标系中用位的问题时，可转化为在空间直角坐标系中用相应的定位支承相应的定位支承点（将具体的定位元件抽象化）点（将具体的定位元件抽象化）来限制工件的自由度。来限制工件的自由度。六点定则：六点定则：用六个合理分布的定位支承点限制工用六个合理分布的定位支承点限制工件的六个自由度，即可实现工件在空间位置的完全确定。件的六个自由度，即可实现工件在空间位置的完全确定。第24页/共264页第25页/共264页第26页/共264页1

17、)1)明确工件在本工序的加工要求和相应的工序基准。明确工件在本工序的加工要求和相应的工序基准。2)2)根据工序基准的所在位置建立空间直角坐标系。根据工序基准的所在位置建立空间直角坐标系。3)3)依次找出影响本工序加工要求的自由度。依次找出影响本工序加工要求的自由度。4)4)将找出的自由度进行归纳即可得到本工序应将找出的自由度进行归纳即可得到本工序应限制的第一种限制的第一种自由度。自由度。第一种自由度的分析方法及步骤：第27页/共264页a a）图应限制的第一种自由度为沿着）图应限制的第一种自由度为沿着Z Z 轴的一个移动自由度。轴的一个移动自由度。b b）图应限制的第一种自由度为沿着）图应限制

18、的第一种自由度为沿着X X 和和Y Y 轴的两个移动自由度。轴的两个移动自由度。第28页/共264页c c）应限制的第一种自由度为沿着）应限制的第一种自由度为沿着Z Z 轴的一个移动自由度和沿轴的一个移动自由度和沿着着X X 和和Y Y 轴的两个转动自由度。轴的两个转动自由度。d d）应限制的第一种自由度为沿着）应限制的第一种自由度为沿着X X 与与Z Z 轴的两个移动自由度和轴的两个移动自由度和沿着沿着X X和和Z Z轴的两个转动自由度。轴的两个转动自由度。第29页/共264页e e）图应限制的第一种自由度为沿着）图应限制的第一种自由度为沿着X X与与Z Z的二个移动自由度的二个移动自由度和

19、沿着和沿着X X、Y Y 和和Z Z 轴的三个转动自由度。轴的三个转动自由度。f f）图应限制的第一种自由度为沿着）图应限制的第一种自由度为沿着X X、Y Y 和和Z Z轴的三个移动轴的三个移动自由度和沿着自由度和沿着X X、Y Y 和和Z Z轴的三个转动自由度。轴的三个转动自由度。第30页/共264页（1 1）工件在夹具中的定位，工件在夹具中的定位，可转化为在空间直角坐标系中，可转化为在空间直角坐标系中，用相应的用相应的定位支承点来限制工件自由度的方式进行分析定位支承点来限制工件自由度的方式进行分析。（2 2）工件定位时）工件定位时应限制的自由度的数目应限制的自由度的数目，是根据工件在，是根

20、据工件在本本工序的加工要求以及考虑提高工件定位稳定性和加工刚性工序的加工要求以及考虑提高工件定位稳定性和加工刚性等方等方面来确定的。面来确定的。（3 3）一个定位支承点只能限制工件的一个自由度。为保证）一个定位支承点只能限制工件的一个自由度。为保证工件定位的稳定性，工件定位的稳定性，在一个完整的定位方案中定位支承点的数在一个完整的定位方案中定位支承点的数目不得少于三个目不得少于三个。（4 4）工件上的某一个自由度原则上只能被一个定位支承点）工件上的某一个自由度原则上只能被一个定位支承点所限制，不得出现重复限的现象。在一个完整的定位方案中定所限制，不得出现重复限的现象。在一个完整的定位方案中定位

21、支承点的数目不得多于六个。位支承点的数目不得多于六个。2.工件定位基本原理 第31页/共264页1 1）在球体零件上过中心钻一通孔。）在球体零件上过中心钻一通孔。第32页/共264页2 2）加工齿轮两端面，保证尺寸）加工齿轮两端面，保证尺寸A A及两端面与内孔的垂直度。及两端面与内孔的垂直度。第33页/共264页3 3）在轴的径向上铣槽，保证尺寸）在轴的径向上铣槽，保证尺寸H H和和L L。第34页/共264页4 4）在阶梯轴上钻一通孔，保证尺寸）在阶梯轴上钻一通孔，保证尺寸L L。第35页/共264页 5）在支座件上加工两个通孔，保证尺寸）在支座件上加工两个通孔，保证尺寸A A和和H H。第

22、36页/共264页在分析工件定位的问题时，在分析工件定位的问题时，定位基准的选择是关键问题定位基准的选择是关键问题。工件定位基准一旦被选定，则其定位方案也基本被确定了。工件定位基准一旦被选定，则其定位方案也基本被确定了。定定位基准一般在工艺规程中选定，位基准一般在工艺规程中选定，设计夹具时可直接引用。当设计夹具时可直接引用。当工工艺规程选定的定位基准不合理时，夹具设计者应与工艺设计人艺规程选定的定位基准不合理时，夹具设计者应与工艺设计人员共同协商进行改选，以使所设计出的夹具结构更合理员共同协商进行改选，以使所设计出的夹具结构更合理。必须。必须指出，与指出，与定位支承点相接触的工件表面称为定位基

23、面定位支承点相接触的工件表面称为定位基面。工件的。工件的定位是通过工件定位基面与定位支承点相接触来实现的。定位是通过工件定位基面与定位支承点相接触来实现的。3.工件的定位形式第37页/共264页工件定位时其工件定位时其六个自由度全部被限制的定位方式六个自由度全部被限制的定位方式称为称为完全完全定位定位。工件采用这种定位方式使其在空间占有一个完全确定的。工件采用这种定位方式使其在空间占有一个完全确定的位置。位置。（2 2）不完全定位）不完全定位工件根据该工序加工要求工件根据该工序加工要求只需限制其部分自由度，既六只需限制其部分自由度，既六个自由度没有全部被限制的定位个自由度没有全部被限制的定位称

24、为称为不完全定位不完全定位。工件定位时应采用完全定位还是不完全定位，主要由该工件定位时应采用完全定位还是不完全定位，主要由该工序的加工要求和定位稳定性工序的加工要求和定位稳定性来决定。来决定。（1）完全定位第38页/共264页第39页/共264页工件实际定位时所限制的自由度数目，少于工件按该工序工件实际定位时所限制的自由度数目，少于工件按该工序加工要求必需限制的自由度数目称为加工要求必需限制的自由度数目称为欠定位欠定位。欠定位的结果将。欠定位的结果将导致出现应该限制的自由度因未予限制，从而导致出现应该限制的自由度因未予限制，从而无法保证加工要无法保证加工要求求的不合理现象。因此，在确定工件定位

25、方案时，的不合理现象。因此，在确定工件定位方案时，绝不允许出绝不允许出现欠定位现象现欠定位现象。（3）欠定位 第40页/共264页工件定位时，如果出现工件定位时，如果出现两个或两个以上的定位支承点重两个或两个以上的定位支承点重复限制工件上的同一个自由度复限制工件上的同一个自由度则称为则称为过定位过定位。过定位会导致重复限制同一个自由度的定位支承点之间过定位会导致重复限制同一个自由度的定位支承点之间产生干涉现象，从而导致定位不稳定、破坏定位精度、造成工产生干涉现象，从而导致定位不稳定、破坏定位精度、造成工件或定位元件受力变形、甚至出现部分工件无法安装的局面。件或定位元件受力变形、甚至出现部分工件

26、无法安装的局面。因此，在确定工件定位方案时，应避免出现造成不良后果的过因此，在确定工件定位方案时，应避免出现造成不良后果的过定位。定位。（4）过定位（超定位）第41页/共264页第42页/共264页第43页/共264页第44页/共264页第45页/共264页在实际生产中，有时为减少工件变形或提高加工刚性而在实际生产中，有时为减少工件变形或提高加工刚性而采用过定位方式。采用过定位方式。但要用但要用其利而避其害其利而避其害，使采用过定位带来的，使采用过定位带来的好处大于其害处。好处大于其害处。防止出现造成不良后果的过定位的方法有：防止出现造成不良后果的过定位的方法有：改变定位元改变定位元件结构，去

27、掉多余的定位支承点。提高工件定位基面之间和定件结构，去掉多余的定位支承点。提高工件定位基面之间和定位元件工作表面之间的位置精度。位元件工作表面之间的位置精度。第46页/共264页在下图所示的连杆上钻通孔在下图所示的连杆上钻通孔D D时，需要保证：时，需要保证：(1)(1)小头孔小头孔D D对端面对端面A A的垂直度公差的垂直度公差t t。(2)(2)小头孔小头孔D D对不加工外圆壁厚的均匀性。对不加工外圆壁厚的均匀性。第47页/共264页加工下图所示汽车减速器主动锥齿轮轴两端面及中心孔，加工下图所示汽车减速器主动锥齿轮轴两端面及中心孔，需要保证：需要保证：(1)(1)轴向尺寸轴向尺寸47mm4

28、7mm和和300mm 300mm；(2)(2)中心孔深度尺寸中心孔深度尺寸11.5mm 11.5mm；(3)(3)两端面对轴线的垂直度；两端面对轴线的垂直度；(4)(4)两端中心孔与未加工两端中心孔与未加工之轴颈的同轴度。之轴颈的同轴度。第48页/共264页在下图所示的汽车传动轴突缘叉上磨削平面在下图所示的汽车传动轴突缘叉上磨削平面K K 及及Q Q，需要，需要保证：保证：(1)(1)两平面两平面K K及及Q Q间的尺寸为间的尺寸为118mm118mm；(2)(2)两平面对两平面对2-2-3939孔的孔的垂直度公差为垂直度公差为0.1mm0.1mm；(3)(3)两平面对两平面对95mm95mm

29、外圆的对称度公差为外圆的对称度公差为0.15mm0.15mm。第49页/共264页在下图所示的拖拉机差速锁操纵杠杆上铣槽和钻孔，应保在下图所示的拖拉机差速锁操纵杠杆上铣槽和钻孔，应保证：证：(1)(1)铣槽宽度尺寸为铣槽宽度尺寸为4.5mm4.5mm，槽对，槽对18mm18mm和和12.5mm12.5mm两孔中两孔中心平面的对称度公差为心平面的对称度公差为0.3mm0.3mm；(2)(2)钻阶梯孔钻阶梯孔6.7mm6.7mm及及9mm9mm，位置尺寸如图位置尺寸如图2-86d2-86d所示。所示。第50页/共264页1.1.工件以平面定位工件以平面定位 1 1）固定支承）固定支承 支承钉（平头

30、、球头、锯齿头）支承钉（平头、球头、锯齿头）支承板（无槽、有槽）支承板（无槽、有槽）2 2）可调支承）可调支承（平头、球头、锯齿头）（平头、球头、锯齿头）3 3）自位支承）自位支承（也称为浮动支承）（也称为浮动支承）工作面形式有：两点式、三点式和多点式。工作面形式有：两点式、三点式和多点式。浮动方式有：球面浮动式、杠杆浮动式、滑柱浮动式。浮动方式有：球面浮动式、杠杆浮动式、滑柱浮动式。常见的定位方式及其定位元件 第51页/共264页第52页/共264页第53页/共264页第54页/共264页第55页/共264页第56页/共264页2.工件以圆柱孔定位1 1）定位销）定位销 可分为圆柱销、圆锥销

31、、菱形销与组合销可分为圆柱销、圆锥销、菱形销与组合销 结构形式有：固定式、伸缩式结构形式有：固定式、伸缩式 长圆柱销（可限制长圆柱销（可限制4 4个自由度）个自由度）短圆柱销（可限制短圆柱销（可限制2 2个自由度）个自由度）短固定圆锥销（可限制短固定圆锥销（可限制3 3个自由度）个自由度）第57页/共264页第58页/共264页第59页/共264页2 2）定位心轴）定位心轴可分为可分为刚性心轴和弹性心轴刚性心轴和弹性心轴。刚性心轴可分为。刚性心轴可分为圆柱心轴圆柱心轴和小锥度心轴。和小锥度心轴。刚性圆柱心轴可分为间隙配合、过盈配合和刚性圆柱心轴可分为间隙配合、过盈配合和花键轴。花键轴。长圆柱心

32、轴长圆柱心轴（可限制（可限制4 4个自由度）个自由度）短圆柱心轴短圆柱心轴（可限制（可限制2 2个自由度）个自由度）第60页/共264页第61页/共264页第62页/共264页1 1）V V形块定位形块定位 长长V V形块和短形块和短V V形块；固定形块；固定V V形块和活动形块和活动V V形块形块 固定长固定长V V形块（可限制形块（可限制4 4个自由度）个自由度）固定短固定短V V形块（可限制形块（可限制2 2个自由度）个自由度）2 2）定位套）定位套（半圆套、圆柱及圆锥套）（半圆套、圆柱及圆锥套）3 3）定心夹紧结构）定心夹紧结构（卡盘类、弹性卡头）（卡盘类、弹性卡头）3.工件以外圆柱面

33、定位第63页/共264页第64页/共264页第65页/共264页第66页/共264页（1 1）工件以圆锥孔定位）工件以圆锥孔定位 1)1)锥度心轴（长轴与短轴）锥度心轴（长轴与短轴）2)2)顶尖（固定与活动）顶尖（固定与活动）（2 2）工件以成形表面定位）工件以成形表面定位 如：渐开线齿面；键槽、花键表面等。如：渐开线齿面；键槽、花键表面等。（3 3）工件以一面两孔）工件以一面两孔4.工件以其它表面定位第67页/共264页第68页/共264页 辅助支承是辅助支承是在工件定位后才实现支承的作用在工件定位后才实现支承的作用。因此只能起。因此只能起到支承工件的作用。到支承工件的作用。辅助支承的结构形

34、式很多。常见的有螺旋式、自位式和推辅助支承的结构形式很多。常见的有螺旋式、自位式和推引式等。引式等。5.辅助支承第69页/共264页 采用调整法加工一批工件时，工件在夹具上定位时，由于采用调整法加工一批工件时，工件在夹具上定位时，由于每个工件所占据的位置不完全一致，使加工后各工件的加工尺每个工件所占据的位置不完全一致，使加工后各工件的加工尺寸不一而形成误差。寸不一而形成误差。这种只与工件定位有关的误差，称为定位这种只与工件定位有关的误差，称为定位误差，用符号误差，用符号D D 表示。表示。1.1.产生定位误差的原因产生定位误差的原因 产生定位误差的原因有两个：产生定位误差的原因有两个：一个是定

35、位基准与设计基准一个是定位基准与设计基准（工序基准）不重合；另一个是定位基准与起始（调刀、限位）（工序基准）不重合；另一个是定位基准与起始（调刀、限位）基准不重合。基准不重合。4.3 定位误差的分析与计算第70页/共264页 工件在夹具上定位时，由于所选择的定位基准与工序基准不工件在夹具上定位时，由于所选择的定位基准与工序基准不重合而引起的，同批工件的工序基准相对于定位基准在该工序重合而引起的，同批工件的工序基准相对于定位基准在该工序（加工）尺寸方向的最大位移量（位置变动范围），称为基准（加工）尺寸方向的最大位移量（位置变动范围），称为基准不重合误差。用符号不重合误差。用符号B B 表示。表示

36、。基准不重合误差基准不重合误差（B B）的大小应等于工序基准相对于定位的大小应等于工序基准相对于定位基准在该工序（加工）尺寸方向的最大位移量。基准在该工序（加工）尺寸方向的最大位移量。（1）基准不重合误差（B）第71页/共264页 可通过计算定位尺寸可通过计算定位尺寸（C C）的公差在工序（加工）尺寸方向的公差在工序（加工）尺寸方向上的投影分量得到基准不重合误差上的投影分量得到基准不重合误差（B B）的大小。的大小。定位尺寸定位尺寸（C C）是指工序（设计）基准与定位基准之间的联系尺寸。当是指工序（设计）基准与定位基准之间的联系尺寸。当定位尺寸定位尺寸（C C）由多个尺寸所决定时，则要以定位尺

37、寸为封闭由多个尺寸所决定时，则要以定位尺寸为封闭环所组成的尺寸链进行解算。环所组成的尺寸链进行解算。基准不重合误差基准不重合误差B B 的计算公式表示为：的计算公式表示为：B B=C C COSCOS 为工序基准的变动方向与工序（加工）尺寸方向间的夹为工序基准的变动方向与工序（加工）尺寸方向间的夹角。角。第72页/共264页 本工序加工直角上表面，设计尺寸为本工序加工直角上表面，设计尺寸为A A1 1，用下平面定位。，用下平面定位。由于定位基准与设计基准不重合，从而产生基准不重合误差由于定位基准与设计基准不重合，从而产生基准不重合误差B B D D（A1A1）=B B（A A1 1）=C C

38、COS=ACOS=A2 2第73页/共264页（a）图 D（20）=B（20）=0.28（b）图 D（20）=B（20）=0第74页/共264页D（A）=0 D（B）=B（B）=d /2 D（C）=B（C）=d 第75页/共264页2）基准位移误差（Y）工件在夹具上定位时，工件在夹具上定位时，由于定位副的制造误差和定位副的由于定位副的制造误差和定位副的配合间隙的影响，使工件的定位基准与夹具定位元件的起始配合间隙的影响，使工件的定位基准与夹具定位元件的起始（调刀、限位）基准不重合，（调刀、限位）基准不重合，导致同批工件位置的不一致而导致同批工件位置的不一致而造成的加工误差，称为基准位移误差。用符

39、号造成的加工误差，称为基准位移误差。用符号（Y Y）表示。表示。第76页/共264页 基准位移误差基准位移误差（Y Y）的大小应等于定位基准与起始（调刀、的大小应等于定位基准与起始（调刀、限位）基准不重合而造成的基准位移量限位）基准不重合而造成的基准位移量Y Y 在在工序（加工）尺工序（加工）尺寸方向上的投影分量。基准位移量寸方向上的投影分量。基准位移量Y Y 应根据不同的定位方案应根据不同的定位方案所决定。所决定。基准位移误差基准位移误差Y Y 的计算公式表示为：的计算公式表示为：Y Y =Y Y COSCOS 为定位基准的变动方向与工序（加工）尺寸方向间的夹为定位基准的变动方向与工序（加工

40、）尺寸方向间的夹角。角。第77页/共264页D（A3）=Y（A3）=2（H h）tanD（A1）=B（A1）+Y（A1）=A2+2（H h）tan第78页/共264页2定位误差的计算方法1 1）极限位置法（几何作图法）极限位置法（几何作图法）先根据工件的定位方案，先根据工件的定位方案，画出工序（设计）基准相对起始画出工序（设计）基准相对起始（调刀、限位）基准最大与最小的两个极限位置，再根据几何（调刀、限位）基准最大与最小的两个极限位置，再根据几何关系求出这两个极限位置间的距离，即得出定位误差。关系求出这两个极限位置间的距离，即得出定位误差。第79页/共264页 由于定位误差是由基准不重合误差以

41、及基准位移误差所造成由于定位误差是由基准不重合误差以及基准位移误差所造成的。因此定位误差可以由这两项误差组合而成。计算定位误差的。因此定位误差可以由这两项误差组合而成。计算定位误差时，先分别求出基准不重合误差与基准位移误差，然后再将两时，先分别求出基准不重合误差与基准位移误差，然后再将两项误差组合后得出定位误差。即：项误差组合后得出定位误差。即：D D =B BY Y 2）合成法第80页/共264页（1 1）当）当B B 0 0，Y Y 00 时，则时，则D D Y Y ；（2 2）当）当B B 00，Y Y 0 0 时，则时，则D D B B ；（3 3）当）当B B 00，Y Y 00 时

42、，时，1 1）如果工序（设计）基准不在定位基面上：）如果工序（设计）基准不在定位基面上：D D =B B+Y Y 2 2）如果工序（设计）基准落在定位基面上：）如果工序（设计）基准落在定位基面上：D D =B BY Y定位误差的合成解算方法如下：第81页/共264页公式中公式中“”、“”号的确定方法如下：号的确定方法如下：先先分析定位基面直径由大到小（或由小到大）时，定位基分析定位基面直径由大到小（或由小到大）时，定位基准的变动方向。准的变动方向。然后然后设定位基准的位置不变，再分析工序（设计）基准的设定位基准的位置不变，再分析工序（设计）基准的变动方向。变动方向。（此时定位基面直径应作上述相

43、同的变化。）（此时定位基面直径应作上述相同的变化。）如果在上述判断中如果在上述判断中两者的变动方向相同时，取两者的变动方向相同时，取“”号，号，而两者的变动方向相反时，取而两者的变动方向相反时，取“”号。号。第82页/共264页由于两个基准的变化方向相同，故取由于两个基准的变化方向相同，故取 “+”号号由大到小由大到小由大到小由大到小 当工件以外圆柱面在V形块上定位，且工序（设计）基准落在定位基面的上母线时，基准变化的分析。第83页/共264页由于两个基准的变化方向相反，故取由于两个基准的变化方向相反，故取 “”号号由大到小由大到小由大到小由大到小 当工件以外圆柱面在V形块上定位，且工序（设计

44、）基准落在定位基面的下母线时，基准变化的分析。第84页/共264页由大到小由大到小由大到小由大到小由于两个基准的变化方向相反，故取由于两个基准的变化方向相反，故取 “”号号 当工件以内孔在心轴上定位，且工序（设计）基准 落在定位基面的上母线时，基准变化的分析。第85页/共264页由大到小由大到小由大到小由大到小由于两个基准的变化方向相同，故取由于两个基准的变化方向相同，故取 “+”号号 当工件以内孔在心轴上定位，且工序（设计）基准 落在定位基面的下母线时，基准变化的分析。第86页/共264页3.常见定位方式的定位误差分析与计算 1)1)工件以平面定位已知：大圆直径公差为已知：大圆直径公差为0.

45、030.03，小圆直径公差为，小圆直径公差为0.020.02，同轴度，同轴度误差为误差为0.02 0.02 求：求：D D（3030）=？解：分析可知解：分析可知 B B（3030）0 0，Y Y（3030）0 0 得：得：D D（3030）=B B（3030）=0.03/2+0.02/2+0.02=0.045=0.03/2+0.02/2+0.02=0.045第87页/共264页已知：已知：大圆直径公差为大圆直径公差为 0.030.03，小圆直径公差为，小圆直径公差为 0.020.02，同轴度误差为，同轴度误差为 0.02 0.02。求：求：D D（3030）=？解：解：分析可知分析可知 B

46、B（3030）0 0，Y Y（3030）0 0得：得：D D（3030）=0=0第88页/共264页已知：已知：大圆直径公差为大圆直径公差为 0.030.03，小圆直径公差为，小圆直径公差为 0.020.02，同轴度，同轴度误差为误差为 0.020.02求：求：D D（3030）=？解：解：分析可知分析可知 B B（3030）0 0，Y Y（3030）0 0 得：得：D D（3030）=B B（3030）=0.03/2+0.02/2+0.02=0.045=0.03/2+0.02/2+0.02=0.045第89页/共264页已知：外圆直径公差为已知：外圆直径公差为D D V V形块的夹角为形块的

47、夹角为 得：得：Y Y 2)工件以外圆柱面在V形块上定位第90页/共264页已知：外圆直径公差为已知：外圆直径公差为D D ，V V形块的夹角为形块的夹角为（1 1）设计基准为外圆轴线时：）设计基准为外圆轴线时：求：求：D D（H1H1）=？解：分析可知解：分析可知 B B（H1H1）0 0；Y Y（H1H1）0 0 得：得：D D（H1H1）=Y Y（H1H1）=第91页/共264页（2 2）设计基准为外圆下母线时：）设计基准为外圆下母线时：求：求：D D （H2H2）=？解：分析可知解：分析可知 B B （H2H2）0 0，Y Y （H2H2）0 0 得：得：B B （H2H2）=；Y Y

48、 （H2H2）=分析：设计基准落在定位基面上，两基准的变化方向相反，故分析：设计基准落在定位基面上，两基准的变化方向相反，故取取 -号。号。最终得：最终得：D D （H2H2）=Y Y （H2H2）-B B （H2H2）=由大到小由大到小由大到小由大到小第92页/共264页（3 3）设计基准为外圆上母线时：）设计基准为外圆上母线时：求：求：D D （H3H3）=？解：分析可知解：分析可知 B B （H3H3）0 0，Y Y （H3H3）0 0 得：得：B B （H3H3）=；Y Y （H3H3）=分析：设计基准落在定位基面上，两基准的变化方向相同，分析：设计基准落在定位基面上，两基准的变化方向

49、相同，故取故取“”号。号。最终得：最终得：D D （H3H3）=Y Y （H3H3）B B （H3H3）=由大到小由大到小由大到小由大到小第93页/共264页已知：大圆直径公差为已知：大圆直径公差为0.03 0.03 ，小圆直径公差为，小圆直径公差为0.020.02，同轴度误差为，同轴度误差为0.020.02，V V形块的夹角为形块的夹角为9090o o 求：求：D D （3030）=？解：分析可知解：分析可知 B B （3030）0 0；Y Y （3030）0 0得：得：B B （3030）=0.03/2=0.03/2 0.02=0.035 0.02=0.035 Y Y （3030）=0.0

50、14 =0.014 D D （3030）=B B （3030）Y Y （3030）=0.049=0.049（设计基准不在定位基面上）（设计基准不在定位基面上）第94页/共264页 已知：大圆直径公差为已知：大圆直径公差为0.030.03，小圆直径公差为，小圆直径公差为0.020.02，同轴度误差为，同轴度误差为0.020.02，V V形块的夹角为形块的夹角为9090o o 求：求：D D （3030）=？解：解：分析可知分析可知 B B （3030）0 0，Y Y （3030）0 0 得：得：B B （3030）=0.03/2=0.03/2 0.02=0.035 0.02=0.035；D D