机床夹具 机床夹具的主要功能.ppt

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1、模块六模块六 机床夹具（一）机床夹具（一）5.1 机床夹具概述 在机械加工过程中，为了保证工件的加在机械加工过程中，为了保证工件的加工精度，使之相对于机床、刀具占有确定的工精度，使之相对于机床、刀具占有确定的位置，并能迅速、可靠地夹紧工件，以接受位置，并能迅速、可靠地夹紧工件，以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具。夹具。机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能基本概念基本概念工件的安装方法工件的安装方法机床夹具在机械加工中的作用机床夹具在机械加工中的作用实例实例5.1.1 机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能（1）基本概念）基本概

2、念机床夹具的主要功能：机床夹具的主要功能：是使工件定位和夹紧。是使工件定位和夹紧。定定位位使使工工件件相相对对于于刀刀具具及及机机床床占占有有正正确确的的加加工工位位置置，保保证证其其被被加加工工表表面面达达到到工工序序所所规规定定的的各各项项技技术术要要求。求。夹夹紧紧工工件件定定位位后后，经经夹夹紧紧装装置置施施力力于于工工件件，将将其其固定夹牢，使其在加工过程中保持正确位置不变。固定夹牢，使其在加工过程中保持正确位置不变。安装安装工件从定位到夹紧的整个过程。工件从定位到夹紧的整个过程。机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能找找正正安安装装法法：按按工工件件的的有有关关表表面面或或专专门门划

3、划出出的的线线痕痕作作为为找找正正依依据据，用用划划针针或或指指示示表表，逐逐个个地地找找正正工件相对于刀具及机床的位置，然后将工件夹紧。工件相对于刀具及机床的位置，然后将工件夹紧。专用夹具安装法专用夹具安装法：靠专用夹具保证工件相对于刀：靠专用夹具保证工件相对于刀具及机床所需的位置，并使其夹紧。具及机床所需的位置，并使其夹紧。（2）工件的安装方法）工件的安装方法机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能保证加工精度，并使之稳定保证加工精度，并使之稳定缩短辅助时间，提高生产效率，降低成本缩短辅助时间，提高生产效率，降低成本扩大机床的工艺范围扩大机床的工艺范围减轻劳动强度，降低技术要求减轻劳动强度，降

4、低技术要求便于变更工位、引导刀具或进行仿形加工。便于变更工位、引导刀具或进行仿形加工。（3）机床夹具在机械加工中的作用）机床夹具在机械加工中的作用机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能1 1）铣键槽）铣键槽）铣键槽）铣键槽（4 4）实例）实例）实例）实例机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能铣键槽夹具铣键槽夹具机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能2）钻孔）钻孔工件孔位示意图工件孔位示意图机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能钻床夹具钻床夹具 用夹具装夹工件的特点用夹具装夹工件的特点 1、工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的、工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而

5、实现的；定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的；2、夹夹具具预预先先在在机机床床上上已已调调整整好好位位置置，工工件件通通过过夹具对于机床也就占有了正确的位置；夹具对于机床也就占有了正确的位置；3、通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表、通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。面相对于刀具的正确位置。机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能5.1.2.机床夹具的分类机床夹具的分类按夹具的通用特性分类按夹具的通用特性分类按夹具使用的机床分类按夹具使用的机床分类按夹具的动力源按夹具的动力源 1）通用夹具）通用夹具：指结构、尺寸已标准化、系列化，且：指结构、尺寸已标准化、系列化

6、，且具有一定通用性的机床附件；具有一定通用性的机床附件；2）专用夹具）专用夹具：针对某一种工件的某一工序的加工要：针对某一种工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。求而专门设计和制造的夹具。3）成组专用）成组专用（可调）夹具：采用成组加工工艺，将（可调）夹具：采用成组加工工艺，将工件按形状、尺寸和工艺的共性分组，再为每组工件设工件按形状、尺寸和工艺的共性分组，再为每组工件设计组内通用的专用夹具计组内通用的专用夹具 4）组合夹具）组合夹具：是一种模块化的夹具，由一套预先制：是一种模块化的夹具，由一套预先制造好的标准元件组装成的专用夹具造好的标准元件组装成的专用夹具 5）随行夹具）随行夹具

7、：自动线夹具，既担负装夹任务，又担：自动线夹具，既担负装夹任务，又担负沿自动线输送工件的任务。负沿自动线输送工件的任务。（1）按夹具的通用特性分类）按夹具的通用特性分类 按按夹夹具具夹夹紧紧动动力力源源可可将将夹夹具具分分为为手手动动夹夹具具和机动夹具两大类。和机动夹具两大类。手手动动夹夹具具应应有有扩扩力力机机构构与与自自锁锁性性能能，以以减减轻轻劳劳动强度与确保安全生产动强度与确保安全生产常用的机动夹具有：气动、液压、气液增压、常用的机动夹具有：气动、液压、气液增压、电动、电磁、真空、离心力、自夹紧夹具等电动、电磁、真空、离心力、自夹紧夹具等机床夹具的分类机床夹具的分类（2）按夹具使用的机

8、床分类按夹具使用的机床分类 可可分分为为车车床床、铣铣床床、钻钻床床、镗镗床床、磨磨床床、齿轮机床、数控机床夹具等。齿轮机床、数控机床夹具等。（3 3）按夹具的动力源分类）按夹具的动力源分类5.1.3 机床夹具的组成机床夹具的组成（1 1）定位元件定位元件：用于确定工件在夹具中的位置：用于确定工件在夹具中的位置（2）夹紧装置夹紧装置：将工件压紧夹牢，并保证工件在加：将工件压紧夹牢，并保证工件在加工过程中位置不变工过程中位置不变（3）夹具体夹具体：是夹具的基座和骨架，用来配置、安：是夹具的基座和骨架，用来配置、安装各夹具元件及装置装各夹具元件及装置（4）对刀或导向元件对刀或导向元件：用于保证工件

9、加工表面与刀：用于保证工件加工表面与刀具之间的位置；具之间的位置；（5）其它装置或元件其它装置或元件：定向键、操作件、分度装置、：定向键、操作件、分度装置、靠模装置、上下料装置、平衡块等，以及标准化了的靠模装置、上下料装置、平衡块等，以及标准化了的其它联接元件；其它联接元件；（1）对机床夹具提出了如下新的要求）对机床夹具提出了如下新的要求：能能迅迅速速而而方方便便地地装装备备新新产产品品，以以缩缩短短生生产产准准备备周期，降低生产成本周期，降低生产成本能装夹一组具有相似性特征的工件能装夹一组具有相似性特征的工件适用于精密加工的高精度机床夹具适用于精密加工的高精度机床夹具适用于各种现代化制造技术

10、的新型机床夹具适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具采采用用以以液液压压站站等等为为动动力力源源的的高高效效夹夹紧紧装装置置，以以进一步提高劳动生产率进一步提高劳动生产率提高机床夹具的标准化程度提高机床夹具的标准化程度5.1.4 机床夹具的现状及发展方向（2）现代机床夹具的发展方向）现代机床夹具的发展方向精密化：如精密分度、高精度自定心精密化：如精密分度、高精度自定心高高效效化化：缩缩短短加加工工的的基基本本时时间间和和辅辅助助时时间间，以以提提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度高劳动生产率，减轻工人的劳动强度柔柔性性化化：通通过过调调整整、组组合合等等方方式式，以以适适应应工工艺艺可可变因素变

11、因素标标准准化化：按按夹夹具具零零件件及及部部件件的的国国家家标标准准以以及及各各类类通通用用夹夹具具、组组合合夹夹具具标标准准制制造造，有有利利于于夹夹具具的的商商品品化化生生产产，有有利利于于缩缩短短生生产产准准备备周周期期，降降低低生生产产总成本。总成本。1.工件工件定位的基本原理定位的基本原理2.常用定位元件及选用常用定位元件及选用5.2 工件定位 按照加工工艺要求，将工件置于夹具中，使工件在按照加工工艺要求，将工件置于夹具中，使工件在夹紧前相对于机床和刀具就占有一个预定的位置，或者是夹紧前相对于机床和刀具就占有一个预定的位置，或者是使同一批工件逐次放置到夹具中时都能占据同一位置。使同

12、一批工件逐次放置到夹具中时都能占据同一位置。定位基准定位基准在机械加工中用作定位的基准。在机械加工中用作定位的基准。定位基面定位基面工件定位时，作为定位基准的点和线，往往工件定位时，作为定位基准的点和线，往往由某些具体表面体现出来，这种表面称为定位基面。由某些具体表面体现出来，这种表面称为定位基面。5.2.1.工件定位的基本原理工件定位的基本原理（1）工件定位）工件定位所谓自由度，即空间位置的不确定性所谓自由度，即空间位置的不确定性一个位于空间自由状态的物体，对于空间直角坐标系一个位于空间自由状态的物体，对于空间直角坐标系来说，具有六个自由度：三个位移自由度和三个旋转来说，具有六个自由度：三个

13、位移自由度和三个旋转自由度。自由度。（2）自由度的概念自由度的概念 定位的实质：就就是是限限制制自自由由度度。工工件件的的六六个个自自由由度度如如果果都都加加以以限限制制了了，工工件件在在空空间间的的位位置置就就完全被确定下来了。完全被确定下来了。1）六点定位法则）六点定位法则通常，一个支承点限制工件的一个自由度。通常，一个支承点限制工件的一个自由度。使用合理设置的六个支承点，与工件的定位基使用合理设置的六个支承点，与工件的定位基准相接触，以限制工件的六个自由度，使工件准相接触，以限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全被确定的方法，称为六点在夹具中的位置完全被确定的方法，称为六点定位法

14、则。定位法则。（2）六点定位原则）六点定位原则长方体定位时支承点的分配长方体定位时支承点的分配圆柱体在圆柱体在V形块上定位时支承点的分配形块上定位时支承点的分配 2）定位基准按自由度分类）定位基准按自由度分类 主要定位基准面：设置三个支承点，限制了工件的三个自由设置三个支承点，限制了工件的三个自由度的定位表面。要求：支承面积大；三个支承度的定位表面。要求：支承面积大；三个支承点要对称配置。点要对称配置。1、2、3点支承位置合理的点支承位置合理的导向定位基准面：设置二个支承点，限制了工件的二个自由设置二个支承点，限制了工件的二个自由度的定位表面。要求：应选狭长表面；支度的定位表面。要求：应选狭长

15、表面；支承点布置应尽可能远。承点布置应尽可能远。双导向定位基准面：限制四个自由度的圆限制四个自由度的圆 柱定位面柱定位面 双支承定位基准面：限制二个移动自由度限制二个移动自由度 的圆柱定位面的圆柱定位面工件定位的基本原理工件定位的基本原理止推定位基准面：限制一个移动自由度的定位基准面。限制一个移动自由度的定位基准面。要求：应选窄小且与切削力相对的表面；支要求：应选窄小且与切削力相对的表面；支承方向平行于导向方向。承方向平行于导向方向。防转定位基准面：限制一个旋转自由度的定位表面。限制一个旋转自由度的定位表面。要求：支承点布置应离回转线尽可能远。要求：支承点布置应离回转线尽可能远。工件定位的基本

16、原理工件定位的基本原理（3 3）定位时应注意的几个主要问题）定位时应注意的几个主要问题定定位位支支承承点点必必须须与与工工件件的的定定位位基基准准面面始始终终保保持持紧贴接触；紧贴接触；分分析析定定位位支支承承点点的的定定位位作作用用时时，不不考考虑虑力力的的影影响；响；定位支承点是定位元件抽象而来的。定位支承点是定位元件抽象而来的。通常，自由度限制大于通常，自由度限制大于3，小于、等于，小于、等于6。完全定位：不不重重复复地地限限制制了了工工件件的的六六个个自自由由度度的的定位。定位。不完全定位：根根据据实实际际加加工工要要求求，并并不不需需要要限限制制工件全部自由度的定位。工件全部自由度的

17、定位。欠定位：定定位位点点少少于于应应消消除除的的自自由由度度、工工件件定定位位不足的定位。不足的定位。More to learnMore to learn（4）工件定位中的几种情况）工件定位中的几种情况过定位过定位：工件同一个自由度分别被几个支承点重复限工件同一个自由度分别被几个支承点重复限制的定位。制的定位。过定位的不良后果：使接触点不稳定，增加了不同性；使接触点不稳定，增加了不同性；增加了夹紧变形；增加了夹紧变形；部分工件不能顺利与定位元件配合。部分工件不能顺利与定位元件配合。消除或减少过定位干涉的两种方法：改改变变定定位位元元件件结结构构，使使定定位位元元件件重重复复限限制制自自由由度

18、度的的部部分分不起定位作用；不起定位作用；提提高高工工件件定定位位基基准准之之间间以以及及定定位位元元件件工工作作表表面面之之间间的的位位置精度。置精度。只有提出合理的附加条件，才允许采用过定位。只有提出合理的附加条件，才允许采用过定位。工件定位的基本原理工件定位的基本原理足够的精度；足够的精度；较好的耐磨性；较好的耐磨性；足够的强度和刚度；足够的强度和刚度；较好的工艺性；较好的工艺性；便于清除切屑。便于清除切屑。5.2.2 常用定位元件及选用常用定位元件及选用（1）对定位元件的基本要求）对定位元件的基本要求 1）常用定位元件可按工件典型定位基准面分为：）常用定位元件可按工件典型定位基准面分为

19、：用于平面定位的用于平面定位的用于外圆柱面定位的用于外圆柱面定位的用于孔定位的用于孔定位的 2）常用定位元件所能限制的自由度见表）常用定位元件所能限制的自由度见表3-1常用定位元件及选用常用定位元件及选用（2）常用定位元件所能限制的自由度 1）工件以平面定位）工件以平面定位面积较小的基准平面选用面积较小的基准平面选用支承钉支承钉面积较大、平面度精度较高的基准平面定位选用面积较大、平面度精度较高的基准平面定位选用支承板支承板 毛毛坯坯面面、阶阶梯梯平平面面和和环环形形平平面面作作基基准准平平面面定定位位时时，选选用用自位支承自位支承毛坯面作基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小毛坯面作基准平面

20、，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用分别选用可调支承可调支承当工件定位基准面需提高定位刚度、稳定性和可靠性时，当工件定位基准面需提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用可选用辅助支承辅助支承（3）常用定位元件的选用 支承钉支承钉面积较小的基准平面选用面积较小的基准平面选用图图5-10 支承板支承板支承板支承板面积较大、平面度精度较高的面积较大、平面度精度较高的 基准基准平面定位选用平面定位选用可调支承可调支承毛坯面作基准平面，调节时可按定位毛坯面作基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用面质量和面积大小分别选用自位支承自位支承毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准毛坯面、阶梯平面和环形平面

21、作基准平面定位时选用平面定位时选用辅助支承辅助支承当工件定位基准面需提高定位刚度、稳当工件定位基准面需提高定位刚度、稳定性和可靠性时选用定性和可靠性时选用2 2）工件以外圆柱定位）工件以外圆柱定位当工件对称度要求较高时，选用当工件对称度要求较高时，选用V V形块形块当工件定位圆柱面精度较高时，可选用定位套或当工件定位圆柱面精度较高时，可选用定位套或半圆形定位座半圆形定位座3）工件以内孔定位工件上定位内孔较小时，常选定位销工件上定位内孔较小时，常选定位销在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴工中，大都选用心轴5.3 定位误差的分析与计算定位误差

22、的分析与计算 工件的定位基面和定位元件的限位基面合称为工件的定位基面和定位元件的限位基面合称为定位副。定位副。当工件有几个定位基面时，限制自由度最多的当工件有几个定位基面时，限制自由度最多的定位基面称为主要定位面，相应的限位基面称为主定位基面称为主要定位面，相应的限位基面称为主要限位面。要限位面。5.3.1 定位副定位副 定位元件的限位基面，一般都经过精加工，所以可认为限位基面定位元件的限位基面，一般都经过精加工，所以可认为限位基面就是限位基准，即定位元件的工作平面就是限位基准。就是限位基准，即定位元件的工作平面就是限位基准。一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件所占据的位一批工件逐个在夹具上定

23、位时，各个工件所占据的位置不完全一致，加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一，置不完全一致，加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一，这种这种由于工件定位引起的使工序基准在工序尺寸方向上的由于工件定位引起的使工序基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，称为定位误差，用最大位置变动量，称为定位误差，用D表示。表示。在工件的加工中，还会因夹具在制造与安装、工件的在工件的加工中，还会因夹具在制造与安装、工件的夹紧、机床的工作精度、刀具的精度、受力变形、热变形夹紧、机床的工作精度、刀具的精度、受力变形、热变形等因素而产生误差，定位误差仅是加工误差的一部分。一等因素而产生误差，定位误差仅是加工误差的一部分。一般

24、限定定位误差不超过工件加工公差般限定定位误差不超过工件加工公差T的的1/51/3，即，即 D(1/51/3)T 5.3.2 定位误差及其产生原因定位误差及其产生原因 1 1）基准不重合误差）基准不重合误差 由于工序基准与定位基准不重合所导致的由于工序基准与定位基准不重合所导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差称为基准不重合误差,用用B B表示表示 2)2)基准位移误差基准位移误差 由由于于定定位位副副的的制制造造误误差差或或定定位位副副配配合合间间隙隙所所导导致致的的定定位位基基准准在在加加工工尺尺寸寸方方向向上上最最大大位

25、位置置变动量，称为基准位移误差，用变动量，称为基准位移误差，用Y Y表示表示 3 3）定位误差）定位误差 D D=B B+Y Y（1）产生定位误差的原因产生定位误差的原因 图图5-25（a）为被加工零件的工序简图，在）为被加工零件的工序简图，在工件上铣缺口，加工尺寸为工件上铣缺口，加工尺寸为A和和B。图图5-25（b）是加工示意图）是加工示意图 基基准准不不重重合合误误差差 从图中可看出，工件以底面和从图中可看出，工件以底面和E面定位。调整好面定位。调整好尺寸后，在一批工件的加工过程中对刀尺寸尺寸后，在一批工件的加工过程中对刀尺寸C的大小的大小是不变的。是不变的。加工尺寸加工尺寸A的工序基准是

26、的工序基准是F，定位基准是，定位基准是E，两者，两者不重合。不重合。当一批工件逐个在夹具上定位时，当一批工件逐个在夹具上定位时，A的尺寸受尺的尺寸受尺寸寸Ss/2的影响，这个误差就是基准不重合误差。的影响，这个误差就是基准不重合误差。基准不重合误差的大小应等于因定位基准与工序基准不重合误差的大小应等于因定位基准与工序基准不重合而造成的加工尺寸的变动范围。基准不重合而造成的加工尺寸的变动范围。即即 B=Amax-Amin=Smax-Smin=s 图图5-26（a）所示工序简图，在圆柱面上铣槽，加工尺寸为）所示工序简图，在圆柱面上铣槽，加工尺寸为A和和B。图图5-26（b）是加工示意图，工件以内孔

27、）是加工示意图，工件以内孔D在圆柱心轴上定位，在圆柱心轴上定位，O是心是心轴轴线，轴轴线，C是对刀尺寸。是对刀尺寸。基准位移误差基准位移误差2 2）基准不重合误差）基准不重合误差 由于工序基准与定位基准不重合所导由于工序基准与定位基准不重合所导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差置变动量，称为基准不重合误差,用用B B表表示示 尺寸尺寸A的工序基准是内孔轴线，定位基准也的工序基准是内孔轴线，定位基准也是内孔轴线，两者重合，是内孔轴线，两者重合，B=0。由于定位副（工件内孔表面与心轴圆柱面）由于定位副（工件内孔表面与心轴圆柱面）有制

28、造公差和最小配合间隙，使得定位基准（工有制造公差和最小配合间隙，使得定位基准（工件内孔轴线）与限位基准（心轴轴线）不能重合，件内孔轴线）与限位基准（心轴轴线）不能重合，定位基准相对于限位基准下移了一段距离。定位基准相对于限位基准下移了一段距离。定位基准的位置变动影响到工序尺寸定位基准的位置变动影响到工序尺寸A的大的大小，给小，给A造成了误差，这个误差就是基准位移误造成了误差，这个误差就是基准位移误差。差。基准位移误差的大小应等于因定位基准与限基准位移误差的大小应等于因定位基准与限位基准不重合造成的加工尺寸的变动范围。位基准不重合造成的加工尺寸的变动范围。当定位基准的变动方向与加工尺寸的方向当定

29、位基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时，基准位移误差等于定位基准的变动范相同时，基准位移误差等于定位基准的变动范围，即围，即3 3）定位误差）定位误差 定定位位误误差差由由基基准准位位移移误误差差Y Y和和基基准准位移误差用位移误差用B B两部分组成部分两部分组成部分 D D=Y Y+B B 计计算算定定位位误误差差时时，可可以以分分别别求求出出基基准准位位移移误误差差和和基基准准不不重重合合误误差差，再再求求出出它它们们在在加加工工尺尺寸寸方方向向上上的的矢矢量量和和；也也可可以以按按最最不不利利情情况况,确确定定工工序序基基准准的的两两个个极极限限位位置置，根根据据几几何何关关系系求求出出

30、这这两两个个位位置置的的距距离离，将将其其投投影影到到加加工工方方向向上上，求求出出定定位位误差误差。定位误差定位误差More to learnMore to learn（2）定位误差的计算定位误差的计算5.3.3 常见定位方式的定位误差计算常见定位方式的定位误差计算 定位误差由基准不重合误差和基准位移误差两项组定位误差由基准不重合误差和基准位移误差两项组合而成。计算时，先分别计算合而成。计算时，先分别计算B和和y，B在工序图上在工序图上确定，确定，y由定位副间接触状态获得，然后将两者组合而由定位副间接触状态获得，然后将两者组合而得得D。其合成方法为：。其合成方法为：如果工序基准不在定位基面上

31、如果工序基准不在定位基面上,则则:D=B+y 如果工序基准在定位基面上如果工序基准在定位基面上,则则:D=By a、定位基面与限位基面接触，分析定位基面直径由、定位基面与限位基面接触，分析定位基面直径由小变大（或由大变小）时，定位基准的变动方向。小变大（或由大变小）时，定位基准的变动方向。b、定位基准的位置不动，当定位基面直径同样变化、定位基准的位置不动，当定位基面直径同样变化时，分析工序基准的变动方向。时，分析工序基准的变动方向。c、两者的变动方向相同时取、两者的变动方向相同时取“+”号，相反时取号，相反时取“”号。号。图图5-27所示，（所示，（a）为工件工序简图，（）为工件工序简图，（b

32、）是工）是工件在夹具中的加工简图。工件以件在夹具中的加工简图。工件以A平面为主要定位基准，平面为主要定位基准，B平面为导向基准，同时加工平面为导向基准，同时加工D、C平面平面（1）工件）工件以平面定位时的定位误差计算以平面定位时的定位误差计算 工工件件以以圆圆柱柱孔孔在在心心轴轴（或或定定位位销销）上上定定位位与与工工件件以以外外圆圆柱柱面面在在定定位位套套上上定定位位时时所所产产生生的的基基准准位位移移误误差差的的计计算算方方法法相相同同，应应按按圆圆孔孔与与外外圆圆柱柱面面固固定定边边接触和非固定边接触两种情况分别计算。接触和非固定边接触两种情况分别计算。（2）工工件件和和夹夹具具间间以以

33、圆圆孔孔、外外圆圆柱柱面面为为定定位位副副时时的定位误差计算的定位误差计算1）固定边接触）固定边接触2 2）非固定边接触非固定边接触例例5-1钻铰如图钻铰如图5-29（a）所示凸轮的两小孔所示凸轮的两小孔2-16，定位定位方式如图所示。定位销走直径为方式如图所示。定位销走直径为 ，求加工尺寸，求加工尺寸（1000.1)mm的定位误差的定位误差.解解 a）分析分析 定定位位基基准准与与工工序序基基准准重重合合同同为为22轴轴线线。定定位位基基面面与与限限位位基基面面间间有有间间隙隙，定定位位基基准准与与限限位位基基准准不不重重合合，y0。虽虽然然定定位位销销垂垂直直布布置置，但但定定位位时时活活

34、动动V形形块块将将工工件件推推向向左左边边，使使孔孔、销销右右边边固固定定接接触触。定定位位基基准准移移动动方方向向与与加加工工尺寸方向间的夹角尺寸方向间的夹角 。b）计算计算例例5-2 图图5-30所示工件以所示工件以80mm0.05mm外圆柱面在外圆柱面在定位元件定位元件 的止口中定位，加工宽的止口中定位，加工宽11mm的槽，的槽，求槽对称度的定位误差。求槽对称度的定位误差。解解 a)分析分析对对 称称 度度 的的 工工 序序 基基 准准 为为 12H8的的 轴轴 线线，与与 定定 位位 基基 准准80mm0.05mm的的轴轴线线不不重重合合，B0。定定位位基基准准与与限限位位基准（基准（

35、）不重合，）不重合，y0。定位基准可任意方向移动。定位基准可任意方向移动。b)计算计算 B=0.02mm（同轴度误差）同轴度误差）y y=TD+Td+Xmin =0.03+0.10+0.02=0.15mm 或或 y=Dmax-dmin=80.10-79.95=0.15mm D=y+B=0.15+0.02=0.17mm 这种定位方式的定位误差太大，很难保证槽的对称度这种定位方式的定位误差太大，很难保证槽的对称度要求。其原因一方面是定位基准与工序基准不重合，另一要求。其原因一方面是定位基准与工序基准不重合，另一方面是定位基面的公差太大。方面是定位基面的公差太大。解决以上问题的措施是：解决以上问题的

36、措施是：改改用用12H8孔孔定定位位，使使B=0。同同时时，由由于于12H8孔的公差较小，孔的公差较小，y 也将缩小。也将缩小。提提高高定定位位基基面面的的制制造造精精度度，缩缩小小y。如如可可将将80mm0.05mm提提高高到到80mm0.02mm，限限位位基基面直径改为。面直径改为。即（3）工件用）工件用V型块定位时的定位误差计算型块定位时的定位误差计算 由于圆柱面的加工误差，圆由于圆柱面的加工误差，圆柱面尺寸最大时定位基准为柱面尺寸最大时定位基准为O1，最小时为最小时为O2。定位基准的变动量：。定位基准的变动量：例5-3 铣如图5-32所示工件上的键槽，以圆柱面或 在 的V形块上定位，求

37、加工尺寸分别为A1，A2，A3时的定位误差。解解：a 分析分析 定位基准是圆柱体轴线，定位基准是圆柱体轴线，A1尺寸的工序基准也是尺寸的工序基准也是圆柱体轴线，基准重合；圆柱体轴线，基准重合；A2尺寸的工序基准是圆柱的尺寸的工序基准是圆柱的下母线，在定位基面上，两者不重合，且定位基准的下母线，在定位基面上，两者不重合，且定位基准的变动方向与工序基准变动方向相反；变动方向与工序基准变动方向相反；A3尺寸在定位基尺寸在定位基面上的上母线上，也不重合，工序基准变动方向与定面上的上母线上，也不重合，工序基准变动方向与定位基准的变动方向相同。位基准的变动方向相同。b 计算计算A1的定位误差的定位误差A2

38、的定位误差的定位误差 A3的定位误差的定位误差“一面两孔一面两孔”定位的特点：定位的特点：a、容易实现基准统一；、容易实现基准统一；b、位置精度高；、位置精度高；c、存在过定位现象（支承平面限制三个自由、存在过定位现象（支承平面限制三个自由度，每根短销限制两个自由度）度，每根短销限制两个自由度）（4）工工件件以以“一一面面两两孔孔”定定位位时时的的定定位位误误差差计计算算 销、孔安装时，必须有一定的间销、孔安装时，必须有一定的间隙，此时隙，此时 dmax=Dmin Xmin d 轴径；轴径；D 孔径；孔径；X 间隙间隙A.二圆销一平面定位二圆销一平面定位第二定位销装入的条件：第二定位销装入的条

39、件：当孔径、销径为：当孔径、销径为：D1min、D2min、d1max、d2max 孔间距最小、销间距最大：孔间距最小、销间距最大：(L LD)、(L+Ld)第一销孔中心到第二孔径的最大距离为：第一销孔中心到第二孔径的最大距离为：L LD+D2min/2=L+Ld+d2max/2+X2min/2即：即：d2max=D2min 2(LD+Ld+X2min/2)当孔径、销径为：D1min、D2min、d1max、d2max 孔间距最大孔间距最大、销间距最小：销间距最小：(L+LD)、(L Ld)第一销孔中心到第二孔径的最小距离为：第一销孔中心到第二孔径的最小距离为：L+LDD2min/2=L Ld

40、d2max/2X2min/2 即：即：d2max=D2min 2(LD+Ld+X2min/2)由此可知，只要将定位销的直径缩小到：由此可知，只要将定位销的直径缩小到：d2max=D2min 2(LD+Ld+X2min/2)即可即可 实际定位时上述两种极限情况的机会是很实际定位时上述两种极限情况的机会是很少的，因此通常第二定位销孔不预留间隙，即少的，因此通常第二定位销孔不预留间隙，即X2min=0；此外，第一定位销、孔的最小配合间隙此外，第一定位销、孔的最小配合间隙起补偿中心距偏差的作用。起补偿中心距偏差的作用。于是得到：于是得到：d2max=D2min 2(LD+Ld X1min/2)或：或：

41、X2min=2(LD+Ld X1min/2)B.一圆销、一一圆销、一削边销及削边销及一平面定位一平面定位削边销的削边销的形成形成定位误差定位误差为了保证销的强为了保证销的强度，通常使用菱度，通常使用菱形销。形销。图图a用于直径很小用于直径很小时时图图b用于直径为用于直径为350mm时时图图c用于大于用于大于50mm时时定位误差定位误差 削边销削边销尺寸的确定尺寸的确定定位误差定位误差 定位误差分析定位误差分析 基准位移误差：为第一定位销、孔的最基准位移误差：为第一定位销、孔的最大配合间隙大配合间隙 Y=D1+d1+X1min转角误差：转角误差：或或5.4 工件的夹紧工件的夹紧 一一 夹紧装置的

42、组成及设计要求夹紧装置的组成及设计要求 二二 夹紧力确定的基本原则夹紧力确定的基本原则 三三 常用的夹紧机构及选用常用的夹紧机构及选用 四四 夹紧动力源装置夹紧动力源装置Chap.3:Chap.3:第三节第三节 工件的夹紧工件的夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。1.夹紧装置的组成夹紧装置的组成动力源装置：动力源装置：它是产生夹紧作用力的装置。它是产生夹紧作用力的装置。传传力力机机构构：传传递递力力的的机机构构，其其作作用用是是：改改变变作作用用力力的的方方向向；改改变变作作用

43、用力力的的大大小小；具具有有一一定定的的自自锁锁性能，以保证夹紧可靠。性能，以保证夹紧可靠。夹紧元件：夹紧元件：它是直接与工件接触完成夹紧作用的它是直接与工件接触完成夹紧作用的元件。元件。5.4.1 5.4.1 夹紧装置的组成和设计要求夹紧装置的组成和设计要求夹紧装置的组成夹紧装置的组成1气缸气缸 2斜楔斜楔 3滚子滚子 4压板压板 5工件工件 2.设计夹具时应考虑的问题设计夹具时应考虑的问题夹紧力（三要素：大小、方向、作用点）夹紧力（三要素：大小、方向、作用点）传力方式（手动、气动、液力、电力等）传力方式（手动、气动、液力、电力等）夹紧机构（增力、快速、机动等）夹紧机构（增力、快速、机动等）

44、夹紧装置的组成和设计要求夹紧装置的组成和设计要求3.对夹紧装置的设计要求对夹紧装置的设计要求能保持工件定位时已获得的正确位置能保持工件定位时已获得的正确位置夹紧要可靠和适当夹紧要可靠和适当操作方便、安全，劳动强度低，生产效率高操作方便、安全，劳动强度低，生产效率高夹夹紧紧装装置置的的自自动动化化和和复复杂杂程程度度与与生生产产批批量量与与生生产产方式相适应方式相适应有良好的工艺性和经济性有良好的工艺性和经济性夹紧装置的组成和设计要求夹紧装置的组成和设计要求 夹紧力的确定包括夹紧力的大小、方向和作用夹紧力的确定包括夹紧力的大小、方向和作用点三个要素点三个要素 1.夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定

45、 应应指指向向各各定定位位元元件件，且且尽尽可可能能使使之之垂垂直直于于主主要要定位基准，应在工件刚度最大的方向上将工件夹紧。定位基准，应在工件刚度最大的方向上将工件夹紧。有助于定位，不破坏定位的准确性和可靠性。有助于定位，不破坏定位的准确性和可靠性。应考虑接触面积的影响，使工件变形尽可能小。应考虑接触面积的影响，使工件变形尽可能小。应使夹紧力尽可能小，减轻劳动强度、提高生应使夹紧力尽可能小，减轻劳动强度、提高生产效率。产效率。5.4.2 5.4.2 夹紧力确定的基本原则夹紧力确定的基本原则夹紧力确定的基本原则夹紧力确定的基本原则 夹紧力应指向主要定位基面夹紧力应指向主要定位基面 b)、c)错

46、误，d)正确 结论：主要夹紧力方向应尽量垂直主要定位面结论：主要夹紧力方向应尽量垂直主要定位面结论：有利于减小夹紧力的大小结论：有利于减小夹紧力的大小 夹紧力方向与夹紧力大小的关系夹紧力方向与夹紧力大小的关系 FW 夹紧力；夹紧力；F切削力；切削力；G工件自重工件自重b)较较a)好好 结论：夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向结论：夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向 2.2.夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择 夹夹紧紧力力作作用用点点是是指指夹夹紧紧元元件件与与工工件件接接触触的的一一小小块面积块面积 应应落落在在支支承承元元件件上上或或几几个个支支承承元元件件所所形形成成的的支承面内支承面内

47、 夹紧力确定的基本原则夹紧力确定的基本原则 a)错误，错误，b)正确正确 夹紧力确定的基本原则夹紧力确定的基本原则应选在工件刚性较好的部位应选在工件刚性较好的部位 a)错误，错误，b)正确正确 当作用点只能远离加工面，可增设辅助支承当作用点只能远离加工面，可增设辅助支承 应尽可能靠近被加工表面，以减少切应尽可能靠近被加工表面，以减少切削力翻转力矩的影响，减少振动削力翻转力矩的影响，减少振动 3.夹紧力大小的确定夹紧力大小的确定 要足够防止加工时松动要足够防止加工时松动 使工件受压变形小，刚性差的工件使工件受压变形小，刚性差的工件应均匀加压应均匀加压 机动夹紧时应计算夹紧力的大小，机动夹紧时应计

48、算夹紧力的大小，以理论夹紧力乘以安全系数以理论夹紧力乘以安全系数K 粗加工取粗加工取K2.53，精加工取精加工取K1.52夹紧装置的组成和设计要求夹紧装置的组成和设计要求More to learnMore to learn夹紧力三要素的确定，是一夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，必须考虑工个综合性问题，必须考虑工件的结构特点、加工工艺方件的结构特点、加工工艺方法、定位元件的结构和布置法、定位元件的结构和布置等多种因素。等多种因素。夹紧装置的组成和设计要求夹紧装置的组成和设计要求1.基本夹紧机构基本夹紧机构（1）斜楔夹紧机构）斜楔夹紧机构工工作作原原理理：利利用用楔楔块块的的斜斜面面将将楔楔

49、块块的的推推力力转变为夹紧力，从而夹紧工件转变为夹紧力，从而夹紧工件夹紧力的大小：夹紧力的大小：常用的夹紧机构及选用常用的夹紧机构及选用More to learnMore to learn5.4.3.典型的夹紧机构典型的夹紧机构（1）斜楔夹紧机构）斜楔夹紧机构 锤击夹紧和松开工件，原理是楔紧作用锤击夹紧和松开工件，原理是楔紧作用 斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构1斜楔斜楔 2工件工件 3夹具体夹具体夹持原则：夹持原则：楔楔块块夹夹紧紧工工件件后后应应能能自自锁锁，1 1+2 2 为自锁条件为自锁条件一一般般钢钢铁铁的的摩摩擦擦系系数数为为0.10.15，取取1 1=2=57，故故1014为了安全可靠，

50、取为了安全可靠，取=57常用的夹紧机构及选用常用的夹紧机构及选用More to learnMore to learn1）夹紧力）夹紧力Fw计算：计算：FQ夹紧作用力；夹紧作用力；斜楔升角；斜楔升角；1、2摩擦角摩擦角 由静力平衡：由静力平衡：F F1 1+F+Frxrx=而而F F1 1=tgtg 1 1 F Frxrx=F FW W tg(tg(+2 2)F FW W =F FQ Q/tgtg1 1+tg(+tg(+2 2)a）自锁条件：）自锁条件：F1Frx，即 tg tg()tg tg()为自锁条件一般 、=6 =12 一般取68 常用的夹紧机构及选用常用的夹紧机构及选用夹紧特点：夹紧特