第三章机床夹具设计原理.pptx
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1、 3.1 概 述一、机床夹具及其组成 机床夹具的概念:是机床的一种装置,使工件相对于机床或刀 具占有正确的位置,并在加工过程中保持这 一位置不会改变。机床夹具实例:连杆铣槽夹具;(课本第259页)套筒零件钻孔夹具;拨叉铣侧面夹具。第1页/共108页夹具的组成及夹具与机床、刀具相互关系联接元件导向或对刀元件夹紧元件定位元件其它装置工 件夹具体机 床刀 具辅 助 工 具夹具夹具第2页/共108页套筒零件钻孔夹具 1快换钻套 2 衬 套 3钻 模 板 4开口垫圈 5 螺 母 6定位心轴 7夹 具 体第3页/共108页工件:拨叉加工面:铣拨叉两侧面夹具构成:1.对刀装置2.夹具体3.定位元件(平面短销
2、,固定支承)4、联接元件:定位键、U型槽5、夹紧装置第4页/共108页二、机床夹具的功能二、机床夹具的功能 保证加工精度保证加工精度 提高生产率,降低生产成本提高生产率,降低生产成本 扩大机床的加工范围扩大机床的加工范围 减轻工人劳动强度减轻工人劳动强度第5页/共108页三、机 床 夹 具 的 分 类机 床 夹 具通用夹具专用夹具成组夹具组合夹具车床夹具钻床夹具铣床夹具镗床夹具磨床夹具齿轮加工机床夹具数控机床夹具第6页/共108页 2.2 工件的定位一、常用的定位方法和定位元件 1、工件以平面定位 2、工件以 圆柱孔定位 3、工件以外圆表面定位 4、工件的组合定位方式第7页/共108页1 1、
3、工件以平面定位、工件以平面定位固定支承固定支承可调支承可调支承自位支承自位支承辅助支承辅助支承第8页/共108页固 定 支 承用于侧面定位用于侧面定位支承钉支承钉(GB2226(GB222680)80)用于粗基准定位用于粗基准定位用于精基准定位用于精基准定位限制的自由度数限制的自由度数点点1 1、线、线2 2、面、面3 3第9页/共108页用于侧面或顶面定位用于侧面或顶面定位支支 承承 板板(GB2236(GB223680)80)有下凹斜槽有下凹斜槽,用于底面定位用于底面定位固 定 支 承第10页/共108页可调支承 主要 定位表面不规则或毛坯 尺寸变化较大的粗基准 应用 定位,也用于成组夹具
4、第11页/共108页可调支承应用实例以A面(毛坯面)定位加工B面,再以B面定位镗孔,采用可调支承可根据一批毛坯的实际偏差情况,调节支承点的位置。B可调支承可调支承A第12页/共108页采用可调支承可使夹具适应不同尺寸工件加工的定位要求可调支承应用实例第13页/共108页自位支承(a)(c)(b)第14页/共108页工工 作作 原原 理理根据工件定位面的变化自动调整支承点与定位面的接触位置作作 用用 增加支承接触点数 增大支承接触面积 避免过定位的产生使使 用用 于于毛坯表面、断续表面或阶梯面(图a、b)有基准角度误差的平面(c)自位支承的工作原理及定位情况第15页/共108页几种自位支承的实例
5、球球面面三三点点式式二点浮动式二点浮动式杠杠杆杆二二点点式式第16页/共108页辅助支承作作 提高工件的定位刚度和稳定性,减用用 小工件的装夹受力变形及加工振动工作工作 工件定位完成后再使辅助支承与工件原理原理 表面接触;辅助支承必须逐件调整。第17页/共108页提高定位稳定性提高工件刚度辅助支承辅助支承的应用的应用辅助支承辅助支承不不 起起定位作用定位作用第18页/共108页2、工件以圆柱孔定位 工件的定位基准孔的轴线(定心定位)夹具的定位元件:间隙心轴 长4短2 刚性心轴 过盈心轴 长4短2 心轴 小锥度心轴 2点定位 定心夹紧心轴 长4 圆柱销 长4短2 定位销 菱形销 1点定位 圆锥销
6、 3点定位第19页/共108页心 轴 定 位过盈心轴小锥度心轴间隙心轴第20页/共108页菱形销定 位 销第21页/共108页固定锥销固定锥销活动锥销活动锥销用于用于粗基准粗基准用于用于精基准精基准圆圆 锥锥 销销第22页/共108页3、工件以外圆表面定位定位形式定位形式定位形式定位形式定位元件定位元件定位元件定位元件限制的自由度限制的自由度限制的自由度限制的自由度支承定位支承定位支承定位支承定位V V V V形块形块形块形块长长长长4 4短短短短2 2定定定定 心心心心圆柱套圆柱套圆柱套圆柱套长长长长4 4短短短短2 2定定定定 位位位位圆锥套圆锥套圆锥套圆锥套三点定位三点定位三点定位三点定
7、位外圆定心外圆定心外圆定心外圆定心夹紧机构夹紧机构夹紧机构夹紧机构长长长长4 4短短短短2 2第23页/共108页V 形 块特特 点点 对 中 性 好;可用于非完整 外圆表面定位第24页/共108页V形块的常用形式活动V形块按接触线长短分析圆柱体在V形块上的定位第25页/共108页定 位 套圆柱套筒圆柱套筒圆锥套筒圆锥套筒第26页/共108页4、定位表面的组合实际工件的定位是几个定位表面的组合。常见的定位表面组合有:平面+平面组合 平面+孔的组合 平面+外圆组合 平面+其它表面组合 锥面+锥面的组合定位面的主次之分:第一定位面(支承面)定位点数最多的定位表面 第二定位面(导向面)定位点数次多的
8、定位表面 第三定位面(止动面)定位点数为1的定位表面第27页/共108页本次课结束第28页/共108页 2.3 定位误差的计算 一、定位误差的产生 基准位移误差 基准不重合误差 二、定位误差的计算 1、工件以平面定位 2、工件以孔定位 3、工件以外圆在V形块上定位 4、“一面二孔”组合定位时的定位误差 三、定位误差计算的例题第29页/共108页 当夹具在机床上的定位精度已达到要求当夹具在机床上的定位精度已达到要求时,如果工件在夹具中定位的不准确,将会时,如果工件在夹具中定位的不准确,将会使工序基准在加工尺寸方向上产生偏移。往使工序基准在加工尺寸方向上产生偏移。往往导致加工后工件达不到要求,存在
9、定位误往导致加工后工件达不到要求,存在定位误差差。明确两点:1、只有用调整法加工一批零件才产生定位误差,用试切法不产生定位误差。2、定位误差是一个界限值(有一个范围)一一.定位误差及其产生原因定位误差及其产生原因第30页/共108页二、基本概念:定位误差:指工件在夹具中定位,由于定位不准确而造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上的最大位置变动量。包括基准不重合误差和基准位移误差。(用D表示)本质:工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量第31页/共108页二、基本概念:基准位移误差:由于定位元件、定位基准本身制造误差而引起定位基准本身相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量。(用Y表示)第32页/
10、共108页二、基本概念:基准不重合误差:工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量。(用B表示)第33页/共108页1、定位误差的产生基准位移误差H1-1d-dd0-d0OHH1-1 YD+DOO1H D=0 D=Y定位心轴与工件孔为过盈配合时定位心轴与工件孔为间隙配合时第34页/共108页2、定位误差的产生基准不重合误差HH22d dd0 d0OH YD+DOO1 B B D=Y+B D=B定位心轴与工件孔为过盈配合时定位心轴与工件孔为间隙配合时第35页/共108页三三.定位误差的计算定位误差的计算三种方法:合成法:基准不重合误差的方向和基准位移误差的方向可能不相同,定位误差取为
11、基准不重合误差和基准位移误差的矢量和。几何作图法:按最不利情况,确定一批工件工序基准的两个极限位置,再根据几何关系求出此二位置的距离,并将其投影到加工尺寸方向上,便可求出定位误差。微分法第36页/共108页定位误差的计算步骤一定位误差的计算步骤一1、找出工序尺寸的工序基准,确定加工尺寸方向工序基准:工序基准:在工序图上,用以在工序图上,用以标注标注本工序被加工本工序被加工表面加工后的表面加工后的尺寸、形状、位置尺寸、形状、位置的基准。的基准。第37页/共108页定位误差的计算步骤二定位误差的计算步骤二2、分析工件定位方案,找出定位基准定位基准:定位基准:工件定位时,据以确定工件在夹具中位工件定
12、位时,据以确定工件在夹具中位置的基准。置的基准。平面定位,与定位元件接触的面为定位基准平面定位,与定位元件接触的面为定位基准内孔或外圆定位,与定位元件接触的内孔或外圆定位,与定位元件接触的回转面回转面的轴线的轴线为定位基准。为定位基准。第38页/共108页定位误差的计算步骤三定位误差的计算步骤三3、计算定位基准位移误差Y,常用作图法,沿加工尺寸方向,画出极限位置,求最大变动量。方法:熟记常见定位方案的基准位移误差 1)心轴水平定位 2)心轴垂直定位 3)V型块定位第39页/共108页定位误差的计算步骤四定位误差的计算步骤四4、计算基准不重合误差B,沿加工尺寸方向求 工序基准相对于定位精准的最大
13、变动量 方法:将工序基准与定位基准沿加工方向相连,形成一个尺寸,该尺寸的公差就是基准不重合误差。第40页/共108页定位误差的计算步骤五定位误差的计算步骤五5、定位误差合成定位基面:工件以回转面与定位元件接触,该回转面为定位基面;工件以平面与定位元件接触,该平面为定位基面。n n工序基准在定位基面上:D=Y B(?)“+”:定位基面的尺寸越大,所得工序尺寸也越大“-”:定位基面的尺寸越大,所得工序尺寸也越小n n 工序基准不在定位基面上:D=Y+B 第41页/共108页1、工件以平面定位例1方案一方案二定位基准与工序基准不定位基准与工序基准不重合,工序尺寸重合,工序尺寸A1D=D=Y+Y+B
14、B=T=T2 2+0+0定位基准与工序基准重定位基准与工序基准重合,工序尺寸合,工序尺寸A3D=D=Y+Y+B B=0+0=0+0第42页/共108页1、工件以平面定位例2工序尺寸工序尺寸A1 D=D=B+B+Y=TY=T2 2+2 2(H-h)tan(H-h)tan 工序尺寸工序尺寸A3D=D=B+B+Y=0 Y=0+2 2(H-h)tan(H-h)tan AB第43页/共108页2、工件以内孔定位d-dD+DO心轴水平放置的定位示意图OO1O1H3H2H1d0 d0工序尺寸不同的标注方式第44页/共108页H1maxd-dO YD+DH1minO1工件在水平心轴上定位时的定位误差计算工件在
15、水平心轴上定位时的定位误差计算工序基准:孔的轴线定位基准:孔的轴线工序尺寸标注为工序尺寸标注为HH1 1当孔最大、心轴最小Dmax=D+D;dmin=d d Y=(Dmaxdmin)/2 =(D+d)/2 D=H1max H1min=Y =(D+d)/2 基准重合 B=0第45页/共108页H2d-dO=HH2 YD+DOO1H孔最小、心轴最大Dmin=D;dmax=dH2=Hd/2孔最大、心轴最小Dmax=D+D;dmax=d d H2=H+Y(D+D)/2 工序尺寸标注为工序尺寸标注为HH2 2O1工序基准:孔上母线定位基准:孔的轴线 d/2(D+D)/2 D=H2 H2=H+Y(D+D)
16、/2(Hd/2)=Y D/2=d/2本题:D=Y B基准不重合有基准不重合误差 B 第46页/共108页HH3d-dd0OH*3H YD+DOO1 B=d0/2H3H*3 B=d0/2孔最小、心轴最大d0max时:H3=H+d0/2d0min时:H3=H+(d0 d0)/2孔最大、心轴最小d0max时:H*3=H+Y+d0/2d0min时:H*3=H+Y+(d0 d0)/2 D=H*3 H3=d0/2+Y=(d0+d+D)/2工序尺寸标注为工序尺寸标注为HH3 3工序基准:外圆下母线定位基准:孔的轴线 基准不重合有基准不重合误差 B 本题:D=Y+B第47页/共108页Xmax/2XmaxXm
17、axXmaxdminDmaxY=D+d+x min垂直放置心轴为保证工件装卸方便,孔轴之间应有最小间隙,因此标注形式为:孔:,轴:Xmax=Dmax dmin=D+D(d ex)=D+D(d ex)+es-es=D+(-es+ex)+D(d es)=D+d+xmin第48页/共108页3、工件以外圆定位d/2(d d)/2 /YOO基准位移误差 的产生第49页/共108页 /Y圆柱体上铣平面不同形式的工序尺寸标注OO 工序尺寸标注为工序尺寸标注为H1 H1=HH1H3H2H1 D(H1)=H1H1=Y=d2sin(/2)标准心棒轴线 d/2(d d)/2第50页/共108页 /Y D(H2)=
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- 第三 机床 夹具 设计 原理
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