机床夹具设计原理

1）欠定位：指工件实际定位所限制的自由度数目少于所必须限 制的自由度数目。 2）过定位：几个定位支承 点重复限制一个自由度， 这种重复定位现象 称过定位。
具体办法： ①提高定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度; ②改变定位元件结构，使定位元件在重复定位部分不起作用。
二、定位元件：
1、工件以平面定位：
机床夹具概述 工件的定位 工件的夹紧
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§6-1 机床夹具概述
一、机床夹具的分类： 1、范围、使用特点来分 （1）通用夹具： （2）专用夹具： （3）通用可调夹具和成组夹具： （4）组合夹具： 2、 按所用机床可分为：车床夹具、钻床 夹具、镗床夹具、铣床夹具等夹具。
二、夹具的作用和组成： （一）机床夹具在机械加工中的作用： 1、可以缩短辅助时间，提高劳动生产率； 2、保证加工精度的稳定； 3、扩大机床的工艺范围； 4、改善工人劳动条件，保证安全生产。
3、应用六点定位原理时应注意的问题： （1）完全定位与不完全定位：
1）完全定位： 工件六个自由度全部被限制的称这完全定位。 2）不完全定位： 不需要限制工件全部自由度的定位称为不完全定位。
2）什么情况下用不完全定位： ①根据加工特点：工件某些自由度不限制不影响加工精度。 ②根据工件的形状特点：没有必要也无法限制工件某些方面的自由 度。 （2）欠定位和过定位：
分析六点定位时，要注意以下几点
★用支承点或相当于支承点的定位元件去限制
工件自由度时，定位支承点必须与工件定位基准 始终保持紧密贴合，不得脱离，否则支承点就失 去限制;
★ 工件在夹具中定位是否要限制六个自由度，
这就不一定，要根据具体情况决定。
★应分清“定位”与“夹紧”两个不同概念，
两者不能代替，如果认为工件被夹紧后，其位置 不能动了，所有自由度都已限制了，这样理解是 错误的。
b）对中性好，不受定位圆柱面直径误差的影响； c）安装方便
2）种类：
a)用于精基准定位V形块； b)用于粗基准定位V形块； c)用于两段基准相距较远
场合；
d)铸铁底座襄钢淬火V形块。
V形块又有：
a）固定式V形块； b）活动式V形块。 V形块夹角α有60°、90°、 120°，以90°应用最广。
3）V形块尺寸的计算：
D已确定，N、H、T可以计算 D：——检验心轴直径； H：——V形块高度； N：——V形块开口尺寸；
T：——V形块标准定位高度。
T

D
2sin

N
2tg
H
2
2
当α=90°时，T=H+0.707D-0.5N
α=120°时， T=H+0.578D-0.289N
而尺寸N：对于
α=90°时， N=1.41D-2a
（2）基准位移误差e基： 定位基准与定位元件本身的制造误差所引起的定位误差，
称为基准位移误差（基准位置误差）。
e定 e不 e基
★主要支承（基本支承）： 固定支承 A型：平头支承钉，用于精基面； B型：球头支承钉，用于粗基面； C型：齿头支承钉，用于侧面定位； D型：可换式支承钉。
支承板 A型：制造简单，但切屑不易清除
适于侧面和顶面定位； B型：便于清除切屑,结构不紧凑 C型： 结构便于清除切屑
适于底面定位；
2）可调支承：当支承高度需调整 时采用，这类可调支承基本上是 螺钉螺母形式。
α=120°时，N=2D-3.46a
式中：a一般取：a=(0.14~0.16)D。
（2）在圆孔中定位： 工件以外圆柱面作为定位基准在圆孔中定位时，其定
（3）在半圆孔和圆锥孔中定位： 主要用于大型轴类零件，定位元件为半圆形衬套，上半 圆只起夹紧作用。 5、特殊表面定位： （1）工件以V形导轨槽定位； （2）工件以燕尾导轨面定位； （3）以齿轮分度圆定位； （4）工件以一组表面定位；
3）自位支承（浮动支 承）： a）图和 b）图为两点 式自位支承； c）图和 d）图为三点 式自位支承。
（2）辅助支承：
① 螺旋式辅助支承,图a） ② 自位式辅助支承,图b） ③ 推动式辅助支承,图c） ④ 液压锁紧的辅助支承,图d）
2、工件以圆柱孔定位
(1)在圆柱体上定位； (2)在圆锥体上定位； (3)在空心夹紧装置上(放后面) (4)在圆柱体上定位：常用定位 元件有定位销和定位轴。 1）定位销 固定式：a）c） 可换式： b） d）轴：
a) 为间隙配合心轴； b)为过盈配合心轴： 工件部 分稍带锥度； c)为花键心轴。 d）锥轴定位
3、工件以圆锥孔定位 4、工件以外圆柱面定位： （1）在V形块中定位：
1）特点： a）适应范围广，不仅可以用于已加工外圆面精 基准，也可用于粗基准，不仅可以用于定整圆柱 面，也可用于局部弧面，直径可大可小；
三、定位误差： 1、定位误差：
e总≤δ △总 ：各种因素产生的误差总和； δ： 工件加工时所允许的误差。 上式以可写成： e定+W≤δ
（一）定位误差的组成：
定位误差主要包括：基准不重合误差和基准位移误差。
（1）基准不重合误差（基准不符误差）e不 当定位基准与设计（工序）基准不重合时会产生这项误 差。
（二）夹具的组成： （1）定位元件： （2）夹紧装置：
（3）用来确定刀具与夹具相对位置的元件
1）导向元件； 2）对刀元件，
（4）夹具体： （5）其他装置 或元件：
§6-2 工件的定位
一、六点定位原理：
1、六点定位原理：通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用
合理分布的六个支承点限制工件六个自由度，使工件在夹具中的位 置完全确定，这就是常说的“六点定位原理”。
2、常用定位元件所能限制的自由度分析： （1）大平面所能限制的自由度： 1）大平面相当三点定位； 2）小平面相当一点定位（相当于支承钉） （2）内圆柱面、圆柱孔定位所限制的自由度： 1）长圆柱销相当于四点定位； 2）短圆柱销相当于两点定位； 3）短棱形销相当于一点定位。 （3）外圆柱面定位所能限制的自由度： 1）长V形块定位相当于四点定位； 2）短V形块定位相当于两点定位； （4）圆锥面定位所能限制的自由 1）长圆锥面定位相当于五点定位； 2）短圆锥面定位相当于三点定位。 （5）一面两孔限制六个自由度。