机械制造技术基础第四版卢秉恒机床夹具原理与设计知识点总结
机械制造技术基础 第四章 机床夹具原理与设计
二、定位误差组成及其计算方法
定位误差 ∆ DW 由基准位置误差 ∆ JW 和基准不重合误差 ∆ JB 两部分组成。 定位基准的最大变化量称为 基准位置误差 。 工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量称为 基准 不重合误差
按定位误差定义进行计算
∆ DW = A1 A2 = O1 A 2 − O1 A1 = O1O 2 + O 2 A2 − O1 A1 = O1 O2 +
• (3) 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以 减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工 件的加工振动或弯曲变形。
工件以几个表面同时定位的 , 称为“ 组合表面定位 ” 一个平面和两个与其垂直的孔的组合 一个平面和两个与其垂直的外圆柱的组合 一个孔和一个平行于孔中心线的平面的组合
第三节 定位误差分析
工件在夹具中加工时加工误差的组成
（ 1）对定误差 ∆ DD ：与夹具相对刀具及切削成形运动的位 置有关的加工误差。其中包括与夹具相对刀具位置有关的加 工误差 — 对刀误差 ∆ DA 和与夹具对成形运动的位置有关的加 工误差 — 夹具位置误差 ∆W 。 （ 2）安装误差 ∆ AZ ：与工件在夹具中安装有关的加工误差。 其中包括工件在夹具中定位不准确所造成的加工误差 —定位 ∆ DW 误差 以及工件夹紧时工件和夹具变形所造成的加工误 ∆J 差 —夹紧误差 。 （3） 过程误差 ∆ GC ：与加工过程中一些因素有关的加工 误差。包括工艺系统受力变形、热变形、磨损等因素所 造成的加工误差。 为了得到合格产品，必须使各项加工误差之总和等 于或小于规定的工件的工序尺寸公差。
∆ DD + ∆ AZ + ∆ GC ≤ T
一、定位误差及其产生的原因
定位误差
∆ DW
机械制造技术基础课件最新版第四章机床夹具原理与设计第1节
➢定位元件 ➢夹紧装置 ➢对刀元件 ➢导引元件 ➢其他装置 ➢连接元件和连接表面 ➢夹具体
图4-4 分度钻床夹具 1—分度操纵手柄 2—钻模板 3—分度轮(棘轮) 4—钻套 5—定位心轴 6—开口垫圈 7—夹紧螺母 8—工件 9—对定机构(棘爪) 10—夹具体
把工件直接放在机床工作台上或放在单动卡盘、机用虎钳等机床附 件中,根据工件的一个或几个表面用划针或指示表找正工件准确位置后再进 行夹紧,也可以先按加工要求进行加工面位置的划线,然后再按划出的线痕进 行找正实现装夹。
这类装夹方法劳动强度大、生产效率低、要求工人技术等级高、定 位精度较低。由于常常需要增加划线工序,所以增加了生产成本,但由于只需 使用通用性很好的机床附件和工具,因此能适用于加工各种不同零件的各种 表面,特别适于单件、小批量生产。
第一节 机床夹具概述
2.用夹具装夹工件
工件装在夹具上,不再 进行找正,便能直接得到准确 加工位置的装夹方式。
图4-1 铣槽工序用的铣床夹具 1—定位键 2—支承板 3—齿纹顶支承钉 4—平头支承钉 5—侧装对刀块
6—夹具底座 7—底板 8—螺旋压板 9—夹紧螺母 10—对刀塞尺
第一节 机床夹具概述
二、机床夹具的工作原理和在机械加工过程中的作用 1.夹具的主要工作原理:
1)使工件在夹具中占有正确的加工位置。 2) 达到工件加工面对定位基准的相互位置精度要求。 3)使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到准确位置,这就保 证了刀具在工件上加工出的表面对工件定位基准的位置尺寸。
图4-2 铣槽夹具在立式铣床上的工作原理图 1—铣床床身 2—铣床升降台 3—立铣刀 4—铣槽夹具 5—夹具的定位键 6—铣床工作台 7—铣床溜板
第一节 机床夹具概述
机械制造技术基础-卢秉恒 答案 第四章 PPT课件
4-9定位误差产生的原因有哪些？其实质是什么？
答：定位误差产生的原因：（1）定位基准与设计 基准不重合产生的定位误差——基准不重合误差△jb （2）定位副制造不准确产生的基准位移误差——基准 位移误差△jw。
实质：一批工件某加工参数（尺寸，位置）的设计 基准相对夹具的调刀基准在该加工参数方向上的最大位 置变化量△dw，为加工参数的定位误差。
4-15分别简述车、铣、钻床夹具的设计特点
（2）铣床夹具：1铣床加工中切削力较大，振动也较 大，故需要较大的夹紧力，夹具刚性也要好。2借助 对刀装置确定刀具相对夹具定位元件的位置，此装置 一般固定在夹具体上。3借助定位键确定夹具在工作 台上的位置4由于铣削加工中切削时间一般较短，因 而单件加工时辅助时间相对较长，故在铣床夹具设计 中，需特别注意降低辅助时间。
某一组零件的加工而设计的，应用对象十分明确。
4-19.数控机床夹具有什么特点?
答:数控机床夹具在机床上应对相对数控机床的坐标原 点有严格的坐标位置,以保证所装夹的工件处于规定的 坐标位置上.为此数控机床夹具常采用网格状的固定基 础板,它长期固定在数控机床工作台上,板上加工出准 确孔仅距位置的一组定位孔和一组紧固螺孔,它们成网 格分布,利用基础板上的定位孔列装各种夹具.结构要 求简单紧凑,体积小,采用机动夹紧方式,以满足数控加 工的要求.
4-2工件在机床上的装夹方法有哪些？其原理 是什么？（2）
（2）用夹具装夹工件——夹具使工件在夹具中占有正确加 工位置，而且夹具相对于机床保证有准确的相对位置，而夹 具结构保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相连接的表 面之间的相对位置准确，使刀具相对有关定位元件和定位工 作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表 面对工件定位基准的位置尺寸。
机械制造技术基础_机床夹具设计原理
机械制造技术基础_机床夹具设计原理机床夹具是指夹持加工工件并固定在机床上进行加工的装置，是机床加工的重要组成部分。
机床夹具的设计是机械制造技术基础之一，它对于机床加工的质量和效率都有着重要的影响。
本文将从机床夹具的基本原理、工作原理和设计流程三个方面进行介绍和论述。
一、机床夹具的基本原理（1）夹紧原理夹持工件的夹头在受力时会产生位移，通过位移实现夹紧的作用，使工件在加工过程中不发生位移和震动，从而保证了加工精度。
夹持力是由夹紧件对夹头产生的强制位移力和摩擦力共同作用产生的，夹紧力的大小应根据工件的材质、形状、尺寸和加工要求进行合理选择。
（2）定位原理夹具在夹持工件时除了要保证工件的轴向位置和旋转轴线的垂直于加工表面以外，还要保证工件的平面位置和工件表面与刀具切削面的相对位置。
安全可靠地完成加工，达到要求的加工精度和效率。
（3）导向原理夹紧件在夹持过程中还要起到定位和导向作用，防止工件在加工过程中产生转动或晃动。
这种导向作用应根据夹紧件的位置、数量、形状和加工要求的不同进行合理选择。
机床夹具的工作原理是将外部力通过夹紧件传递到工件上，产生夹紧力，在夹紧力的作用下夹紧工件。
夹紧力的大小，由夹紧件的结构和夹紧元件的材料、尺寸、形位公差和夹紧力大小等多种因素决定。
机床夹具的加工过程包括制造、调试和使用三个阶段。
在制造初期，要根据工件加工要求和机床的工作情况进行设计，并考虑夹头的形状、定位方式、导向方式和夹紧件的数量和位置等因素。
在调试阶段，要根据工件的尺寸精度、形位公差和加工表面的质量对夹具进行调整，确定夹头结构、夹紧力和夹紧方式等参数，以满足工件的加工要求。
在使用阶段，要考虑机床、刀具和加工工件之间的配合情况，制定加工方案，调节夹具的结构和参数，进行夹紧和定位，严格执行安全操作规程，为实现高效、高精度的加工效果提供保障。
三、机床夹具的设计流程机床夹具的设计流程一般包括以下几个步骤：（1）确定加工零件的形状、尺寸、数量和精度等要求。
机械制造技术基础第四章
4 ．分析下图所示在轴上铣槽保证尺寸H和L时所必须限制的自 由度
4.2.2 定位方式和定位元件
定位元件的主要技术要求和常用材料 主要技术要求
① 较高的精度，尺寸精度不低于IT6-IT8，表面粗糙 度值为Ra0.2-0.8； ② 足够的刚度，避免受力后引起变形； ③ 较好的耐磨性，以便长期的保持精度，一般采用 淬火处理，硬度为HRC55～62 ④ 工艺性好，定位元件的结构应力求简单、合理， 便于加工、装配和更换。
定位元件单独使用时限制移动自由度，在组合定位中常会转化成限制转动 自由度。一经转化，将不再起原来限制工件移动自由度的作用。
单个表面的定位是组合定位分析的基本单元。工件上的单个定位表面与那 些定位元件相接触，就分析这些定位元件能限制工件哪些自由度。
（1）端面与孔组合定位
图 端面与孔定位
（2）端面与外圆柱面组合定位
车床夹具、铣床夹具、 钻床夹具、镗床夹具 按动力源分： 手动夹具、气动夹具、液压夹具、 电动夹具、磁力夹具等
4.2 工件在夹具中的定位
4.2.1 工件定位的概念
1.工件的自由度与定位
任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度—— 用 x, y, z , x, y, z 表示 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度
Y
X
图 六点定位原理
几点注意：
“点”的含义 ——对自由度的限制，与实际接触点不同
定位就是限制自由度，一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工
件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目，原则上不超过六个。
定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件
上的定位表面始终保持相互接触的状态。若两者脱离，则意味着失去 定位作用。 定位后一个自由度的两个可能运动方向均被限制。
机械制造知识点总结第四章
机械制造知识点总结第四章第四章机床夹具设计原理概念1.机床夹具：将工件进行定位、夹紧，将刀具进行导向或者对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置，简称刀具。
2.工件安装：工件安装包含了工件的定位和夹紧两方面的内容；1)工件的定位：工件在机床上准确地占有合适的位置，使工件与刀具及机床主轴、导轨之间具有准确的相对位置，从而保证工件的尺寸精度和位置精度。
2)工件的夹紧：将工件固定在既定的位置上，使之不因切削力、惯性力、重力的作用而移动。
3.定位：工件在夹具中占有正确的位置称为定位；4.定位基准：工件在夹具上安装时，用来确定其位置所用的基准成为定位基准；一般就是工件上与夹具定位元件相接触的一些表面。
5.六点定位原理：采用六个按照一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，即可实现完全定位，称为六点定位原理。
6.完全定位：限制工件的全部六个自由度称为完全定位；否则称为不完全定位。
7.欠定位：定位元件不足，致使根据加工要求应该限制的自由度未被限制的情况。
8.超定位：定位元件过多，致使工件的一个自由度同时被两个以上的定位元件限制的情况。
9.第一定位基准面：将限制自由度最多的定位基准面称为第一定位基准面；并由限制自由度的多寡依次有第二定位基准面，第三定位基准面。
10.夹紧机构：工件在定位元件上定位之后，将其压牢夹紧，使其在加工过程不因切削力、惯性力、重力的作用而发生振动或位置，从而保证加工质量和生产安全的机构。
重要原理1.工件安装的方法有两种：1)划线安装：按照图纸要求，在工件表面画出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具对工件进行找正然后夹紧；2)夹具安装：靠夹具来保证工件在机床上的位置，并使其夹紧；特点分析：划线安装不需要专用设备，且通用性好，但生产效率低，精度不高，适合单件小批生产机中批生产时复杂铸件的粗加工工序；夹具安装可以达到划线安装不能达到的生产率及精度，适合中批以上生产；2.夹具的组成：1)定位元件及定位装置。
机械制造技术基础(第4章)机床夹具设计原理
3. 工件在夹具中的几种定位方式
根据夹具定位元件限制工件自由度的情况，将工件在夹 具中的定位分为下列几种定位方式：
（1）完全定位。工件的六个自由度均被夹具定位元件所限制， 使工件在夹具中处于完全确定的位置。这种定位方式显然是合理的 。图4-4所示为几种不同工件的完全定位。
4.2 工件在夹具中的定位
图4-6 工件过定位情况及改善措施
4.2 工件在夹具中的定位 4.常见定位元件
（1）工件以平面定位：以平面作定位基准所用定位元件主要包 括固定支承（支承钉、支承板）、可调支承和自位支承，另 外还有辅助支承。
图4-7 常用支撑钉结构形式 （a）用于支撑精基准面；（b）用于支撑粗基准面； （c）用在工件以粗基准定位且要求较大摩擦力的侧面定位。
4.2 工件在夹具中的定位
在分析限制工件第一类自由度时，工件的工序尺寸和位置精 度往往几项并存，应逐一分析每项加工要求所需限制的第一类自由 度，然后加以综合，剔除重复限制的自由度，从而确定必须限制的 第一类自由度数目。如果已分析限制的第一类自由度数目达到六个 ，就不需再分析第二类自由度的限制；如果第一类自由度数目少于 六个，就要根据具体加工情况考虑是否需要限制第二类自由度。事 实上，工件的六个自由度不一定都要加以限制，那些对工件加工精 度要求及其它要求不产生影响的自由度可以不限制。
在夹具中，定位元件和夹紧机构是必有的，其它各组成 部分并不是每一夹具所必须的。
4.1 机床夹具概述
4.1.3机床夹具的组成（举例）
要求：欲在一批量生产的盘状零件上钻-铰3-φ6H9均布孔， 该孔距右端面为36±0.1mm，且与大孔φ40中心线的垂直度为 0.1 mm、位置度为0.2 mm。 现采用图4-1所示的钻床夹具来加工。工件2以内孔φ40和 右端面在心轴1及其台肩面上定位；采用螺母11和开口垫圈10 可实现对工件的快速夹紧和装卸；通过对定销5实现工件回转 分度，以加工3-φ6H9孔，回转分度完成后，可以通过手柄螺 母7对定位心轴1实现锁紧固定；钻套9用来引导钻头，以保证 加工孔的位置尺寸要求。
机械制造技术基础-第4章-机床夹具设计原理-课后答案
第4章机床夹具设计原理1.何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？答：所谓机床夹具，就是将工件进行定位、加紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。
机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；②减少辅助工时，提高劳动生产率；③扩大机床的使用范围，实现一机多能。
夹具的分类：1）通用夹具； 2）专用夹具； 3）成组夹具； 4）组合夹具；5）随行夹具。
2.工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？答：工件在机床上的安装方法分为划线安装和夹具安装。
划线安装是按图纸要求，在加工表面是上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧；夹具安装是靠夹具来保证工件在机床上所需的位置，并使其夹紧。
3.夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？答：1）定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具上位置的元件或装置；2）夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其位置固定下来的元件或装置；3）对刀元件：用来确定刀具与工件相互位置的元件；4）动力装置：为减轻工人体力劳动，提高劳动生产率，所采用的各种机动夹紧的动力源；5）夹具体：将夹具的各种元件、装置等连接起来的基础件；6）其他元件及其他装置。
4.机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？答：机床夹具有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具。
5.何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？答：工件在夹具中占有正确的位置称为定位，固定工件的位置称为夹紧。
工件在夹具中，没有安放在正确的位置，即没有定位，但夹紧机构仍能将其夹紧，而使其位置固定下来，此时工件没有定位但却被夹紧，所以说夹紧不等于定位。
6.什么叫做六点定位原理？答：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，即可实现完全定位，这称为六点定位原理。
7.工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个定位支承点就不会出现过定位，这种说法对吗，为什么？答：不对；过定位是指定位元件过多，而使工件的一个自由度同时被两个以上的定位元件限制。
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机械制造技术基础第四版卢秉恒机床夹具原理与设计知识点总结
《机械制造技术基础第四版》卢秉恒编著，是一本经典的机械制造教材，涵盖了机械制造的各个方面。
其中关于机床夹具原理与设计的知识点如下：
1. 夹具的分类：按结构方式分为机械夹具、液压夹具、气动夹具，按夹具和工件之间的接触方式分为机械夹持、真空吸附、磁性吸附。
2. 夹具的构成：夹具主要由基座、定位元件、夹紧元件、调整元件、传动元件组成。
3. 夹具的夹紧原理：夹紧元件可以使工件获得夹紧力和定位力，常用的夹紧方式有曲柄式、螺旋式、压板式、钩爪式、气体式等。
4. 夹具的设计原则：考虑夹紧力和定位精度的要求，利用材料力学及刚度分析方法确定夹具总体结构大小，根据工件形状确定定位和夹紧位置，在夹具内设置适当排列的槽孔和凸台实现工件的精确定位和夹紧。
5. 夹具的应用范围：常用于机械加工、装配和检测等工序，适用于各种材质和形状的工件。
以上为机床夹具原理与设计的简要概述，具体知识点详见相关章节。
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