第二章机床与夹具.

ΔDW
b a
32
工序基准
2.3.2 定位误差
定位误差计算
在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基 准在加工尺寸方向上的最大变动量。因此计算定位误差， 首先要找出工序尺寸的工序基准，然后求其在工序尺寸方 向上的最大变动量即可。 1. 用几何方法计算定位误差 用几何方法计算定位误差通常要画出工件的定位简图， 并在图中夸张地画出工件变动的极限位置；然后运用 三角几何知识，求出工序基准在加工尺寸方向上的最 大变动量，即为定位误差。
2.1.3 机床的组成
◆立式钻床与摇臂钻床
n
f
n
f
图2-37 立式钻床
1—工作台 2—主轴 3— 主轴箱 4—立柱 5—底座
图2-38 摇臂钻床
1—底座 2—工作台 3—立柱 4— 摇臂 5—主轴箱和进给箱 6—主轴
8
2.1.3 机床的组成
◆卧式镗床
n
fX Z图2-39来自卧式镗床1—床身 2—下滑座 3—工作台 4—主轴箱 5—前立柱 6—主轴 7—后立柱 8—后支撑
坐标镗床
外圆磨床 矩台平面磨床 滚齿机
工作台工作面宽度
最大磨削直径 工作台工作面宽度 最大工件直径
工作台工作面长度
最大磨削长度 工作台工作面长度 最大模数
12
2.1.4 机床的技术性能指标
运动参数
指机床执行件运动速度。如主轴最高、最低转速，最大、 最小进给量等。
动力参数
指机床电动机功率。
精度参数
表示机床精度的参数，如主轴回转精度、工作台定位精度 、重复定位精度等。
气动虎钳
液压夹具
23
2.3.1 定位原理
六点定位原理
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 , a, b , c 表示 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 Z 将 6 个支承抽象 为6个“点”，6个 点限制了工件的 6 个自由度，这就是 六点定位原理。
n
X Y
11
2.1.4 机床的技术性能指标
尺寸参数
表示机床加工范围，包括主参数、第二主参数和其他参数。
表2-7 常用机床主参数和第二主参数
机床名称 普通车床 主参数 床身上工件最大回转直径 第二主参数 工件最大长度 工作台工作面长度 最大跨矩
立式车床
升降台铣床 摇臂钻床 卧式镗床
最大车削直径
工作台工作面宽度 最大钻孔直径 主轴直径
ΔDW
H
31
2.3.2 定位误差
定位误差的来源
1）由于工件定位表面或夹具定位元件制作不准确引起的 定位误差，称为基准位置误差，如图2-29所示例子。
2）由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位 误差，称为基准不重合误差。 图 2-30 所示工件以底面 定位铣台阶面，要求保证 尺寸a，即工序基准为工件 顶面。如刀具已调整好位 置，则由于尺寸b的误差会 定位基准 使工件顶面位置发生变化， 图2-30 由于基准不重合引起 的定位误差 从而使工序尺寸a产生误差。
9
2.1.3 机床的组成
◆普通外圆磨床
fR
nG
nW
fL
图2-40 普通外圆磨床
1—床身 2—床头箱 3—砂轮 4—砂轮主轴箱 5—尾座 6—导轨 7—工件 8—工作台
10
2.1.3 机床的组成
◆立式加工中心
Z
图2-41 立式加工 中心
1—床身 2—滑座 3—工作台 4—立柱 5—数控柜 6—机械 手 7—刀库 8—主 轴箱 9—驱动电柜 10—操纵面板
2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械 加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的， 因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生 定位干涉等情况。
29
2.3.1 定位原理
过定位分析（桌子与三角架）
图2-17 过定位分析
30
2.3.2 定位误差
定位误差的概念
定位误差是由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确 而引起的加工误差。 例如在轴上铣键槽，要求保 证槽底至轴心的距离H。若采用 V 型块定位，键槽铣刀按规定尺 寸 H调整好位置（图 2-29）。实 O1 际加工时，由于工件直径存在公 O O2 差，会使轴心位置发生变化。不 考虑加工过程误差，仅由于轴心 A 位置变化而使工序尺寸H也发生 变化。此变化量（即加工误差） 图2-29 定位误差 是由于工件的定位而引起的，故 称为定位误差。
机械制造技术基础
第2章 机床与夹具
Machine Tool and Fixture
2.1 机床
Machine Tool
1
2.1.2 机床的分类与型号编制 机床的分类
按机床的加工性质和所用刀具来分类，分成为 12大类 ：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工 机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其 它机床。
Dmax dmin
O O1
O2
ΔDW = Dmax－ dmin （2-6）
式中 ΔDW ——定位误差 Dmax——工件定位孔最大直径 dmin——夹具定位销最小直径
ΔDW
图2-31 孔与销间隙 配合时的定位误差
34
2.3.2 定位误差
某些情况，工件孔与夹具定位销保持固定边接触（图 232），此时孔心在接触点与销子中心连线方向上的最大变 动量为孔径公差的一半。若工件的定位基准仍为孔心，且 工序尺寸方向与接触点和销子中心连线方向相同，则其定 位误差为： Dmax
每一类机床，又可按其结构、性能和工艺特点的不同 细分为若干组。
2
2.1.2 机床的分类与型号编制 机床型号表示方法
(△) □ (□) △ △ △△ (·△) (□) (／△) (×△)
分类代号 类别代号 通用特性和结构特性代号 组别代号 型别代号 主参数或设计顺序号 主轴数（用“· ”分开） 重大改进序号 同一型号机床的变型代号(用“／”分开) 最大跨距、最大工件长度、工作台长度等第二参数(用“×”分开)
33
2.3.2 定位误差
【例2-4】图2-31所示为孔与销间隙配合的情况，若工件的 工序基准为孔心，试确定其定位误差。 【解】 当工件孔径为最大，定位销 的直径为最小时，孔心在任意方向 上的最大变动量等于孔与销配合的 最大间隙量，即无论工序尺寸方向 如何，只要工序尺寸方向垂直于孔 心轴线，其定位误差均为：
Y X
图 2-13 六点定位原理
24
2.3.1 定位原理
两点注意： “点”的含义 ——对自由度的限制，与实际接触点不同 与理论力学、机构学自由度概念差别 ——位置不定度 ——夹紧与定位概念分开 ——工件、夹具是弹性体
Z Y
X
图 2-14 工件以平面3点定位
25
2.3.1 定位原理
完全定位与不完全定位
3）支撑件：用于安装和支承其它固定的或运动的部件， 承受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等 4）工作部件：包括 ①与主运动和进给运动的有关执行部件，如主轴及主轴 箱、工作台及其溜板、滑枕等安装工件或刀具的部件； ②与工件和刀具有关的部件或装置，如自动上下料装置 、自动换刀装置、砂轮修整器等； ③与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操 纵机构等。
过定位
过定位 —— 工件某一个自由度（或某几个自由度） 被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。 过定位是否允许，要视具体情况而定：
1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、 位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要 的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会 起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。
1—主轴箱 2—夹盘 3—刀架 4—后顶尖 5—尾座 6—床身
7—光杠 8—丝杠 9—溜板箱 10—底座 11—进给箱
6
2.1.3 机床的组成
◆万能卧式升降台铣床
n
X
Y
图2-36 万能卧式升降台铣床
1—底座 2—床身 3—悬梁 4— 主轴 5—支架 6—工作台 7—回 转盘 8—床鞍 9—升降台
7
4
2.1.3 机床的组成
机床的组成
5）控制系统：控制系统用于控制各工作部件的正常工作 ，主要是电气控制系统，有些机床局部采用液压或气动控 制系统。数控机床则是数控系统。 6）冷却系统 7）润滑系统 8）其他装置：如排屑 装置，自动测量装置
5
2.1.3 机床的组成
◆ 普通车床
n
X
Z
图2-35 卧式车床的基本结构及运动
注：1）有“□”符号者，为大写的汉语拼音字母； 2）有“△”符号者，为阿拉伯数字； 3）有“（ ）”的代号或数字，当无内容时则不表示，有内容时应去掉括号
3
2.1.3 机床的组成
机床的组成
1）动力源：为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分
2）传动系统：包括主传动系统、进给传动系统和其他运 动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件
1 — V型块 2 — 支撑套 3 — 手柄 4 — 定向键 5 — 夹具体 6 — 对刀块
18
2.2.3 机床夹具的分类
夹具的分类
◆按夹具使用范围划分 1）通用夹具：三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业 厂生产，常作为机床附件提供给用户。 2）专用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具，多 用于批量生产中。 3）通用可调整夹具及成组夹具：夹具的部分元件可以更 换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。 4）组合夹具：由一套预先制造好的标准元件组合而成。 根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一 样，组装成各种专用夹具。使用后，元件可拆开、洗净后 存放，待需要时重新组装。组合夹具特别适用于新产品试 制和单件小批生产。 5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。
刚度参数