机械制造工艺与机床夹具课件第3章 机床夹具设计基础

3.1 概述
图3-3 轴套零件钻床夹具 1—快换钻套 2—钻套用衬套 3—钻 模板 4—开口垫圈 5—螺母 6—定位销 7—夹具体
3.1 概述
3)对刀块的水平工作面至V形块轴线的距离为H=24.6mm-S， 通过塞尺对刀，可保证加工尺寸要求24.6mm。 4)工件定位时，其端面C紧靠定位销6，则可通过调整行程 挡铁(图3-1中未示出)，来控制槽的长度l。
图3-17 滚齿时齿坯的定位和夹具 1—压紧螺母 2—垫圈 3—压板 4—工件 5—支承凸台 6—工作台 7—心轴
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
1.工件以平面定位 (1)主要支承 主要支承就是起限制自由度作用的支承，有 固定支承、可调支承和自位支承三种。 1)固定支承。
1.tif
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
2.工件的定位形式 (1)完全定位 工件的六个自由度全部被限制的定位，称为 完全定位。 (2)不完全定位 没有限制工件的全部自由度，但能满足加 工要求的定位，称为不完全定位。
图3-12 不完全定位示例
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-13 过定位的例子
图3-18 支承钉
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-19 支承板
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
2)可调支承。
图3-20 几种常用的可调支承方式
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-21 可调支承应用示例
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-22 使用可调支承加工 不同尺寸的相似工件 1—销轴 2—V形块 3—可调支承
图3-42 工件以圆孔在过盈配合圆 柱心轴上定位的定位误差计算
3.3 定位误差的分析和计算
(2)工件以圆柱孔在间隙配合的圆柱心轴(或圆柱销)上定位 由于孔与心轴的接触情况不同，以及工序基准不同，便有 不同的计算结果。 1)孔与心轴(或定位销)固定单边接触。
图3-43 固定单边接触定位误差分析
3.3 定位误差的分析和计算
图3-36 几种常见的定位套
(3)在半圆孔中定位 当工件尺寸较大，
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
或在整体式定位衬套内定位装卸不便时，多采用图3-37所 示的半圆孔定位装臵。 (4)在圆锥孔中定位 工件以圆柱面为定位基准面在圆锥孔 中定位时，相应的定位元件通常用反顶尖。
图3-37 半圆孔定位装置 a)可卸式 b)铰链式
图3-31 圆锥心轴
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
(2)顶尖 在加工轴类或某些要求准确定心的工件时，在工 件上专为定位加工出工艺定位面——中心孔，中心孔即为 圆锥孔。
图3-32 中心孔定位
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
4.工件以外圆柱表面定位 (1)在V形块中定位 1)V形块定位的特点：V形块定位的最大优点就是对中性 好，它可使一批工件的定位基准轴线对中在V形块两斜面 的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，并且使 工件安装方便。 2)V形块的结构。
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
3)自位支承(或称浮动支承)。
图3-23 几种常用的自位支承方式
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
(2)辅助支承 工件因尺寸形状特殊或局部刚度较差，有可 能产生定位不稳或受力变形等，此时，需增设辅助支承， 用以承受工件重力、夹紧力或切削力。
1.tif
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-7 环形工件定位时支承点的分布示例
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-8 轴类零件的定位
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
(1)主要定位基准面 如图3-6所示的XOY平面，设臵三个 支承点，限制了工件的三个自由度，这样的平面称为主要 定位基面。 (2)导向定位基准面 如图3-6所示的XOZ平面，设臵两个 支承点，限制工件两个自由度的平面或圆柱面，称为导向 定位基面。 (3)双导向定位基准面 限制工件四个自由度的圆柱面，称 为双导向定位基准面，如图3-9所示。 (4)双支承定位基准面 限制工件两个移动自由度的圆柱面， 称为双支承定位基准面，如图3-10所示。
3.1 概述
(4)减轻工人的劳动强度 采用夹具安装工件方便、省力， 特别是采用气动或液动夹紧时，可以较大地减轻工人的劳 动强度。
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
3.2.1 工件定位的基本原理 1.六点定位原则
图3-5 工件的六个自由度
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-6 长方体形工件的定位
2)孔与圆柱心轴(或定位销)任意边接触。
图3-44 任意边接触基准位移误差分析
3.工件以外圆定位
3.3 定位误差的分析和计算
图3-45 工件在V形块上定位时定位误差分析
(1)工序基准为工件轴心线
3.3 定位误差的分析和计算
(2)工序基准为外圆上素线 (3)工序基准为外圆下素线 4.定位误差的综合分析与计算示例 例3-1 图3-46所示为在金刚镗床上加工活塞销孔的定位方 式，活塞的裙部内孔与定位销的尺寸配合为ϕ95 H7/g6， 对称度要求不大于0.2mm。试计算其定位误差，并分析定 位方案的可行性。
图3-1 工序图及液压铣床夹具 1—夹具体 2—液压缸 3—压板 4—对刀块 5—V形块 6—圆柱销 7—定向键
3.1 概述
图3-2 机械加工工艺系统
3.1 概述
1)夹具上V形块5的轴线(即检验心轴的轴线)与底面及两个 定向键7的一侧面(安装基面)平行，而定向键和T形槽配合， T形槽又与导轨方向一致，因此，工件在V形块上定位， 可以保证所加工键槽的侧面、底面与其轴线平行。 2)工件的轴线在V形块的对称面上，而对刀块的垂直工作 面至V形块对称面的距离为B/2+S(B为铣刀宽度，S为塞尺 宽度)，故通过塞尺对刀，使铣刀的位臵和形块两工作面 对称，从而保证键槽的对称度要求。
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
也很常见，如图3-28所示。
图3-30 几种圆柱心轴结构
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-28 圆锥销定位
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-29 圆锥销组合定位
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
(3)定位心轴 心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、 铣、磨及齿轮加工。 3.工件以圆锥孔定位 (1)圆锥形心轴 图3-31所示为以工件上的圆锥孔在锥形心 轴上定位的情形。
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
(3)欠定位 工件加工要求应该限制的自由度没有完全被限 制的定位，称为欠定位。
图3-14 变速箱壳体定位方案 1—定位销 2—支承板
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
(4)过定位 两个或两个以上的定位支承点，同时限制工件 的同一个自由度的定位，称为过定位。 1)工件无法安装。 2)造成工件或定位元件变形。 1)改变定位元件的结构，使定位元件重复限制自由度的部 分不起定位作用。
3.3 定位误差的分析和计算
2.由于定位基准位移所引起的基准位移误差
图3-40 基准位移误差分析
3.3.2 常见定位方式的定位误差计算
3.3 定位误差的分析和计算
1.工件以平面定位
图3-41 铣台阶面的两种定位方案
3.3 定位误差的分析和计算
2.工件以圆柱孔定位 (1)工件以圆柱孔在过盈配合心轴上定位 因为过盈配合时， 定位副间始终无间隙，所以定位基准的位移量为零，即ΔY =0。
1.tif 1.tif
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-33 V形块的应用
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-34 常用V形块结构
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
图3-35 活动V型块的应用
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
(2)在圆孔中定位 工件以外圆柱表面为定位基准在圆孔中 定位。
第3章 机床夹具设计基础
第3章 机床夹具设计基础
3.1 概述
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
3.3 定位误差的分析和计算 3.4 工件的夹紧
3.1 概述
3.1.1 工件在夹具上的安装 在机械加工中，利用夹具安装工件时，工件安装在夹具上， 夹具再安装到机床上，最终要使工件相对于刀具和机床占 有一个准确的加工位臵(即定位)。
3.1 概述
(1)保证加工精度 由于采用夹具安装，可以准确地确定工 件与机床、刀具之间的相互位臵，所以在机械加工中，可 以保证工件各表面的相互位臵精度，使其不受或少受各种 主观因素的影响。 (2)提高生产率、降低成本 采用夹具使工件装夹方便，免 去工件逐个找正、对刀所花费的时间，因此可以大大缩短 这部分的辅助时间。 (3)扩大机床工艺范围 使用专用夹具可以改变原机床的用 途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
1.tif
0338.TIF 图3-38 工件在圆锥孔中定位 1—锥柄 2—螺钉 3—齿纹锥套 4—后顶尖 表3-1 常用定位元件及其组合所能限制的自由度
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
表3-1 常用定位元件及其组合所能限制的自由度
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
表3-1 常用定位元件及其组合所能限制的自由度
3.2 工件定位的基本原理及定位元件
表格
3.3 定位误差的分析和计算
3.3.1 定位误差及其产生原因 任何一批工件，每一个工件的尺寸、形状和表面相互位臵 都是在公差允许的范围内变化的。 1.由于基准不重合所引起的基准不重合误差
图3-39 定位方案误差分析
3.1 概述
(5)其他装臵或元件 根据工序要求的不同，有些夹具上还 设有分度装臵、靠模装臵、工件顶出器、上下料装臵以及 标准化了的其他连接元件。 (6)夹具体 夹具体是夹具的基座和骨架，用来配臵、安装 各夹具元件使之组成一整体。 3.1.3 机床夹具在机械加工中的作用 夹具在机械加工中的作用可归纳为以下几个方面。