机床夹具设计总结

1、普通高等教育普通高等教育“十五十五” ” 国家级规划教国家级规划教材材 机械制造技术基础机械制造技术基础于骏一于骏一 邹青邹青 主编主编机械工业出版社机械工业出版社上上 课课机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理3 3 定位误差的定位误差的分析分析与与计算计算一、一、dw产生的原因产生的原因1. 定位误差（定位误差（dw）：）： 就是工件的就是工件的工序基准工序基准沿工序尺沿工序尺寸方向上寸方向上 发生发生的的最大最大偏移量。偏移量。 2. 基准位移误差（基准位移误差（jyjy）：）： 由于定位副有由于定位副有制造制造而引

2、起的而引起的定定位基准位基准在在加工尺寸方向加工尺寸方向上的上的最大最大位置变动位置变动范围范围。 3. 基准不重合误差（基准不重合误差（jb）：）： 是由于是由于工序基准工序基准与与定位基准定位基准不重合不重合而而引起的引起的工序基准工序基准相对于相对于定位基准定位基准在在加工尺寸方向加工尺寸方向上的上的最大最大变动范围变动范围。4. 结论结论1 1）产生产生dw条件条件：调整法调整法加工加工一批工件时一批工件时2 2）dwdw表现形式表现形式： 工序基准沿工序基准沿工序尺寸方向上工序尺寸方向上可能产可能产生的生的 最大最大尺寸尺寸或或位置位置的变动范围的变动范围 3 3）dw组成组成： 是

3、是jb、jy两部分所组成两部分所组成dw=jbjy4) 4) dw产生的原因产生的原因： jb、jy而而引起的引起的 是：是：定位元件定位元件制造制造工件工件制造制造x配合配合基准不重合基准不重合等等5) 5) 求求dw方法方法或或步骤步骤有有2 2种方法种方法 1.两点法两点法a 画出画出两个两个极限位置极限位置 b 通过通过几何关系几何关系计算两点间距计算两点间距2.公式计算法公式计算法dw=jbjy（注：注：加加、减符号）减符号）一批一批工件的定位工件的定位由一种可能的由一种可能的极端位置极端位置变为另一种变为另一种极端位置极端位置时时-（jb、jy）方向）方向不一定不一定 相同相同小结

4、小结机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理二二、几种几种典型表面典型表面定位时的定位误差（定位时的定位误差（dw） （一）（一） 工件以工件以平面定位平面定位时的时的（dw）1. 基准基准不重合不重合而引起的（而引起的（dw） 2. 定位基准间定位基准间相互位置相互位置引起的引起的（ dwdw ） （二）（二）工件以工件以园孔表面园孔表面定位时（定位时（ dwdw ）计算）计算机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理（二）（二）工件以工件以园孔表面园孔表

5、面定位时定位时dw 计算计算主要形式：主要形式：定心定位定心定位1. 工件圆孔工件圆孔与与定位元件定位元件过盈配合过盈配合 例例: : 套套类零件上类零件上铣平面铣平面 d0(0、 -td0)y yx xz z0hgh1th1/2h2th2/2abz zx xy y0 铣平面铣平面,保证尺寸保证尺寸h1 铣平面铣平面,保证尺寸保证尺寸h2 1 1）保证尺寸保证尺寸h1 设设: : 01-定位心轴中心，定位心轴中心，02-工件内孔中心工件内孔中心 (心轴心轴与与工件工件)是是过盈配合过盈配合 所以，所以，(01与与02)重合，重合，jb=002：无无位移量位移量jy=0（过盈配合过盈配合）2 2

6、）保证尺寸保证尺寸h2 （有（有2 2种种方法）方法）公式计算法公式计算法 解法解法1 1故：故：无论用无论用哪一种哪一种方法方法 计算其计算其dw均为零（均为零（0） 1 . 因因工件工件与与心轴心轴是是 过盈配合过盈配合， 说明说明故故01与与02重合重合，所以所以jy=0 （02无位移无位移） 2 . 因工件内因工件内、外圆外圆（）公差公差2e，所以：所以：03的实际中心线是以的实际中心线是以02为圆点为圆点 r半径半径=e圆柱体内变动，圆柱体内变动， 这时这时-影响影响h2的的a点方向是点方向是z轴轴dw(h2) = jbjy= jb = jb (02,a) +jb()= td/2 +

7、 2e结论结论 1 .dw与与定位副制造定位副制造精度无关精度无关 2 .jy=0（ 02 无位移量无位移量） 无间隙无间隙03-工件外圆中心工件外圆中心 jb两项两项加加工工要要求求分析分析d（+td、0） d（0 、 -td）过盈配合时过盈配合时机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理01020303a2a1a32etd/2dwh2maxh2minh1设设: : 01 -定位定位心轴心轴中心中心； 02-工件工件

8、内孔内孔中心中心； 03-工件工件外圆外圆中心中心。a1： 03在在03点时点时-a2： 03在在03点时点时-a3： 03在在03点时点时- 找找：a点最点最下下极限位置极限位置a3 先找先找：a点最点最上上极限位置极限位置a1 2步：步：通过几何关系计算通过几何关系计算dw (h2) 两点法两点法 1步：步：画出画出a点在点在h2方向上的方向上的2 2个个 极限位置极限位置 dw(h2) =h2max-h2min=2e+td/2 =a1a3=a1a2+a2a3d0(0、 -td0)y yx xz z0gh2th2/2解法解法2 2dmin时时(dmin=d-td)dmin时时(dmin=d

9、-td) dmax时时(dmax=d) h2d（+td、0） hh1th1/2ay yd（0 、 -td）bz zx x0工件内工件内、外圆外圆（）公差公差2e2e2eb机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理2. 工件工件圆孔圆孔与与定位元件定位元件间隙配合间隙配合gd0min=d0-td0dmax=d+tdjy0201bxmin/2td0/2d0max=d0dmax=d+tddmin=d 当心轴当心轴水平水平位置时：位置时： 由于由于g始终使始终使工件工件与与心轴心轴单边接触单边接触这时这时：z轴方向有轴方向有dw径向径

10、向dmin=d=d0max+xmin=d0+xmin（2）dmax=d0+xmin+td （3）d0min=d0-td0 （4）dmax=d+td （1）dw（h1）=0102=02b-01b=1/2（dmax-d0min） 式式（3）和和（4）代入上式代入上式 dw（h1）=1/2（d0+xmin+td）-（d0-td0） dw=1/2（td+td+xmin） 整理：整理：说明说明1. 工件定位孔（工件定位孔（d+td）2. 心轴外圆（心轴外圆（d-td） 时时- xmin是常数是常数 xmin值可以在值可以在调整刀具调整刀具时时预先考虑预先考虑：因此：因此：注：注：式中式中td=td0dw

11、= 1/2（td+td）d（+td、0） d（0 、 -td）h1th1/2h2th2/2ay y0zd0(0、 -td0)y yx xz z0h1dwbx x消除消除x xminmin的影响的影响机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理2 2）定位销定位销垂直垂直放置放置（心轴心轴与与定位孔定位孔）-任意边任意边接触接触 dw（x）=jy（01）=0101 dw（y）=jy（02）=0202 因此因此，也必将也必将引起引起dw径向径向0xyz01010xzydw（x）zxy0202dw（y）0 由于由于定位副间定位副间存在

12、存在x径向间隙径向间隙，心轴心轴双边双边接触接触工件在水平面内工件在水平面内（xoy）沿沿x方向或方向或y方向作方向作双向双向移动移动所以：所以：dwdw径向径向是是心轴心轴水平水平放置放置时时- -大大1 1倍倍dw=td+td+xmin注：注：xmin也是也是常数常数， 但无法消除但无法消除zxy0x x0hgy yx间隙间隙d0(0、 -td0)z zdw=1/2（td+td+xmin） 机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理（二）（二）工件以园孔表面定位时工件以园孔表面定位时dw 计算计算1. 工件工件圆孔圆孔与与

13、定位元件定位元件过盈配合过盈配合 d（+td、0） d（0 、 -td）d0(0、 -td0)y yx xz z0hgh1th1/2h2th2/2abz zx xy y0心轴心轴与与工件工件是是过盈配合过盈配合 无间隙无间隙1 1）保证尺寸保证尺寸h1 故：故：无论用无论用哪一种哪一种方法方法 计算其计算其dw均为均为0 2 2）保证尺寸保证尺寸h2 dw= jb (02,a) +jb()= td/2 + 2e2. 工件工件圆孔圆孔与与定位元件定位元件间隙配合间隙配合1. 当心轴水平位置时：当心轴水平位置时： dw=1/2（td+td+xmin） xmin是常数是常数因此：因此：dw= 1/2

14、（td+td）xmin值可在值可在调整刀具调整刀具时时预先考虑预先考虑：2 2）定位销定位销垂直垂直放置放置0xyzzxy0dw=td+td+xmin消除消除xmin的影响的影响小结小结机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理（三）（三）表面组合定位时的表面组合定位时的dw平面组合定位平面组合定位、平面与孔平面与孔、外圆与外圆外圆与外圆1. 平面与孔组合定位平面与孔组合定位ltld0xyzd1(+td1、0)d2(+td2、0)定位支承板定位支承板ltldd1（+td1、0）d2（+td2、0）l+tldl-tldtldtl

15、dl-tldl+tld 各定位元件各定位元件所限制所限制的自由度的自由度（1 1）分析分析支承板：支承板：yxz,xzd,:2yxd,:1同时同时限制限制x x移动移动不允许不允许过定位过定位 解决方法解决方法扩大扩大x x配合配合d1、d2不让同时限制不让同时限制x移移自由度自由度目的：目的：具具体体措措施施d d2 2扩大扩大或或d d2 2减小减小注注： d d2 2不能不能加大加大 两两个定位销个定位销能能同时装入两销孔同时装入两销孔条件是条件是：d1max=d1min-x1mind2max=d2min-x2min-2tld-2tld以上以上分析可知分析可知-x xminmin也可以补

16、偿也可以补偿中心距中心距d2max=d2min-2tld-2tld+x1min机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理 由上式可以由上式可以看出看出-为补偿为补偿中心距中心距，d2减小减小很多很多，扩大，扩大，所以：所以：d2减小减小方法只用于方法只用于要求要求不高不高场合。场合。生产中采用生产中采用圆柱销圆柱销和和削边销削边销组合定位方式组合定位方式可是一般工件的定位可是一般工件的定位- 解决方法解决方法误差误差误差误差（2 2）采用采用圆柱销圆柱销和和削边销削边销组合定位时组合定位时dwdw计算计算 移动移动dw： （j

17、y） 由于由于工件定位工件定位时在时在x轴方向轴方向自由度自由度只受销只受销（d1）限制）限制 故故： （jy）应由）应由定位孔定位孔和和圆柱销圆柱销之间之间x配合配合来确定来确定 dw（x）=jbjy=jy=td1+td1+x1min （不仅要控制（不仅要控制z转动转动，而且还要控制而且还要控制误差误差）ltld0xyzd1(+td1、0)d2(+td2、0)定位支承板定位支承板ltldd1（+td1、0）d2（+td2、0）机械制造技术基础机械制造技术基础机械专业教研室编机械专业教研室编第七章第七章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理 转角误差转角误差()： ltld0xyzd1(+td1、0)d2(+td2、0)定位支