第二章工件的安装和夹具设计ppt课件

1、第二章第二章 工件的安装和夹具设计原那么工件的安装和夹具设计原那么 1 定位：在进展机加工前，使工件在机床或夹具上，占据某一定位：在进展机加工前，使工件在机床或夹具上，占据某一 正确位置的过程。正确位置的过程。2 夹紧：工件定位后，经过一定的机构给工件施以一定的力，夹紧：工件定位后，经过一定的机构给工件施以一定的力，防止工件因受切削力或重力等力的作用而改动原有的位置。防止工件因受切削力或重力等力的作用而改动原有的位置。 注：夹紧力不是越大越好，夹紧力注：夹紧力不是越大越好，夹紧力，工件形变，工件形变 ，精度，精度，夹具构造庞大夹具构造庞大 。 2. 1 工件的安装方式工件的安装方式1.安装：安

2、装：定位定位 夹紧夹紧2. 安装对机加工的影响安装对机加工的影响 直接影响加工精度影响消费率和劳动者的劳动强度3. 工件的安装方式工件的安装方式 (1) 直接找正安装 (2) 划线找正安装 (3) 采用夹具安装 工件在机床上的应有位置，是经过一系列尝试而获得的。 详细做法：用千分尺或划盘上的划针，以目测法 校正工件位置，一边较正，一边找正。 (1)直接找正安装：直接找正安装：工 件 中 心 线机 床 主 轴 中 心 线四 爪 卡 盘直接找正安装的特点：直接找正安装的特点：缺陷：安装时费时，效率低，需凭阅历操作，对工人技术要缺陷：安装时费时，效率低，需凭阅历操作，对工人技术要求高。求高。优点：夹

3、具构造简单，可防止因夹具本身的制造误差而产生优点：夹具构造简单，可防止因夹具本身的制造误差而产生的定位误差，因此，定位精度高。的定位误差，因此，定位精度高。如：加工误差如：加工误差 0.010.005mm，采用夹具加工难以到达。，采用夹具加工难以到达。适用场所：单件小批消费中如工具修缮车间。适用场所：单件小批消费中如工具修缮车间。 (2)划线找正安装划线找正安装 对重、大、复杂工件的加工，往往是在待加工处划对重、大、复杂工件的加工，往往是在待加工处划 线，然后线，然后装上机床，工件在机床或夹具上位置按所装上机床，工件在机床或夹具上位置按所 划的线进展找正定位。划的线进展找正定位。划线找正安装特

4、点：定位精度不高。划线找正安装特点：定位精度不高。 定位误差来源定位误差来源 ：划线误差划线误差察看误差察看误差适用场所：消费批量小，毛坯精度低，以及大型工件等不适宜采用适用场所：消费批量小，毛坯精度低，以及大型工件等不适宜采用夹具的粗加工中夹具的粗加工中 。(3)采用夹具安装采用夹具安装夹具：是用来使加工对象，占有正确位置，以便接受施工，夹具：是用来使加工对象，占有正确位置，以便接受施工，检测的安装。检测的安装。 利用夹具进展加工，由于工件相对夹具的位置是一定的，而利用夹具进展加工，由于工件相对夹具的位置是一定的，而夹具与机床的位置关系预先调整好，这样，在切削一批零件时，夹具与机床的位置关系

5、预先调整好，这样，在切削一批零件时，不用再逐个找正定位，就能到达规定的技术要求。不用再逐个找正定位，就能到达规定的技术要求。 特点：采用夹具安装是一种先进的安装方式，既能保证质量，又能节省工时，对操作者的技艺要求较低，特别适用于成批大量消费中。工艺配备：在机械加工中，通常将夹具、刀具、量具及各种刀具间的辅助工具统称为工艺配备。 2. 2 机床夹具概述机床夹具概述一、机床夹具及其组成一、机床夹具及其组成1、机床夹具、机床夹具 机床夹具是在机床机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种上用以装夹工件的一种安装，其作用是使工件安装，其作用是使工件相对于机床或刀具有个相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工

6、正确的位置，并在加工过程中坚持这个位置不过程中坚持这个位置不变。变。2、机床夹具的组成、机床夹具的组成 (1).定位元件：确定工件在夹具中位置的元件。定位元件：确定工件在夹具中位置的元件。 (2).导向元件：用以引导刀具或调整刀具相对于夹具的位置。导向元件：用以引导刀具或调整刀具相对于夹具的位置。 如：钻套、对刀块。如：钻套、对刀块。 (3).夹紧元件：确定夹具与机床或夹具与刀具的元件。夹紧元件：确定夹具与机床或夹具与刀具的元件。 (4) .衔接元件：用以确定夹具在机床上的位置并与机床相衔接。衔接元件：用以确定夹具在机床上的位置并与机床相衔接。(5).夹具件：根底件，用于安装其它元件，构成整体

7、夹具件：根底件，用于安装其它元件，构成整体(4).其它辅件：夹紧用的扳手，操作手柄，分度机构等。其它辅件：夹紧用的扳手，操作手柄，分度机构等。 如以下图所示：如以下图所示：二、机床夹具的分类二、机床夹具的分类1、分类方法：、分类方法：1)按夹具的运用范围：通用夹具、公用夹具、可调夹具、组合按夹具的运用范围：通用夹具、公用夹具、可调夹具、组合 夹具、随行夹具；夹具、随行夹具；2)按加工类型：车床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、按加工类型：车床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、 数控机床夹具等；数控机床夹具等；3)按夹紧力来源：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁夹具、按夹紧力来源：手动夹具、

8、气动夹具、液压夹具、电磁夹具、 真空夹具。真空夹具。机床夹具通常按夹具的运用范围进展。(1)通用夹具：指已规范化，通用化好，可用于加工同一类型，不通用夹具：指已规范化，通用化好，可用于加工同一类型，不同尺寸工件加工的夹具。同尺寸工件加工的夹具。如：三爪长盘、四爪长盘、平口钳、回转任务台、万能分度头、磁铁吸盘。适用场所：广泛用于单件，小批量消费中。(2)公用夹具：指的是专为某一工件的某道工序而设计制造夹具，公用夹具：指的是专为某一工件的某道工序而设计制造夹具，这种夹具这种夹具“刚性大，即当产品变换或工序内容变卦后，往住刚性大，即当产品变换或工序内容变卦后，往住 无法运用。因此适用于产品固定、工艺

9、相对稳定、批量无法运用。因此适用于产品固定、工艺相对稳定、批量 大的加大的加工过程。工过程。(3)可调夹具：是指经调可调夹具：是指经调整或改换个别元件，即整或改换个别元件，即可加工多种工件的夹具。可加工多种工件的夹具。 这种夹具主要用了加工这种夹具主要用了加工外形类似，尺寸相近的外形类似，尺寸相近的工件的加工。工件的加工。(4)组合夹具拼装夹具：这种夹具是在夹具零部件完全规范组合夹具拼装夹具：这种夹具是在夹具零部件完全规范化的基化的基 础上，根据积木化原理，针对不同的工件础上，根据积木化原理，针对不同的工件 对象和加对象和加工要求，拼装组合那么成夹具。构工要求，拼装组合那么成夹具。构 成夹具的

10、各零部件，在成夹具的各零部件，在工件加工完后，可拆散成各种元件，组合成适用其它产品加工件加工完后，可拆散成各种元件，组合成适用其它产品加工要求的夹具。图示见下页工要求的夹具。图示见下页当今消费开展趋势：多种类、小批量。由此导致对消费当今消费开展趋势：多种类、小批量。由此导致对消费配备的要求是高效、快捷的柔性系统。配备的要求是高效、快捷的柔性系统。(5)随行夹具：切削加工中隨帶安裝随行夹具：切削加工中隨帶安裝好的工件在各工位間被自動運送轉好的工件在各工位間被自動運送轉移的機床夾具。隨行夾具主要是在移的機床夾具。隨行夾具主要是在自動生產線加工中心中、柔性消自動生產線加工中心中、柔性消费线。费线。

11、三、机床夹具的作用三、机床夹具的作用(1)保证加工精度，降低工人等级保证加工精度，降低工人等级加工精度包括：加工精度包括：尺寸精度、尺寸精度、几何外形精度、几何外形精度、外表相互位置外表相互位置精度。运用夹具最有利于保证外表相互位置精度。精度。运用夹具最有利于保证外表相互位置精度。如：在摇臂钻加工孔系如：在摇臂钻加工孔系 夹具：可达夹具：可达0.100.20mm 划线找正：划线找正：0.41.0mm(2) 提高劳动消费率，降低加工本钱提高劳动消费率，降低加工本钱无找正，对刀等时间，工件装卸迅速，从而大大减少了工件无找正，对刀等时间，工件装卸迅速，从而大大减少了工件安装的辅助时间，同时易于实现多

12、件加工，多工位加工，特别安装的辅助时间，同时易于实现多件加工，多工位加工，特别适用于加工时间短，辅助时间长的中、小工件的加工。适用于加工时间短，辅助时间长的中、小工件的加工。(3) 扩展机床工艺范围扩展机床工艺范围扩展机床的功能，实现一机多用。如在车床上利用镗夹具，扩展机床的功能，实现一机多用。如在车床上利用镗夹具，进展镗孔。利用铣夹具，进展铣槽。进展镗孔。利用铣夹具，进展铣槽。 (4) 减轻工人劳动强度，保证平安消费。减轻工人劳动强度，保证平安消费。 2. 3 六点定位原理六点定位原理 任何刚体在空间都有六个自在度，它们分别是沿空间直角坐标系X、Y、Z轴方向的挪动自在度(X、Y Z)和绕三轴

13、的转动自在度(X、Y、Z)。 YYZXZXYXZ1、刚体的六个自在度、刚体的六个自在度 是使工件在机床上是使工件在机床上(或夹具中或夹具中)占有正确的位置，也占有正确的位置，也就是就是 使它相对于刀具刀刃有正确的相对位置。使它相对于刀具刀刃有正确的相对位置。 2、工件定位之目的、工件定位之目的 假定工件也是一个刚体，要使工件在机床上或夹具中完全定位，就必需限制它在空间的六个自在度。 3、工件定位的本质、工件定位的本质假设工件脱离定位支承点而失去了定位，这是由于工件还没有夹紧的缘故。因此，定位是使工件占有一个正确的位置，夹紧才使它不能挪动和转动，把工件坚持在一个正确的位置，所以定位与夹紧是两个概

14、念，决不能混淆。 4、定位与夹紧、定位与夹紧 用六个点(实践上相当于支承点的定位元件)与工件接触，每个固定点限制工件的一个自在度，这样图中刚体的六个自在度完全限制了。 4、六个自在度的消除与六点定位原那么、六个自在度的消除与六点定位原那么不能挪动，也不能转动，刚体在空间的位置是确定的。由此可见，要使工件完全定位就必需限定工件在空间的六个自在度，这一定律就称为六点定位原那么。 六个支承点完全限制了刚体的六个自在度，工件既 完全定位：全部限定工件的六个自在度。 不完全定位：至少有一个自在度未被限制。 能否一切的工件加工时在夹具中都必需完全定位呢？不一定。终究应该限制哪几个自在度，根据零件的详细加工

15、要求来定。因我们讨论的是调整法定程切削加工，即刀具或任务台的行程调整至规定的间隔为止，这样，在哪一个方向上有尺寸要求，就必需限制与此尺寸方向有关的自在度，否那么用定程切削，就得不到该工序所要求的加工尺寸。 5、完全定位和不完全定位、完全定位和不完全定位ZXZYXYXYZYXYXYZXZYXZXZzyxxzzZ(a)(b)(c) 图a中，工件上铣键槽，在沿x,y,z三个轴的挪动和转动方向上都有尺寸要求，所以加工时必需将全部六个自在度限制。 图b为工件上铣台阶面，只需限制五个自在度就够了; 图c为工件铣上平面，它只需坚持高度尺寸z，只需在工件底面上限制三个自在度就已足够，这也是不完全定位。 注：注

16、： 不需完全定位的加工工序中，采用完全定位固然可不需完全定位的加工工序中，采用完全定位固然可以，但添加了夹具的复杂程序。在机械加工中，普通以，但添加了夹具的复杂程序。在机械加工中，普通为了简化夹具的定位元件构造，只需对影响本工序的为了简化夹具的定位元件构造，只需对影响本工序的加工尺寸的自在度加以限制即可。加工尺寸的自在度加以限制即可。 6、过定位与欠定位、过定位与欠定位 欠定位：加工中，工件定位点数少于应限制的自在度数。会产生不良后果。 过定位：工件的某个自在度被限制两次以上。2.过定位能否允许?普通来说过定位将使工件定位不确定，夹紧后会使工件或定位元件产生变形。1.分析：工件的定位支承点少于

17、应限制的自在度数时，会呵斥什么后果？结果：应限制了自在度来被限制，导致加工时达不到要求的加工精度。定位情况：定位情况：销：限制了销：限制了 X Y(挪动挪动 X Y(转动四个自在转动四个自在支承板：限制支承板：限制Z(挪动挪动) X Y(转动转动) 三个自在度三个自在度挡销：限制挡销：限制Z(转动转动) 结果：结果：X Y反复限制反复限制 连杆的过定位 后果：当工件定位孔与端面垂直度误差较大，而且孔与长销的后果：当工件定位孔与端面垂直度误差较大，而且孔与长销的间隙又很小时：间隙又很小时：假设长销刚度好，工件被压歪，连杆变形；假设长销刚度好，工件被压歪，连杆变形；假设长销刚度缺乏时，长销被夹歪假

18、设长销刚度缺乏时，长销被夹歪 。 两种情况均会引起加工的左孔的位置精度，使连杆大小头孔轴线两种情况均会引起加工的左孔的位置精度，使连杆大小头孔轴线不能平行。不能平行。 注：注： 精加工中以一个准确平面替代三个支承点，刚度好，振动精加工中以一个准确平面替代三个支承点，刚度好，振动小，有利于提高精度。因此：过定位普通不允许，有时，假设小，有利于提高精度。因此：过定位普通不允许，有时，假设合理采用过定位，不仅不会影响零件的加工，反而有利于提高合理采用过定位，不仅不会影响零件的加工，反而有利于提高加工精度。加工精度。 六点定位中，支承点布置不合理也将产生过定位或欠定位。六点定位中，支承点布置不合理也将

19、产生过定位或欠定位。如：三支承点在一条线上，欠定位。如：三支承点在一条线上，欠定位。二支承点转二支承点转90，既过，又欠定位。，既过，又欠定位。思索：思索：不完全定位就是欠定位不完全定位就是欠定位?过定位不一定就是完全定位过定位不一定就是完全定位?多于六个定位点的定位一定是过定位多于六个定位点的定位一定是过定位? 1)方法问题： 根据工序加工技术要求和工件外形的特点，确定应限制 那些自在度，而用相应的定位点数目去消除。 分析时也可反过来分析哪几个自在度可不用限制，剩下 的就是要限制的了。 (2)过定位有时是允许的，而欠定位决不允许，欠定位的后果只导致加工时达不到加工精度。 过定位优点：使定位能

20、够更为可靠，如冰箱有四个支承点。 缺陷：易使工件的定位精度受影响，使工件或夹具夹紧后产生变形。 7、运用六点定位原那么应留意的问题、运用六点定位原那么应留意的问题(3)过定位普通会呵斥如下不良影响:a.使接触点不稳定，添加了同批工件在夹具中位置不同一性b.添加了工件和夹具的夹紧变形c.导致部分工件不能顺利与定位元件定位d.干扰了设计意图的实现因此，大多情况下，应防止过定位过定位常出如今精中工工序中。 (4) 必需结合定位基质面和定位无件的接触情况来分析、建立相对概念。 1212Q8、定位符号的表示方法、定位符号的表示方法 把定位元件笼统地转化为相应的定位支承点，分析其限制工件在空间的自在度时应

21、搞清以下几个概念：1、不使工件在外力作用下脱离支承点而失去定位 定位不思索力的影响，工件在某一坐标方向上的自在度被限制，是指工件定位后在该坐标方向上有确定的位置，而不是指工件在遭到使工件脱离支承点的外力时不能运动；2、反过来讲，夹紧不等于定位 随意夹紧好的工件，不能动，但它的位置是不确定的；3、六点定位原那么也适用于其它外形的工件，只是定位点的分布方式有所不同；4、定位与定位误差的关系 定位：处理的是定与不定的问题 定位误差：处理的才是定位精度的问题。定位方式定位方式用六点定位原理进展定位分析时，以定位点来消除自用六点定位原理进展定位分析时，以定位点来消除自在度，在实践运用中，不能够是点，而应

22、该是各种定位元在度，在实践运用中，不能够是点，而应该是各种定位元件件,工件的定位外表有各种方式：如平面，内孔，外圆，成工件的定位外表有各种方式：如平面，内孔，外圆，成型面，组合外表等，对这些外表应采用不同的方法来实现。型面，组合外表等，对这些外表应采用不同的方法来实现。定位设计时应做的任务及步骤：定位设计时应做的任务及步骤：A根据加工零件的工序要求合理布置支承点根据加工零件的工序要求合理布置支承点B正确思索定位方法正确思索定位方法C选用恰当的定位元件选用恰当的定位元件 2. 4 工件在夹具上的定位工件在夹具上的定位一、常用定位方式与定位元件一、常用定位方式与定位元件工件常用定位外表工件常用定位

23、外表 以平面定位以内孔定位以外圆外表定位以平面定位以平面定位 根本支承辅助支承固定支承可调支承自位支承 支承钉、支承板根本支承：限制自在度，真正起定位作用根本支承：限制自在度，真正起定位作用辅助支承：不限制自在度，起预定位、添加工件和夹具刚性等作用辅助支承：不限制自在度，起预定位、添加工件和夹具刚性等作用一工件以平面定位一工件以平面定位 1根本支承根本支承 (1)固定支承：安装到夹具上后，不可装配或调理。分为支承板固定支承：安装到夹具上后，不可装配或调理。分为支承板和支承钉。和支承钉。支承钉：用于小平面未加工或已加工外表的定位。支承钉：用于小平面未加工或已加工外表的定位。a.分类：分类： 平头

24、：用于经过精加工的外表，面接触。平头：用于经过精加工的外表，面接触。球头：点接触，可保证接触位置相对稳定，但易磨损，夹紧时球头：点接触，可保证接触位置相对稳定，但易磨损，夹紧时使加工外表产生压陷，产生较大安装误差，不易使几个支承钉使加工外表产生压陷，产生较大安装误差，不易使几个支承钉坚持在同一平面内，用于精加工中坚持在同一平面内，用于精加工中网纹顶面：与定位面摩擦力较大，可住妨碍工件挪动，加强定网纹顶面：与定位面摩擦力较大，可住妨碍工件挪动，加强定位稳定性，精中易积屑，多用在粗糙外表的侧面定位。位稳定性，精中易积屑，多用在粗糙外表的侧面定位。 b.支承钉尾部与基体孔的配合： 过盈配合：H7/r

25、6 或H7/n6 加中间套(可换)：套与夹详细上孔为过盈配合，套与支承钉尾部可选过渡配合H7/js6c.支承钉布置原那么：三点：组成的平面面积尽能够大 二点：间隔尽能够长 一点：应与切削力方向对应 支 承 钉Lh支承板支承板 用于较大已加工平面用于较大已加工平面的定位，所以常出如今精的定位，所以常出如今精基准定位中，一个支承板基准定位中，一个支承板的作用，相当于两个支承的作用，相当于两个支承钉，消除两个自在度。钉，消除两个自在度。支 承 板B 型A 型a.构造方式及运用场所：A型 制造简单，常用于底面定位B型 切有斜槽，易于 清屑，常用于侧面定位b.运用场所：用于难以用支承钉布置成适宜的、稳定

26、的定位中。工件刚度缺乏，定位面又小,并且切削力不能恰好作用在支承上。图(a)薄板上钻孔，支随钉使工件变形。图(b)(a)(b)不宜用三个钉支承定位的情况接受较大力的场所，维护精加工外表。方便安装：如侧面支承板取代两支承钉，可防止长死。 c. 资料：资料：D12的支承钉和小型支承板，用较好的的支承钉和小型支承板，用较好的T7A钢，淬硬钢，淬硬HRC60-64对对D12的支承钉和大型支承板，普通用的支承钉和大型支承板，普通用20#钢渗碳淬火，钢渗碳淬火，渗碳深度为渗碳深度为0.81.2mm,硬度至硬度至HRC6064 d.留意留意为坚持几块支承板在同一平面上，在装配后应将顶部进展统为坚持几块支承板

27、在同一平面上，在装配后应将顶部进展统磨。磨。有精度要求或使支承板装配结实，需加定位销。有精度要求或使支承板装配结实，需加定位销。(2)可调支承可调支承 可调支承可调支承:适用于毛坯分批制造，其外形和尺寸变化较大的粗基适用于毛坯分批制造，其外形和尺寸变化较大的粗基准定位并适用于同一夹具加工外形一样而尺寸不同的工件及公用可准定位并适用于同一夹具加工外形一样而尺寸不同的工件及公用可调夹具或组合夹具中。调夹具或组合夹具中。 方法：方法：一批工件调一批工件调整一次，调整一次，调整后应锁紧。整后应锁紧。(3)自位支承自位支承 浮力支承浮力支承123(a)(b)(c)自 位 支 承 特点：有定位元件有多个任

28、务点与工件接触，定位元件在定位过程中 所处的位置，随工件定位基准面位置的变化而自动与之顺应，其作用相当于一个固定支承，因此，只限制一个自在度。由于添加了与工件定位基准面接触的点数，故可提高工件的安装刚 性，适用于以粗基准定位，刚性缺乏或不延续外表的定位。 留意：设计自位支承时，应思索可动部分有足够的摆动余动。 2、辅助支承、辅助支承a. 特点：根据六点定位原理，工件定位原理，工件定位夹紧特点：根据六点定位原理，工件定位原理，工件定位夹紧后，假设工件刚性很差，在切削力和夹紧力的影响下，会后，假设工件刚性很差，在切削力和夹紧力的影响下，会发生变形和振动。为此，需添加辅助支承，减小变形，以发生变形和

29、振动。为此，需添加辅助支承，减小变形，以提高刚性和稳定性。提高刚性和稳定性。辅助支承的作用0+TAA312b.作用：由于辅助支承是在工件定位后才参与支承，因此不起作用：由于辅助支承是在工件定位后才参与支承，因此不起任何消除自在度作用，只起减小工件变形和振动的作用。任何消除自在度作用，只起减小工件变形和振动的作用。各种辅助支承在每次卸下工件后，必需松开，装上工件后各种辅助支承在每次卸下工件后，必需松开，装上工件后再进展调整和锁紧，另外，辅助支承不应破坏原有定位。再进展调整和锁紧，另外，辅助支承不应破坏原有定位。 c.运用场所：运用场所： 起预定位作用起预定位作用 提高夹具工件的稳定性提高夹具工件

30、的稳定性 提高工件的刚性提高工件的刚性d.构造方式：构造方式：螺旋式：构造简单，易顶起工件，用限力板手，逐个调整、螺旋式：构造简单，易顶起工件，用限力板手，逐个调整、效率低、常用于单件小批消费中效率低、常用于单件小批消费中自位式：效率高，弹簧力不可太大，自位式：效率高，弹簧力不可太大，tgf，保证自锁，保证自锁推引式：适用于工件较重，切削负荷大的场所二工件以外圆定位二工件以外圆定位工件以内孔定位时，常用的有V形块、定位套筒及剖分套筒、自动定心机构三爪长盘、弹簧夹头、锥孔、自动定心夹头1. V形块形块V形块的定位情况：形块的定位情况：a. V形块构造：形块构造：(已规已规范化范化 常取常取90或

31、或120 工艺槽：降低应力工艺槽：降低应力集中，便于集中，便于v形任务面形任务面加工。加工。 支承面和底面精度支承面和底面精度要求较高要求较高 安装时，需采用定安装时，需采用定位销孔位销孔(有定位销孔和有定位销孔和安装孔安装孔)b.特点：特点：对中性好程度方向对中性好程度方向所定位的程度轴中心位置垂直方向，随所定位的程度轴中心位置垂直方向，随V形块夹角形块夹角 及工及工件直径的误差而发生变化件直径的误差而发生变化V形块装在夹详细形块装在夹详细C时，除用螺钉紧固外，还要加装定位销时，除用螺钉紧固外，还要加装定位销 c. 资料：资料：20钢钢, 热处置：渗碳深热处置：渗碳深度度0.8-1.2mm,

32、 淬硬淬硬HRC60-64，大型，大型V形块，形块，可用铸铁在支承面可用铸铁在支承面C镶镶以碎硬耐磨的钢板以碎硬耐磨的钢板 d.主要构造参数：主要构造参数： V形块已规范化，绘制形块已规范化，绘制V形块任务图时，可不绘制图形，形块任务图时，可不绘制图形，但应注明尺寸但应注明尺寸C、H、hhH+D/2HCaD尺寸h：h0.5D用于大直径定位 h1.2D 用于小直径定位H：用于检验形块精度2.定位套筒及剖分套筒定位套筒及剖分套筒定位套筒定位套筒特点：特点：元件构造简单，定心精度元件构造简单，定心精度不变；不变；当工件外圆与定位圆孔配当工件外圆与定位圆孔配合较松时，易使工件倾合较松时，易使工件倾斜，

33、可思索利用套筒内斜，可思索利用套筒内孔及端面一同定位；孔及端面一同定位；当端面大时，定位孔应短当端面大时，定位孔应短些，以防止产生过定位。些，以防止产生过定位。 定位套与夹详细配合： 小：H7/r6或H7/s6 较紧大：N7/R6或H7/js6 较松，装入后再用螺钉拧紧剖分套筒剖分套筒 主要用于大型轴类零件的精主要用于大型轴类零件的精细轴经定位，以便于安装。细轴经定位，以便于安装。构造构造:下半孔起定位作用下半孔起定位作用 上半孔起夹紧作用上半孔起夹紧作用剖分套筒3.外圆定心夹紧机构外圆定心夹紧机构三工件以内孔定位三工件以内孔定位 工件以内孔定位时，常用的有：定位销、定位心轴、自动定心机构如三

34、爪卡盘、弹簧心轴等。 1.定位销：通常结合端面定位定位销：通常结合端面定位 构造方式：构造方式：a. d10 d太小，不宜开退刀槽，太小，不宜开退刀槽，轴肩下埋；轴肩下埋； b. d10 带有台肩，端面定位可带有台肩，端面定位可防止夹详细磨损；防止夹详细磨损；c. d16 凸肩与退刀槽合二为一；凸肩与退刀槽合二为一；d. 可换式：用于大量消费中，易于可换式：用于大量消费中，易于改换，改换时为防止改换，改换时为防止 破坏夹详细破坏夹详细加上衬套，定位销与衬套配合加上衬套，定位销与衬套配合H7/js6、H7/n7( a)(b)( c)(d)定 位 销另外还有一种定位销：圆锥销特点：定心好，轴向定位

35、精度不高，常用于浮动定位中 圆锥销削 边 销2.刚性心轴刚性心轴根据工件的外形和用途的不同，定位心轴的根据工件的外形和用途的不同，定位心轴的结论方式很多，常用的有以下几种方式：结论方式很多，常用的有以下几种方式：a.带小锥度的心轴带小锥度的心轴1/50001/1000：限：限5个自在个自在度，定心精度高，可达度，定心精度高，可达0.0050.01mm，但轴向位，但轴向位移大，传送扭矩小，运用于精加工中。移大，传送扭矩小，运用于精加工中。b.圆柱形心轴：工件与心圆柱形心轴：工件与心轴定位部分为过盈配合采轴定位部分为过盈配合采用用r6、s6配合，轴向位置配合，轴向位置较固定经过限位套前较固定经过限

36、位套前编加有导向部分，与工件编加有导向部分，与工件为间隙配合的保证工件用为间隙配合的保证工件用手能自在套入手能自在套入c.心轴：工件与心轴为间隙配合，心轴采用心轴：工件与心轴为间隙配合，心轴采用h6、g6、f7制制造，同心度不高，装卸方便，端部夹紧。造，同心度不高，装卸方便，端部夹紧。d.花键心轴花键心轴3.内圆定心夹紧机构内圆定心夹紧机构用于内孔的定心夹紧机构，其作用原理与外圆定位用于内孔的定心夹紧机构，其作用原理与外圆定位时是一样的。区别仅在于孔定位时，支承等速远离中心时是一样的。区别仅在于孔定位时，支承等速远离中心挪动，与工件孔外表接触。挪动，与工件孔外表接触。 孔用涨紧套四工件以组合外

37、表定位四工件以组合外表定位 以上所述的定位方法，全指工件以单一外表定位。实践上，零件往往是以几个外表同时定位的，例如:用两个平行孔、两个平行阶梯外表、阶梯轴的两个外圆等等，这都称为“工件以组合外表定位。工件以组合外表定位时，几个定位外表间的相互位置，总是具有一定的误差，假设将一切的支承元件都做成固定的，工件将不能正确定位甚至无法定位。因此，在组合外表定位时，必需将其中的一个或几个支承做成浮动的，或虽是固定的，但能补偿其定位面间的误差。1.以轴心线平行的两孔定位一面两孔以轴心线平行的两孔定位一面两孔 工件以两孔定位的方式，在消费中普遍用于箱体类大、中型零件的加工中，如机床主轴箱、发动机机体。 以

38、一面两孔定位以一面两孔定位用箱体的两孔及平面定位的分析用箱体的两孔及平面定位的分析假设以两个圆柱销作定位件时，常会产生过定位景象，呵斥后果：工件能够无法安装。D10+DS12D0+S2Dd1- dS1- dX12d- d- dXS222122工件以两孔定位（a）（b） LLg LLxLL-x L+gLLxgL 处理方法：处理方法：(1)右孔与右销间给予较大的配合间隙，足以补偿工件两孔和右孔与右销间给予较大的配合间隙，足以补偿工件两孔和两销中心距的误差，但这样定位误差较大有时也会呵斥工件位两销中心距的误差，但这样定位误差较大有时也会呵斥工件位置的偏斜。置的偏斜。(2)将右边定位销在两销连心线的垂

39、直方面削去两边，做成削将右边定位销在两销连心线的垂直方面削去两边，做成削边销，这样在此连心线方向上获得间隙补偿；能使工件两孔与边销，这样在此连心线方向上获得间隙补偿；能使工件两孔与两销顺利安装且使定位较准确。两销顺利安装且使定位较准确。比较：方法比较：方法1简单，但增大转角误差。简单，但增大转角误差。方法方法2更为科学。更为科学。 削边销的宽度计算，应思索在图纸规定公差范围内的任一工件，都能保证装到夹具的两定位销上，这要分析能够出定位削边销的宽度计算削边销的宽度计算干涉的极限情况。图中为工件装在夹具上的一种极限位置，这时为：O1为孔1及销1的中心；O2为销2的中心，O2 为销2的中心2122L

40、L-x L+gLLxgL d2 maxD2 minD1 mind1 maxO2O2BAEC干涉最容易发生在：干涉最容易发生在：工件两孔的直径最小：工件两孔的直径最小：D1min, D2min夹具两销的直径最大：夹具两销的直径最大：d1max, d2max且销距与孔距偏向向相反方向。且销距与孔距偏向向相反方向。 如：如：工件两孔的孔距最大：工件两孔的孔距最大：L+ Lg，而夹具两销的销距最小：，而夹具两销的销距最小：L Lx工件两孔顺利装到销上的条件：工件两孔顺利装到销上的条件：工件两孔与顺利装到夹具两销上的最小间隙为：工件两孔与顺利装到夹具两销上的最小间隙为：1 = D1min d1max 2

41、 = D2min d2max 假设假定工件安装时，左边的孔、销两中心O1重合；右边孔中心 的偏移量这时为： xgLLOO 22 由于这一偏移，使销2与孔2产生了新月形的干涉区图中的阴影部分。假设将销2的削边后宽度b ，便不再发生干涉。而b的大小，即可按几何关系进展计算： BCxgLLOOdDBObEOdBOBEOOEOBOEOBOBEOBEO 222max2min222max222222222222222;22;2;2:)(式式中中等等高高，和和1代入1式，得：)(2)2(2max22xgLLdb 约去高阶微量，得削边销宽度为：)(2min22xgLLDb 消费中，削边销宽度b常按工件孔的根本

42、尺寸D2选定。此时，由上式可得最小间隙2： min22)(2DLLbxg ?D2bB2D36688202025253232404050b2345568BD 0.52D 12D 22D 32D 42D 522削削 边边 销销 的的 尺尺 寸寸再根据 ，d2maxD2min2可算出削边销的尺寸及偏向。 例：知某工件用两个孔定位，孔间距要求1100.03。试设计一个圆柱销、一个削边销的各有关定位尺寸。 解：1确定两定位销的中心距尺寸及偏向销距的根本尺寸Lx与孔距的根本尺寸Lg一样，其偏向为：Lx Lg。取：LLx110 0.03Lg1100.01留意：假设工件孔间距上、下偏向在零件图上非对称分布时，

43、应将其转化为对称方式。)3151( 312确定圆柱销直径尺寸确定圆柱销直径尺寸d1及偏向及偏向通常以该工件孔的最小尺寸通常以该工件孔的最小尺寸D1min作为圆柱销的根本尺寸作为圆柱销的根本尺寸d1，其配合的偏向普通以，其配合的偏向普通以g6或或f7选取。选取。 应选：应选：d18.035 g6 3选定削边销根本尺寸选定削边销根本尺寸d2及偏向及偏向首先，查表得削边销宽度首先，查表得削边销宽度b及其它构造尺寸及其它构造尺寸当当D28时，得时，得b3， BD21817。d2maxD2min2D2min 8.035 8.005普通以普通以d2max作为削边销的根本尺寸，与该孔的配合可选取为作为削边销

44、的根本尺寸，与该孔的配合可选取为h6。所以取：所以取：d28.005 h6= 005. 0014. 0035. 8 030. 0021. 08 min2)(2DLLbxg 035. 8)01. 003. 0(32 0009. 0005. 8 005. 0004. 08 假设工件在垂直平面定位后，再将工件左端外圆、用圆孔或V形定位时，那么工件右端外所用的V形块，一定要做成浮动构造，这时只起限制一个自在度的作用，否那么就会过定位。 2.以轴心线平行的两个圆外表定位以轴心线平行的两个圆外表定位 两个零件a、(b)，均需以大孔及底面定位，加工两个小孔。可以有两种定位方案，视其加工尺寸要求而定。根据其准

45、重合原那么，如图a零件应选用图(c)方案：即平面用支承板定位，3.以一个孔和一个平行于孔中心线的平面定位以一个孔和一个平行于孔中心线的平面定位A2A2HdhA1A2HdhA2A1孔用削边销定位，且削边方向应平行于定位平面，以补偿孔中心线与底面间间隔的尺寸误差公差。再如图b零件那么宜采用图d的方案，即孔用圆销定位，而平面下方那么参与梯形块可使定位平面升降，以补偿工件孔与平面间的尺寸误差。 2. 5 定位误差定位误差1、定位误差 把工件上被加工外表的设计基准相对于定位元件任务外表在加工尺寸方向上的最大变动量，称为“定位误差。 一、定位误差的产生一、定位误差的产生 分析：右图齿轮轮齿加工中定位对下两

46、项技术坐标的影响节圆中心与内孔中心的同轴度轮齿周节误差2、定位误差产生缘由a.一批工件彼此在尺寸、外形及相互位置上均存在差别，而夹具定位元件也有制造误差。b.工件的定位基准与设计基准不重合，或工件的定位基准与定位元件的任务外表之间存在间隙。c.工件用夹具定位加工时，只按定程法即调整法加工一批工件，假设按逐件试切法加工，那么根本不存在定位误差。仅有加工误差等误差来源误差来源 a.基准不重合误差b.定位元件制造误差c.基准位移误差 工序二：加工平面工序二：加工平面1时，图纸要求的设计尺寸为时，图纸要求的设计尺寸为AA，而，而加工时刀具调整尺寸加工时刀具调整尺寸CAA 。因此，即使不思索本工序。因此

47、，即使不思索本工序的加工误差，这种定位方法也将能够使加工尺寸的加工误差，这种定位方法也将能够使加工尺寸A发生变化发生变化在工序一留下的误差在工序一留下的误差 范围范围H内动摇，因此也就产生内动摇，因此也就产生了定位误差了定位误差A 。 1、基准不重合误差、基准不重合误差工序一：加工平面工序一：加工平面2时，定位基准与设计基准重合，其图纸的时，定位基准与设计基准重合，其图纸的设计尺寸设计尺寸 与加工时刀具调整控制尺寸与加工时刀具调整控制尺寸 对一批工件说，可看对一批工件说，可看作为常量不变两者一致，那么定位误差作为常量不变两者一致，那么定位误差A=0 。 图中零件，底面3与侧面4已加工好，需加工

48、平面1、2，均用底面及侧面定位。H +-HA+-ACH H+-AA+-C-H HH H+1234(a) 工作（b)工序一(c) 工序二 (d) 工序二 改进基准不重合产生的定位误差定位误差大小计算定位误差大小计算1 画出被加工零件定位时的两个极限尺寸的位置画出被加工零件定位时的两个极限尺寸的位置 2 从图形中的几何关系，找出零件图上被加工尺寸方向上从图形中的几何关系，找出零件图上被加工尺寸方向上之设计基准的最大变动量最大值与最小值之差。因此，之设计基准的最大变动量最大值与最小值之差。因此，工序二尺寸工序二尺寸A的定位误差的定位误差A为：为： A=(H+H)(H-H) = 2H 上述的误差完全是

49、由于定位基准和设计基准不重合引起的，可称这类定位误差为“基准不符误差。为提高定位精度，设计夹具时尽量使定位基准与加工外表之设计基准重合。但定位精度虽然提高了，有时使得夹具构造复杂，工件安装不便, 稳定性和可靠性变差。消费中只需在满足工艺的要求前提下，假设能降低工序本钱，基准不重合的定位方案，也允许选用。 2、定位元件制造误差、定位元件制造误差 由于夹具定位元件和工件定位基准本身有制造误差，也能够使工件被加工外表的设计基准，在加工尺寸方向上产生变动而构成定位误差。 CH H+ _CH0sH+DDs+0sd-dxdAoo1( a )( b ) 基 准 位 移 产 生 的 误 差1oo心线与轴心线重

50、合，那么设计基准与套到心轴上，还应留有最小间隙，故孔和轴中心线必然不重合图b也会使工件的定件基准位置产生变动而下移。所以通常称这另一类定位误差为“基准位移误差。其大小分析如下： 1ooAAo图a假设心轴程度放置，工件以内孔中心 O为定位基准，套在心轴中心O1上，要求加工上平面HH。在理想形状时，孔 留意轴如图b程度放置时：工件内孔一直与心轴上母线A单边接触。当内孔和心轴尺寸为Dmax 及 dmin时，设计基准O在最下面设计基准变动最大值：OO1maxOAO1A Dmax/2 dmin/2=DsD/2dxd/2 =sD/2sd/2 同理，当内孔和心轴尺寸为 Dmin及dmax时，设计基准O在最上

51、面设计基准变动最小值：OO1minDmin/2dmax/2=D/2(dsd)/2=sd/2 所以，H的定位误差，即为设计基准0在H尺寸方向上的最大变动量，应为：H=OO1maxOO1minsD/2+xd/2(xd/2) =sD/2+(xd/2sd/2)TD/2Td/2 假定：孔径为 ， 销径为sDD 0sdxdd 结论： 这时的基准位移呵斥的定位误差为内孔公差和心轴公差之和的一半，且与间隙 无关。 假设心轴垂直放置，就能够心轴与工件内孔恣意边接触，那么应思索加工尺寸方向的二个极限位置及孔轴间隙 ，故定位误差为：HTDTd 。 由此可见，工件定位基准和夹具定位元件本身的制造误差，也是直接影响定位

52、精度的。在设计夹具时，除应尽量满足基准重合原那么外，还应根据加工零件的精度要求，合理规定定位元件的制造精度和限制加工零件上与定位基准有关的公差值。二、定位误差的计算二、定位误差的计算 工件定位误差的本质是工件上被加工外表的设计基准相对于定位元件任务外表在加工尺寸方向上的最大变动量，因此，计算定位误差时，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。1、定位误差计算的方法、定位误差计算的方法定位误差计算的方法定位误差计算的方法 几何法微分法2、用几何方法计算定位误差、用几何方法计算定位误差例：工件在运用心轴、销、定位时，常会思索留有间隙而需求进展定位误差计算。(以两孔定位为

53、例(a)o1o21222Le1e2e3(b)d1maxD1minTD1Td1左端：左端：孔径孔径 ，公差为公差为TD1；销；销径径 ，公差为公差为Td1；最；最小间隙为小间隙为1。 101DsD 111ddsxd 右端：右端：孔径公差为孔径公差为TD2；销径公；销径公差为差为Td2；最小；最小间隙为间隙为2。 先单独分析左端圆销1的定位情况。销与孔之间的最大间隙为：1 1 TD1 Td1 。 1将使一批工件安装时孔的中心偏离销的中心。其中偏心位移误差范围，是以 1为直径的圆，圆心即为销的中心O1如图b中所示。 分析：分析： 再分析削边销2定位情况： 由于削边销不限制X 的挪动自在度，而限制Z的

54、转动自在度，所以孔2与削边销2的中心偏移范围为： 在X方向： x 1 1 TD1 Td1 在Y方向： y 2 2 TD2 Td2 。这时的误差范围近似为一个椭圆见图b。 孔1、2的中心偏移误差组合起来，将引起工件的两种定位误差：综合误差(1) 纵向定位误差：即在两孔联心线方向的最大能够挪动量纵向定位误差：即在两孔联心线方向的最大能够挪动量 x 。 x 1 1 TD1 Td1 相当于第一孔定位误差相当于第一孔定位误差 (2) 角度定角度定位误差：即位误差：即工件绕工件绕O1和和O2的最大偏的最大偏转角转角 。 2ey12ey2(c)一面两孔定位时的定位误差计算o1o2LTDTDTdTdLtgyy

55、2)()()(221212121 角度定位误差：角度定位误差：由上式看出，欲减小，可以从两方面着手：i提高孔与销的加工精度，减小配合间隙；ii增大孔间距。故在选择定位基准时，应尽能够选间隔较远的两孔；假设工件上无适宜的两孔而需另设工艺孔时，两工艺孔也应布置在具有最大间隔的适当部位。 假设采用以上两种措施还不能满足要求，应采用单边靠。此时，角度误差为：分析：分析：Ltgyy2|21 2、用微分方法计算定位误差、用微分方法计算定位误差例、工件用V形块定位加工键槽时的定位误差计算。 用V形块定位加工键槽时的定位误差计算D(c)(b)(a)CAAOOOFEAaHHH123加工键槽时，普通有两项工序要求

56、：1尺寸H；2键槽对工件外圆中心的对称度。标注键槽设计尺寸H时，有三种不同的标注方法：(a)要求保证上母线到加工面尺寸H1；(b)要求保证下母线到加工面尺寸H2；(c)要求保证上母线到加工面尺寸H3。假设忽略工件的圆度误差和V形块角度误差，可以为工件外圆中心在程度方向上的位置变动量为零2sin22sinadaOEOA )2(sin42cos)(2sin21)(2aadddaOAd 知：工件外圆直径为d，公差为Td，V形块两斜面夹角为a，求各种规范方式下的定位误差？解： 首先：写出O点工件基准点至加工尺寸方向上某固定点通常取点A的间隔A(a)EOH1再对上式求全微分2sin21aTdH Taaa

57、dTdadh)2(sin42cos2sin212 用微小增量替代微分，并将尺寸误差视为微小增量，且思索到尺寸误差可正可负，各项误差应取绝对值，故定位误差为：假设运用同一夹具进展加工，那么Ta0所以12sin12 adOCOACA12sin122 aTdH 12sin12 adODOADA12sin123 aTdH 同理：A(c)H2CaEDOF(b)AOH3请用几何解法求解上题AO 1O 2r21r用几何解法求上题：2sin22sin22sin21221211aTdadadAOAOOOH 经过以上计算，可得出如下结论：1 ，即定误差随毛坯误差增大而增大。2 与V形块夹角有关。即定位误差随增大而

58、增减小， 但定 位稳定性却差了，故普通选用=90。3 与加工尺寸标注方法有关。分析：分析：Td H 留意：留意： 定位误差是对采用调整法加工的成批消费或小批消费中，在数控机床上加工时也在定位误差； 对采用试切法加工的小批消费中不存在定位误差。H 保证规定加工精度实现的条件保证规定加工精度实现的条件 工件利用夹具加工时，影响加工精度的误差要素除定位误差外，尚有：1.夹具的有关制造误差制造 这个误差主要包括夹具制造时的两项误差：确定刀具位置的元件和引导刀具的元件与定位元件间的位置误差；定位元件与夹具安装到机床上的安装基面间的位置误差。2.夹具安装误差安装 即是夹具在机床上的定位误差。3.加工误差加

59、工指上件在切削过程中所产生的误差。如机床的任务精度，刀具的磨损和跳动，刀具相对工件加工位置的调整误差，以及工艺系统在加工过程中的弹性变形等。 为了保证工件的加工精度，必需使上述一切误差要素对工件加工的综合影响，控制在工件所允许的公差T公差范围之内，即：制造 安装 加工 T工件 上式即为保证规定加工精度实现的条件，也称为用夹具安装加工时的误差计算不等式。为使T工件做到合理地分配给以上机械加工中产生误差的各个环节，通常在夹具设计时，夹具上定位元件之间，定位元件与引导元件之间，以及其他相关尺寸和相互位置的公差，普通取工件上相应公差的1/51/2，最常用的是1/31/2，因粗加工的T工件大，此时，夹具

60、上相应公差取小的比例。 2. 6 工工 件件 的的 夹夹 紧紧一、工件夹紧的根本要求一、工件夹紧的根本要求 夹得稳：不破坏稳定的正确定位，以作平衡，刚度足够；夹得稳：不破坏稳定的正确定位，以作平衡，刚度足够； 夹得牢：夹紧力要适宜，过大工件变形或损伤，影响加工夹得牢：夹紧力要适宜，过大工件变形或损伤，影响加工精度，过小工件加工中易挪动或产生振动，同时，夹紧安装精度，过小工件加工中易挪动或产生振动，同时，夹紧安装应保证自锁，即原始夹紧力去除后，工件能坚持夹紧形状；应保证自锁，即原始夹紧力去除后，工件能坚持夹紧形状；夹得快：机构简单、紧凑、操作平安、省力、迅速方便。夹得快：机构简单、紧凑、操作平安