内燃机制造工艺学机床夹具设计原理

1、第四章机床夹具设计原理4.1机床夹具的基本概念机床夹具的定义和组成1.夹具的定义：将工件进行定位、夹紧，将刀具导向和对刀，以保证工件和刀具相对位置关系的附加装置称夹具2.夹具的组成定位元件、加紧元件、导向元件和对刀装置、连接元件、夹具体、其他元件和装置。夹具的作用保证加工质量、提高生产效率、扩大机床的工艺范围、减轻劳动强度等。夹具的分类及工件的加工误差1.按机床夹具的应用范围分：通用夹具；专用夹具；成组夹具；组合夹具；随行夹具2.工件在加具中的加工误差工件的加工误差误差值的估算夹具的制造误差: (1/31/5)T安装误差和对定误差: 占整个加工误差的1/34.2定位方式、定位元件及工件的定位误

2、差定位方式、定位元件工件的定位基准面：平面、外圆和内孔定位元件：支撑钉（板）、V型块、定位套、定位销、芯轴等定位要求：符合六点定位原理必要的定位精度D=c+b +wc+w=位置误差位置对定位元件的设计要求： 与工件相应的精度 足够的刚度不变形 有足够的硬度耐磨性1.以工件上的平面定位定位元件 可调支撑 基本支撑 固定支撑 支撑钉定位元件 自位支撑 支撑板 辅助支撑a.固定支撑:尺寸固定，不能进行调节定位元件:支撑钉、支撑板b.可调支撑:粗基准，用于调节毛坯尺寸误差c.自位支撑：浮动支撑，只起一个支撑点作用，粗基准，增加工件刚度d.辅助支撑：不限制工件的自由度，只增强工件的刚度定位分析：2.以工

3、件上的外圆柱面和圆锥面定位 以工件上的外圆柱面定位 定位元件：V型块、套筒或半圆座孔 V型块定位定位分析： 圆柱孔和半圆柱孔定位 三爪卡盘、套筒以工件上的外圆锥 面定位 定位元件：圆锥孔3.工件以内孔定位工件基准面是内圆柱孔定位元件：圆柱销、锥销和心轴a.圆柱销和菱形销b.锥销c.圆柱心轴d.弹性心轴工件基准面是内圆锥孔定位元件：圆锥心轴、顶尖a.圆锥心轴b.顶尖定位分析：定位误差分析及其计算方法 一.定位误差的概念及其产生的原因结论 定位误差只产生在采用调整法加工一批工件的情况下，若一批工件逐个按试切法加工则不存在定位误差；定位误差是由于工件定位不准而产生的加工误差，它的表现形式为工序基准相

4、对加工面可能产生的最大尺寸或位置变动范围，它产生的原因是工件的制造误差、定位元件的制造误差，两者的配合间隙及基准不重合等定位误差由基准位置误差和基准不重合误差两部分组成，当定位无位置变动，则基准位置误差为零，等定位基准与工序基准重合，则基准不重合误差为零；定位误差的计算可化出一批工件定位可能产生定位误差的两种极限位置，再通过几何关系求出。二各种定位方法的定位误差1平面定位时的定位误差2圆孔表面定位时的定位误差工件上圆孔与刚性心轴或定位销过盈配合。定位元件水平或垂直放置工件上圆孔与刚性心轴或定位销间隙配合。定位元件水平或垂直放置工件上圆孔在锥度心轴或锥面支撑上定位3.外圆表面定位时的定位误差定位

5、方式:定心定位和支撑定 位。 定心定位：套筒、圆柱孔定位误差与孔定位同。支撑定位：V型块4.圆锥表面定位时的定位误差定位元件：圆锥心轴或顶针定位误差与锥孔或顶尖孔的尺寸公差TD和圆锥心轴或顶针的锥角有关二表面组合定位时的定位误差1.平面组合定位2.平面与内孔组合定位平面与一个与平面垂直的内孔一面一孔一面两孔定位3提高工件在夹具中的定位精度的主要措施 减少或消除基准的位置误差选用基准位置误差小的定位元件，如自位支撑合理布置定位元件在夹具中的位置:两孔一面定位两孔距 合理选取工件第一、二、三定位基准面 提高工件定位表面与定位元件的配合精度 消除或减少基准不重合误差4.3工件的夹紧及夹紧机构1.夹紧

6、2.夹紧装置的组成：动力源部分、中间传动机构、夹紧元件。3.对夹紧装置的基本要求保证而不是破坏定位；夹紧力的大小位置不变、工件不变形；良好的自锁；操作方便、省力、效率高；成本低结构简单、成本低4.夹紧力的确定夹紧力的方向、作用点及大小夹紧力的作用方向夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面夹紧力的方向应有利于减小夹紧力夹紧力的作用点应在支撑元件的支撑面内应作用在刚性好的部位上不变形应尽量靠近切削部位夹紧力的计算计算法、类比法夹紧装置： 简单夹紧装置（斜楔、螺旋、偏心、杠杆、铰链等） 复合夹紧装置 联动夹紧装置（定心夹紧同时进行） 机动夹紧装置（气动、液压、气液联合、电动、电磁）1.斜楔夹紧机构2.螺

7、旋夹紧机构简单螺旋夹紧机构螺旋压板机构2. 偏心夹紧机构: 作用原理、几何特性和受力分析3.定心夹紧机构弹性定心夹紧机构液体塑料定心夹紧机构5.联动夹紧机构：可对一个工件的几个点或对多个工件同时夹紧6.机动夹紧机构有气动、液压、气液联合、电动夹紧机构。4.3各类机床的夹具及其设计机床常用夹具1. 车床常用夹具2. 钻床夹具3. 镗床夹具4. 铣床夹具夹具设计步骤1.专用夹具设计内容 夹具总装图和零件图夹紧力的计算和夹紧机构的核算定位精度的分析计算 2.对夹具设计的基本要求保证工件的加工技术要求满足生产率的要求，手动？机动？结构简单，尽量采用标准件，工艺性好。夹具操作方便、便于排销，安全可靠。

8、3.夹具设计步骤 分析图纸资料，明确设计任务a. 分析产品零件图：了解零件结构形状、各加工表面的尺寸、位置精度和技术要求及毛坯情况，零件的材料、硬度及重量，生产批量和夹具需用情况。b. 熟悉零件的工艺过程：零件前一道工序和本工序的定位基准、加工方法和要求、加工精度、表面粗糙度。c. 了解机床和刀具情况。d. 设计夹具用的国家标准和工厂标准。 夹具结构方案设计、绘制夹具草图a. 确定定位方案b. 选择对刀元件和导向元件c. 确定夹紧方案：方式、着力点、大小d. 确定其它部分的结构型式；分度装置、夹具体、连接方式e. 绘制结构方案的草图 绘制夹具总图a. 确定图纸型号、布置草图b. 画出工件轮廓、

9、定位基准面，加工表面、夹紧面c. 画出夹具的定位元件、导向、对刀元件d. 画出夹紧机构、夹具体和其它机构e. 绘制零件编号和明细表、说明技术要求 夹具零件图的绘制 4.实例：连杆铣槽工序的设计过程练习五：机床夹具设计原理一、判断题（正确的在题后括号内划“”，错误的划“×”。）1用六个支承点就可使工件实现完全定位。2工件夹紧变形会使被加工工件产生形状误差。3专用夹具是专为某一种工件的某道工序的加工而设计制造的夹具。4随行夹具一般是用于自动线上的一种夹具。5斜楔夹紧的自锁条件是：楔角口应小于两接触面摩擦角之和。6机床、夹具、刀具三者就可以构成完整的工艺系统。7采用机床夹具装夹工件，主要是

10、为了保证工件加工表面的位置精度。8工件加工时，采用完全定位、不完全定位都是允许的。9专为某一种工件的某道工序的加工而设计制造的夹具，称为组合夹具。10工件以平面定位时的定位误差，只有基准位移误差。二、多项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一至四个正确的答案）1定位误差产生的原因有（ ）。 A工件定位基面的制造误差 B定位元件工作表面的制造误差C工序基准与测量基准不重合误差 D工序基准与定位基准不重合误差2通常哪几种机床夹具有刀具的导向元件（ ）。 A车床夹具 B铣床夹具 C钻床夹具 D镗床夹具3在机械加工中，用来确定和保持加工时工件在夹具中位置的元件有（ ）。 A，定位元件 B夹紧元件 C

11、对刀导向元件 D连接元件4V形块上两斜面的夹角。一般选用（ ）。A45º B70º C90º D120º5通常在哪些机床夹具上不设置对刀装置？（ ） A车床 B铣床 C刨床 D磨床6常用的夹紧机构中，自锁性能最可靠的是（ ）。 A斜楔 B螺旋 C偏心 D铰链7夹具的动力装置中，最常见的动力源是（ ）。 A气动 B气-液联动 C电磁 D真空8箱体类工件常以一面两孔定位，相应的定位元件应是（ ）。 A一个平面、二个短圆柱销 B一个平面、一个短圆柱销、一个短削边销 C一个平面、二个长圆柱销 D一个平面、一个长圆柱销、一个短圆柱销9如图示，在圆球上铣平面，保证尺

12、寸片，需要限制几个自由度？（ ）A 1个 B3个 C2个 D1个10用双顶尖装夹工件车削外圆，限制了（ ）个自由度。 A6个 B5个 C4个 D3个11下列哪一种定位不能采用（ ）。A完全定位 B不完全定位 C过定位 D欠定位12工件以平面作为定位基准面时的定位元件（ ）。 A支承扳 B自位支承 C可调支承 D定位销13工件定位基准面为内圆柱孔时的定位元件为（ ）。 A弹性心轴 B锥销 C可调支承 D定位销 14工件定位基准面为外圆柱孔时的定位元件为（ ）。AV型块 B套筒 C三爪卡盘 D半圆柱孔15机床夹具中，用来确定工件在夹具中位置的元件是（ ）。A定位元件 B对刀导向元件 C夹紧元件 D连接元件三、填空题1工件定位时，几个定位支承点重复限制同一个自由度的现象，称为 。2V形块定位元件适用于工件以 面定位。3定位误差由两部