机床夹具课程

1、主要内容主要内容1 1 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算2 2 工件的夹紧和夹紧装置工件的夹紧和夹紧装置3 3 典型专用机床夹具典型专用机床夹具1.1 1.1 定位误差的概念及产生原因定位误差的概念及产生原因 1 1 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算定位误差定位误差d d产生的原因产生的原因jbjb设计基准 定位基准 Hjb=DW1 1 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算jyjy H1H20dTd定位误差：定位误差：d=jb+jy当定位误差当定位误差d1/3T时，定位方案可行。时，定位方案可行。1 1 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算定位误差产生的规律定位误差产生

2、的规律 (1)(1)定位误差只产生在采用调整法加工一批工件的场合；定位误差只产生在采用调整法加工一批工件的场合；(2)(2)定位误差定位误差d d 可分为两部分：可分为两部分： d=jb+jy (3) (3)定位误差不总是都包含基准不重合误差和基准位移误差两定位误差不总是都包含基准不重合误差和基准位移误差两 部分：部分： 当定位基准与工序基准重合时，当定位基准与工序基准重合时，jb=0； 当工序基准无位移变化时，当工序基准无位移变化时，jy=0 由此，要提高工件的定位精度，除了应使定位基准与工序基准重合外由此，要提高工件的定位精度，除了应使定位基准与工序基准重合外 还应提高定位基准（基面）和定

3、位元件的制造精度。还应提高定位基准（基面）和定位元件的制造精度。1 1 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算1.1.工件以平面定位时的定位误差工件以平面定位时的定位误差左图工件以平面为定位基准，当定位左图工件以平面为定位基准，当定位平面又是工序基准是，基准重合，即平面又是工序基准是，基准重合，即jb=0 jb=0 。此时。此时jyjy有两种情况：有两种情况：1 1）定位平面是未加工的毛坯面：）定位平面是未加工的毛坯面： jy=jy= H H2 2）定位平面是已加工的平面：）定位平面是已加工的平面： jy=jy= 0 01.2 1.2 定位误差的分析计算定位误差的分析计算如图所示，工件以如图

4、所示，工件以A面定位加工面定位加工20H8孔，孔，求工序尺寸求工序尺寸 (200.1)mm的定位误差。的定位误差。解：解： 0()(0.05 0.1)0.15=(0.15+0)0.15 定位基面为平面jyjbTmmmmdjbjymmmm1 1 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算2.2.工件以圆孔定位时的定位误差工件以圆孔定位时的定位误差11122maxminmaxd=h -h =OO = (D-d)=X(1)(1)心轴（或定位销）水平放置心轴（或定位销）水平放置 如图，工件以如图，工件以D D圆孔在水平放置的圆孔在水平放置的心轴心轴d d上定位，现要钻小孔上定位，现要钻小孔D D1 1，

5、要求保证孔要求保证孔D D1 1的位置尺寸的位置尺寸h h(2)(2)心轴（或定位销）垂直放置心轴（或定位销）垂直放置 如图，工件仍以圆孔在间隙配合心轴如图，工件仍以圆孔在间隙配合心轴上定位，要求在工件上加工一侧平面，上定位，要求在工件上加工一侧平面，保证加工尺寸保证加工尺寸L L12maxminmaxd=L-L =OO =D-d=X可见，心轴垂直放置时的定位误差比可见，心轴垂直放置时的定位误差比水平放置时增大一倍。水平放置时增大一倍。在外圆尺寸为在外圆尺寸为 的圆柱体上铣一键槽，圆柱体放在的圆柱体上铣一键槽，圆柱体放在V V形块上定位，形块上定位，当键槽深度（工序尺寸当键槽深度（工序尺寸h

6、h）标注方法不同（工序基准不同）时，会出）标注方法不同（工序基准不同）时，会出现三种情况：现三种情况：1 1 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算3.3.工件以外圆定位时的定位误差工件以外圆定位时的定位误差0dTd2112121122sinsin2sin2sin2sin22222ddd=h -h =OO =OC OCd TTOCOCd（1 1） 以外圆轴线为工序基准以外圆轴线为工序基准h1h2工序尺寸工序尺寸h h1 1的工序基准为工件轴线，的工序基准为工件轴线，工件的定位基准也为轴线，故不存工件的定位基准也为轴线，故不存在基准不重合误差在基准不重合误差1 1 定位误差的分析与计算定位误差

7、的分析与计算2112122211112222sinsin22dddd=h -h =BB =OOO BOBTd TTd（2 2） 以外圆下母线为工序基准以外圆下母线为工序基准工序尺寸工序尺寸h h2 2以外圆下母线为工序基准线，以外圆下母线为工序基准线，基准不重合误差与基准位移误差都存在基准不重合误差与基准位移误差都存在h1h2（3 3） 以外圆上母线为工序基准以外圆上母线为工序基准h1h21212111222112222sinsin22dddd=h -h =AA =OAOOO ATd TTd1 1 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算1111max1min()Ddjy OXTTX4.4.工

8、件以组合表面定位时的定位误差工件以组合表面定位时的定位误差箱体在图箱体在图a a的夹具中定位，其第一定位基准的夹具中定位，其第一定位基准底面无基准位移误差（经精加工）。而第底面无基准位移误差（经精加工）。而第二、三定位基准二、三定位基准O O1 1、O O2 2，由于定位销的配合，由于定位销的配合间隙及两孔、两销中心距误差引起的基准间隙及两孔、两销中心距误差引起的基准位移误差需重点考虑。设定位孔位移误差需重点考虑。设定位孔O O1 1与圆柱与圆柱销最大配合间隙为销最大配合间隙为 ，O O2 2与菱形销的最与菱形销的最大配合间隙为大配合间隙为 。1maxX2maxX1 1）孔）孔1 1中心中心O

9、 O1 1的基准位移误差：的基准位移误差：2 2）孔）孔2 2中心中心O O2 2的基准位移误差：的基准位移误差：2222max2min()Ddjy OXTTX1 1 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算4.4.工件以组合表面定位时的定位误差工件以组合表面定位时的定位误差3 3）转角误差：）转角误差：综上，若要减小工件一面两销的定位误差：综上，若要减小工件一面两销的定位误差：11221max2max1max2max()21min2mintan222DdDdXXXXLLTTXTTXL1)提高定位孔、定位销本身的尺寸精度和减小配合间隙；2)增大两孔的中心距。为此,在选择零件上的两定位孔时，应尽

10、量选择位置距离远的孔。1 1 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算（1）定位误差）定位误差d 工件在夹具中定位时，由工件定位产生的误差。工件在夹具中定位时，由工件定位产生的误差。 （2）对刀误差）对刀误差dd 机床夹具的对刀和导向元件对定位元件间的误差，以及机床夹具定机床夹具的对刀和导向元件对定位元件间的误差，以及机床夹具定 位元件对夹具安装基面间的位置误差引起的误差位元件对夹具安装基面间的位置误差引起的误差。（3）安装误差）安装误差a 机床夹具安装在机床夹具安装在 机床上不准确引起的误差。机床上不准确引起的误差。（4）其他误差）其他误差c 加工中其他原因引起的误差，如机床误差、刀具误差以

11、及加工过程中加工中其他原因引起的误差，如机床误差、刀具误差以及加工过程中 的热变形和弹性变形等。的热变形和弹性变形等。1.3 1.3 加工误差不等式加工误差不等式 dddacT设计夹具时，可将加工公差大体分三等分：设计夹具时，可将加工公差大体分三等分：定位误差定位误差dd占占1/3;1/3;对刀误差对刀误差dddd和安装误差和安装误差aa占占1/3 1/3 ；其他误差；其他误差cc占占1/31/3。2 2 工件的夹紧和夹紧装置工件的夹紧和夹紧装置2.1 2.1 夹紧装置的组成及基本要求夹紧装置的组成及基本要求2-杠杆1-液压缸3-压块4-工件动力装置中间传力机构夹紧元件夹紧装置组成：夹紧装置组

12、成：夹紧装置的基本要求夹紧装置的基本要求1)1)夹紧时应保证工件的定位。夹紧时应保证工件的定位。2)2)夹紧力的大小应适宜。夹紧力的大小应适宜。3)3)应根据生产类型设计相应的夹紧机构。应根据生产类型设计相应的夹紧机构。4)4)夹紧机构必须具备良好的自锁性能。夹紧机构必须具备良好的自锁性能。2 2 工件的夹紧和夹紧装置工件的夹紧和夹紧装置2.2 2.2 夹紧力的确定夹紧力的确定2.2.1 2.2.1 夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择1 1）夹紧力应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承）夹紧力应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承平面内（下图）平面内（下图）2 2 工件的夹紧和夹紧装

13、置工件的夹紧和夹紧装置2 2）夹紧力的作用点应）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部落在工件刚性较好的部位上（右图）位上（右图）3) 3) 夹紧力的作用点应尽量夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削靠近加工表面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或力对夹紧点的力矩，防止或减少工件的加工振动（左图）减少工件的加工振动（左图）2 2 工件的夹紧和夹紧装置工件的夹紧和夹紧装置2.2.2 2.2.2 夹紧力作用方向的选择夹紧力作用方向的选择1) 1) 夹紧力的方向应垂直于夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面（右图）主要定位基准面（右图）2) 2) 夹紧力的方向应与工件刚度夹紧力的方向应与工件刚度最大

14、方向一致，以使工件的夹最大方向一致，以使工件的夹紧变形最小（左图）紧变形最小（左图）2 2 工件的夹紧和夹紧装置工件的夹紧和夹紧装置2.2.3 2.2.3 夹紧力大小的估算夹紧力大小的估算3) 3) 夹紧力的方向应尽量与夹紧力的方向应尽量与切削力、重力等力的方向一切削力、重力等力的方向一致，以减小夹紧力（右图）致，以减小夹紧力（右图）夹紧力过大夹紧力过大可能会增大工件的夹紧变形，还会无谓的增大夹紧装置的结构可能会增大工件的夹紧变形，还会无谓的增大夹紧装置的结构尺寸，造成成本增加；尺寸，造成成本增加；夹紧力过小夹紧力过小会导致工件夹不禁，切削加工中工件的会导致工件夹不禁，切削加工中工件的定位遭到

15、破坏，容易引起安全事故。定位遭到破坏，容易引起安全事故。确定夹紧力时，可将机床夹具与工件看成整体，将切削力、夹紧力、重力确定夹紧力时，可将机床夹具与工件看成整体，将切削力、夹紧力、重力和惯性力等列出精力平衡方程，求得理论夹紧力。为使夹紧可靠，还要再和惯性力等列出精力平衡方程，求得理论夹紧力。为使夹紧可靠，还要再乘一个乘一个安全系数安全系数k k。粗加工：粗加工：k=2.53k=2.53；精加工：精加工：k=1.52k=1.522 2 工件的夹紧和夹紧装置工件的夹紧和夹紧装置2.3 2.3 常用的典型夹紧机构常用的典型夹紧机构1 1） 螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构单螺旋夹紧机构单螺旋夹紧机构螺旋压板

16、夹紧机构螺旋压板夹紧机构特点:1)结构简单；2)增力倍数大,一般可达60100倍;3)自锁性好。2 2 工件的夹紧和夹紧装置工件的夹紧和夹紧装置2 2） 斜楔斜楔夹紧机构夹紧机构1-斜楔 2-滑柱 3-摆动压板 4-工件 5-挡销 6-弹簧特点：特点：1)1)斜楔机构具有增力作用斜楔机构具有增力作用2)2)斜楔斜楔具有具有自锁自锁作用作用3 3） 偏心夹紧机构偏心夹紧机构2 2 工件的夹紧和夹紧装置工件的夹紧和夹紧装置4 4） 定心夹紧机构定心夹紧机构 薄壁套弹性定心夹紧装置1-基体 2-弹簧夹头 3-滑套 4-螺母几何形状对称工件的定心与夹紧5 5）铰链夹紧机构）铰链夹紧机构3 3 典型专用

17、机床夹具典型专用机床夹具3.1 3.1 钻床夹具钻床夹具固定式钻床夹具固定式钻床夹具特点：钻模板与夹具体固定连接特点：钻模板与夹具体固定连接回转式钻床夹具回转式钻床夹具特点：工件与钻套可以相对特点：工件与钻套可以相对转动，钻套一般固定不动，转动，钻套一般固定不动，以便于加工工件上同一圆周以便于加工工件上同一圆周上的平行孔系或径向孔系上的平行孔系或径向孔系3 3 典型专用机床夹具典型专用机床夹具钻模板钻模板固定式钻模板固定式钻模板1弹簧 2导向滑柱 3螺钉 4套 5钻模板 6多轴传动头悬挂式钻模板悬挂式钻模板1-铰链销 2-夹具体 3-铰链座4-支承钉 5-钻模板 6-菱形螺母铰链式钻模板铰链式钻模板3 3 典型专用机床夹具典型专用机床夹具3.2 3.2 铣床夹具铣床夹具1)1)直线进给式铣床夹具直线进给式铣床夹具双工位多件直线进给铣床夹具1-螺杆 2-压板 3-活动压块 4-V型块