机床夹具设计课件

1、第五章 机床夹具设计第一节 机床夹具的功能和应满足的要求 退出第五章 机床夹具设计第五章 机床夹具设计返回主页第一节 机床夹具的功能和应满足的要求第二节 机床夹具的类型和组成第三节 机床夹具定位机构的设计第四节 机床夹具夹紧机构的设计第五节 机床夹具的其它装置上一页下一页退出第五章 机床夹具设计第五章 机床夹具设计返回主页第六节 可调整夹具的设计第七节 组合夹具设计第八节 机床夹具设计步骤第九节 典型机床夹具的设计要求上一页下一页第五章 机床夹具设计5.1 机床夹具的功能和应满足的要求 一、机床夹具的功能 二、机床夹具应满足的要求上一页下一页退出返回主页返回本章第五章 机床夹具设计退出返回本节

2、返回主页下一页 5.1.1 机床夹具的功能1、保证加工精度 定位获得正确的位置； 夹紧加工过程中保证工件在正确的位置上不变。2、提高生产率；减少辅助时间3、扩大机床的适用范围4、减轻工人的劳动强度，保证生产安全 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节 5.1.2 机床夹具应满足的要求1、保证加工精度（最基本）2、夹具的总体方案应与年生产纲领相适应3、安全、方便、减轻劳动强度4、排屑顺畅5、有良好的强度、刚度和结构工艺性第五章 机床夹具设计 5.2 机床夹具的类型和组成 一、机床夹具的类型 二、机床夹具的基本组成上一页下一页退出返回主页返回本章第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页

3、下一页 5.2.1 机床夹具的类型1、通用夹具:通用性强单件小批量生产；2、专用夹具:用于某一工件特定工序。成批生产和大批量生产；3、可调整夹具和成组夹具：有一定可调整性，可更换部分元件，调整部分装置； 可调整夹具：同类产品，不同品种生产 成组夹具：尺寸、结构、工艺相似件 ，适合多品种、中小批量生产；4、组合夹具：由标准化元件构成单件小批量生产中位置精度要求较高零件； 5、随行夹具：定位、夹紧、运载工具自动线、柔性制造系统。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节 5.2.2 机床夹具的基本组成1、定位元件及装置*确定工件正确位置；2、夹紧元件及装置*固定工件于已获得的正确位置；3、

4、导向及对刀元件确定工件与刀具之间的距离；4、动力装置减轻劳动强度，提高生产效率；5、夹具体*将各元件连为一体；与机床安装一体；6、其它元件及装置如定向键等（铣、镗）。 定位、夹紧、夹具体三部分不可缺少 例：图5-1 工件的工序图 图5-2 钻、铰3*18H8孔夹具图第五章 机床夹具设计 5.3 机床夹具定位机构的设计 一、工件的定位 二、典型的定位方式、定位元件及装置上一页下一页退出返回主页返回本章三、定位误差的分析与计算第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.3.1 工件的定位夹具设计时，原则上应选择工艺基准为定位基准。1、六点定位原理自由度物体在三维空间中可能具有的运动 。在O

5、XYZ坐标系中，有沿X、Y、Z轴移动及绕X、Y、Z轴转动的六个独立运动。工件定位采取适当约束措施，消除工件的六个 自由度，实现工件定位。 长方体工件的定位 图5-3 圆盘工件的定位 图5-4 轴类工件的定位 图5-5第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.3.1 工件的定位 2、完全定位和不完全定位 完全定位工件的六个自由度全部限制。 不完全定位工件被限制的自由度少于六 个。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.3.1 工件的定位3、定位的正常情况和非正常情况 定位的正常情况 根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均 已被限制（可以是完全定位、不完全定位）

6、定位的非正常情况 欠定位需要限制的自由度没有完全被限制（不能 保证位置精度，绝对禁止） 过定位（重复定位、超定位）某个自由度被两个 或两个以上的约束重复限制（一般不允许） 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.3.1 工件的定位 3、定位的正常情况和非正常情况 过定位允许特例 工件刚度很差：可采用过定位提高工件局部 刚度，减少变形； 工件定位表面和定位元件的精度很高时：不 会影响定位精度，有利提高刚度。 平面的过定位 图5-6 过定位及其改进 图5-7 定位方案分析 图5-8第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.3.2 典型的定位方式、定位元件及装置 1、平面定

7、位 图5-9 钉支承和板支承（固定支承） 图5-10 圆头支承钉粗基准定位 平头钉精基准定位 花头钉侧面粗定位 板支承大、中型零件精基准定位要 耐磨、磨平 支承钉的尾柄与夹具体过盈配合H7/n6(m6) 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.3.2 典型的定位方式、定位元件及装置 1、平面定位 可调支承、自位支承和辅助支承 可调支承：图-11，有一个可调整范围，调整后用螺钉 锁紧。当毛坯尺寸、形状有变化时（批次间），可 采用。 一般只对一批毛坯调整一次。 自位支承：图5-12，具有浮动或联动结构，具备自位功 能。用于定位基面不连续或台阶面、有角度误差等 场合。 辅助支承：图5-

8、13，增加工件刚度，减少切削变形。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.3.2 典型的定位方式、定位元件及装置 1、平面定位 可调支承与辅助支承的异同点： 相近点：结构相似 不同点： 功能： 可调支承起定位作用； 辅助支承无定位作用。 操作： 可调支承调整定位夹紧； 辅助支承定位夹紧调整。 图5-14 辅助支承的应用第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.3.2 典型的定位方式、定位元件及装置 2、孔定位 心轴定位 锥度心轴：定心精度高，轴向定位精度较低 ； 刚性心轴：间隙配合装卸容易，精度较低； 过盈配合装卸困难，精度较高。 弹性心轴、液塑心轴、定心心轴等 。 锥

9、度心轴图5-15、刚性心轴图5-16 定位销 图5-17和图5-18 长销（圆柱）四个自由度 短销（圆柱）两个自由度 短销（菱形）一个自由度 圆锥销 三个自由度 实例：图5-19，以孔定位的铣槽夹具第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.3.2 典型的定位方式、定位元件及装置 3、外圆定位 定心定位（采用各种卡头、套筒、锥套） V形块定位： 60 90 120 精度低 精度高 稳定性好 稳定性低 长V铁四个自由度 短V铁两个自由度 对中性好，可用于非完整外圆柱表面。 定心卡盘和卡头 图5-20 外圆以套筒和锥套定位 图5-21第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.3

10、.2 典型的定位方式、定位元件及装置 4、定位表面的组合 第一定位基准面（主基准面）：限制自由度数最 多的定位面； 第二定位基准面（导向基准）：限制自由度数较多 的定位面； 第三定位基准面（定程基准）：限制一个自由度 。 箱体类零件一面两销定位： 顶平面限制三个自由度； 圆柱销限制两个自由度； 菱形销限制一个自由度。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.3.2 典型的定位方式、定位元件及装置 4、定位表面的组合 一面两销定位设计过程（一面两销定位图5-22） 已知：D1、D2及其偏差；两销孔中心距Lg及偏差Lg 求：圆销d1、削边销d2、削边销b、两销偏差、两销 中心距Lx及偏

11、差Lx （1)确定定位销中心距及偏差： 一般取Lx=Lg, Lx=(1/51/3)Lg （Lg取对称分布） （2）确定圆柱销直径d1及其偏差： 一般d1与D1公称尺寸一致；配合按H/g或H/f选取； 销精度比孔高12级，如H7/g6。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.3.2 典型的定位方式、定位元件及装置 4、定位表面的组合 一面两销定位设计过程 （3）确定削边销公称尺寸d2、宽度b及偏差： 按D2可查出b、B （参见表52） 计算（间隙） 削边销公称尺寸：d2=D2-2；偏差选g，精度 等级比孔高12级。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.3.3 定位误差

12、的分析与计算 1、定位误差 定位误差：工序基准在加工方向上的最大位置变动量 所引起的加工误差。 产生因素： （1）定位、夹紧误差取(1/31/5)总偏差。 （2）对定误差夹具相对于机床主轴（或刀具）或 运动轨道位置误差。 （3）加工过程中的误差机床、热变形、振动等。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.3.3 定位误差的分析与计算 2、定位误差产生的原因 （1）基准不重合带来的定位误差（夹具定位基准与工 序基准不重合） 平面定位情形（图5-23） N=A1+A2 A1基准转换带来的加工误差； A2本工序的加工误差。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.3.3

13、 定位误差的分析与计算 2、定位误差产生的原因 V形块定位 （图5-24、图5-25） 由图可知： 定位误差为 并且 式中： 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.3.3 定位误差的分析与计算 2、定位误差产生的原因： V形块定位 （图5-24、图5-25） 定位误差为 代入可得： 同理可得：第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.3.3 定位误差的分析与计算 2、定位误差产生的原因 （2）因间隙引起的定位误差 单圆柱销与孔的定位情况，图5-26 最大间隙即为定位误差： = =+ + 式中： 定位孔最大直径； 定位销最小直径； 销与孔的最小间隙； 销的公差； 孔的

14、公差。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节 5.3.3 定位误差的分析与计算 2、定位误差产生的原因 （3）与夹具有关的因素产生的定位误差 定位基准面与定位元件表面的形状误差； 导向、对刀元件与定位元件间的位置误差及其本身的 形状误差； 夹具安装误差（与机床之间）； 夹紧变形（工件、夹具）； 定位元件之间的位置误差； 其它：定位、导向、对刀、定向元件的磨损等。 各种因素产生的误差可按概率法求出总的定位误差： 试切法加工时，不需计算定位误差。第五章 机床夹具设计5.4 机床夹具夹紧机构的设计 一、夹紧机构设计应满足的要求二、夹紧力的确定三、常用夹紧机构上一页下一页退出返回主页四、

15、其它夹紧机构返回本章五、夹紧机构的动力装置第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.4.1 夹紧机构设计应满足的要求夹紧机构的设计原则： （1）保证定位准确、可靠（不能破坏定位）；（2）工件与夹具的变形要在许可范围内；（3）夹紧机构必须可靠；（4）操作安全、省力、方便，符合习惯；（5）自动化程度与生产纲领适应。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.4.2 夹紧力的确定夹紧力的确定大小、方向、作用点。1、夹紧力方向的确定 应有利于工件定位，不能破坏定位（主夹紧力垂直 第一定位基准）；图5-27 与工件刚性高的方向一致（减少变形）；图5-28 尽量与切削力、重力方向一致（

16、减少夹紧力）。图5-29 2、夹紧力作用点的选择 与支承点“点对点”对应； 图5-30 作用在工件刚度高的部位； 图5-31 尽量靠近切削部位（抗振性)； 图5-32 夹紧力反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。 图5-33 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.4.2 夹紧力的确定 3、夹紧力大小的确定 将夹具和工件看作刚性系统，以切削力的作 用点、方向、大小处于最不利于夹紧时的状 况为工件受力情况，计算理论夹紧力，再乘 以安全系数，作为实际所需夹紧力。 安全系数： K23 或K=K1K2K3K4 (K1一般安全系数、材料性质1.52； K2加工性质系数：粗1.2，精1；

17、K3刀具钝化系数：1.11.3； K4断续切削系数：连续1，断续1.2) 例：铣削时夹紧力的计算 图5-34第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.4.3 常用夹紧机构 1、斜楔夹紧机构： 图5-35 优点：有扩力作用，可使力方向改变90。 缺点：较小，夹紧行程较长。 斜楔夹紧受力分析图5-36 W夹紧力；Q原动力；楔角（68） 1,2摩擦角（实际上，tg1=1, tg2=2） 自锁条件： 12 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.4.3 常用夹紧机构 2、螺旋夹紧机构 图5-37 优点：扩力比可达80以上，自锁性能好，简单、方便； 缺点：动作慢，操作强度大。 W夹

18、紧力； Q原动力； L作用力臂； 螺纹升角； d0螺纹中径； 1螺母摩擦角； 2端部摩擦角； r端部当量摩擦半径。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.4.3 常用夹紧机构3、偏心夹紧机构 图5-39 优点：结构简单，操作方便，动作迅速。 缺点：自锁性能差，夹紧行程和增力比小。 适用范围：工件尺寸变化小，切削力小而平稳的 场合。 偏心夹紧机构受力分析图5-40 W夹紧力； Q原动力； L动力力臂； 夹紧楔角； 转动中心O2到作用点P间的距离； 1轮周作用点的摩擦角； 2转轴处的摩擦角。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.4.3 常用夹紧机构 3、偏心夹紧机构 图

19、5-39 自锁条件： 一般推荐R/e=10 设计过程： 偏心量e取决于夹紧行程； 偏心轮半径R取决于自锁条件（R/e=10）； Q及L由W推出； 工作弧度选择P点前后3045 （升角变化小夹紧力稳定；升程较大，夹紧行 程大）。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.4.4 其它夹紧机构1、铰链夹紧机构 2、定心夹紧机构 定位夹紧元件按等位移原理来均分工件定位的尺 寸误差，实现定心或对中。 锥面定心夹紧心轴图42 定位夹紧元件按均匀弹性变形原理来实现定心夹 紧。 弹性夹头图44第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.4.4 其它夹紧机构 3、联动夹紧机构 设计联动夹紧机

20、构应注意如下几点： （1）仔细进行运动分析和受力分析，确保设计意图 能够实现； （2）保证各处夹紧均衡，运动不干涉； （3）各压板能很好的松夹，以便装卸工作； （4）注意整个机构和传动受力环节的强度和刚度； （5）提高可靠性，降低制造成本。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节 5.4.5 夹紧机构的动力装置 1、气动夹紧装置 图49 优点：传送、分配方便，干净； 缺点：尺寸较大，有排气噪声，夹紧力小。 2、液压夹紧装置 优点：装置紧凑，工作平稳，无噪声； 缺点：成本高。 3、气液联合夹紧装置（气液增压器） 具有气动、液动的优点。 4、其它动力夹紧装置 真空夹紧（非导磁材料） 图5

21、2 电磁夹紧 其它（重力、惯性力、弹性力等）第五章 机床夹具设计5.5 机床夹具的其它装置 一、孔加工刀具的导向装置二、对刀装置三、分度装置上一页下一页退出返回主页四、对定装置返回本章第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.5.1 孔加工刀具的导向装置刀具的导向是为了保证孔的位置精度，增加钻头和镗杆的支承以提高其刚度，减少刀具的变形，确保孔加工的位置精度。 1、钻孔的导向装置 钻套 固定钻套:中小批量,只钻一次 可换钻套:中批以上 快换钻套:钻扩铰 特殊钻套：特殊场合 钻套图53、特殊钻套图54第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.5.1 孔加工刀具的导向装置 2、镗

22、孔的导向镗套 固定镗套：v20m/min 图55 回转式镗套：v20m/min 图56 （1）内滚式镗套：尺寸大，精度高，后导向 （2）外滚式镗套：尺寸小，精度低，前导向 镗杆的螺旋导向： 镗孔直径大于镗套内径时，若镗刀在镗模外侧安 装，则需加引刀槽。镗杆进入镗套时，导向槽进 入镗杆的键槽中，此时，镗刀与镗套的引刀槽对 正。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.5.2 对刀装置 （铣床、刨床） 为调整刀具相对于工件的位置，可设置对刀装置。 对刀块对刀面的位置应以定位元件的定位表面来标 注，该位置尺寸加塞尺厚度等于工件加工面与定位 基准面间的尺寸。 试切法对刀时，不用对刀块。 第五

23、章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.5.3 分度装置分度装置的作用：工件上有按一定角度分布的相同表面，需要在一次定位夹紧后加工出来，此时，需要分度装置。 斜面分度装置图59第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节 5.5.4 对定装置对定装置的作用：保证夹具相对于机床主轴或刀具、机床运动导轨有准确的位置和方向。第五章 机床夹具设计5.6 可调整夹具的设计 一、可调整夹具的特点二、可调整夹具的调整方式三、可调整夹具的设计上一页下一页退出返回主页四、成组夹具设计返回本章第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.6.1 可调整夹具的特点可调整夹具为几个零件的相同工序设

24、计，这些零件具有尺寸、结构和工艺相似的特点。成组夹具（专用可调整夹具）专门为成组工艺中的一组零件设计。（较专用一些)结构：基础部分（夹具体，夹紧结构、操作机构等）可调整部分（定位元件、导向元件和夹紧元件等） 可调整夹具图62第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.6.2 可调整夹具的调整方式调节式：图62 高度、径向；更换式：如上图中的钻套；更换组件； 可更换定位板：联接孔位要一致综合式：上述两种方式兼而有之，取二者之长；组合式：适用工件品种少且批量较大的场 合（同一夹具可加工不同零件）。 用于三种杆形零件的花键孔的拉削加工。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.6.

25、3 可调整夹具的设计特殊性（1）按相似性原则归组（结构、工艺、尺寸、 精度、定位基准面、夹紧方式、加工方式）；（2）总图设计：以组内最大和最小零件为依据；（3）精度计算：应满足组内精度最高零件的要求； （4）操作空间、材料性能 ；（5）调整方便；（6）编制调整卡。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节 5.6.4 成组夹具设计成组夹具是在成组技术指导下，为实现成组工艺而设计的夹具。属于可调整夹具。其结构特点和调整方式与可调整夹具相同，设计方法基本一样。适用的工件必须是同一个成组零件族的、并在同一生产单元内进行同一工序的加工。又称专用可调整夹具。 成组车床夹具图65第五章 机床夹具设

26、计5.7 组合夹具的设计 上一页未完待续退出返回主页返回本章组合夹具是根据被加工工件的工艺要求，利用一套标 准化的夹具元件进行组合而成的夹具。适用于单件、小批量生产，以及新产品试制。特点是灵活多变，万能性强，大大减少夹具的设计和制造工作量。但一次投入大，夹具往往体积较大、笨重。第五章 机床夹具设计5.7 组合夹具的设计 上一页未完待续退出返回主页返回本章组合夹具：槽系组合夹具（图66）（各元件靠键槽、T形槽，由定位键定位，T形槽钉固定） 孔系组合夹具（各元件依靠孔、销配合来定位，由螺钉来固定）第五章 机床夹具设计5.7 组合夹具的设计 上一页下一页退出返回主页返回本章组合夹具组装过程：（1）熟

27、悉技术资料（工序图、工序内容、要求）（2）设计组装方案（3）选件试装（检查构思合理性、修正）（4）连接、调整、固定（5）检查组装结果（6）试加工工件第五章 机床夹具设计5.8 机床夹具设计步骤 一、机床专用夹具的设计步骤二、夹具精度的验算三、夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件上一页下一页退出返回主页四、高精度机床夹具设计返回本章第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.8.1 机床专用夹具的设计步骤 1、准备工作 （1）明确工件的年生产纲领 ； （2）熟悉工件零件图和工序图 ； （3）了解本工序的加工内容。 2、总体方案的确定 （1）定位方案 ； （2）夹紧方案（力的作用点、方向、大

28、小；机构）； （3）夹具总体形式 。 3、绘制夹具装配图 主视图按操作实际位置布置 三视图要清楚表达夹具工作原理与结构 4、绘制夹具零件（非标准件） 夹具设计过程示例图69第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.8.2 夹具精度的验算影响位置精度的主要因素：（1）工件在夹具中的安装误差:定位误差和夹紧误差（2）夹具在机床上对定误差（3）加工过程中出现的误差夹具精度验算是指前两项，其和不大于工件允差的2/3为合格。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.8.2 夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图69 1、验算中心距 影响此项精度的因素： （1）定位误差主

29、要是定位孔 与定位销 的间隙产生，最大间隙为0.05mm。 （2）钻模板衬套中心与定位销中心距误差， 装配图标注尺寸为 ,误差为0.02mm。 （3）钻套与衬套的配合间隙 ,由 可知， 最大间隙为0.029mm。 （4）钻套内与外圆的同轴度误差，对于标准钻套 ，精度较高，此项可以忽略。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.8.2 夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图69 1、验算中心距 影响此项精度的因素： （5）钻头与钻套间的间隙会引偏刀具，产生中心 距误差e，e由下式求出 式中，e为刀具引偏量（mm），H为排屑空间，钻 套下端面与工件间的空间高度（mm），B为钻

30、孔 （mm）， 为刀具与钻套间的最大间隙。 上述各量可参见图70. 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.8.2 夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图69 1、验算中心距 影响此项精度的因素： （5）图70. 该例中，设刀具与钻套的配合为 ， 可知 =0.025mm;将H=30mm,h=12mm,B=18mm代 入，可求出e=0.038mm。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.8.2 夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图69 1、验算中心距 影响此项精度的因素： （5）图70. 由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各 项误差也不可能同

31、时出现最大值，各误差方向也 很可能不一致，因此综合误差按概率法求和 该项误差略大于中心距允差0.1mm的2/3,勉强可 用。应减小定位和导向的配合间隙。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续 5.8.2 夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图69 2、验算两孔平行度精度 工件要求 孔全长上允差0.05mm。 导致产生两孔平行度误差的因素有： （1）设计基准与定位基准重合，没有基准转换误 差，但 配合间隙及孔与端面的垂直度 误差会产生基准位置误差，定位销轴中心与大头 孔中心的偏斜角 （rad）为 式中， 为 处最大间隙（mm）; 为定位销轴定位面长度（mm）. 第五章 机床

32、夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.8.2 夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图69 2、验算两孔平行度精度 工件要求 孔全长上允差0.05mm。 导致产生两孔平行度误差的因素有： （2）定位销轴中心线对夹具底平面的垂直度 ， 图中没有注明。 （3）钻套孔中心与定位销轴的平行度 ，图中 标注为0.02mm, （4）刀具引偏量e产生的偏斜角 ，图70。 因此，总的平行度误差 合格。 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.8.3 夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件在夹具装配图上标注尺寸和技术条件目的是为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到

33、，为了设计夹具零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。1、尺寸标注（1）轮廓尺寸 ；（2）与机床的联系尺寸（安装）； （3）与刀具的联系尺寸 ；（4）配合尺寸、种类、精度 ；（5）各关键元件装配后的位置尺寸及公差。 上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差1/3-1/10，最常用的是1/3。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.8.3 夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件 2、技术要求标注（1）定位元件的定位表面间相互位置精度；（2）定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基 面间位置精度；（3）定位表面与导向元件工作面间的位置精度；（4）各导向元件工作面间的位置精度；（5

34、）定位表面、导向工作面与检测基准的位置精度 。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节 5.8.4 高精度机床夹具的设计高精度机床夹具设计也是按本节前述设计步骤进行，但更重视其高精度这一特点，为此应注意以下几个方面：（1）定位方案要符合六点定位原理和保证本工序的技 术要求，减少定位误差；（2）提高夹具设计的技术要求；（3）提高对定精度；（4）提高定位的可靠性，减少夹紧力产生的工件和夹 具的变形；（5）高精度机床夹具应具有高刚度和高精度；（6）高精度机床夹具要求装配后整体精度高，设计中 有意识地对某些重要表面采用“合件加工”、“就地 加工”方法。第五章 机床夹具设计5.9 典型机床夹具

35、的设计要求 一、钻床夹具二、镗床夹具三、铣床夹具上一页下一页退出返回主页四、车床夹具返回本章第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.9.1 钻床夹具 1、钻模的结构形式 固定式钻模 回转式钻模 翻转式钻模 盖板式钻模 滑柱式钻模 2、钻模板的形式 固定式 铰链式 分离式（盖板式） 悬挂式 可调式 3、定位和定向 一般不设定位定向装置，只设固定位置 第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.9.2 镗床夹具 1、镗床导向支架的布置形式 （1）单面前导向： D60mm L/D1 通孔 （2）单面后导向： D60mm 盲孔 LD 两种情况 （3）单面双导向 （4）双面单导向 L

36、1.5D或同轴多个短孔第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.9.2 镗床夹具 2、设计注意事项 （1）若先调刀后入镗模注意引刀问题（镗套） 若多刀加工同轴多孔注意引刀问题（毛孔） （2）镗模导向支架上不允许安装夹紧元件及其机构, 防止导向支架受力变形，影响加工孔的精度和孔系 位置精度。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.9.3 铣床夹具 1、铣床夹具的类型 根据进给方式，铣床夹具分为直线进给式、圆周 进给式和仿形进给式三类。 直线进给式：又有单工件、多工件之分，或单工 位、多工位之分。多用于中、小批量生产。 圆周进给式：工作台同时安装多套相同的夹具， 或多套粗、精

37、两种夹具。生产率较高，一般用于 大批量生产。 仿形进给式：按进给方式又可分为直线进给仿形 和圆周进给仿行铣床夹具。 图76第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页 5.9.3 铣床夹具 2、注意事项 （1）断续切削，夹紧力大受力元件强度、刚 度比较大 ； （2）设置对刀装置、定向键 ； （3）固定U形口T形口。第五章 机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一章 5.9.4 车床夹具外圆定位的卡盘、卡头；内孔定位的各类心轴；中心孔定位的各类顶尖、拨盘。这些夹具比较简单，有些已经标准化、通用化。对非回转体工件 ：（1）定心方式要与选用机床主轴端部结构相等 ；（2）夹紧力必需考虑充分，夹紧力有

38、可靠自锁 ；（3）外形尽量呈圆柱形，重心靠近主轴 ；（4）注意动平衡（可设置配重）调整 ；（5）注意安全措施，不得有尖角和突出夹具体转盘外 径的部分。第六章 物流系统设计第一节 概述 退出第六章 物流系统设计第六章 物流系统设计返回主页第一节 概述第二节 机床上下料装置设计第三节 机床间工件传送装置的设计第四节 自动化仓库设计第五节 工厂物流系统的总体设计上一页下一页 第六章 物流系统设计 6.1 概述 一、 物流系统设计的意义 二、现代物流系统的特点、基本构成 及功能上一页下一页退出返回主页返回本章三、物流系统设计应满足的要求第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.1.1 物流系

39、统设计的意义物流：从原材料和毛坯进厂，经过储存、加工、装配、检验、包装，直至成品和废料出厂，在仓库、车间、工序之间流转、移动和储存的全部过程。向生产组织和管理要效益：合理地进行物流系统的设计可以在不增加或少增加投资的条件下，取得明显的技术经济效益。 第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.1.2 现代物流系统的特点、基本构成及功能 1、现代物流系统的主要特点 物流系统担任运输、储存、装卸物料等任务。 （1）采用现代化的物流装备 （2）计算机管理 （3）系统化与集成化 2、现代物流系统的基本构成 （1）管理层有较高的智能 （2）控制层有较好的实时性 （3）执行层有较高的可靠性第六章

40、物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.1.2 现代物流系统的特点、基本构成及功能 3、现代物流系统的功能 （1）原材料和毛坯、外购件、在制品、产品、工 艺装备的储存及搬运存放有序，存取容易， 自动化 ； （2）设备的上下料自动化； （3）工序间在制品储存有序、合理 ； （4）工位间工件搬运及时、迅速 ； （5）物流装置调度、控制可变化、可优化 ； （6）物流监测、判别反应敏捷。第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页进入下一节 6.1.3 物流系统设计应满足的要求1、应可靠地、无损伤地、快速实现物料流动；2、具有一定的柔性； 3、尽量缩短装卸工件的辅助时间及工序间流动路线；4、尽量减少在

41、制品积压；5、合理的物料（毛坯、在制品、产品）储存量。 第六章 物流系统设计6.2 机床上下料装置设计 一、机床上下料装置的设计原则二、料仓式上料装置三、料斗式上料装置上一页下一页退出返回主页四、上下料机械手返回本章第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.2.1 机床上下料装置的设计原则机床的上下料是指将毛坯送到正确的加工位置及将加工好的工件从机床上取下的过程。按自动化程度：人工上下料装置（单件小批生产或 大型的或外形复杂的工件） 自动上下料装置（大批大量生产，如 料仓式、料斗式、上下料机械手或机 器人等）（1）上下料时间要符合生产节拍的要求；（2）上下料工作平稳，尽量减少冲击，避

42、免使工件产 生变形或损坏；（3）上下料装置结构简单，工作可靠，维护方便；（4）有一定的适用范围，尽可能满足多种需求。第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.2.2 料仓式上料装置 1、功用和组成 功用:当单件毛坯的尺寸较大，而且形状比较复 杂，难于自动定向时，可采用料仓上料机构。适 用于加工时间较长的零件。用在大量和批量生产中。 组成：料仓、隔料器、上料器、上料杆、下料杆 等部分。 料仓上料装置第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页未完待续 6.2.2 料仓式上料装置 2、料仓 料仓作用是储存毛坯。 料仓大小取决于毛坯的尺寸及工作循环的长短。 按照毛坯在料仓中的送进方法，将料仓分

43、为 两类，即靠毛坯的自重送进和强制送进。 第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.2.2 料仓式上料装置 2、料仓 （1）靠毛坯自重送进的料仓 直线式、曲线式、螺旋式、管式、料斗式、 料斗料箱式 （2）强制送进的料仓 重锤式、弹簧式、摩擦式、链式、圆盘式 当毛坯质量太轻，不能保证靠自重可靠地 落在上料器中，或毛坯形状复杂，不便靠 自重送进，采用强制送进的料仓。第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.2.2 料仓式上料装置 3、隔料器 作用：把待加工的毛坯从料仓中的许多毛坯 中隔离出来，使其自动进入上料器；或由隔 料器直接将其送到加工位置。 由上料器兼作隔料器、杆式隔料器

44、、鼓轮式 隔料器 。 第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.2.2 料仓式上料装置 4、上料器 作用：把毛坯从料仓送到机床加工位置。 料仓兼作上料器、槽式上料器、圆盘式上料 器、由机床的部件和专门的接收器来充当上 料器。第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.2.2 料仓式上料装置 5、上料杆和卸料杆 上料杆的作用：将毛坯件推入加工位置。 两种方式：采用挡块来限制毛坯送进的位置； 依靠上料杆的行程使毛坯顶到所要求的位置。 卸料杆的作用：将加工好的工件推出加工位置。 两种类型：带弹簧的和固定长度的卸料杆。 第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.2.3 料斗

45、式上料装置 1、功用和组成 料斗式与料仓式的不同：后者只是将已定向好的工件 由储料器向机床供料，而前者则可对储料器中杂乱的 工件进行自动定向整理再送给机床。 组成：由装料机构、储料机构组成。 装料机构由料斗、搅动器、定向器、剔除器、分路器 、送料槽、减速器等组成。 储料机构由隔料器、上料器等组成。 第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.2.3 料斗式上料装置 2、料斗 料斗：工件在料斗中完成定向，并依次送到出 口处，有时需加搅动器或剔除器。 搅动器：防止工件进入送料器时产生阻塞。 定向器：矫正工件位置，剔除位置不正确的工件。 剔除器：剔除从料斗到送料槽中一些位置不正 确的工件。

46、振动式料斗自动定向方法第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.2.3 料斗式上料装置 3、送料槽 送料槽要求工件能顺利流畅稳速移动，不能发 生阻塞或滞留现象，因此要认真考虑其倾斜角 度和弯曲的大小。 基本形式：矩形、槽形、V形、圆形、双轨式、 单轨式、直立的笼形、滚道式。 第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.2.3 料斗式上料装置 4、减速器 作用：防止工件移动速度过大造成机件或工件 因碰撞而损坏。 5、分路器 作用：把运动的工件分为两路或多路，分别送 到各机床一料斗多机床 分路器的结构形式第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页进入下一节 6.2.4 上下料机械手

47、机械手是按照程序要求实现抓取和搬运工作，或完成某些劳动作业的机械自动化装置。按其安放位置分为：内装式、附装式和单置万能式。按其是否移动分为：固定式和行走式。工业机器人在这里仅用于上下料，它当然比焊接、喷漆机器人的功能要求要简单一些。 第六章 物流系统设计 6.3 机床间工件传送装置的设计 一、托盘及托盘交换器 二、随行夹具上一页下一页退出返回主页返回本章三、传送装置 第六章 物流系统设计 6.3 机床间工件传送装置的设计 四、有轨运输小车 五、无轨运输小车上一页下一页退出返回主页返回本章六、随行工作台站第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.3.1 托盘及托盘交换器机床间的工件传递

48、和运送装置主要有：托盘、随行夹具、各种传送装置、有轨小车和无轨小车等。托盘交换器是机床和传送装备之间的桥梁和接口。不仅起到连接作用，还可以暂时存储工件，起到防止物流系统阻塞的缓冲作用。回转式托盘交换器有两位、四位和多位。 八工位回转式托盘交换器 第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.3.2 随行夹具随行夹具：用于结构复杂或较软的有色金属工件。返回方式：有上方返回、下方返回、水平返回三种。水平返回的随行夹具第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页未完待续 6.3.3 传送装备传送装备不仅起到将各物流站、加工单元、装配单元衔接起来的作用，而且具有物料的暂存和缓冲功能。常见的传送装备有

49、滚道式、链式、悬挂式等。 1、滚道式传送机 结构简单，使用广泛。滚道可以是无动 力的，货物由人力推动。第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.3.3 传送装备 1、滚道式传送机 机动滚道多种实施方案： （1）每个滚子都配备一个电动机和一个减速机，单 独驱动。 （2）每个滚子轴上装两个链轮。 （3）用一根链条通过张紧轮驱动所有的滚子。 （4）在滚子底下布置一条胶带，依靠摩擦力作用驱 动。 （5）用一根纵向的通轴，通过扭成8字形的传送带 驱动所有滚子。 轨道输送机可以直线传送，还可以改变传送方式。第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.3.3 传送装备 2、链式传送机 最简

50、单的链式传送机由两根套筒滚子链条组成。 用链条和托板组成的链板传送机是一种广泛使用 的连续传送机械。 3、悬挂式传送机 主要用于在制品的暂存。 另外尤其适合于批量产品的喷漆。 自动上料第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.3.4 有轨运输小车自动运输小车：用于机床间传送物料。采用有轨运输小车的是生产系统（RGV）。 RGV沿直线导轨运动：由直流或交流司服电动机驱动； 由中央计算机、光电装置、接近 开关等控制。RGV优点：可传送大（重）件，速度快，控制系统简单 ，成本低。 缺点：改变路线比较困难，适于运输路线固定不变 的生产系统 。第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6

51、.3.5 无轨运输小车无轨运输小车（AGV）是指装备有电磁或光学自动引导装置，能够沿既定的引导路径行驰，具有小车编程与停车选择装置、安全保护以及各种运载功能的运输小车。 第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页进入下一节 6.3.6 随行工作台站随行工作台站是介于制造单元与自动运输小车之间的装置，在制造系统中起过渡作用，也是物流中的一个环节。功能： （1）存放从自动运输小车送来的随行工作台，图中L。（2）随行工作台在存放站上有自动转移功能，根据系统 的指令，可将随行工作台移至缓冲的位置U。（3）当随行工作台移至工作位置时（图中A），工业机器 人可对随行工作台上夹持的工件进行装卸。 第六章 物流

52、系统设计6.4 自动化仓库设计 一、自动化仓库的类型二、自动化仓库的构成三、自动化仓库的运行原理上一页下一页退出返回主页四、自动化仓库的规划与设计返回本章第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.4.1 自动化仓库的类型自动化仓库是指采用多层货架，在不直接进行人工处理的情况下能够自动地存储和取出物料的系统。自动化仓库又称立体仓库，使物流系统的物资调节和流通中心。第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.4.1 自动化仓库的类型1、按建筑形式分类 为整体式和分离式。 2、按货架构造形式分类 为单元货格式、贯通式（重力式货架仓库）、 水平循环式和垂直循环式。3、按自动化仓库与生

53、产联系的紧密程度分类 为独立型、半紧密型和紧密型仓库。4、按所起作用分类 为生产型仓库和流通型仓库。 自动仓储系统课外资料第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.4.2 自动化仓库的构成1、土建设施 厂方和配套设施。2、机械装备 多层货架、托盘和货箱、搬运装备、存取货装备、 安全保护装置、出入库装卸站等。3、电气设备 检测、信息识别、控制、通信、监控调度、计算机 管理、图像显示等装置。第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.4.3 自动化仓库的运行管理图示为四层货架的自动化仓库，现介绍其工作过程：1、堆垛机停在巷道起始位置，待入库的货物已放置在出 入库装卸站上，由堆垛机的货叉将其取到装卸托盘上。2、计算机控制堆垛机在巷道行走，装卸托盘沿堆垛机铅 直导轨升降，自动寻址向存入仓位行进。3、装卸托盘到达存入仓库前，即图中第四列第四层，装 卸托盘上的货叉将托盘上的货物送进存入仓位。第六章 物流系统设计退出返回本节返回主页下一页 6.4.3 自动化仓库的运行管理四层货架的自动化仓库，现介绍其工作过程：4、堆垛机行进到第五列第二层，到达调出仓位，货叉 将该仓位中的货物取出，放在装卸托盘上。5、堆垛机带着取出的货物返回起始位置，货叉将货物 从装卸托盘送到出入库装卸站。 重复上述动作，直至暂无货