机床夹具的基本原理课件

第六章机床夹具的基本原理第一节夹具的基本概念第二节工件的定位原理第三节定位方式与定位元件的选择第四节定位误差第五节工件的夹紧第六节各类机床夹具特点第六章机床夹具的基本原理第一节夹具的基本概念1第一节夹具的基本概念第一节夹具的基本概念2一、工件在机床中的安装方法1、直接找正安装一、工件在机床中的安装方法1、直接找正安装3一、工件在机床中的安装方法2、夹具安装一、工件在机床中的安装方法2、夹具安装4一、工件在机床中的安装方法2、夹具安装一、工件在机床中的安装方法2、夹具安装5二、机床夹具的工作原理与作用1、夹具的工作原理二、机床夹具的工作原理与作用1、夹具的工作原理62、夹具的作用：保证加工质量；提高生产率；减轻劳动强度；扩大机床的工艺范围；二、机床夹具的工作原理与作用2、夹具的作用：保证加工质量；二、机床夹具的工作原理与作用7三、夹具的分类按专业化程度分：通用夹具：与通用机床配套。如：三爪卡盘等。专用夹具：根据某一工序专门设计。成组夹具：按照成组工艺原理设计，适用于一组零件。组合夹具：由标准件拼接而成。随行夹具：用于自动线上，工件在夹具上由输送装置送往各机床，并在机床夹具或机床工作台上进行定位和夹紧。三、夹具的分类按专业化程度分：8四、夹具的组成将工件进行定位、夹紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。四、夹具的组成将工件进行定位、夹紧，将刀具进行导向或对刀，以9定位元件：起定位作用，保证工件相对于夹具的位置。夹紧装置：将工件夹紧，以保持工件在加工时的既得位置。导向元件和对刀装置：保证刀具相对夹具的位置。连接元件：用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置。夹具体：用于连接夹具各元件及装置使其成为一个整体的基础件。其它元件：如动力装置、分度装置等。四、夹具的组成定位元件：起定位作用，保证工件相对于夹具的位置。四、夹具的组10五、加工误差的组成：安装误差：△安装工件在夹具中的定位和夹紧误差对定误差：△对定刀具的导向或对刀误差过程误差：△过程与加工过程中一些因素有关的加工误差。如：受力变形、受热变形、磨损等。通常：△安装+△对定+△过程≤T工件五、加工误差的组成：安装误差：△安装工件在夹具中的定位和夹紧11第二节工件的定位原理一、六点定位原理：第二节工件的定位原理一、六点定位原理：12一、六点定位原理：完全定位：六个自由度全部被限制。不完全定位：（部分定位）欠定位：根据加工要求，未能限制应该限制的自由度一、六点定位原理：完全定位：六个自由度全部被限制。不完全定位13一、六点定位原理：过定位：（重复定位）零件某一个自由度同时由多个定位元件限制。一、六点定位原理：过定位：（重复定位）零件某一个自由度同时由14一、六点定位原理：过定位：（重复定位）一、六点定位原理：过定位：（重复定位）15一、六点定位原理：过定位：（重复定位）一、六点定位原理：过定位：（重复定位）16二、定位方式与定位元件的选择工件以平面定位：固定支承钉：可调支承：自位支承：辅助支承：二、定位方式与定位元件的选择工件以平面定位：固定支承钉：可调17工件以平面定位：支承板：工件以平面定位：支承板：18工件以外圆表面定位：套筒：V形块：工件以外圆表面定位：套筒：V形块：19工件以圆柱孔定位：圆柱定位销：圆锥定位销：定位心轴：工件以圆柱孔定位：圆柱定位销：圆锥定位销：定位心轴：20工件以圆锥孔定位：工件以圆锥孔定位：21定位方式的组合：一个平面和两个与其垂直的孔的组合（一面双销）定位方式的组合：一个平面和两个与其垂直的孔的组合（一面双销）22定位方式的组合：一个平面和两个与其垂直的孔的组合（一面双销）两孔中心距为：L±Tlk/2，两销中心距为：L±TlX/2。两孔与两销的最小间隙分别是△1min，△2min。由图中△AO2B和△AO2’C可得：整理后得：去掉式中高阶无穷小量后得：定位方式的组合：一个平面和两个与其垂直的孔的组合（一面双销）23定位销的设计与选取：确定两定位销的尺寸：确定定位销中心距及公差：确定圆柱销尺寸及公差：定位销的设计与选取：确定两定位销的尺寸：确定定位销中心距及公24定位销的设计与选取：确定菱销的宽度：查表取：b=4mm确定菱形销尺寸及公差：根据式：得：取菱形销的精度为：IT6，Td2=0.011d2min=d2max-Td2=11.947-0.011=11.936定位销的设计与选取：确定菱销的宽度：查表取：b=4mm确定菱25定位方式的组合：一个平面和一个与其垂直的孔的组合（一面一销）定位方式的组合：一个平面和一个与其垂直的孔的组合（一面一销）26定位方式的组合：两个相互垂直的平面和一个与其中一个平面垂直的孔的组合（两面一销）定位方式的组合：两个相互垂直的平面和一个与其中一个平面垂直的27第三节定位误差定位误差（△D）是指由于定位不准而造成某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。定位误差基准位移误差(△Y)

基准不重合误差(△B)

定位误差的概念：零件制造误差定位元件制造误差定位基准与工序基准不重合第三节定位误差定位误差（△D）是指由于定位不准而造成某一工28举例：基准的位移误差：基准不重合误差：举例：基准的位移误差：基准不重合误差：29结论：定位误差只产生在采用调整法加工一批零件的条件下。定位误差是由于工件定位不准而产生的加工误差。表现形式为工序基准相对加工面可能产生的最大尺寸或位置的变动范围。

△D=|△Y±△B|结论：定位误差只产生在采用调整法加工一批零件的条件下。30△D=|△Y±△B|中“±”的判断1、若工序基准在定位基面上，则△D=|△Y±△B|a、定位基面与限位基面保持接触，分析定位基面由大变小或由小变大时定位基准的变动方向；b、定位基准保持不动，定位基面同样变化时，分析工序基准的变动方向；定位基面定位基准限位基面工序基准c、两者方向相同，取“+”号；方向相反，取“-”号。2、若工序基准不在定位基面上，则△D=△Y+

△B

。△D=|△Y±△B|中“±”的判断1、若工序基准在定位基面上31二、定位误差分析计算：1、以平面定位时的定位误差：对于尺寸A3：对于尺寸A1：二、定位误差分析计算：1、以平面定位时的定位误差：对于尺寸A32基准移位误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定位时的定位误差：对于尺寸H1：基准不重合误差：△B=0工序基准不在定位基面上，故△D=△Y+△B基准移位误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定位33基准不重合误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定位时的定位误差：对于尺寸H2：基准移位误差：工序基准在定位基面上，故△D=|△Y±△B|，经分析：基准不重合误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定34基准不重合误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定位时的定位误差：对于尺寸H3：基准移位误差：工序基准在定位基面上，故△D=|△Y±△B|，经分析：基准不重合误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定35二、定位误差分析计算：3、以内孔在圆柱心轴上定位时的定位误差：定位心轴水平放置：定位心轴垂直放置：二、定位误差分析计算：3、以内孔在圆柱心轴上定位时的定位误差363、以内孔在圆柱心轴上定位时的定位误差：对于尺寸H1：对于尺寸H2：对于尺寸H3：以定位心轴水平放置时为例：对于尺寸H4：3、以内孔在圆柱心轴上定位时的定位误差：对于尺寸H1：对于尺37二、定位误差分析计算：4、以一面双销定位时的定位误差：基准位移误差：转角误差：二、定位误差分析计算：4、以一面双销定位时的定位误差：基准位38第四节工件的夹紧夹紧装置的组成及设计要求：夹紧装置的组成：夹紧元件：中间传力机构：改变力的大小，通常为增力机构；改变夹紧力的方向；使夹具具有一定的自锁性，以保证夹紧可靠。动力源：产生原始的作用力执行夹紧的最终元件，直接与工件接触。中间传力机构第四节工件的夹紧夹紧装置的组成及设计要求：夹紧装置的组成：39夹紧装置的组成及设计要求：设计要求：夹紧应有助于定位，不能破坏定位；夹紧可靠、可调，应保证工件在加工过程中不发生位置变动和振动；夹紧产生的工件变形应在允许的范围之内；夹紧装置操作应安全、方便、省力，结构应简单合理，便于制造；手动夹紧时，应有自锁性能。夹紧装置的组成及设计要求：设计要求：夹紧应有助于定位，不能破40二、夹紧力的确定：夹紧力的方向：夹紧力的方向应不破坏工件定位的准确性和可靠性夹紧力的方向应有利于减小夹紧力二、夹紧力的确定：夹紧力的方向：夹紧力的方向应不破坏工件定位41二、夹紧力的确定：夹紧力的作用点：作用点应保持工件的稳定，不能使工件产生位移或偏转作用点应位于工件刚性较好的部位夹紧力应尽可能靠近工件上被加工面，必要时应加辅助支承夹紧力应使夹具本身变形小二、夹紧力的确定：夹紧力的作用点：作用点应保持工件的稳定，不42F’摩擦系数f1二、夹紧力的确定：夹紧力的大小：式中：W0：实际夹紧力；W：理论夹紧力；K：安全系数。粗加工时K=2.5~3，精加工时K=1.5~2如右图所示:摩擦系数f2F’摩擦系数f1二、夹紧力的确定：夹紧力的大小：式中：如右图43三、典型夹紧机构：斜楔夹紧机构：特点：有自锁性。通常斜角α=6°～8°有增力作用。增力比为i=2～5。能改变夹紧力的方向。夹紧行程小。三、典型夹紧机构：斜楔夹紧机构：特点：44三、典型夹紧机构：螺旋夹紧机构：三、典型夹紧机构：螺旋夹紧机构：45三、典型夹紧机构：螺旋夹紧机构：特点：自锁性好，可靠性高。增力比大。i=65~140多为手动操作，通常使用快速装夹结构提高工件安装速度。结构简单，应用广泛。三、典型夹紧机构：螺旋夹紧机构：特点：46特点：有自锁差，一般用于切削负荷不大的场合。有增力作用。增力比为i=12～14。夹紧迅速。夹紧行程小。很少单独直接作用于工件，通常与其他元件联合使用。如：偏心压板机构。三、典型夹紧机构：偏心夹紧机构：特点：三、典型夹紧机构：偏心夹紧机构：47第五节各类机床夹具特点钻床夹具组成：钻模板、钻套、定位元件、夹紧装置、钻模体钻套：钻套尺寸：内径：d=刀具的外径。基轴制F7/h6，G6/h5。高度：H=(1.5~2)d（一般）H=(2.5~3.5)d（高精度）钻套与工件间的距离：h=(0.3~0.7)d（铸铁）h=(0.7~1.5)d（钢材）第五节各类机床夹具特点钻床夹具组成：钻模板、钻套、定位元件48几种常见的钻模：几种常见的钻模：49第五节各类机床夹具特点镗床夹具组成：导向支架、镗套、定位元件、夹紧装置、镗模体镗套：类型：第五节各类机床夹具特点镗床夹具组成：导向支架、镗套、定位元50第五节各类机床夹具特点铣床夹具组成：定位元件、夹紧装置、对刀块、连接元件、夹具体连接元件：对刀装置：第五节各类机床夹具特点铣床夹具组成：定位元件、夹紧装置、对51第六章机床夹具的基本原理第一节夹具的基本概念第二节工件的定位原理第三节定位方式与定位元件的选择第四节定位误差第五节工件的夹紧第六节各类机床夹具特点第六章机床夹具的基本原理第一节夹具的基本概念52第一节夹具的基本概念第一节夹具的基本概念53一、工件在机床中的安装方法1、直接找正安装一、工件在机床中的安装方法1、直接找正安装54一、工件在机床中的安装方法2、夹具安装一、工件在机床中的安装方法2、夹具安装55一、工件在机床中的安装方法2、夹具安装一、工件在机床中的安装方法2、夹具安装56二、机床夹具的工作原理与作用1、夹具的工作原理二、机床夹具的工作原理与作用1、夹具的工作原理572、夹具的作用：保证加工质量；提高生产率；减轻劳动强度；扩大机床的工艺范围；二、机床夹具的工作原理与作用2、夹具的作用：保证加工质量；二、机床夹具的工作原理与作用58三、夹具的分类按专业化程度分：通用夹具：与通用机床配套。如：三爪卡盘等。专用夹具：根据某一工序专门设计。成组夹具：按照成组工艺原理设计，适用于一组零件。组合夹具：由标准件拼接而成。随行夹具：用于自动线上，工件在夹具上由输送装置送往各机床，并在机床夹具或机床工作台上进行定位和夹紧。三、夹具的分类按专业化程度分：59四、夹具的组成将工件进行定位、夹紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。四、夹具的组成将工件进行定位、夹紧，将刀具进行导向或对刀，以60定位元件：起定位作用，保证工件相对于夹具的位置。夹紧装置：将工件夹紧，以保持工件在加工时的既得位置。导向元件和对刀装置：保证刀具相对夹具的位置。连接元件：用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置。夹具体：用于连接夹具各元件及装置使其成为一个整体的基础件。其它元件：如动力装置、分度装置等。四、夹具的组成定位元件：起定位作用，保证工件相对于夹具的位置。四、夹具的组61五、加工误差的组成：安装误差：△安装工件在夹具中的定位和夹紧误差对定误差：△对定刀具的导向或对刀误差过程误差：△过程与加工过程中一些因素有关的加工误差。如：受力变形、受热变形、磨损等。通常：△安装+△对定+△过程≤T工件五、加工误差的组成：安装误差：△安装工件在夹具中的定位和夹紧62第二节工件的定位原理一、六点定位原理：第二节工件的定位原理一、六点定位原理：63一、六点定位原理：完全定位：六个自由度全部被限制。不完全定位：（部分定位）欠定位：根据加工要求，未能限制应该限制的自由度一、六点定位原理：完全定位：六个自由度全部被限制。不完全定位64一、六点定位原理：过定位：（重复定位）零件某一个自由度同时由多个定位元件限制。一、六点定位原理：过定位：（重复定位）零件某一个自由度同时由65一、六点定位原理：过定位：（重复定位）一、六点定位原理：过定位：（重复定位）66一、六点定位原理：过定位：（重复定位）一、六点定位原理：过定位：（重复定位）67二、定位方式与定位元件的选择工件以平面定位：固定支承钉：可调支承：自位支承：辅助支承：二、定位方式与定位元件的选择工件以平面定位：固定支承钉：可调68工件以平面定位：支承板：工件以平面定位：支承板：69工件以外圆表面定位：套筒：V形块：工件以外圆表面定位：套筒：V形块：70工件以圆柱孔定位：圆柱定位销：圆锥定位销：定位心轴：工件以圆柱孔定位：圆柱定位销：圆锥定位销：定位心轴：71工件以圆锥孔定位：工件以圆锥孔定位：72定位方式的组合：一个平面和两个与其垂直的孔的组合（一面双销）定位方式的组合：一个平面和两个与其垂直的孔的组合（一面双销）73定位方式的组合：一个平面和两个与其垂直的孔的组合（一面双销）两孔中心距为：L±Tlk/2，两销中心距为：L±TlX/2。两孔与两销的最小间隙分别是△1min，△2min。由图中△AO2B和△AO2’C可得：整理后得：去掉式中高阶无穷小量后得：定位方式的组合：一个平面和两个与其垂直的孔的组合（一面双销）74定位销的设计与选取：确定两定位销的尺寸：确定定位销中心距及公差：确定圆柱销尺寸及公差：定位销的设计与选取：确定两定位销的尺寸：确定定位销中心距及公75定位销的设计与选取：确定菱销的宽度：查表取：b=4mm确定菱形销尺寸及公差：根据式：得：取菱形销的精度为：IT6，Td2=0.011d2min=d2max-Td2=11.947-0.011=11.936定位销的设计与选取：确定菱销的宽度：查表取：b=4mm确定菱76定位方式的组合：一个平面和一个与其垂直的孔的组合（一面一销）定位方式的组合：一个平面和一个与其垂直的孔的组合（一面一销）77定位方式的组合：两个相互垂直的平面和一个与其中一个平面垂直的孔的组合（两面一销）定位方式的组合：两个相互垂直的平面和一个与其中一个平面垂直的78第三节定位误差定位误差（△D）是指由于定位不准而造成某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。定位误差基准位移误差(△Y)

基准不重合误差(△B)

定位误差的概念：零件制造误差定位元件制造误差定位基准与工序基准不重合第三节定位误差定位误差（△D）是指由于定位不准而造成某一工79举例：基准的位移误差：基准不重合误差：举例：基准的位移误差：基准不重合误差：80结论：定位误差只产生在采用调整法加工一批零件的条件下。定位误差是由于工件定位不准而产生的加工误差。表现形式为工序基准相对加工面可能产生的最大尺寸或位置的变动范围。

△D=|△Y±△B|结论：定位误差只产生在采用调整法加工一批零件的条件下。81△D=|△Y±△B|中“±”的判断1、若工序基准在定位基面上，则△D=|△Y±△B|a、定位基面与限位基面保持接触，分析定位基面由大变小或由小变大时定位基准的变动方向；b、定位基准保持不动，定位基面同样变化时，分析工序基准的变动方向；定位基面定位基准限位基面工序基准c、两者方向相同，取“+”号；方向相反，取“-”号。2、若工序基准不在定位基面上，则△D=△Y+

△B

。△D=|△Y±△B|中“±”的判断1、若工序基准在定位基面上82二、定位误差分析计算：1、以平面定位时的定位误差：对于尺寸A3：对于尺寸A1：二、定位误差分析计算：1、以平面定位时的定位误差：对于尺寸A83基准移位误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定位时的定位误差：对于尺寸H1：基准不重合误差：△B=0工序基准不在定位基面上，故△D=△Y+△B基准移位误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定位84基准不重合误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定位时的定位误差：对于尺寸H2：基准移位误差：工序基准在定位基面上，故△D=|△Y±△B|，经分析：基准不重合误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定85基准不重合误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定位时的定位误差：对于尺寸H3：基准移位误差：工序基准在定位基面上，故△D=|△Y±△B|，经分析：基准不重合误差：二、定位误差分析计算：2、以外圆在V形块上定86二、定位误差分析计算：3、以内孔在圆柱心轴上定位时的定位误差：定位心轴水平放置：定位心轴垂直放置：二、定位误差分析计算：3、以内孔在圆柱心轴上定位时的定位误差873、以内孔在圆柱心轴上定位时的定位误差：对于尺寸H1：对于尺寸H2：对于尺寸H3：以定位心轴水平放置时为例：对于尺寸H4：3、以内孔在圆柱心轴上定位时的定位误差：对于尺寸H1：对于尺88二、定位误差分析计算：4、以一面双销定位时的定位误差：基准位移误差：转角误差：二、定位误差分析计算：4、以一面双销定位时的定位误差：基准位89第四节工件的夹紧夹紧装置的组成及设计要求：夹紧装置的组成：夹紧元件：中间传力机构：改变力的大小，通常为增力机构；改变夹紧力的方向；使夹具具有一定的自锁性，以保证夹紧可靠。动力源：产生原始的作用力执行夹紧的最终元件，直接与工件接触。中间传力机构第四节工件的夹紧夹紧装置的组成及设计要求：夹紧装置的组成：90夹紧装置的组成及设计要求：设计要求：夹紧应有助于定位，不能破坏定位；夹紧可靠、可调，应保证工件在加工过程中不发生位置变动和振动；夹紧产生的工件变形应在允许的范围之内；夹紧装置操作应安全、方便、省力，结构应简单合理，便于制造；手动夹紧时，应有自锁性能。夹紧装置的组成及设计要求：设计要求：夹紧应有助于定位，不能破91二、夹紧力的确定：夹紧力的方向：夹紧力的方向应不破坏工件定位的准确性和可靠性夹紧力的方向应有利于减小夹紧力二、夹紧力的确定：夹紧力的方向：夹紧力的方向应不破坏工件定位92二、夹紧力的确定：夹紧力的作用点：作用点应保持工件的稳定，不能使工件产生位移或偏转作用点应位于工件刚性较好的部位夹紧