第四章机床夹具原理设计

西安航空学院基准的概念调刀基准的概念定位误差及其产生原因定位误差的计算保证加工精度的条件复习提问完全定位不完全定位过定位欠定位1．工件定位时．六个自由度

全部限制。A．必须 B．不能 C．不—定 D．一般

2．工件定位时，

是绝对不允许的。

A．完全定位 B．不完全定位 C．过定位D．欠定位3．工件在指定工序中定位时，究竟应限制几个自由度，取决于

。A．夹具的结构 B．夹紧方式

C．该工序的技术要求

D．定位原理试分析图所示零件，外圆及两端面已加工好现加工槽B，要求保证位置尺寸L和H。试确定加工时必须限制的自由度设计基准工艺基准工序基准定位基准测量基准装配基准粗基准精基准辅加基准1、基准的概念基准：是指零件上用以确定其它点、线、面的位置所依据的那些点、线、面。基准设计基准：在零件图上用以确定其它点、线、面的基准端面A是B、C基准轴线是外圆、内孔的基准。2．工艺基准在工艺过程中采用的基准称为工艺基（1）工序基准在工序图上用来

确定本工序被加工

表面加工后的尺寸、形状、位置的基准

称为工序基准（2）定位基准在机械加工过程中,工件直接与机床或夹具的定位元件相接触的点线面。（3）测量基准测量时所采用的基准称为测量基准。（4）装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。调刀基准的概念在零件加工前对机床进行调整时，为了确定刀具的因位此置它，与还其要它用各到类调基刀准基不准同。，不是体现在工件上，而由是于体最现终在目夹的具是中为，了是确由定夹刀具具定相位对元工件件的的定位位置工，

作所面以体调现刀基。准往往选在夹具上定位元件的某个工作面。调刀基准的概念由以上得出调刀基准应具备的两个条件：它是由夹具定位元件的定位工作面体现的；它是在加工精度参数（尺寸、位置）方向上调整刀具位置的依据。若加工精度参数是尺寸时，则夹具图上应以调刀基准标注调刀尺寸。，调刀基准的概念选取调刀基准时应尽可能不受夹具定位元件制造误差的影响。但例即1若使：选在右用夹上定具图位维为外修定圆后位上更心母换轴线了。A定1为是位调定心刀位轴基部，准分虽时，然，2定则是位由与外于夹

外具圆体直配径合发部生分变。化选但的取O影定O轴响位线，心位将轴置使的仍调轴不刀线变尺OO（寸为假产调设生刀不△A基考的

变准虑时定，位可心不轴受上定1与位2外的圆同直轴径度制误造差误）差。的影响。调刀基准的概念使导引钻头的钻套轴线到心轴2的jA端例图面42-：的3图1位b4置是-3尺加1寸a工是调孔零整的件成钻图相床（应夹或尺具工寸部序L分1（图视一）图般。，应在为为保其证上L的钻平孔均，尺要寸求）保，证即尺可端寸保面和证紧孔钻靠轴出心线一轴对批2内的工孔端件轴面线定的孔f位对d轴。称线度的。位置尺寸。调刀基准的概念这时工件尺寸的设计基准是必重须合保。证夹钻具套上轴的线调对刀定基位准心则轴是2定的位轴线L在图4-31b的夹具俯视图中可以看出'：A为端保面证，孔定轴位线基对准工也件是内孔A端'轴面线，的二对者称，位，内孔轴线位心轴轴线OO则是调刀基准。O心O轴对2称的（A垂端直面相。交）。对于对称度要求，工件内孔

fD轴1

线是设O计'O基'

准，工1

件以内孔在心轴2上定又是定位O基'O准'

。而定调刀基准的概念基准都是具定位元例中还可基准的对面的分析可知：设计基准和定位工件上的，而调刀基准却是由夹位工作面来体现的。从上面的示调刀基准的特点及其与相应定位如下,如下图所示。由上体现在件的定归纳出应关系调刀基准与定位基准的关系图定位误差及其产生原因定位误差由基准不重合误差和定位副制造不准确误差组成当夹具在机床上的定位精度已达到要求时，如果工件在夹具中定位的不准确，将会使设计基准在加工尺寸方向上产生偏移。往往导致加工后工件达不到要求。定位误差由 示。Dd表w第三节

定位误差分析定位误差及其产生原因需要明确的概念设计基准工序基准在工件序图上用来确定某本一工表序面被

的加尺工寸表、面位加置工所后依的据尺的寸基、准位。置所依据的基准。第三节

定位误差分析定位误差及其产生原因基准不重合误差——定位基准与设计基准不重合产生的定位误差加工时，使刀具调整尺寸底工面序3和一侧中面调4刀已基加准工是好与，底现与工序尺寸一致，即需面加3工相台接阶触面的1定和位顶平面面2。，工序一：加工顶面2，以底面位同工序一(对于一批工件来说，可

和是侧底面面定3位，；二工者序与二调：刀加基工视为常量)，则定位误差台准阶重面合1。为零。而定位C基=准H和–设D计H基准都定位误差及其产生原因基准不重合误差——定位基准与设计基准不重合产生的定位误差基范围内变动工即该序使误二本差中工完定序全位刀是基具由准以于为底定底面位面为基3，与基准调准与刀调设基整计准得基A重–绝准D合对不A，准重而确合设，引计起且准的无为，其顶称它面为加–2“工，D基误A即准差–定，D位仍H基会准由与=在2H△H–。DH设差于计”上基一，准工以D不序jb重加表合工示。后，顶即面Dj2b加将工定尺位寸基准到设计变基为准间的尺寸A称为联系尺寸，则其基误准差不为重2合△误H

差就等于联系尺寸的公差。＋HΔ

H安使装其不基便准，重并合使，加即工D稳jb

定=性0。定位误差及其产生原因基准不重合误差定位基准与设计基准不重合产生的定位误差这种从方多案方虽面然考提虑高，了在定满位足精度工，序但二夹改具进结后构如复右杂图，所工示件。加工要求的前提下，基准不重合的定位方案在和可实靠践性中变也差可，以因采而用有。可能产生更大的加工误差。定位误差及其产生原因定位副制造不准确产生的基准位移误差工由件于定位工副作制面造与不夹准具确定，位使元得件定的位定基位准工相作对面夹

合具称的为调"刀定基位准副发"生，位则移由而于产定生位的副定制位造误差，称也

为直“接影基响准定位位移精误度差”。，用D

jw

表示。定位误差及其产生原因定位副制造不准确产生的基准位移误差寸H的设计基准为内孔轴线O，设上平面，工序尺寸为

H

+DH

。尺如调右刀图基所准示是，定工位件心以轴内轴孔线轴线，O从轴轴线重合，即设计基0准与定位O1为定定位位角基度准看，，套此在时心内轴孔轴O1线上与，心铣基准以及调刀基准重合，D

jb=0。计基准与定位基准重合。第三节

定位误差分析定位误差及其产生原因定位副制造不准确产生的基准位移误差实际上，定位心轴和工件内孔都有制造误差，而且为了便于这就使得定位基准O相对调刀工件套在心轴上，还应留有配基准发生位置变动。合间隙，故安装后孔和轴的中心必然不重合(如右图所示)。第三节

定位误差分析为，轴径为，则0Dd定位误差及其产生原因定位副制造不准确产生的基准位移误差计当算心：轴如如右右图图所水示平，放孔置径时，1O与O

之间最大与最小距1max1-2Dd

2OO=+DDOA

-

O

A

=

D

+0DD

-

d

-

Dd1minD

2=

D

-

d2最离小分间别O隙为O

为：=

D

-

d

。第三节

定位误差分析定位误差及其产生原因定位副制造不准确产生的基准位移误差基准发生位移而造成的加工误差为：2

2

2

22

2

2=

DD

+

Dd

=

1

(DD

+

Dd

)jwD =

OO1max

-

OO1min

=

(

D

+

DD

-

d

-

Dd

)

-(

D

-

d

)即此定位误差为内孔公差△D与心轴公差△d之和的一半，且与最小配合△无关。第三节

定位误差分析定位误差及其产生原因定位副制造不准确产生的基准位移误差若心轴垂直放置，则工件孔与心轴可能在任意边接触，此时定位误差为D

jw

=

DD

+

Dd

+

D第三节

定位误差分析定位误差及其产生原因定位副制造不准确产生的基准位移误差根定由位于上误定差位的基定准义与可设进计一基步准概不括重为合：用，夹引具起装一夹批加工工件一的参批设工数计件（基尺时准寸，相、一对位批定置工位）件基的准设发计生基位准置相变对化夹；具的刀调基刀准基发准生在最该由加于位工定参位变数副化方的是向制产上造生的误定最差位大，误位引差置起的变一原化批因量工，D件d包w

，的括称定两为位方该基面加准：工相参对数夹的具定调位刀误基差准。发生位置变化。第三节

定位误差分析定位误差及其产生原因定位误差及其产生原因第三节

定位误差分析D

jw；jw定位误差的计算两种方法：合成法分析计算计极算限思法路分：析计算合成法：计算基准不重合误差D

jb=

01、工件以平面定位：D计算基准位移误差

D

：jw第三节

定位误差分析2、工件以内孔定位：

a、定位原件为刚性心轴，水平放置，如图1所示：则在接触。•b、刚性心轴垂直放置，•(X为如图2间隙值)D

jw

=

0无法显示该图片。点切向方D向

=

0

，在法向jw2jwD方向=

dD

+

dd

jwD

所示：在任意方向上=

dD

+

dd

+

X

min第三节

定位误差分析c、定位元件为可胀心轴D

：jwD

jw

=

0=

0b、定位元件采用定位套，如图4a3、、定工位件元以件外用圆V型定块位（忽略制，差若）孔如与图外3所圆示单：边接触，则：造所示误在在水水平平方方向向上上D

jw

=D0jw，=，在0在垂垂直直方方向向上上D意方向上D2=

dD

+

dd

+

X

minjw若孔与外圆任2

s意in

边2

接触，则：任jw

a=D

dd

=(adD为V+型dd块夹角)jw第三节

定位误差分析jw和DD合dw

成，合成时有两种情况：jwdw

jb=

D +

D计算定位误差将D

j1b

、设计基准不在定位基面上，则D2、设计基准在定位基面上，则Ddw

=

D

jw

–

D

jbD

jb的符号问题：当由于基准位移和基准不重合分别引起尺寸作相同方向变化(同时增大或同时减少)时，取“+”号;而当引起加工尺寸彼此向相反方向变化时，取“-”号。第三节

定位误差分析0f30

-0.1外圆柱面在900V型块上定位，求加工尺寸为A1、A2、A3时的定位误差。A1的定位误差：A1的工序基准：圆柱上母线，定位基准：圆柱轴线，两者不重合2=

0.05,

D

=

=

0.0712

sin

a2Djw=

dd

ddjb-0.1例：图示为一带键槽的轴，工件铣槽时以f300A1的工序基准在定位基准面上，两者的变化方向相同，故Ddw

=

D

jb

+

D

jw第三节

定位误差分析A2的定位误差：工序基准面为圆柱轴线，定位基准为圆柱轴=

0线，两者重合，故D：jb=

0

.07122

sin

aD

=d

djw=

0.071D

dw\第三节

定位误差分析A3的定位误差：

A3的工序基准为圆柱下母线，定位基准为圆柱轴线，两者不重合。= =

0.052D

jbdd=

0.07122

sin

aD

=ddjwA3的工序基准在定位基准面上，但是两者变动的方向是相反的，故：Ddw

=

D

jw

-

D

jb

=

0.021第三节

定位误差分析极限法:确定一批工件设计基准的两个极限位置，再根据几何关系求出此二位置的距离，并将其投影到加工尺寸方向上，便可求出定位误差。第三节

定位误差分析的定位误差下所得工序尺寸的差值就是尺寸的变动量,即定位误差。d

sin

b2sin

Db1

+

cos

DbDbd

dD

=

D

-（

NO

-

NO

'）=

D（1

-

cos

b）2

2dw由于Db很小，故PP

'»0，则D由定位P因P

'=素O

'造P

'tg成q

=的dD

s工in

b序tg'^

ON

则有例对：图于用中工极大序限小基法2个准活圆位动分于V别型上为块半圆的情况如工序尺寸L，工同件样在可D定由dw位该=

N结M方'-构法NM结导=

束(出NO下'正+O的'确M

'2)结-

(

N构O

+，OM由) 图可知，尺寸L个的极定限位=状误(

N态O差'-,N即O这)

是+2d个DNK-极’(

N与O限-NN状KO之'态) 差：2d2(1+

cos

b)DD

=DdwL

过O

'作O

'P=

d

(M

'

N

-

MN

)

==

[D

+d

+

M

'

N

]-[D

-

MN

]D =

NK

'-NK第三节

定位误差分析保证加工精度的条件采用夹具加工时的误差计算不等式：=D夹具+D加工d工件减少与夹具有关的各项误差是设计夹具时必须认真考虑的问题之一。制订夹