机械制造技术基础 课件 第9章 机床夹具原理与设计

机械制造技术基础目录第9章机床夹具原理与设计9.1 机床夹具概述9.2 工件在夹具上的定位9.3 工件在夹具中的夹紧9.4 装夹误差9.5 典型机床夹具9.6机床夹具设计方法第9章机床夹具原理与设计

阅读导入：工件上的外圆、内孔、平面及曲面等几何结构都要在对应的机床上通过切削加工得到，同时还要达到尺寸精度、几何精度及表面粗糙度等设计要求。工件在加工前要能够正确且方便地安装到机床上，加工后能方便地取下，加工中要维持正确的加工状态不变，这就需要机床上有能够在满足加工精度要求的条件下夹持工件完成加工过程的辅助装置。这个辅助装置称为机床夹具，是一种工艺装备，是工艺系统的重要组成部分，应用十分广泛。机床夹具可认为是机床的“手”，我国制造业正在向“中国智造”迈进，为了实现智能制造，机床夹具需要向自动化和智能化方向发展。第9章机床夹具原理与设计

本章学习目标：第9章机床夹具原理与设计

9.1机床夹具概述9.1.1机床夹具的分类1．按夹具的应用范围分类（1）通用夹具

（2）专用机床夹具（3）组合夹具

（4）成组（5）自动线夹具第9章机床夹具原理与设计

9.1机床夹具概述9.1.1机床夹具的分类2．按使用机床类型分类机床类型不同，夹具结构各异，由此可将夹具分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具和组合机床夹具等类型。3．按夹具动力源分类按夹具所用夹紧动力源，可将夹具分为手动夹紧夹具、气动夹紧夹具、液压夹紧夹具、气液联动夹紧夹具、电磁夹紧夹具和真空夹紧夹具等。第9章机床夹具原理与设计

9.1机床夹具概述9.1.2机床夹具的组成1．定位元件定位元件是夹具上用来确定工件正确位置的零部件，工件在加工前必须先找到正确的位置。第9章机床夹具原理与设计

9.1机床夹具概述9.1.2机床夹具的组成2．夹紧装置夹紧装置是夹具上使工件在加工过程中保持正确位置不变的零部件。夹紧装置通常由力源装置、中间传力机构和夹紧元件三部分组成。第9章机床夹具原理与设计

9.1机床夹具概述9.1.2机床夹具的组成3．对刀及导向装置对刀及导向装置是确定刀具与工件之间相对位置的零部件，从而防止加工过程中刀具发生偏斜。第9章机床夹具原理与设计

9.1机床夹具概述9.1.2机床夹具的组成4．夹具体夹具体是机床夹具的基础件，将夹具的所有组成部分连接成一个整体。第9章机床夹具原理与设计

9.1机床夹具概述9.1.2机床夹具的组成5．其他装置或元件按照工序的加工要求，有些夹具上还设置有如用作分度的分度元件、动力装置的操纵系统、自动上下料的上下料装置、夹具与机床的连接元件等其他装置或元件。第9章机床夹具原理与设计

9.1机床夹具概述9.1.3机床夹具的作用1．便于保证加工精度2．提高劳动生产率3．减轻劳动强度4．扩大机床的工艺范围第9章机床夹具原理与设计

9.2工件在夹具上的定位9.2.1定位方式1．六点定位原理一个物体在空间可以有六个独立的运动，如图所示，长方体在直角坐标系中可以有3个平移运动和3个旋转运动。3个平移运动分别是沿x、y、z轴的平移运动3个转动分别是绕x、y、z轴的旋转运动习惯上，把上述6个独立的运动称作六个自由度。如果采取一定的约束措施，限制物体的六个自由度，则称物体被完全定位。第9章机床夹具原理与设计

9.2.1定位方式1．六点定位原理如图所示的长方体工件定位时，可以在其底面设置3个不共线的约束点1，2，3；在侧面设置两个约束点4，5并在端面设置一个约束点6，则约束点1，2，3可以限制三个自由度；约束点4，5可以限制两个自由度，约束点6可以限制一个自由度

。在实际应用中，常把接触面积很小的支承钉看作是约束点，即按上述位置布置6个支承钉，可限制长方体工件的6个自由度。

用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件的六个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。第9章机床夹具原理与设计

9.2工件在夹具上的定位9.2.1定位方式第9章机床夹具原理与设计

9.2工件在夹具上的定位9.2.1定位方式第9章机床夹具原理与设计

9.2工件在夹具上的定位9.2.1定位方式第9章机床夹具原理与设计

9.2工件在夹具上的定位9.2.1定位方式2．定位基面与定位基准定位基面是工件上与定位元件接触的表面，分为主要定位基面和次要定位基面，被限制自由度个数最多的定位基面为主要定位基面，其他为次要定位基面。例如加工套筒外圆时，零件上有外圆与内孔的同轴度要求，应采用长销小平面组合定位方案，以内孔作为主要定位基面。定位基准是由定位基面所体现出来的几何要素，可以是工件上的组成要素，也可以是中心要素。用支承钉定位时，工件平面即是定位基面又是定位基准；用V形块定位时，工件外圆柱面为定位基面，而外圆柱面的中心轴线为定位基准。第9章机床夹具原理与设计

9.2.1定位方式3．完全定位与不完全定位在图中，xoy平面上的支承点限制了工件的3个；xoz平面上的支承点限制了工件的2个自由度

；yoz平面上的支承点限制了1个自由度。因而，工件的全部6个自由度都被限制了限制，称为“完全定位”。第9章机床夹具原理与设计

9.2.1定位方式3．完全定位与不完全定位然而，工件在夹具中并非都需要完全定位，可根据具体加工要求确定限制自由度个数。例如铣削长方体工件上表面，只需限制三个自由度，显然，此情况的定位方式也是合理的。这种允许少于六点的定位称为“不完全定位”或“部分定位”。第9章机床夹具原理与设计

9.2工件在夹具上的定位9.2.1定位方式4．过定位与欠定位在加工中，如果工件的定位支承点数少于应限制的自由度数，称为“欠定位”，这种情况必然导致达不到所要求的加工精度。例如在图中，若工件左端面不设置定位支承点，则难以保证37.5±0.5的尺寸要求。显然，欠定位在夹具中是绝对不允许出现的。反之，若工件的某一个自由度同时被一个以上的定位支承点重复限制，则对这个自由度的限制会产生矛盾，称为“过定位”或“重复定位”。第9章机床夹具原理与设计

9.2.1定位方式4．过定位与欠定位如图所示，在滚齿机上加工齿轮时，工件是以内孔和一个端面作为定位基面装夹在滚齿机心轴1和支承凸台3上，其中心轴1限制了工件四个自由度，支承凸台3限制了工件三个自由度，出现了过定位现象。一般来说，工件过定位可能出现定位困难，或者也可能在夹紧后使工件或夹具产生变形，增大加工误差。第9章机床夹具原理与设计

9.2.1定位方式4．过定位与欠定位在定位方案设计时，一般不允许出现过定位的情况；而只有在需要增强工艺系统刚度且工件各定位面之间具有较高位置精度时才允许采用过定位定位方案。当出现过定位时，消除过定位及其干涉有两种途径：①改变定位元件的结构，以减少转化支撑点的数目，消除被重复限制的自由度。②提高工件定位基面之间的位置精度，以消除过定位引起的干涉。第9章机床夹具原理与设计

9.2工件在夹具上的定位9.2.2常见定位方式与定位元件1．工件以平面定位工件以平面定位时，定位基准就是与定位元件接触的平面，常用的定位元件有支承钉、支承板、可调支承和自位支承。（1）支承钉当工件尺寸远大于支承钉尺寸时，一个支承钉相当于一个支承点，限制1个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制2个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制3个自由度。第9章机床夹具原理与设计

9.2.2常见定位方式与定位元件1．工件以平面定位（2）支承板当工件定位平面较大时，常用多块支承板组合成一个平面。一般情况，一个支承板相当于两个支承点，限制2个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制3个自由度。第9章机床夹具原理与设计

1．工件以平面定位（3）可调支承可调支承的支承面高度可以适当调整，调整好后再锁紧，其作用相当于一个固定支承，常用于工件定位基面形状复杂（如台阶面、成形表面）或毛坯尺寸、形状变化较大的场合。可调性完全是为了弥补粗基准面的制造误差而设计的。一般每加工一批毛坯时，先根据粗基准的误差变化情况，调整支承钉l的位置，调整好后，再用锁紧螺母2锁紧。因此，可调支承在一批工件加工前调整好以后，在同批工件加工时，其作用与固定支承相同。第9章机床夹具原理与设计

1．工件以平面定位（4）自位支承在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自位支承，也称为浮动支承，如图所示。特点是：支承点的位置能随着工件定位基面的不同而自动调节，工件定位面压下其中一点，其余点便上升，直至各点都与工件接触。只限制1个自由度第9章机床夹具原理与设计

1．工件以平面定位（5）辅助支承

辅助支承在夹具中仅用于增加工件的支承刚性和稳定性，以防止在切削时因切削力的作用导致工件发生变形，影响加工精度。辅助支承不属于定位元件，不起定位作用，即不限制工件的自由度。只有当工件定位之后，再通过手动或自动调节其位置，使之与工件表面接触，因而每更换一次工件，需要调整一次。第9章机床夹具原理与设计

9.2.2常见定位方式与定位元件2．工件以孔定位工件以内孔定位时，定位基准是孔的中心轴线，常用的定位元件有定位销和心轴。（1）定位销图为固定式定位销的结构第9章机床夹具原理与设计

9.2.2常见定位方式与定位元件2．工件以孔定位（2）心轴定位心轴种类很多，主要用于车、铣、磨等机床上加工套筒类和空心盘类工件的定位。常用的有圆柱心轴及锥度心轴等。第9章机床夹具原理与设计

9.2.2常见定位方式与定位元件3．工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位时，定位基准为外圆柱面的中心轴线，常用的定位元件有V形块、定位套和半圆孔等。（1）V形块

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9.2.2常见定位方式与定位元件3．工件以外圆柱面定位（1）V形块

第9章机床夹具原理与设计

9.2.2常见定位方式与定位元件3．工件以外圆柱面定位（2）定位套工件以外圆柱面在圆孔中定位所用的定位元件多制成套筒式固定在夹具体上。定位套定位的优点是简单方便，但定位时有间隙，定心精度不高。第9章机床夹具原理与设计

9.2.2常见定位方式与定位元件3．工件以外圆柱面定位（3）半圆孔当工件尺寸较大，用圆柱孔定位不方便时，可将圆柱孔改成两半，下半孔用作定位，上半孔用于压紧工件。短半圆孔定位限制工件的2个自由度；长半圆孔定位限制工件的4个自由度。第9章机床夹具原理与设计

9.2.2定位方式4.工件以组合表面定位在实际生产中，为满足加工要求，有时采用几个定位面相组合的方式进行定位。常见的组合形式有：两顶尖孔、一端面一孔、一端面一外圆、一面两孔等，与之相对应的定位元件也是组合式的。例如，长轴类零件采用双顶尖组合定位；箱体类零件采用一面双销组合定位。第9章机床夹具原理与设计

9.2.3定位方案的设计1．定位方案设计的基本原则（1）遵循基准重合原则

使定位基准与工序基准重合。在多工序加工时，还应遵循基准统一原则，具有一定的定位精度。但考虑到实际情况，定位基准也可以不选用工序基准。（2）合理选择主要定位基准

主要定位基准应有较大的支承面，较高的精度。（3）装夹方便

便于工件的装夹和加工，并使夹具的结构简单。第9章机床夹具原理与设计

9.2.3定位方案的设计2．对定位元件的要求（1）足够的定位精度（2）足够的耐磨性和储备精度（3）足够的强度和刚度（4）应协调好与有关元件的关系（5）良好的结构工艺性第9章机床夹具原理与设计

9.3工件在夹具中的夹紧9.3.1夹紧装置的组成和要求1．夹紧装置的组成工件在夹具中定位后，再由夹紧装置将工件夹紧。夹紧装置的组成有：（1）动力装置，以产生夹紧动力；（2）夹紧元件，即直接用于夹紧工件的元件。（3）中间传力机构，是将原动力传递给夹紧元件的机构。在有些夹具中，夹紧元件往往就是中间传力机构的一部分，通常将夹紧元件和中间传力机构统称为夹紧机构。第9章机床夹具原理与设计

9.3工件在夹具中的夹紧9.3.1夹紧装置的组成和要求2．对夹紧装置的要求夹紧装置是夹具的重要组成。在设计夹紧装置时，应满足以下基本要求。①在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置。②夹紧应可靠和适当。夹紧机构一般要有自锁作用，保证在加工过程中不会产生松动或振动。夹紧工件时，不允许工件产生不适当的变形和表面损伤。③夹紧装置应操作方便、省力、安全。④夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。结构设计应力求简单、紧凑，并尽可能采用标准化元件。第9章机床夹具原理与设计

9.3工件在夹具中的夹紧9.3.2夹紧力的确定夹紧力包括大小、方向和作用点三个要素，是夹紧机构设计中首先要解决的问题。1．夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择是指在夹紧力作用方向已定的情况下，确定夹紧元件与工件接触点的位置和接触点的数目。一般应注意以下几点：第9章机床夹具原理与设计

9.3.2夹紧力的确定1．夹紧力作用点的选择一般应注意以下几点：（1）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变。第9章机床夹具原理与设计

9.3.2夹紧力的确定1．夹紧力作用点的选择（2）夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。第9章机床夹具原理与设计

9.3.2夹紧力的确定1．夹紧力作用点的选择（3）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减小切削力对工件造成的翻转力矩。必要时应在工件刚度差的部位增加辅助支承并施加夹紧力，以减小切削过程中的振动和变形。第9章机床夹具原理与设计

9.3.2夹紧力的确定2．夹紧力方向的选择夹紧力方向的选择，一般应遵循以下原则：（1）夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。为此一般要求主要夹紧力应垂直指向主要定位面。第9章机床夹具原理与设计

9.3.2夹紧力的确定2．夹紧力方向的选择（2）夹紧力的作用方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件的夹紧变形。（3）夹紧力作用方向应尽量与工件的切削力、重力等的作用方向一致，可减小所需夹紧力值。第9章机床夹具原理与设计

9.3.3典型夹紧机构1．斜楔夹紧机构斜楔是夹紧机构中最为基本的一种形式，是利用斜面移动时所产生的力来夹紧工件的，常用于气动和液压夹具中。第9章机床夹具原理与设计

9.3.3典型夹紧机构2．螺旋夹紧机构由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构不仅结构简单，容易制造，而且自锁性好，夹紧力大，是夹紧机构中应用最广泛的一种机构。螺旋夹紧机构的工作原理与斜楔相似。由于螺纹升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，在手动夹具上应用较多。第9章机床夹具原理与设计

9.3.3典型夹紧机构3．偏心夹紧机构如图所示的偏心夹紧机构是斜楔夹紧机构的一种变形，是通过偏心轮直接夹紧工件或与其他元件组合夹紧工件的。常用的偏心件有圆偏心和曲线偏心，圆偏心夹紧机构具有结构简单，夹紧迅速等优点；但其夹紧行程小，增力倍数小，自锁性能差，故一般只在被夹紧表面尺寸变动不大和切削过程振动较小的场合应用。第9章机床夹具原理与设计

9.3.3典型夹紧机构4．定心夹紧机构定心夹紧机构是指能够在实现工件定心作用的同时，又起着夹紧工件作用的夹紧机构。定心夹紧机构中与工件定位基面相接触的元件，既是定位元件，又是夹紧元件。第9章机床夹具原理与设计

9.3.3典型夹紧机构5．铰链夹紧机构铰链夹紧机构是一种增力机构，其结构简单，增力比大，摩擦损失小，但一般不具备自锁性能，常与具有自锁性能的机构组成复合夹紧机构。所以铰链夹紧机构适用于多点、多件夹紧，在气动、液压夹具中获得广泛应用。第9章机床夹具原理与设计

9.3.4夹紧的动力装置6．联动夹紧机构联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧若干个工件。第9章机床夹具原理与设计

9.3.3典型夹紧机构1．气动夹紧装置气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。进入气缸的压缩空气的压力为0.4~0.6MPa。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分类有单向作用和双向作用两种。第9章机床夹具原理与设计

9.3.4夹紧的动力装置2．液压夹紧装置液压夹紧装置的结构和工作原理与气动夹紧装置基本相同，所不同的是工作介质是压力油，工作压力可达5~6.5MPa。与气压夹紧装置相比，液压夹紧具有以下优点：传动力大，夹具结构相对比较小；油液不可压缩，夹紧可靠，工作平稳；噪声小。不足之处是须设置专门的液压系统，应用范围受限制，一般在没有液压系统的单台机床上不宜使用。第9章机床夹具原理与设计

9.3.4夹紧的动力装置3．气液联动夹紧装置为了综合利用气压和液压装置的优点，可在没有液压系统的机床上采用气液联动夹紧装置，第9章机床夹具原理与设计

9.3.4夹紧的动力装置4．磁力夹紧装置磁力夹紧装置是利用磁力对铁磁类工件进行夹紧的装置，可分为永磁式和电磁式。第9章机床夹具原理与设计

9.3.4夹紧的动力装置5．真空夹紧装置通过夹具的密闭空腔产生真空，依靠大气压力将工件压紧。第9章机床夹具原理与设计

9.4装夹误差工件的装夹过程分为定位过程与夹紧过程，这两个过程中都可能使工件偏离所要求的正确位置，而产生定位误差与夹紧误差装夹误差包括定位误差与夹紧误差9.4.1定位误差的定义与产生原因1．定位误差的定义定性：定位误差是因定位不准确而引起工序尺寸变化，进而引起的加工误差定量：定位误差是由定位不准确引起的工序基准沿工序尺寸方向上的最大变动量。第9章机床夹具原理与设计

9.4装夹误差9.4.1定位误差的定义与产生原因使用夹具装夹大批量生产时，定位误差是引起加工误差的主要因素之一，为了能够保证加工精度，以及判断定位方案是否合理，一般取：第9章机床夹具原理与设计

9.4.1定位误差的定义与产生原因2．定位误差产生的原因（1）基准不重合误差由于定位基准与工序基准不重合，引起的工序基准沿工序尺寸方向上的最大变动量，用△jb表示。如果工序基准的变动方向与工序尺寸方向之间存在夹角β，应取工序尺寸方向上的投影值，则有△jb=δjb·cosβ，其中δjb为工序基准的变动量。（2）基准位移误差由于定位基面或定位支承面的制造误差，使定位基准产生位移，进而引起的工序基准沿工序尺寸方向上的最大位移量，用△jw表示。如果工序基准的位移方向与工序尺寸方向之间存在夹角γ，则有△jw=δjw·cosγ，其中δjw为工序基准的位移量。第9章机床夹具原理与设计

9.4.2定位误差的分析与计算1．定位误差的定义法计算定义法又可称为图解法或几何法按定位误差的定义计算工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量；计算时，先找出工序基准相对于刀具（或机床）的两个极限位置，再根据几何关系求出这两个极限位置在工序尺寸方向上的距离，就是定位误差。第9章机床夹具原理与设计

9.4.2定位误差的分析与计算1．定位误差的定义法计算例9-1采用下图所示的定位方式，在一批工件上加工

的内孔，并要求同轴度公差为0.015。若外径尺寸为

，平面距中心b=（20±0.010）mm都已加工且合格。试计算此方案的定位误差。第9章机床夹具原理与设计

1．定位误差的定义法计算解：1）分析加工要求及定位方案由题意可知，工序尺寸为同轴度，工序尺寸公差T工=0.015工序尺寸方向为截面内任意方向，工序基准外圆中心轴线。工序基准会因工件外径φd和尺寸b存在误差而发生变动，这两个尺寸是相互独立的。当φd和b都为上极限尺寸时，O点最高；当φd和b都为下极限尺寸时，O点最低。这两个极限位置也就是工序基准的最大变动范围。第9章机床夹具原理与设计

2）确定工序基准的极限位置假设图（a）中的φd和b都为上极限尺寸，先固定b不变而让φd由最大值变到最小值，此时O点竖直下降至O1点，再让b由最大值变到最小值，此时O1点将沿斜面下降至O2点。从而OO2的距离即为所求的定位误差。第9章机床夹具原理与设计

2）确定工序基准的极限位置。假设图9-35（a）中的φd和b都为上极限尺寸，先固定b不变而让φd由最大值变到最小值，此时O点竖直下降至O1点，再让b由最大值变到最小值，此时O1点将沿斜面下降至O2点。从而O1O2的距离即为所求的定位误差。3）计算定位误差。按图9-35（b）连辅助线，由于斜面夹角为45°，从而可知O2O3=O1O3=Tb=0.02mm。再计算OO1=CO-CO1=（OA1-O1A2）/sin45°=Td/（2sin45°）=0.03/（2sin45°）=0.011mm。则定位误差mm。4）校核。T工=0.015mm，△dw=0.012mm，则△dw>T工/3，定位误差过大，应提高φd和b的加工精度，使△dw减小至T工/3以下。第9章机床夹具原理与设计

9.4.2定位误差的分析与计算2．定位误差的合成法计算将产生定位误差的两个原因合成为△dw=△jb±△jw=δjb·cosβ±δjw·cosγ

（9-2）计算过程及式（9-2）中“+”、“-”号的确定方法如下。（1）分析加工要求及定位方案。明确工序尺寸及其公差、工序尺寸方向、工序基准、定位基面、定位基准。（2）分析计算基准不重合误差。若定位基准与工序基准重合，则△jb=0；若不重合，可假设定位基准不变，使工序基准面的尺寸由最大变最小（或由最小变最大），从而计算基准不重合误差△jb，并确定工序基准的变动方向。（3）分析计算基准位移误差。使定位基面的尺寸由最大变最小（或由最小变最大）或与工序基准面作同样变化，从而计算基准位移误差△jw，并确定工序基准的位移方向。（4）判断“+”、“-”号。若工序基准的变动与位移独立时，应考虑最不利的情况，从而取“+”号。若工序基准的变动与位移有关时，即二者同时变化，则当二者变化方向相同时取“+”号；二者变化方向相反时，取“-”号。（5）校核。△dw是一个相对量，计算中一般取正值，根据式（9-1）判断合理性。第9章机床夹具原理与设计

9.4.2定位误差的分析与计算3．工件以平面定位时的定位误差例9-2如图所示的工件，M面到G面的距离已加工至尺寸A±TA/2，现要加工N面，标注尺寸为B±TB/2，若采用图（b）、（c）两种定位方案进行加工。铣刀位置根据定位基准调整，在加工一批工件过程中始终保持不变，计算这两种定位方案的定位误差。第9章机床夹具原理与设计

9.4.2定位误差的分析与计算3．工件以平面定位时的定位误差解：由图（a）可知工序尺寸为B，公差为T工=TB，工序尺寸方向为竖直方向，工序基准为G面，β=γ=0°。1）对于图（b）中的方案，定位基准和工序基准都是G面，故基准重合，则有△jb（b）=0。若假设G面和定位元件的平面度误差的代数和为δl，故△jw（b）=δl。从而定位误差△dw（b）=△jb（b）+△jw（b）=0+δl=δl（变动与位移独立，取“+”号）。若δl<TB/3，则方案合理。第9章机床夹具原理与设计

9.4.2定位误差的分析与计算3．工件以平面定位时的定位误差2）对于（c）中的方案，定位基准为M面，而工序基准是G面，故基准不重合，则△jb（c）=TA。若假设M面和定位元件的平面度误差的代数和为δ2，则△jw=δ2。从而定位误差△dw=△jb+△jw=TA+δ2。若TA+δ2<TB/3，则方案合理。第9章机床夹具原理与设计

9.4.3夹紧误差夹具上，夹紧工件时，夹紧力通过工件传到定位装置，造成工件、定位基面及夹具变形，从而使工件加工面产生加工误差，即由夹紧而引起的加工误差，称为夹紧误差。夹紧误差主要包括弹性变形和接触变形两个方面第9章机床夹具原理与设计

9.4.3夹紧误差1．工件的弹性变形当工件、夹具刚度不足，或夹紧力作用方向、作用点选择不当时，夹紧力都会使工件或夹具产生弹性变形，造成加工误差。例如，用三爪卡盘装夹薄壁套筒镗孔第9章机床夹具原理与设计

9.4.3夹紧误差2．工件定位基面与夹具定位面之间的接触变形接触变形是由工件定位基面和夹具定位面的形状误差和粗糙度所造成。因为工件夹紧后，表面少数波峰开始沉陷，随着夹紧力的增加，沉陷范围及数值也逐渐增大，同时两个表面的实际接触面积也逐渐扩大，接触状态才渐趋于稳定。这种表面沉陷的数值，与两接触件材料的性质、硬度、表面粗糙度以及所施加的单位正压力等因素有关，但是，由于工件弹性变形的计算很复杂，而目前接触变形可供实际应用的资料很少，所以在设计夹具时，对夹紧误差一般不作定量计算，而是采取各种措施来减少夹紧误差对加工精度的影响。第9章机床夹具原理与设计

9.4.3夹紧误差3．减少夹紧误差的措施（1）合理选择夹紧力的作用点、方向和大小。（2）合理选择或设计定位和夹紧元件及传动机构。

例如对刚性较差的工件，设置辅助支承或采用浮动夹紧装置等，以提高工件的装夹刚度，从而减少工件和夹具的弹性变形。（3）增大接触面的面积，降低接触应力；提高接触面的硬度、光洁度，降低表面粗糙度，必要时经过预压，以减少接触变形。第9章机床夹具原理与设计

9.5典型机床夹具9.5.1车床夹具车床夹具连接在车床主轴上，并随主轴回转，用于加工回转体零件车床夹具根据结构特点可分为心轴式、角铁式、卡盘式等第9章机床夹具原理与设计

9.5典型机床夹具9.5.2钻床夹具钻床夹具的明显特点是设有引导钻头的钻套钻套安装在钻模板上，所以习惯上将钻床夹具称为“钻模”根据工件上被加工孔的分布情况和工件的生产类型钻模在结构上有固定式、回转式、翻转式、盖板式和悬挂式等多种形式。第9章机床夹具原理与设计

9.5典型机床夹具9.5.2钻床夹具1.固定式钻模

加工中钻模相对于工件的位置保持不变的钻模称为固定式钻模，可以与夹具体做成一体，也可以用螺钉与夹具体相联接。采用这种钻模板钻孔，位置精度较高，多用于立式钻床、摇臂钻床和多轴钻床上。第9章机床夹具原理与设计

1.固定式钻模

1—圆支承板2—长V形块3—钻模板4—钻套5—V形压头6—螺钉7—转轴8—手柄第9章机床夹具原理与设计

9.5.2钻床夹具2.回转式钻模回转式钻模用于加工分布在同一圆周上的平行孔系或径向孔系。如图所示是用于加工扇形工件上三个等分径向孔的回转式钻模。第9章机床夹具原理与设计

9.5.2钻床夹具6．钻床夹具上的钻套钻套是引导刀具的元件，用以保证孔的加工位置，并防止加工过程中刀具的偏斜。如图所示，钻套按其结构特点可分为4种类型，即固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套。第9章机床夹具原理与设计

6．钻床夹具上的钻套如图所示为，特殊钻套第9章机床夹具原理与设计

9.5典型机床夹具9.5.3铣床夹具铣削加工属断续切削，易产生振动，铣床夹具的受力部件要有足够的强度和刚度，夹紧机构所提供的夹紧力应足够大，且要求有较好的自锁性能。1．铣床夹具的结构特点第9章机床夹具原理与设计

9.5.3铣床夹具1．铣床夹具的结构特点第9章机床夹具原理与设计

9.5.3铣床夹具2．铣床夹具的设计要点对刀块和定位键是铣床夹具的特有元件。对刀块是用来确定铣刀相对于夹具定位元件位置关系的；定位键是用来确定夹具相对于机床位置关系的。（1）对刀块

图给出了常见对刀块结构，其中是高度对刀块用于圆柱铣刀、立铣刀的校对；直角对刀块用于盘状两面刃、三面刃铣刀的校对；成形对刀块用于成形铣刀的校对。采用对刀块时，为防止损坏切削刃和使对刀块过早磨损，刀具与对刀面一般都不直接接触，在对刀面移近刀具时，在对刀面和铣刀之间塞入具有规定厚度（2mm-3mm）的塞尺，凭抽动的松紧感觉来判断刀具的正确位置。第9章机床夹具原理与设计

2．铣床夹具的设计要点（1）对刀块

下图给出了常见对刀块结构，其中是高度对刀块用于圆柱铣刀、立铣刀的校对；直角对刀块用于盘状两面刃、三面刃铣刀的校对；成形对刀块用于成形铣刀的校对。采用对刀块时，为防止损坏切削刃和使对刀块过早磨损，刀具与对刀面一般都不直接接触，在对刀面移近刀具时，在对刀面和铣刀之间塞入具有规定厚度（2mm-3mm）的塞尺，凭抽动的松紧感觉来判断刀具的正确位置。第9章机床夹具原理与设计