《机械制造第四章讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造第四章讲解（166页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章机床夹具原理与设计第四章机床夹具原理与设计第一节机床夹具概述第二节工件在夹具中的定位第三节定位误差分析第四节工件在夹具中的夹紧第五节各类机床夹具第六节现代机床夹具第七节自学机床夹具设计的基本步骤自学内容提要概述主要内容：一、工件的装夹方法二、机床夹具的工作原理三、机床夹具在机械加工过程中的作用三、夹具的分类与组成第一节机床夹具概述在机械加工过程中，为了保证的加工精度，使工件在机床上相对刀具占有正确的位置，并能迅速、可靠地夹紧工件，以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具。概念：气缸体、气缸盖检测夹检测夹具第一节机床夹具概述工件的装夹方法装夹是定位和夹紧过程的总和定位：确定工件在机床上或夹具
2、中占有准确加工位置的过程夹紧：在工件定位后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作轴线轴线用于定位卡爪用于夹紧夹紧第一节机床夹具概述双顶尖装夹气动装夹钻斜孔车刀在刀架上的装夹气缸盖在流水线上运输的装夹装装夹夹第一节机床夹具概述用找正法装夹工件工件在机床上的装夹方法用夹具装夹工件找正法与用夹具装夹工件的对比第一节机床夹具概述a)直接找正：把工件直接放在机床工作台上或四爪卡盘、机用台虎钳等机床附件中，根据工件的一个或几个表面用划针或指示表找正工件准确位置后再进行夹紧；用找正法装夹工件方法：b)画线找正：先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然后再按划出的线痕进行找正实现装夹。第一节机
3、床夹具概述直接找正法直接找正：如图，零件在磨床上磨削内孔，若零件外圆与内孔有很高的同轴度要求，可用卡盘装夹工件，在加工前用百分表等控制外圆的径向圆跳动，从而保证加工后零件外圆与内孔的同轴度要求。划线找正法：受划线精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夹具进行加工的粗加工找正法装夹工件画线找正法第一节机床夹具概述p找正法只需使用通用性很好的机床附件和工具，因此能适用于加工各种不同零件的各种表面，特别适合于单件、小批量生产。特点：劳动强度大生产效率低要求工人技术等级高定位精度低适用范围：找正法装夹工件第一节机床夹具概述工件装在夹具上，不再进行找正，便能
4、直接得到准确加工位置的装夹方式。用夹具装夹工件方法：在机床主轴装夹非轴类零件，利用花盘弯板使加工孔轴心与主轴轴心自动重合第一节机床夹具概述广泛用于大批量生产，中批生产及单件小批生产，尤其是无夹具安装就无法保证精度的工件。适用范围：特点：效率高，成本低易保证重复精度减轻劳动强度，对工人技术要求低扩大机床使用范围夹具装夹工件第一节机床夹具概述画线找正法装夹利用花盘弯板装夹直接找正装夹几种装夹方法图示第一节机床夹具概述几种装夹方法比较装夹方法直接找正画线找正夹具装夹夹具类型通用夹具专用夹具效率、成本费时、成本较高、画线不便迅速方便、成本低定位精度取决于量具精度、工人技术水平精度高，可达0.01mm，
5、且较稳定一般不高，使用高精器具、操作精准也可获得较高精度约0.20.5mm，与画线粗细有关适用零件形状简单、加工面少形状复杂、位置要求不高、大件夹具设计适应加工零件生产批量单件小批量大批量第一节机床夹具概述机床夹具的工作原理以钻模为例，首先借助夹具体1的底面A1及钻套2的内孔A2实现钻模在机床上的定位；工件以孔基准S1和端面S2为定位基准放在心轴3的J1及J2表面上定位螺母5夹紧工件；最后刀具插入钻套2的导向套孔A2进行钻削加工，工件装在夹具上，不再进行找正，便能直接得到准确加工位置。第一节机床夹具概述回转式钻模将钻模心轴安装在分度台上，分度台可实现心轴周向的精确定位，因此与心轴固定的工件同样
6、可周向精确定位，适用于工件周向孔加工。回转式钻模第一节机床夹具概述采用调整法保证尺寸精度调整法：预先用样件或标准件调整好机床、夹具、刀具和工件的准确相对位置，以保证工件的尺寸精度。所以加工时，不用试切，尺寸自动获得，并在一批零件加工过程中保持不变。以铣槽夹具为例说明调整法的基本原理。第一节机床夹具概述工件的A面是支承在支承板2的工作面上的，因而最终达到了铣出的糟底面与A面平行的要求。对位置精度的保证夹具利用两定位键1与铣床工作台的T型槽配合，保证了与铣床纵向进给方向平行。加工槽加工工件第一节机床夹具概述利用塞尺10塞入对刀块(5)工作面与立铣刀切削刃之间来确定铣刀相对夹具的位置，此时可相应调整
7、工作台来达到刀具相对对刀块的正确位置。对尺寸精度的保证对刀块的两个工作面与相应夹具定位支承板2和齿纹顶支承钉3的各自支承面已保证和尺寸，因而最终保证铣出槽子的a和b尺寸。第一节机床夹具概述槽的长度尺寸c通过调整工作台纵向进给行程挡块，改变工作台纵向进给的终结位置，保证铣刀距支承钉4的距离等于c。由于工件以端面与支承钉4的工作面相接触，因而最终使铣出槽子的长度位置达到尺寸的要求。第一节机床夹具概述夹具工作原理的要点保证工件在夹具中占有正确的加工位置保证夹具对于机床应先保证有准确的相对位置保证刀具相对有关的定位元件的定位工作面有准确位置第一节机床夹具概述保证稳定可靠地达到各项加工精度要求缩短加工工
8、时，提高劳动生产率降低生产成本减轻工人劳动强度可由较低技术等级的工人进行加工能扩大机床工艺范围机床夹具在机械加工中的作用第一节机床夹具概述夹具的分类与组成夹具的分类夹具夹具机床夹具检验夹具装配夹具焊接夹具其它夹具（按工艺过程分类）a）按机床种类分b）按夹紧动力源分c）按结构通用性分车床夹具铣床夹具齿轮机床床夹具手动夹具液压夹具气动夹具电动夹具磁力夹具真空夹具第一节机床夹具概述机床夹具机床夹具可调夹具机床附件类夹具随行夹具组合夹具专用夹具机床夹具的分类通用可调夹具成组夹具机床附件类夹类夹具回转工作台第一节机床夹具概述万向平口钳通用可调夹调夹具数控分度盘第一节机床夹具概述组组合夹夹具第一节机床夹具
9、概述专专用夹夹具连杆大头倒角夹具气缸体卧加工夹具发动机前罩铣加工夹具第一节机床夹具概述气动回转台液压夹具手动夹具第一节机床夹具概述各类机床夹具的特点通用夹具通用性强，被广泛应用于单件小批量生产专用夹具专为某一工序设计，结构紧凑、操作方便、生产效率高、加工精度容易保证，适用于定型产品的成批和大量生产。组合夹具由一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的专用夹具。通用可调夹具不对应特定的加工对象，适用范围宽，通过适当的调整或更换夹具上的个别元件，即可用于加工形状、尺寸和加工工艺相似的多种工件。成组夹具专为某一组零件的成组加工而设计，加工对象明确针对性强。通过调整可适应多种工艺及加工形状、尺寸。第一节
10、机床夹具概述夹具的组成定位元件：用于确定工件在夹具中的位置夹紧装置：用于夹紧工件对刀、导引元件：确定刀具相对夹具定位元件的位置其它装置：如分度元件等连接元件和连接表面：用于确定夹具本身在机床主轴或工作台上的位置夹具体：用于将夹具上的各种元件和装置连接成一个有机整体第一节机床夹具概述分度板定位心轴夹紧螺母开口垫圈钻套棘轮棘爪夹具体连接表面定位元件夹紧装置导引元件分度装置第一节机床夹具概述钻模的组成（动画）钻模的组成第四章机床夹具原理与设计第一节机床夹具概述第二节工件在夹具中的定位第三节定位误差分析第四节工件在夹具中的夹紧第七节机床夹具设计的基本步骤第二节工件在夹具中的定位定位的目的是使工件在夹具
11、中相对于机床、刀具占有确定的正确位置，并且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工件定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。第二节工件在夹具中的定位一.基准的概念定位方案的分析与确定，必须按照工件的加工要求合理的选择工件的定位基准。基准：零件上用来确定点、线、面位置时，作为参考的其它的点、线、面。基准可分为设计基准和工艺基准。第二节工件在夹具中的定位设计基准：在零件图上，确定点、线、面位置的基准。工艺基准：在加工和装配中使用的基准，按照用途不同又可分为：1)定位基准：在加工中使工件在机床夹具上占有正确位置所采用
12、的基准。2)度量基准：在检验时所使用的基准。3)装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器中位置所采用的基准。第二节工件在夹具中的定位确定基准时需注意以下几点：作为基准的点、线、面在工件上不一定存在，如孔的中心线、外圆的轴线以及对称面等，而是常常由某些具体的表面来体现，这些面称为基准面。例如在车床上用三爪卡盘定位工件时，基准是工件的轴线，而实际使用的是外圆柱面。因此选择定位基准就是选择恰当的基准面。作为基准，可以是没有面积的点或线，但是基准面总是有一定面积的，如代表轴心线的是中心孔面。基准的定义不仅涉及尺寸之间的联系，还涉及到位置精度（平行度、垂直度等）。第二节工件在夹具中的定位二.六点定位原理
13、任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度即沿三个坐标轴的移动自由度和绕三个坐标轴的转动自由度。第二节工件在夹具中的定位“六点定位原理”的注意问题定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承点的方法来限制工件的自由度。定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个。第二节工件在夹具中的定位分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响，定位和夹紧是两个概念，不能混淆：工件的某一自由度被限制，是指工件在这一方向上有确定的位置，
14、并非指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时，不能运动，即夹紧。定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现。常见典型定位方式及定位元件所限制的自由度定位基准面定位元件的定位方式及所限制的自由度平面支承钉支承板固定支承与自位支承固定支承与辅助支承常见典型定位方式及定位元件所限制的自由度定位基准面定位元件的定位方式及所限制的自由度圆孔定位销（心轴）锥销常见典型定位方式及定位元件所限制的自由度定位基准面定位元件的定位方式及所限制的自由度外圆柱面支承板或支承钉V形块常见典型定位方式及定位元件所限制的自由度定位基准面定位元件的定位方式及所限制的自由度外圆柱面定位套半圆
15、孔常见典型定位方式及定位元件所限制的自由度定位基准面定位元件的定位方式及所限制的自由度外圆柱面锥套锥孔顶尖锥心轴第二节工件在夹具中的定位完全定位与不完全定位1)完全定位：工件的六个自由度完全被限制的定位。第二节工件在夹具中的定位2)不完全定位：按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位。不完全定位是合理的定位方式，在实际生产中，工件被限制的自由度数一般不少于三个。第二节工件在夹具中的定位欠定位与过定位1)欠定位：按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位。欠定位是绝对不允许的。第二节工件在夹具中的定位2)过定位：工件的同一自由度被二个或二个以上的支承点重复限制的定位。可能造成
16、工件的定位误差，或者造成部分工件装不进夹具的情况。过定位不是绝对不允许，要由具体情况决定。第二节工件在夹具中的定位消除过定位及其干涉的两种途径：a)改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度。b)提高工件定位基面之间及定位元件工作表面之间的位置精度，以减小或消除过定位引起的干涉。定位销过定位的消除V型快过定位的消除第二节工件在夹具中的定位三.常见的定位方式和定位元件定位元件的设计应满足下列要求：要有与工件相适应的精度；要有足够的刚度，不允许受力后发生变形；要有耐磨性，以便在使用中保持精度。一般多采用低碳钢渗碳淬火或中碳钢淬火，硬度为5862HRC。第二节工件在夹具中的定位典型表面的定位方法工件的定位表面有各种形式，如平面、外圆、内孔等，对于这些表面，总是采用一定结构的定位元件。常见的定位方法有：平面定位、圆孔定位、外圆柱面定位、组合表面定位。第二节工件在夹具中的定位1.工件以平面定位概念：在机械加工中，利用工件上的一个或几个平面作为定位基面来定位工件的
