《机械制造工程学--第四章-机床夹具设计原理ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工程学--第四章-机床夹具设计原理ppt课件（109页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 4 章 机床夹具设计原理,4-1 机床夹具概述4-2 工件在夹具中的定位4-3 定位误差4-4 工件在夹具中的夹紧4-5 各类机床夹具简介,.,4-1 机床夹具概述,一、机床夹具,用以固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工的工艺装备。,1.夹具,在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其夹紧，从而保证工件与刀具间正确的相对位置的工艺装配。,2.机床夹具,如机械加工、装配、检验、焊接等工艺中都大量采用夹具。,.,.,4-1 机床夹具概述,二、机床夹具的作用,（1）保证发挥机床的基本性能 如卡盘、顶尖，虎钳、压板、分度头等，保证工件的安装的正常装卡和加工。 （2）扩大机床的工艺范围
2、 如在车床的拖板上装一个镗模夹具，即可对箱体零件进行镗孔。 在车床尾座上安装板牙浮动套筒，可实现套扣加工。,.,二、机床夹具的作用,（1）保证发挥机床的基本性能 （2）扩大机床的工艺范围 （3）提高生产率和降低加工成本 减少辅助时间，使用夹具后，安装工件可以不划线，不找正。 多刀切削（如组合钻、组合铣） 多件加工、多工位加工（如转盘铣）,.,.,二、机床夹具的作用,（1）保证发挥机床的基本性能 （2）扩大机床的工艺范围 （3）提高生产率和降低加工成本 （4）保证加工精度 加工精度的稳定性 （5）降低对工人技术水平的要求，减轻劳动强度 如对大型、笨重的工件进行加工时，工件的调整和夹紧是很费力气的
3、，如果采用气动或液动夹紧装置，既方便又安全。,.,.,4-1 机床夹具概述,三、机床夹具的组成,1）定位元件 保证工件在夹具中占有正确位置的元件。 如支撑钉、芯轴、V型块等,机床夹具主要由下列元件组成：,2）夹紧装置（机构） 将工件夹紧，使其在加工过程中保持位置的固定。 如螺旋夹紧机构、偏心轮夹紧机构、气动夹紧机构、液压夹紧机构、电磁夹紧机构等,.,套筒钻孔夹具,1钻套 2导向套 3钻模板 4开口垫片 5螺母 6定位芯轴 7夹具体,.,三、机床夹具的组成,1）定位元件 2）夹紧装置 3）对刀及导向元件 用于确定刀具相对工件上加工表面相对位置的元件。 如钻套、镗套、对刀块等。 4）夹具体 用于安
4、装夹具中各种元件或装置的基础件。,机床夹具主要由下列元件组成：,.,三、机床夹具的组成,1）定位元件 2）夹紧装置 3）对刀及导向元件 4）夹具体 5）其他元件或装置 如定向键（T型槽定位键）、操作件（启动、液压、电磁等操作杆）、分度装置等。,机床夹具主要由下列元件组成：,.,悬挂式钻模板 1夹具体；2滑柱；3工件；4钻模板；5弹簧；6横梁,.,.,4-1 机床夹具概述,四、机床夹具的分类,车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具等。,1.按使用夹具的机床分,2.按夹紧动力源分,手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁夹具、真空夹具、离心力夹具等。,.,四、机床夹具的分类,1）通用夹具 适应
5、范围宽、标准化、作为机床附件供应。 主要用于单件小批生产、装夹形状简单和加工精度稳定性要求不高度工件。,3.按通用程度分,.,四、机床夹具的分类,1）通用夹具 2）专用夹具 专为某一工件的某一道工序设计制造的夹具（专门夹具） 不考虑通用性、以便使夹具设计的结构简单、紧凑，定位精度高，操作迅速，维护方便。 主要用于产品固定、工艺稳定的大批大量生产。,3.按通用程度分,.,四、机床夹具的分类,1）通用夹具 2）专用夹具 3）成组夹具 按工件形状、尺寸、材料和工艺的相似性进行分组，为每组工件的某道工序设计的组内通用的专用夹具。 夹具中部分元件可进行快速更换或调整。 主要用于品种多样、小批生产。,3.
6、按通用程度分,.,四、机床夹具的分类,1）通用夹具 2）专用夹具 3）成组夹具 4）组合夹具 采用结构、尺寸规格化、系列化的夹具零、部件，根据工艺需要临时组装的专用夹具。 设计制造周期短、成本低； 可重复使用； 结构相对庞大、刚性较差。 主要用于品种多样、小批生产，新产品试制阶段。,3.按通用程度分,.,四、机床夹具的分类,1）通用夹具 2）专用夹具 3）成组夹具 4）组合夹具 5）随行夹具 同时具有装夹工件和沿工序路线输送工件功能的夹具。 夹具和机床之间存在二次定位和夹紧。 主要用于流水线、自动线生产。,3.按通用程度分,.,第 4 章 机床夹具设计原理,4-1 机床夹具概述4-2 工件在夹
7、具中的定位4-3 定位误差4-1 工件在夹具中的夹紧4-1 各类机床夹具简介,.,4-2 工件在夹具中的定位,一、基本概念,1）定位 使工件在机床中占有正确位置的过程。 2）夹紧 使工件在加工过程中，保持准确位置不变的过程。,1.工件的安装,.,一、基本概念,1）定位 2）夹紧 安装：完成工件定位和夹紧的过程称为安装（或装夹）。,1.工件的安装,.,.,一、基本概念,1）直接找正安装 利用工件上相关表面进行找正，确定工件加工时的准确位置，然后夹紧。,2.工件的安装方式,适于单件、小批生产、费时。,.,一、基本概念,1）直接找正安装 2）划线找正安装 在工件上划出待加工表面轮廓线，按划线找正确定
8、工件的位置，然后夹紧。,2.工件的安装方式,适于单件、小批生产、大型、结构复杂零件。,.,一、基本概念,1）直接找正安装 2）划线找正安装 3) 用夹具安装 通过安装在机床上的夹具对工件进行定位和夹紧。,2.工件的安装方式,费用高、生产准备周期长，重复定位精度高； 适于批量生产。,.,一、基本概念,1）基准 用以确定零件相关表面相互位置的几何要素（点、线、面）。,3. 定位基准,包括：设计基准、工艺基准、安装使用基准。,.,一、基本概念,1）基准 2）设计基准 指图纸上，用以确定点、线、面位置所依据的几何要素。,3. 定位基准,.,一、基本概念,1）基准 2）设计基准 3）工艺基准 指在机械加
9、工、测量、装配过程中所使用的基准。,3. 定位基准,包括：定位基准、测量基准、装配基准。,.,一、基本概念,1）基准 2）设计基准 3）工艺基准 4）工序基准 工序图中，用以确定本工序加工表面尺寸、位置的基准。,3. 定位基准,夹具中工件安装的定位基准主要是指该夹具所采用的工序定位基准。（包括粗基准、精基准）,.,二、六点定位原理,1. 六点定位原理,.,二、六点定位原理,六点定位原理,.,二、六点定位原理,1. 六点定位原理,工件在空间的六个自由度必须用相当于六个支承点的定位元件来限制，且每个支承点只限制一个自由度。,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.
10、,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,三、定位元件,.,四.定位状态,1.完全定位 工件在夹具中定位，需要六个自由度都被限制时，称为完全定位。,.,四.定位状态,1.完全定位 2.不完全定位（部分定位） 工件在夹具中定位，不需要全部限制六个自由度数时，称为不完全定位。,.,四.定位状态,1.完全定位 2.不完全定位 3.欠定位 工件在夹具中定位时，实际限制的自由度数少于应限制的自由
11、度数时，称为欠定位。,.,四.定位状态,1.完全定位 2.不完全定位 3.欠全定位 4.过定位（重复定位） 工件在夹具中定位时，同一自由度由两个或两个以上的支撑点所限制时，称为过定位。,.,.,.,.,.,.,第 4 章 机床夹具设计原理,4-1 机床夹具概述4-2 工件在夹具中的定位4-3 定位误差4-4 工件在夹具中的夹紧4-5 各类机床夹具简介,.,一、定位误差,1. 定位误差 由于工件在夹具上定位不准确所引起的工序尺寸误差、方向或位置误差。 2.工序尺寸 加工表面至工序基准的尺寸。 定位误差包括： 基准不重合误差 基准的移位误差,4-3 定位误差,.,二、定位误差的组成,定位基准与工序
12、基准不重合而引起的工序尺寸的最大变动量，称为基准不重合误差。,1.基准不重合误差,4-3 定位误差,.,二、定位误差的组成,定位基准（本身）相对其理想位置沿工序尺寸方向变动，而引起的工序尺寸的最大变动量，称为基准移位误差。,2.基准移位误差,.,二、定位误差的组成,工序基准的理想位置： 平面定位平面本身； 圆柱面回转中心线； V型面标准心轴的轴心线。,2.基准移位误差,.,三、误差计算不定式,D+(Z+T)+G T,4-3 定位误差,其中：D定位误差 Z夹具安装误差 T对刀误差 G 加工方法引起的误差 T 工序总公差,设计定位方案时，取：D（1/21/3）T,.,四、定位误差的计算,1）直接按
13、工序基准的两个极限位置，确定其最大变动量； 2）根据定位误差的组成来确定。,计算方法,4-3 定位误差,DB+Y,.,.,.,.,.,例3 铣削连杆大头端面上4-6（0，+0.05）槽，采用一面两销定位。试确定定位方案、菱形销的宽度b，并计算定位误差。,.,例3 铣削连杆大头端面上4-6（0，+0.05）槽，采用一面两销定位。试确定定位方案、菱形销的宽度b，并计算定位误差。,.,.,转角误差,.,第 4 章 机床夹具设计原理,4-1 机床夹具概述4-2 工件在夹具中的定位4-3 定位误差4-4 工件在夹具中的夹紧4-5 各类机床夹具简介,.,4-4 工件在夹具中的夹紧,一、夹紧装置的组成和基本
14、要求,力源装置：气动、液压、电动、电磁,1.夹紧装置的组成,.,一、夹紧装置的组成和基本要求,力源装置：气动、液压、电动、电磁,1.夹紧装置的组成,.,一、夹紧装置的组成和基本要求,力源装置：气动、液压、电动、电磁,1.夹紧装置的组成,.,一、夹紧装置的组成和基本要求,力源装置：气动、液压、电动、电磁 夹紧元件：压板、卡爪、钳口 中间传力机构： 1）改变夹紧力的方向，如铰链、杠杆； 2）改变夹紧力的大小，如斜块、偏心轮； 3）产生自锁作用。,1.夹紧装置的组成,.,4-4 工件在夹具中的夹紧,一、夹紧装置的组成和基本要求,夹紧过程中，应有利于定位，而不应破坏定位； 夹紧力的作用应合适、可靠、安
15、全； 夹紧装置应操作方便； 结构简单； 具有良好的自锁性。,2.基本要求,.,4-4 工件在夹具中的夹紧,二、夹紧力的确定,1.夹紧力方向的确定,1）主要夹紧力应指向主要定位基准和导向基准；,防止夹紧过程中破坏定位。,.,二、夹紧力的确定,1.夹紧力方向的确定,1）主要夹紧力应指向主要定位基准和导向基准； 2）夹紧力的方向应指向工件刚度大的方向；,以减小工件的变形。,.,二、夹紧力的确定,1.夹紧力方向的确定,1）主要夹紧力应指向主要定位基准和导向基准； 2）夹紧力的方向应指向工件刚度大的方向； 3）夹紧力的方向应尽量与切削力、工件重力的方向一致。,以减小夹紧力。,.,4-4 工件在夹具中的夹
16、紧,二、夹紧力的确定,2.夹紧力作用点的确定,1）夹紧力作用点的位置应保持工件稳定；,以保证工件定位正确。,.,二、夹紧力的确定,2.夹紧力作用点的确定,1）夹紧力作用点的位置应保持工件稳定； 2）夹紧力作用点应设置在工件刚性较好的部位；,以减小工件的夹紧变形。,.,二、夹紧力的确定,2.夹紧力作用点的确定,1）夹紧力作用点的位置应保持工件稳定； 2）夹紧力作用点应设置在工件刚性较好的部位； 3）夹紧力作用点应尽可能靠近工件被加工表面。,以减小切削力造成的变形。,.,二、夹紧力的确定,3.夹紧力大小的确定,.,4-4 工件在夹具中的夹紧,三、典型夹紧机构,1）斜楔夹紧机构,.,4-4 工件在夹具中的夹紧,三、典型夹紧机构,1）斜楔夹紧机构 2）螺旋夹紧机构,.,4-4 工件在夹具中的夹紧,三、典型夹紧机构,1）斜楔夹紧机构 2）螺旋夹紧机构 3）偏心夹紧机构,.,4-4 工件在夹具中的夹紧,三、典型夹紧机构,1）斜楔夹紧机构 2）螺旋夹紧机构 3）偏心夹紧机构 4）定心夹紧机构 双V形块夹紧机构、滑块斜楔定心夹紧机构、 弹性套筒夹紧机构,.,4-4 工件在夹具
