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1、装夹：定位+夹紧 定位：指使工件在机床或夹具中占有正确位置的 过程。 夹紧：在加工过程中保持定位位置不变。,工件在机床上的装夹方法：,直接找正 划线找正 夹具装夹,复习:,第一节 机床夹具概述,1机床夹具的功能,在机床上用以装夹工件的一种装置。,夹具定义：,（1）保证加工精度,（2）提高生产率,（3）扩大机床的工艺范围,（4）减轻工人的劳动强度，保证生产安全。,功 能,2机床夹具的组成,1) 定位元件或装置 2）夹紧元件或装置 3）刀具导向元件或装置 4）夹具在机床上定位的元件 5）夹具体 6）其它元件或装置,图5-1 连杆铣槽夹具,菱形销,对刀块,定位键,夹具底板,圆柱销,工件,弹簧,螺栓,
2、螺母,压板,止动销,二、机床夹具的类型,按应用范围分： 通用夹具（三爪、四爪卡盘、虎钳、回转工作台） 2）专用夹具（用于批量生产) 3）通用可调整夹具和成组夹具 4）组合夹具（用于单件小批) 5）随行夹具（FMS、FMC),车床夹具、镗床夹具、铣床夹具、磨床夹具等；,按加工类型分：,按夹紧装置的动力源分：,手动夹具、气动夹具、液动夹具、电磁夹具、真空夹具等；,(针对一组零件的某个工序),通用可调夹具和成组夹具:,基础部分,可调整部分,组成,(元件可更换或调整),组合夹具：由标准化的元件组合而成。,灵活多变，万能性强。 可大大缩短生产准备周期。 可减少专用夹具设计、制造的 工作量，并可减少材料消
3、耗。 用于单件、小批量生产及新产品试制。,组合夹具的类型：,槽系组合夹具元件间靠键和槽（键槽和T形槽）定位；孔系组合夹具则通过孔与销来实现元件间的定位。,槽系组合夹具,孔系组合夹具,孔系组合夹具元件分解图,随行夹具：,是一种移动式夹具。 工件安装在随行夹具上，由运输装置把随行夹具运送到各台机床上，并对随行夹具进行定位和夹紧。,六点定位原理？ 完全定位、不完全定位？ 过定位、欠定位？ 平面定位限制自由度数？ 长、短圆柱销？常、短V形块？ 长、短心轴？,复习:,第五章 机床夹具设计,第二节 工件在机床夹具上的定位,一、典型的定位方式、定位元件及装置,1平面定位,未经机械加工的平面定位 （支承钉）
4、已经机械加工的平面定位 （支承钉、支承板）,支承元件的结构形式有：,固定支承：,支承钉、支承板,可调支承：,支承点位置可调,自位支承：,可以随工件定位基准的变化而自动调整，并与之相适应，一般限制一自由度，具有2个以上支承点。,主 要 支 承,辅助支承：,定位后才参与支承，不起定位作用，增加刚度。,主要支承：能限制工件自由度。,精基准,粗基准,侧基准,排屑,侧面、顶面定位,底面定位,固定支承安装： 直接安装在夹具体的孔中，与孔的配合为：,或,夹具体上承托支承头的表面应凸起，以便把各个凸出面一次加工成一个平面,夹具体采用通孔安装固定支承 平头支承采用安装后一次磨平的方法使支承钉定位平面在一个平面（
5、等高性）,用于定位表面不规整和尺寸变化大的场合,a）球头可调支承 b）锥头可调支承 c）自位可调支承 d）侧向可调支承,支承钉,锁紧螺母,与工件三点接触,球式,杠杆式，两点接触,3）辅助支承,注意点：,平面定位时一般夹具面小于工件平面； 支承板多用于精基准，为保证等高性，装配后进行磨削； 自位支承常用于毛坯平面、断续平面、阶梯平面定位； 辅助支承仅起增加刚度；,2工件以圆柱孔定位,定位基准是孔的中心线，常用的定位元件是各种心轴和定位销。,刚性心轴,定心精度较高，轴向位置变化大,锥度心轴,间隙配合心轴,装夹方便，有误差,定心精度高，装卸困难,过盈配合心轴,定位孔精度IT7,否则：轴向位置变化大，
6、心轴长，刚性低，加工调整困难,一般具有很小的锥度K，通常K=1:50001:1000。对于磨床用的圆锥心轴，其锥度可以更小，如K1:100001:5000。 采用圆锥心轴，孔、轴间的间隙得以消除，定心精度较高，可达0.005，0.01mm。,间隙配合心轴,过盈配合心轴,除刚性心轴外，还有弹性心轴、液塑心轴、自动定心心轴等，同时定位和夹紧。,定位销,短圆柱定位销,菱形销,圆锥销,限制2个自由度,限制1个自由度,限制3个自由度,长销：4个自由度；,过盈配合,H7/r6,过渡,间隙,g5,g6,f6,f7,精基准,粗基准,用于组合定位,3外圆定位,定心定位,支承定位,套筒,卡盘,外圆以套筒和锥套定位
7、,1夹具体；2膜片；3卡爪；4保持架；5齿轮；6定心圆柱；7弹簧；8螺钉；9推杆,磨齿轮内孔卡盘,1夹具体；2螺钉；3螺母；4弹性盘；5可调螺钉；6工件；7顶杆；8推杆,磨套圈内孔卡盘,在半圆孔中定位（大型轴类）,定位,夹紧,V形块：,V形块夹角：60、90、120度，标准化,对中性好，可用于非完整外圆定位,长v形块限制4个自由度,短v形块限制2个自由度,有活动和固定之分,V形块的结构及安装尺寸T（定位高度）,当为900时，T=H+0.707d-0.5N H和N由选用的标准V型块的结构确定 d为工件定位外圆直径的平均尺寸,4定位表面的组合,常见的组合形式有：平面与平面组合，平面与孔组合，平面与
8、外圆组合，平面与其它表面组合，锥面与锥面的组合等。,限制自由度数最多,主要定位基准面(第一定位基准面),导向面(第二定位基准面),止动面(第三定位基准面),一面两孔定位元件尺寸确定(装卸方便原则）,d1,d2,D2,0,-Tx1,0,Tk2,0,-Tx2,第五章 机床夹具设计,（1）假设：即两孔中心与两销中心完全重合，则：,（2）假设： 即不考虑孔销间隙、只考虑孔心距公差，则：,（3）假设： 即不考虑孔销间隙、只考虑销心距公差，则：,（4）,销2的直径必须减小以补偿孔心距和销心距的公差。 带来的问题：定位误差增大 解决措施：将圆柱销2销边，以菱形销代替圆柱销,则：,考虑极限情况：,孔距最大：,
9、销距最小：,孔最小：D1，D2,销最大：d1，d2,孔：,销：,孔最小：D1，D2,销最大：d1，d2,O2,A,B,C,间隙补偿：,间隙补偿：,如何确定两销定位相关尺寸？,1）确定两销中心距,2）确定圆柱销1直径d1(,3）选b-计算2min,),4）求d2,按h6确定公差,二、定位误差的分析与计算,工序基准在工序尺寸方向上位置的最大变动量。（调整法）,一般定位误差应控制在工件允差的1315之内,1定位误差产生原因,基准不重合误差bc工序基准和定位基准不重合引起的误差。工序基准与定位基准之间尺寸公差之和。 基准位置误差jw一批工件的定位基准在夹具中位置的最大变动量（工件的定位基面误差，定位元
10、件工作面误差）。,dw=bccosjwcos,bccos：bc在工序尺寸方向上的分量。 定位尺寸与工序尺寸方向间的夹角。,jwcos：jw在工序尺寸方向上的分量（投影） 基准位移方向与工序尺寸方向间的夹角。,基准不重合误差,基准位置误差,定位误差针对具体的工序尺寸，找工序基准、方向最重要；定位误差针对调整法加工一批工件，试切法不存在；定位误差与切削过程无关。,如何计算定位误差？,几何法微分法合成法,dw=bccosjwcos,(a),(b),B,A,定位方案(a)几何法,（1）尺寸a的定位误差：,bc=0 dw=0,（2）尺寸h的定位误差：,bc=0 dw=0,定位方案(b) 几何法,（1）尺
11、寸a的定位误差：,bc= T L dw= T L,（2）尺寸h的定位误差：,bc=0 dw=0,几何法：,找出工件变动两个极限位置,找出工序基准,工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量（dw）,画出工件定位简图,微分法：,（1） L=L（X1,X2,A,B,）L：工序尺寸X1：定位尺寸，工序基准到定位基准间的尺寸A，B：固定尺寸，如调刀尺寸、刀具尺寸 （2）,尺寸a的定位误差：,a=A-r,a=L-A-r (L为定位尺寸，A、r为固定尺寸),A,B,a=H-（A-B）,A=H-y,几何法?,基准不重合误差计算：,bc：其数值一般等于定位基准到工序基准间的尺寸的公差。即：bc =TL1+TL2+,
12、基准位置误差计算：,（1）工件的定位基准面误差 （2）定位元件工作面误差,在钻模上孔，设与工件定位无关的加工误差为0.05mm,试求加工后孔与外圆的最大同轴度误差为多少？,（1）工件以平面定位的基准面误差主要是基准不重合误差，对于精基准，一般不考虑基准位置误差。,（2）工件以内孔定位（过盈配合) jw=0 （3）工件以内孔定位（弹性芯轴、自定心心轴等）jw=0,（4）工件以内孔定位（间隙配合) 按孔和芯轴（销）接触情况分：1）任意边接触定位误差发生的方向为任意径向方向2）固定边接触 定位误差发生方向为孔/销中心线方向,1）孔销任意边接触,O1O2=2O1O=2【(D+TD)/2-(d-Td)/
13、2】=Dmax-dmin=TD+Td+min,O1,O2,O,O1O2=AO2-AO1=(D+TD )/2-D/2 =TD/2,销：d,A,2）孔销固定边接触,销的尺寸固定,O1,O2,O,O1O2=OO2-OO1=【(D+TD)/2-(d-Td)/2】-【D/2-d/2】=TD/2+Td/2,2）孔销固定边接触,销的尺寸变化,举例,举例,（5）外圆在圆柱孔中定位,（与孔在心轴或定位销上定位相似）,（6）外圆以V型块定位,几何法：,微分法:,dw =34=3O-4O=(1O-13)-(20-24),=d/(2sin(/2)-d/2-(d-Td)/(2sin (/2)- (d-Td)/2,几何法
14、:,h = H 3O= H (2O-23)=H-(d/(2sin (/2) d/2),dw= Td/(2sin (/2)-Td/2,Td,微分法:,合成法:,dw =34=31-41=31-(4O-1O)=31+1O-(2O+42)=d/2+d/(2sin (/2)-(d-Td)/(2sin(/2)+ (d-Td)/2=Td/(2sin(/2)+Td/2,d-Td,1,A,B,4,3,O,2,0,几何法:,微分法:,合成法:,综合定位误差计算 -举例1,工序尺寸对称度的定位误差：,dw= 0,若相对于小轴中心线的对称度，如何？,h = H AC =H (AO1-O1C) = H AO1 (O1
15、O2 + O2C) = H - D/(2sin (/2) (Tt+d/2),微分法:,Td +,TD,dw =,Tt,+,= TD/(2sin (/2) +Tt+Td/2,工序尺寸h的定位误差：,合成法:,jw=TD/(2sin (/2),bc = Tt+Td,dw= bc + jw,= TD/(2sin (/2) )+Tt+Td/2,工序尺寸h的定位误差：,综合定位误差计算 -举例2,30H7/g6,加工外圆，保证内外圆同轴度允差0.06mm,工序尺寸方向：径向任意方向； 工序基准：孔轴心线； 安装方式：任意边接触、固定边接触,（1）任意边接触,bc = 0,jw = Dmax-dmin= 0.021 (-0.020)=0.041,（2）固定边接触,bc = 0,jw = (TD+Td)/2 =0.017,dw = 0.017 0.06,bc = 0,jw = TD / 2 =0.0105,dw = 0.0105 0.06,
