任务六：任务六： 夹具知识夹具知识任务介绍：任务介绍： 本任务主要解决车床主轴在加工本任务主要解决车床主轴在加工过程中所用夹具的选择过程中所用夹具的选择 合理选择夹具可以提高工件的定合理选择夹具可以提高工件的定位精度，提高加工质量，为满足车床位精度，提高加工质量，为满足车床主轴的技术要求垫下坚实根底主轴的技术要求垫下坚实根底 w加工车床主轴的时候我们可以利用哪些夹加工车床主轴的时候我们可以利用哪些夹具把毛坯固定在机床上呢？具把毛坯固定在机床上呢？w夹具具体是怎么安装的呢？它的根本过程夹具具体是怎么安装的呢？它的根本过程有哪些呢？有哪些呢？w CA6140车床主轴夹具的选择车床主轴夹具的选择w通过通过CA6140车床主轴的结构分析：车床主轴的结构分析：w了解到车床主轴主体结构是一般的轴，仅细长了解到车床主轴主体结构是一般的轴，仅细长的中心孔为特殊结构，所以，针对这两类结构，的中心孔为特殊结构，所以，针对这两类结构，进行夹具的选择进行夹具的选择:w1.通用夹具：三爪卡盘或四爪卡盘夹持定位通用夹具：三爪卡盘或四爪卡盘夹持定位w2.专用夹具：定位套，对中心孔进行夹持定位。
专用夹具：定位套，对中心孔进行夹持定位 三、工件在夹具中的定位三、工件在夹具中的定位主要内容：主要内容：〔一〕基准的概念〔一〕基准的概念〔二〕六点定位原理〔二〕六点定位原理〔三〕常见的定位方式和定位元件〔三〕常见的定位方式和定位元件 〔一〕基准的概念〔一〕基准的概念基准基准基准基准零件上用以确定其它点、线、面位置所零件上用以确定其它点、线、面位置所零件上用以确定其它点、线、面位置所零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面依据的那些点、线、面依据的那些点、线、面依据的那些点、线、面设计基准设计基准设计基准设计基准零件图上用以确定点、线、面位置的基零件图上用以确定点、线、面位置的基零件图上用以确定点、线、面位置的基零件图上用以确定点、线、面位置的基准工艺基准工艺基准工艺基准工艺基准零件加工、测量和装配过程中使用的基零件加工、测量和装配过程中使用的基零件加工、测量和装配过程中使用的基零件加工、测量和装配过程中使用的基准分为工序基准工序基准工序基准工序基准、、、、定位基准、度量基定位基准、度量基定位基准、度量基定位基准、度量基准和装配基准准和装配基准准和装配基准准和装配基准 〔一〕基准的概念〔一〕基准的概念几点注意：几点注意：几点注意：几点注意：作为基准的点、线、面在工件上不一定存作为基准的点、线、面在工件上不一定存作为基准的点、线、面在工件上不一定存作为基准的点、线、面在工件上不一定存在，而常常由基准面来表达。
在，而常常由基准面来表达在，而常常由基准面来表达在，而常常由基准面来表达作为基准可以是没有面积的点或线，但基作为基准可以是没有面积的点或线，但基作为基准可以是没有面积的点或线，但基作为基准可以是没有面积的点或线，但基准面一定是有面积的准面一定是有面积的准面一定是有面积的准面一定是有面积的基准的定义包含对尺寸之间的联系和位置基准的定义包含对尺寸之间的联系和位置基准的定义包含对尺寸之间的联系和位置基准的定义包含对尺寸之间的联系和位置精度〔如平行度、垂直度等〕两大方面精度〔如平行度、垂直度等〕两大方面精度〔如平行度、垂直度等〕两大方面精度〔如平行度、垂直度等〕两大方面 〔二〕六点定位原理〔二〕六点定位原理图 4-5 六点定位原理xzy 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 将 6 个支承抽象为6个“点〞，6个点限制了工件的6 个自由度，这就是六点定位原理 任何一个刚体在空间都有 6 个自由度，即沿（绕）三个坐标轴的移动和转动——用 表示 〔二〕六点定位原理〔二〕六点定位原理几点注意：几点注意：几点注意：几点注意：定位是指限制自由度，几定位是指限制自由度，几定位是指限制自由度，几定位是指限制自由度，几“ “点〞定位不能机械地理点〞定位不能机械地理点〞定位不能机械地理点〞定位不能机械地理解成几个接触点解成几个接触点解成几个接触点解成几个接触点对限制自由度应理解为定位支承点与工件定位基准对限制自由度应理解为定位支承点与工件定位基准对限制自由度应理解为定位支承点与工件定位基准对限制自由度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面始终保持紧贴接触面始终保持紧贴接触面始终保持紧贴接触一个定位支承点仅限制一个自由度，定位支承点数一个定位支承点仅限制一个自由度，定位支承点数一个定位支承点仅限制一个自由度，定位支承点数一个定位支承点仅限制一个自由度，定位支承点数目原那么上不应超过工件自由度数目目原那么上不应超过工件自由度数目目原那么上不应超过工件自由度数目目原那么上不应超过工件自由度数目自由度被限制，是指工件在此方向上有确定的位置，自由度被限制，是指工件在此方向上有确定的位置，自由度被限制，是指工件在此方向上有确定的位置，自由度被限制，是指工件在此方向上有确定的位置，不考虑外力的影响〔注：定位和夹紧的区别〕不考虑外力的影响〔注：定位和夹紧的区别〕不考虑外力的影响〔注：定位和夹紧的区别〕不考虑外力的影响〔注：定位和夹紧的区别〕定位支承点是抽象的，通过具体定位元件来表达定位支承点是抽象的，通过具体定位元件来表达定位支承点是抽象的，通过具体定位元件来表达定位支承点是抽象的，通过具体定位元件来表达 〔二〕六点定位原理〔二〕六点定位原理Ø工件的6个自由度均被限制，称为“完全定位〞。
工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为“不完全定位〞或“局部定位〞完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位欠定位与过定位欠定位与过定位ØØ工工件件加加工工时时必必须须限限制制的的自自由由度度未未被被完完全全限限制制，，称称为为“ “欠欠定定位位〞〞欠欠定定位位不不能能保保证证工工件件的的正正确确安安装装，，因因而而是是不不允允许许的ØØ 过过定定位位————工工件件某某一一个个自自由由度度〔〔或或某某几几个个自自由由度度〕〕同同时时被被两两个个〔〔或或两两个个以以上上〕〕定定位位支支承承点点限限制制，，称称为为“ “过过定定位位〞〞或或“ “重复定位〞重复定位〞 〔三〕常见的定位方式和定位元件〔三〕常见的定位方式和定位元件w定位元件的设计要求：定位元件的设计要求：1〕要有与工件相适应的精度〕要有与工件相适应的精度2〕要有足够的刚度，不允许受力后发生变形〕要有足够的刚度，不允许受力后发生变形3〕要有耐磨性，以便在使用中保持精度一般多采用〕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，硬度为低碳钢渗碳淬火或中碳钢淬火，硬度为58～～62HRC 1、工件以平面定位、工件以平面定位 利用工件上一个或几个平面作为定位基面来定位工件的方式，称为平面定位。
如箱体、支架、机座、板盘类零件的加工，多用平面定位 平面定位的主要形式是支承定位，所用的定位元件称为根本支承，有支承钉、支承板、及平面等 1、工件以平面定位、工件以平面定位根本支承包括固定支承、可调支承、自位支承根本支承包括固定支承、可调支承、自位支承〔〔1〕固定支承〕固定支承 1、工件以平面定位、工件以平面定位〔〔2〕可调支承〕可调支承顶端位置可在一定高度范顶端位置可在一定高度范围内调整的支承围内调整的支承多用于未加工平面的定位，多用于未加工平面的定位，以调节和补偿以调节和补偿各批各批毛坯尺毛坯尺寸的误差，一般每批毛坯寸的误差，一般每批毛坯调整一次调整一次 1、工件以平面定位、工件以平面定位〔〔3〕自位支承〕自位支承本身的位置能在本身的位置能在定位过程中自动定位过程中自动适应工件定位基适应工件定位基面位置变化面位置变化多用于刚度缺乏多用于刚度缺乏的毛坯外表或不的毛坯外表或不连续的平面的定连续的平面的定位虽增加了接位虽增加了接触点数目，但未触点数目，但未发生过定位发生过定位 1、工件以平面定位、工件以平面定位〔〔4〕辅助支承〕辅助支承不限制工件自由度不限制工件自由度结构可调并能锁紧。
结构可调并能锁紧 2、工件以圆孔定位、工件以圆孔定位〔〔1〕定位销〕定位销主要用于直径小于主要用于直径小于50mm的的中小孔定位中小孔定位定位销、定位心轴定位销、定位心轴 2、工件以圆孔定位、工件以圆孔定位〔〔2〕圆锥销〕圆锥销常用于工件孔端的定位常用于工件孔端的定位 2、工件以圆孔定位、工件以圆孔定位〔〔3〕定位心轴〕定位心轴间隙配合心轴、过盈配合心轴、小锥度心轴间隙配合心轴、过盈配合心轴、小锥度心轴 3、工件以外圆柱面定位、工件以外圆柱面定位〔〔1〕〕V形块形块V形块、定位套筒、半圆孔定位座形块、定位套筒、半圆孔定位座 3、工件以外圆柱面定位、工件以外圆柱面定位〔〔2〕定位套筒〕定位套筒定位元件结构简单，但定心精度不高定位元件结构简单，但定心精度不高 3、工件以外圆柱面定位、工件以外圆柱面定位〔〔3〕半圆孔定位座〕半圆孔定位座 3、工件以外圆柱面定位、工件以外圆柱面定位〔〔4〕外圆定心夹紧机构〕外圆定心夹紧机构b)b)c)c)图图4-20 4-20 弹簧夹头弹簧夹头 4、工件以组合外表定位、工件以组合外表定位〔〔1〕一个平面和两个与其垂直的孔的组合〕一个平面和两个与其垂直的孔的组合 4、工件以组合外表定位、工件以组合外表定位d=3~50mmd>50mmd很小很小 4、工件以组合外表定位、工件以组合外表定位〔〔2〕一个平面和两个与其垂直的外圆柱面的组合〕一个平面和两个与其垂直的外圆柱面的组合 4、工件以组合外表定位、工件以组合外表定位〔〔3〕一个孔和一个平行于孔中心线的平面的组合〕一个孔和一个平行于孔中心线的平面的组合 三、三、 定位误差分析定位误差分析主要内容：主要内容：〔一〕定位误差及其产生原因〔一〕定位误差及其产生原因〔二〕定位误差的计算〔二〕定位误差的计算 〔一〕定位误差及其产生原因〔一〕定位误差及其产生原因定位误差：定位误差：设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，称为设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，称为定位误差定位误差，，以以ΔΔdwdw表示。
表示定位误差产生的原因：定位误差产生的原因：1、定位基准与设计基准不重合所致、定位基准与设计基准不重合所致2、定位副制造不准确所致、定位副制造不准确所致 1、定位基准与设计基准不重合产生的误差、定位基准与设计基准不重合产生的误差基准不重合误差〔基准不重合误差〔Δjb〕〕如果将定位基如果将定位基准到设计基准准到设计基准间的尺寸称为间的尺寸称为联系尺寸，那联系尺寸，那么基准不重合么基准不重合误差等于联系误差等于联系尺寸的公差尺寸的公差 2、定位副制造不准确时产生的误差、定位副制造不准确时产生的误差基准位移误差〔基准位移误差〔 Δjw 〕〕由于定位副制造不准确，使得由于定位副制造不准确，使得设计基准位置发生变动设计基准位置发生变动而而产生的定位误差产生的定位误差 2、定位副制造不准确时产生的误差、定位副制造不准确时产生的误差 Δjw = Dmax- dmin = ΔΔD + ΔΔd + ΔΔDmaxdminOΔjwO1O2留神轴水平放置时留神轴水平放置时留神轴垂直放置时留神轴垂直放置时 Δjw = 〔〔Δ D+Δd〕〕 12 〔二〕、定位误差的计算〔二〕、定位误差的计算方法方法1：：先分别求出基准位移误差和基准不重合误先分别求出基准位移误差和基准不重合误差，再求出其在加工尺寸方向上的矢量和，差，再求出其在加工尺寸方向上的矢量和，即即ΔΔdwdw ＝＝ΔΔjb jb ＋＋ΔΔjwjw方法方法2 2：：按最不利的情况，确定一批工件设计基准按最不利的情况，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的两个极限位置，再根据几何关系求出此两位置的距离，并将其投影到加工尺寸方两位置的距离，并将其投影到加工尺寸方向上，便可求出定位误差。
向上，便可求出定位误差注：定位误差只产生在采用调整法加工一批工件的条件下注：定位误差只产生在采用调整法加工一批工件的条件下 定位误差的两组成局部并非任何情况下都存在定位误差的两组成局部并非任何情况下都存在 四、四、 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧主要内容：主要内容：〔一〕夹紧装置的组成及根本要求〔一〕夹紧装置的组成及根本要求〔二〕典型夹紧机构〔二〕典型夹紧机构动画动画 〔一〕夹紧装置的组成及根本要求〔一〕夹紧装置的组成及根本要求1、力源装置、力源装置2、中间传力机构、中间传力机构3、夹紧元件、夹紧元件w改变作用力的方向；改变作用力的方向；w改变作用力的大小（改变作用力的大小（增增）；）；w使夹紧实现自锁，保证力源提使夹紧实现自锁，保证力源提供的原始力消失后，仍能可靠供的原始力消失后，仍能可靠地夹紧工件地夹紧工件中间传力机构的作用：中间传力机构的作用： 〔一〕夹紧装置的组成及根本要求〔一〕夹紧装置的组成及根本要求夹紧元件应满足的根本要求夹紧元件应满足的根本要求w w夹紧时不能破坏工件定位后获得的正确位置；夹紧时不能破坏工件定位后获得的正确位置；夹紧时不能破坏工件定位后获得的正确位置；夹紧时不能破坏工件定位后获得的正确位置；w w夹紧力大小要适宜，既要保证工件在加工过程中夹紧力大小要适宜，既要保证工件在加工过程中夹紧力大小要适宜，既要保证工件在加工过程中夹紧力大小要适宜，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不振动，又不能使工件产生变不移动、不转动、不振动，又不能使工件产生变不移动、不转动、不振动，又不能使工件产生变不移动、不转动、不振动，又不能使工件产生变形或损伤工件外表；形或损伤工件外表；形或损伤工件外表；形或损伤工件外表；w w夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、平安；平安；平安；平安；w w结构紧凑，易于制造和维修。
结构紧凑，易于制造和维修结构紧凑，易于制造和维修结构紧凑，易于制造和维修 〔二〕典型夹紧机构〔二〕典型夹紧机构1、斜楔夹紧、斜楔夹紧夹紧力：夹紧力：斜楔夹角的自锁条件：斜楔夹角的自锁条件：αα≤≤φφ1 1+ +φφ2 2 〔二〕典型夹紧机构〔二〕典型夹紧机构1、斜楔夹紧、斜楔夹紧斜楔夹紧的特点：斜楔夹紧的特点：有增力作用〔扩力比有增力作用〔扩力比ip ≈3，且，且α 越小，增力越大越小，增力越大〕〕夹紧行程小〔夹紧行程小〔 α 越小，夹紧行程越小〕越小，夹紧行程越小〕结构简单，但操作不方便结构简单，但操作不方便 〔二〕典型夹紧机构〔二〕典型夹紧机构2、螺旋夹紧、螺旋夹紧特点：特点：结构简单，夹紧可靠结构简单，夹紧可靠扩力比大〔扩力比大〔ip＝＝80〕〕夹紧行程不受限制夹紧行程不受限制夹紧动作慢，辅助时间长，效夹紧动作慢，辅助时间长，效率低率低应用场合：应用场合：手动夹紧手动夹紧 〔二〕典型夹紧机构〔二〕典型夹紧机构3、偏心夹紧、偏心夹紧特点：特点：Ø夹紧力小，自锁性能差夹紧力小，自锁性能差Ø夹紧行程小夹紧行程小Ø夹紧动作快，效率高夹紧动作快，效率高应用场合：应用场合：切削力小，无振动，切削力小，无振动，工件尺寸公差不大的场合工件尺寸公差不大的场合 五、夹具其它元件五、夹具其它元件w对刀元件对刀元件w导引元件〔钻套〕导引元件〔钻套〕w联接元件〔定位键〕联接元件〔定位键〕 钻套钻套1〕固定钻套〕固定钻套固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套 钻套钻套2〕可换钻套〕可换钻套 钻套钻套3〕快换钻套〕快换钻套 钻套钻套4〕特殊钻套〕特殊钻套返回返回 。