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机械制造技术 第二十四讲 1 第三节定位误差的分析与计算机械加工中 工件的误差通常由三部分组成 1 工件在夹具中因位置不一致而引起的误差 定位误差2 调安误差 安装误差 调整误差1 夹具在机床上安装时由于夹具相对于机床的位置不准确而引起的误差 安装误差2 刀具位置调整的不准确或引导刀具的误差而引起的工件误差 调整误差3 加工过程误差 机床运动误差 工艺系统变形 磨损等原因引起的误差一 定位误差及其组成1 由于工序基准和定位基准不重合而引起的基准不重合误差2 由于定位基准和定位元件本身的制造不准确而引起的定位基准位移误差 2 二 定位误差分析计算1 工件以外圆在V形块上定位时定位误差的计算 3 对于图中的三种标注形式 分别计算其定位误差当尺寸标注为B1时 工序基准和定位基准重合 故基准不重合误差为零 4 当尺寸标注为B2时 工序基准为上母线 此时存在基准不重合误差 5 当尺寸标注为B3时 工序基准为下母线 此时基准不重合误差仍然是 6 通过以上分析可以看出 工件以外圆在V形块上定位时 加工尺寸的标注方法不同 所产生的定位误差也不同 所以定位误差一定是针对具体尺寸而言 2 工件以内孔在圆柱心轴上定位的定位误差计算1 定位时孔与轴固定单边接触 基准位移误差 7 当工序基准与定位基准重合时 定位误差为 当标注尺寸为H2时 工序基准与定位基准不重合 8 当标注尺寸为H3时 当标注尺寸为H4时 9 2 定位孔与轴可以在任意方向上接触此种情况下 定位基准可以在任意方向上变动 3 工件在一面两销上的定位误差计算 10 转角误差 11 第四节机床夹具的夹紧装置工件的夹紧是指工件定位以后 或同时 还须采用一定的装置把工件压紧 夹牢在定位元件上 使工件在加工过程中 不会由于切削力 重力或惯性力等的作用而发生位置变化 以保证加工质量和生产安全 一 夹紧装置的组成1 动力装置 产生夹紧力2 夹紧机构 传递夹紧力 12 二 对夹紧装置的基本要求1 夹紧过程中 不改变工件定位后的正确位置2 夹紧力的大小适当 一批工件的夹紧力要稳定不变3 夹紧可靠4 夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应5 工艺性好 使用性好三 夹紧力的确定确定夹紧力的方向 作用点和大小时 要分析工件的结构特点 加工要求 切削力和其他外力作用工件的情况 以及定位元件的结构和布置方式 1 夹紧力的方向和作用点的确定1 夹紧力应朝向主要限位面 13 2 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内 14 3 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的方向和部位 4 夹紧力作用点应靠近工件的加工表面 15 2 夹紧力大小的估算夹紧力大小直接关系到工件安装的可靠性 工件和夹具的变形 夹紧动力源的选择等 夹紧力的计算比较复杂 一般只作粗略估算 确定夹紧力时 必须先知道切削力 根据工件的受力平衡算出在最不利的加工情况下 与切削力 惯性力 重力等相平衡的计算夹紧力 再乘以安全系数 粗加工时取2 5 3 精加工时取1 5 2在实际设计中 对要求不很严的情况 可用类比法或经验法将夹紧力直接估算出来 对一些关键工序 常常通过工艺实验确定夹紧力的大小 四 几种常用的夹紧机构 16 1 斜楔夹紧机构 17 1 斜楔的夹紧力 设 当 18 2 斜楔自锁条件从图中可以看出 要自锁 必须满足 或 因此 斜楔的自锁条件是 斜楔的升角小于斜楔与工件 斜楔与夹具体之间的摩擦角之和 19 为了既夹紧迅速又自锁可靠 可将斜楔前部作成大楔角 300 400 用于夹紧前的快速行程 后部分小升角 60 80 用来夹紧和自锁 用气压或液压装置驱动的斜楔不需要自锁 可取150 300斜楔的扩力比 FJ FQ 一般不超过3 楔角越小扩力比越大 2 螺旋夹紧机构 20 1 螺旋夹紧分析 由于标准螺旋的升角远较摩擦角小 故能保证自锁 若取L 14d0 扩力比FJ FQ 75由此可见 螺旋的扩力比远比斜楔大的多 21 2 螺旋夹紧机构 22 23 3 偏心夹紧机构用偏心件直接或间接夹紧工件的机构圆偏心夹紧机构操作方便 夹紧迅速 缺点是夹紧力和夹紧行程均不大 结构不耐振 自锁可靠性差 一般适用于夹紧行程及切削负荷较小且平稳的场合 1 圆偏心轮的工作原理 24 a 圆偏心轮的夹紧行程及工作段 常用的工作段是450 1350 25 b 圆偏心量的确定 式中 S1 装卸工件所用的间隙 一般取0 3以上S2 夹紧装置的弹性变