机床夹具设计原理学习教案

1、会计学1机床夹具机床夹具(jij)设计原理设计原理第一页，共265页。在机械制造业中广泛采用能迅速将工件固定在准确位置上，完在机械制造业中广泛采用能迅速将工件固定在准确位置上，完成其切削加工、检验、装配成其切削加工、检验、装配(zhungpi)(zhungpi)、焊接等工作所使用的工艺装备、焊接等工作所使用的工艺装备称为夹具。如机床夹具、检验夹具、装配称为夹具。如机床夹具、检验夹具、装配(zhungpi)(zhungpi)夹具、焊接夹具等夹具、焊接夹具等。机床夹具：在机械加工过程中，使工件在机床机床夹具：在机械加工过程中，使工件在机床上相对刀具占具正确上相对刀具占具正确(zhngqu)(zhn

2、gqu)加工位置，并夹紧使加工位置，并夹紧使其在整个加工过程中始终保持原定位置不变的工艺装其在整个加工过程中始终保持原定位置不变的工艺装备。备。在各种金属切削机床上所使用的夹具称为机床在各种金属切削机床上所使用的夹具称为机床夹具。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，尤其夹具。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，尤其是在大批大量生产中。是在大批大量生产中。第1页/共264页第二页，共265页。1 1）直接）直接(zhji)(zhji)找正找正法法是指用测量工具在机床或通用夹具上直接找正工件，使其加工是指用测量工具在机床或通用夹具上直接找正工件，使其加工表面相对于刀具获得正确位置的安装方法。如在普

3、通车床上加工阶梯表面相对于刀具获得正确位置的安装方法。如在普通车床上加工阶梯轴，若待加工的圆柱面要求与已加工的圆柱面同轴，就可在卡盘中用轴，若待加工的圆柱面要求与已加工的圆柱面同轴，就可在卡盘中用划针找正己加工圆柱面与机床主轴回转轴线同轴后进行加工。找正误划针找正己加工圆柱面与机床主轴回转轴线同轴后进行加工。找正误差与工人的技术水平和细心程度有关。找正安装花费的时间长，生产差与工人的技术水平和细心程度有关。找正安装花费的时间长，生产率低，因此率低，因此(ync)(ync)，仅在单件、小批量生产中使用。，仅在单件、小批量生产中使用。第2页/共264页第三页，共265页。第3页/共264页第四页，

4、共265页。对形状复杂，加工面多的零件，直接找正较为困难，如对形状复杂，加工面多的零件，直接找正较为困难，如对孔系的加工，常在毛坯上按零件图要求先划线，然后，按其对孔系的加工，常在毛坯上按零件图要求先划线，然后，按其划线找正工件在机床上的正确位置。这种方法称为划线找正安划线找正工件在机床上的正确位置。这种方法称为划线找正安装法。装法。划线找正的误差较大划线找正的误差较大(jio d)(jio d)，因为线宽约有，因为线宽约有0.20.20.5mm0.5mm，且划线时也会有误差。划线时虽能兼顾各表面的加工余，且划线时也会有误差。划线时虽能兼顾各表面的加工余量、壁厚和装配要求等因素，但由此也增加了

5、划线时间，又需量、壁厚和装配要求等因素，但由此也增加了划线时间，又需技术水平高的划线工。这种安装法也仅在单件、小批量生产中技术水平高的划线工。这种安装法也仅在单件、小批量生产中使用。使用。 第4页/共264页第五页，共265页。第5页/共264页第六页，共265页。是先将机床夹具以正确位置安装于机床上，工件按定位是先将机床夹具以正确位置安装于机床上，工件按定位原理在夹具上定位并夹紧。当工件以精基准在夹具上定位时，原理在夹具上定位并夹紧。当工件以精基准在夹具上定位时，工件的重复定位误差可以小至工件的重复定位误差可以小至0.01 0.02mm0.01 0.02mm。用夹具安装的重复定位误差稳定且小

6、，装卸方便，节省用夹具安装的重复定位误差稳定且小，装卸方便，节省辅助时间，操作技术要求辅助时间，操作技术要求(yoqi)(yoqi)低，但夹具设计、制造周期低，但夹具设计、制造周期长，费用高，只有在大批、大量生产中才得以广泛使用。长，费用高，只有在大批、大量生产中才得以广泛使用。第6页/共264页第七页，共265页。第7页/共264页第八页，共265页。1 1）能可靠）能可靠(kko)(kko)和稳定地保证加工精度和稳定地保证加工精度2 2）能提高劳动生产率，降低加工成本）能提高劳动生产率，降低加工成本 3 3）能改善工人的劳动强度）能改善工人的劳动强度4 4）能扩大机床的使用范围）能扩大机床

7、的使用范围第8页/共264页第九页，共265页。 1 1）按夹具的使用范围可分为：）按夹具的使用范围可分为： 通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具等。通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具等。 2 2）按所用的机床不同夹具可分为：）按所用的机床不同夹具可分为： 钻床夹具、镗床夹具、车床夹具、磨床夹具、钻床夹具、镗床夹具、车床夹具、磨床夹具、 拉床夹具等。拉床夹具等。 3 3）按夹具上所采用）按夹具上所采用(ciyng)(ciyng)的夹紧动力装置不同可分为：的夹紧动力装置不同可分为： 手动夹具、气动夹具、液压夹具、磁力夹具等。手动夹具、气动夹具、液压夹具、磁力夹具等。1. 1. 机床机床(j

8、chung)(jchung)夹具的分类夹具的分类第9页/共264页第十页，共265页。由于机床种类不同以及被加工工件由于机床种类不同以及被加工工件(gngjin)(gngjin)结构和加工表结构和加工表面不同，而有各种不同的结构形式，但就机床夹具的结构而言，从面不同，而有各种不同的结构形式，但就机床夹具的结构而言，从不同结构的夹具中可概括出一般机床夹具所共有的彼此之间相互独不同结构的夹具中可概括出一般机床夹具所共有的彼此之间相互独立而又相互联系的如下几个组成部分。立而又相互联系的如下几个组成部分。 第10页/共264页第十一页，共265页。1 1）定位元件）定位元件 确定工件在机床夹具中正确确

9、定工件在机床夹具中正确(zhngqu)(zhngqu)位置的元件。如支位置的元件。如支承钉、支承板、形块、圆柱销等。承钉、支承板、形块、圆柱销等。 2 2）夹紧装置）夹紧装置 将工件压紧夹牢，以确保工件在加工过程中不因受将工件压紧夹牢，以确保工件在加工过程中不因受外力作用而破坏其定位后的既定外力作用而破坏其定位后的既定(j dn)(j dn)位置的装位置的装置。它包括有夹紧元件、夹紧机构和动力装置。如压置。它包括有夹紧元件、夹紧机构和动力装置。如压板、斜楔机构、气缸等。板、斜楔机构、气缸等。第11页/共264页第十二页，共265页。3 3）对刀装置）对刀装置 确定或引导确定或引导(yndo)(

10、yndo)刀具与工件被加工表面之刀具与工件被加工表面之间位置的元件。如：对刀块、钻套、镗套等。间位置的元件。如：对刀块、钻套、镗套等。4 4）连接元件）连接元件 确定夹具在机床上占有正确位置的元件。如定确定夹具在机床上占有正确位置的元件。如定位键、定向键、过渡盘等。位键、定向键、过渡盘等。 5 5）夹具体）夹具体 将夹具所有元件和装置连接成为一个整体的基础将夹具所有元件和装置连接成为一个整体的基础件。如底座、本体等。件。如底座、本体等。 6 6）其它装置）其它装置 根据工件的某些特殊加工要求而设置的装置。根据工件的某些特殊加工要求而设置的装置。如分度装置、靠模装置、上下料装置等。如分度装置、靠

11、模装置、上下料装置等。第12页/共264页第十三页，共265页。第13页/共264页第十四页，共265页。第14页/共264页第十五页，共265页。第15页/共264页第十六页，共265页。 加工前确定工件在机床或夹具中相对刀具占据的加工位加工前确定工件在机床或夹具中相对刀具占据的加工位置称为置称为(chn wi)(chn wi)定位。定位。1 1）工件的定位必须要有相应的定位元件来限制。）工件的定位必须要有相应的定位元件来限制。2 2）工件的定位应有相应的精度要求。）工件的定位应有相应的精度要求。3 3）工件的定位精度是指一批工件的限定位置的分布范围）工件的定位精度是指一批工件的限定位置的分

12、布范围。第16页/共264页第十七页，共265页。在机械加工过程中，为保证工件某道工序的加工要求，必须使工在机械加工过程中，为保证工件某道工序的加工要求，必须使工件在机床上相对于刀具的切削运动处于准确的相对位置。当采用机床夹具件在机床上相对于刀具的切削运动处于准确的相对位置。当采用机床夹具安装加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。要实现工件在机床安装加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。要实现工件在机床上相对刀具占据一个正确的加工位置，就必须做到以下上相对刀具占据一个正确的加工位置，就必须做到以下(yxi)三项任务：三项任务：1 1）工件定位时应使其加工表面的设计基准在夹具中）工件

13、定位时应使其加工表面的设计基准在夹具中 占据一致的正确的加工位置占据一致的正确的加工位置(wi zhi)(wi zhi)。 2 2）工件定位时应使夹具在机床上占据正确的位置）工件定位时应使夹具在机床上占据正确的位置(wi zhi)(wi zhi)。 3 3）工件定位时应使夹具相对刀具占据正确的位置）工件定位时应使夹具相对刀具占据正确的位置(wi zhi)(wi zhi)。第17页/共264页第十八页，共265页。1 1基准基准(jzhn)(jzhn)及基及基面面 基准：指用来确定生产基准：指用来确定生产(shngchn)对象中相关几何要素对象中相关几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。间

14、的几何关系所依据的那些点、线、面。基面：指在零件上用以体现基准的那些表面。基面：指在零件上用以体现基准的那些表面。当作为基准的要素为轮廓要素（如平面、棱线、素线、当作为基准的要素为轮廓要素（如平面、棱线、素线、顶点）时，其基面就是基准。而当作为基准的要素为中心要顶点）时，其基面就是基准。而当作为基准的要素为中心要素（如轴线、球心、对称中心线或面）时则由相应的表面来素（如轴线、球心、对称中心线或面）时则由相应的表面来体现。体现。第18页/共264页第十九页，共265页。（1 1）设计基准）设计基准 指在零件设计图纸指在零件设计图纸(tzh)(tzh)上所采用的基准上所采用的基准。第19页/共26

15、4页第二十页，共265页。工艺基准：指在工艺过程中所采用的基准。包工艺基准：指在工艺过程中所采用的基准。包括定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。括定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。1 1）定位基准）定位基准: : 在工件加工时用来在工件加工时用来(yn li)(yn li)确确定工件加工位置所采用的基准。定工件加工位置所采用的基准。2 2）工序基准：在工序图上用来）工序基准：在工序图上用来(yn li)(yn li)确确定本工序所加工表面的尺寸和位置所采用的基准。定本工序所加工表面的尺寸和位置所采用的基准。3 3）测量基准：测量工件已加工表面的尺寸和）测量基准：测量工件已加工表面的尺

16、寸和位置所采用的基准。位置所采用的基准。4 4）装配基准：产品装配时，用来）装配基准：产品装配时，用来(yn li)(yn li)确定零件或部件在产品中的相互位置所采用的基准。确定零件或部件在产品中的相互位置所采用的基准。第20页/共264页第二十一页，共265页。第21页/共264页第二十二页，共265页。第22页/共264页第二十三页，共265页。1. 1. 自由度的分析方法自由度的分析方法工件在夹具中的定位，就是要使一批工件在夹具中都占据工件在夹具中的定位，就是要使一批工件在夹具中都占据一致的正确的加工位置。这一确定位置可以通过用定位支承点限一致的正确的加工位置。这一确定位置可以通过用定

17、位支承点限制制(xinzh)(xinzh)工件相应自由度的方法来获得。一个尚未定位的工件工件相应自由度的方法来获得。一个尚未定位的工件在空间直角坐标系中具有六个自由度。这六个自由度是指工件在在空间直角坐标系中具有六个自由度。这六个自由度是指工件在空间直角坐标系中沿着三个相互垂直坐标轴线所处位置的可能性空间直角坐标系中沿着三个相互垂直坐标轴线所处位置的可能性，绕这三个相互垂直坐标轴线角度方位所处位置的可能性。，绕这三个相互垂直坐标轴线角度方位所处位置的可能性。第23页/共264页第二十四页，共265页。要使工件在夹具中占有确定的位置，就是要在空间直角坐标系中要使工件在夹具中占有确定的位置，就是要

18、在空间直角坐标系中，通过定位元件，通过定位元件(yunjin)(yunjin)限制工件的六个自由度。在分析工件定位的问限制工件的六个自由度。在分析工件定位的问题时，可转化为在空间直角坐标系中用相应的定位支承点（将具体的定题时，可转化为在空间直角坐标系中用相应的定位支承点（将具体的定位元件位元件(yunjin)(yunjin)抽象化）来限制工件的自由度。抽象化）来限制工件的自由度。 六点定则：用六个合理分布的定位支承点限制六点定则：用六个合理分布的定位支承点限制工件的六个自由度，即可实现工件的六个自由度，即可实现(shxin)(shxin)工件在空间位工件在空间位置的完全确定。置的完全确定。第2

19、4页/共264页第二十五页，共265页。第25页/共264页第二十六页，共265页。第26页/共264页第二十七页，共265页。1) 1) 明确明确(mngqu)(mngqu)工件在本工序的加工要求和相应的工序基准。工件在本工序的加工要求和相应的工序基准。2) 2) 根据工序基准的所在位置建立空间直角坐标系。根据工序基准的所在位置建立空间直角坐标系。3) 3) 依次找出影响本工序加工要求的自由度。依次找出影响本工序加工要求的自由度。4) 4) 将找出的自由度进行归纳即可得到本工序应限制的第一种自由度。将找出的自由度进行归纳即可得到本工序应限制的第一种自由度。 第27页/共264页第二十八页，共

20、265页。a a）图应限制的第一种自由度为沿着）图应限制的第一种自由度为沿着Z Z 轴的一个移动轴的一个移动(ydng)(ydng)自由自由度。度。b b）图应限制的第一种自由度为沿着）图应限制的第一种自由度为沿着X X 和和Y Y 轴的两个移动轴的两个移动(ydng)(ydng)自由度。自由度。第28页/共264页第二十九页，共265页。c c）应限制的第一种自由度为沿着）应限制的第一种自由度为沿着(yn zhe)Z (yn zhe)Z 轴的一个移动自由度和沿着轴的一个移动自由度和沿着(yn zhe)X (yn zhe)X 和和Y Y 轴的两个转动自由度。轴的两个转动自由度。d d）应限制的

21、第一种自由度为沿着）应限制的第一种自由度为沿着(yn zhe)X (yn zhe)X 与与Z Z 轴的两个移动自由度和轴的两个移动自由度和沿着沿着(yn zhe)X(yn zhe)X和和Z Z轴的两个转动自由度。轴的两个转动自由度。第29页/共264页第三十页，共265页。e e）图应限制）图应限制(xinzh)(xinzh)的第一种自由度为沿着的第一种自由度为沿着X X与与Z Z的二个移动的二个移动自由度和沿着自由度和沿着X X、Y Y 和和Z Z 轴的三个转动自由度。轴的三个转动自由度。f f）图应限制）图应限制(xinzh)(xinzh)的第一种自由度为沿着的第一种自由度为沿着X X、Y

22、 Y 和和Z Z轴的三轴的三个移动自由度和沿着个移动自由度和沿着X X、Y Y 和和Z Z轴的三个转动自由度。轴的三个转动自由度。第30页/共264页第三十一页，共265页。（1 1）工件在夹具中的定位，可转化为在空间直角坐标系中，用相）工件在夹具中的定位，可转化为在空间直角坐标系中，用相应的定位支承点来限制应的定位支承点来限制(xinzh)(xinzh)工件自由度的方式进行分析。工件自由度的方式进行分析。 （2 2）工件定位时应限制）工件定位时应限制(xinzh)(xinzh)的自由度的数目，是根据工件在的自由度的数目，是根据工件在本工序的加工要求以及考虑提高工件定位稳定性和加工刚性等方面来

23、确定本工序的加工要求以及考虑提高工件定位稳定性和加工刚性等方面来确定的。的。（3 3）一个定位支承点只能限制工件的一个自由度。为保）一个定位支承点只能限制工件的一个自由度。为保证工件定位的稳定性，在一个完整的定位方案证工件定位的稳定性，在一个完整的定位方案(fng n)(fng n)中定位中定位支承点的数目不得少于三个。支承点的数目不得少于三个。（4 4）工件上的某一个自由度原则上只能被一个定位支承）工件上的某一个自由度原则上只能被一个定位支承点所限制，不得出现重复限的现象。在一个完整的定位方案点所限制，不得出现重复限的现象。在一个完整的定位方案(fng n)(fng n)中定位支承点的数目不

24、得多于六个。中定位支承点的数目不得多于六个。 第31页/共264页第三十二页，共265页。1 1）在球体）在球体(qit)(qit)零件上过中心钻一通孔。零件上过中心钻一通孔。 第32页/共264页第三十三页，共265页。2 2）加工齿轮两端）加工齿轮两端(lin dun)(lin dun)面，保证尺寸面，保证尺寸A A及两端及两端(lin (lin dun)dun)面与内孔的垂直度。面与内孔的垂直度。 第33页/共264页第三十四页，共265页。3 3）在轴的径向上铣槽，保证）在轴的径向上铣槽，保证(bozhng)(bozhng)尺寸尺寸H H和和L L 。 第34页/共264页第三十五页，

25、共265页。4 4）在阶梯）在阶梯(jit)(jit)轴上钻一通孔，保证尺寸轴上钻一通孔，保证尺寸L L 。 第35页/共264页第三十六页，共265页。 5）在支座件上加工两个通孔，保证(bozhng)尺寸A和H。第36页/共264页第三十七页，共265页。在分析工件定位的问题时，定位基准的选择是关键问题。在分析工件定位的问题时，定位基准的选择是关键问题。工件定位基准一旦被选定，则其定位方案也基本被确定了。定位工件定位基准一旦被选定，则其定位方案也基本被确定了。定位基准一般在工艺规程中选定，设计夹具时可直接引用。当工艺规基准一般在工艺规程中选定，设计夹具时可直接引用。当工艺规程选定的定位基准

26、不合理时，夹具设计者应与工艺设计人员共同程选定的定位基准不合理时，夹具设计者应与工艺设计人员共同协商进行改选，以使所设计出的夹具结构更合理。必须指出，与协商进行改选，以使所设计出的夹具结构更合理。必须指出，与定位支承点相接触的工件表面定位支承点相接触的工件表面(biomin)(biomin)称为定位基面。工件的称为定位基面。工件的定位是通过工件定位基面与定位支承点相接触来实现的。定位是通过工件定位基面与定位支承点相接触来实现的。 第37页/共264页第三十八页，共265页。工件定位时其六个自由度全部工件定位时其六个自由度全部(qunb)(qunb)被限制的定位方式被限制的定位方式称为完全定位。

27、工件采用这种定位方式使其在空间占有一个完全称为完全定位。工件采用这种定位方式使其在空间占有一个完全确定的位置。确定的位置。（2 2）不完全）不完全(wnqun)(wnqun)定位定位工件根据该工序加工要求只需限制其部分工件根据该工序加工要求只需限制其部分(b fen)(b fen)自由度，既自由度，既六个自由度没有全部被限制的定位称为不完全定位。六个自由度没有全部被限制的定位称为不完全定位。工件定位时应采用完全定位还是不完全定位，主要由该工件定位时应采用完全定位还是不完全定位，主要由该工序的工序的加工要求和定位稳定性加工要求和定位稳定性来决定。来决定。第38页/共264页第三十九页，共265页

28、。第39页/共264页第四十页，共265页。工件实际定位时所限制的自由度数目，少于工件按该工序加工工件实际定位时所限制的自由度数目，少于工件按该工序加工要求必需限制的自由度数目称为欠定位。欠定位的结果将导致出现应要求必需限制的自由度数目称为欠定位。欠定位的结果将导致出现应该限制的自由度因未予限制，从而无法该限制的自由度因未予限制，从而无法(wf)(wf)保证加工要求的不合理保证加工要求的不合理现象。因此，在确定工件定位方案时，绝不允许出现欠定位现象。现象。因此，在确定工件定位方案时，绝不允许出现欠定位现象。 第40页/共264页第四十一页，共265页。工件定位时，如果出现两个工件定位时，如果出

29、现两个(lin )(lin )或两个或两个(lin (lin )以上的定位支承点重复限制工件上的同一个自由度则称为以上的定位支承点重复限制工件上的同一个自由度则称为过定位。过定位。过定位会导致重复限制同一个自由度的定位支承点之过定位会导致重复限制同一个自由度的定位支承点之间产生干涉现象，从而导致定位不稳定、破坏定位精度、造成间产生干涉现象，从而导致定位不稳定、破坏定位精度、造成工件或定位元件受力变形、甚至出现部分工件无法安装的局面工件或定位元件受力变形、甚至出现部分工件无法安装的局面。因此，在确定工件定位方案时，应避免出现造成不良后果的。因此，在确定工件定位方案时，应避免出现造成不良后果的过定

30、位。过定位。第41页/共264页第四十二页，共265页。第42页/共264页第四十三页，共265页。第43页/共264页第四十四页，共265页。第44页/共264页第四十五页，共265页。第45页/共264页第四十六页，共265页。在实际生产中，有时为减少工件变形或提高加工刚性在实际生产中，有时为减少工件变形或提高加工刚性而采用过定位方式。但要用其利而避其害，使采用过定位带来而采用过定位方式。但要用其利而避其害，使采用过定位带来的好处大于其害处。的好处大于其害处。 防止出现造成不良后果的过定位的方法有：改变定位防止出现造成不良后果的过定位的方法有：改变定位元件结构，去掉元件结构，去掉(q di

31、o)(q dio)多余的定位支承点。提高工件定位多余的定位支承点。提高工件定位基面之间和定位元件工作表面之间的位置精度。基面之间和定位元件工作表面之间的位置精度。第46页/共264页第四十七页，共265页。在下图所示的连杆上钻通孔在下图所示的连杆上钻通孔D D时，需要保证：时，需要保证： (1) (1)小头孔小头孔D D对端面对端面A A的垂直度公差的垂直度公差(gngch)t(gngch)t。 (2) (2)小头孔小头孔D D对不加工外圆壁厚的均匀性。对不加工外圆壁厚的均匀性。第47页/共264页第四十八页，共265页。加工下图所示汽车减速器主动锥齿轮轴两端面及中心孔，需要加工下图所示汽车减

32、速器主动锥齿轮轴两端面及中心孔，需要保证：保证：(1)(1)轴向尺寸轴向尺寸47mm47mm和和300mm 300mm ； (2) (2)中心孔深度尺寸中心孔深度尺寸11.5mm 11.5mm ； (3) (3)两端两端面对面对(min du)(min du)轴线的垂直度；轴线的垂直度；(4)(4)两端中心孔与未加工之轴颈的同轴度两端中心孔与未加工之轴颈的同轴度。第48页/共264页第四十九页，共265页。在下图所示的汽车传动轴突缘叉上磨削平面在下图所示的汽车传动轴突缘叉上磨削平面K K 及及Q Q，需要保证：，需要保证：(1)(1)两平面两平面K K及及Q Q间的尺寸为间的尺寸为118mm1

33、18mm；(2)(2)两平面对两平面对2- 2-3939孔的垂直度公差孔的垂直度公差(gngch)(gngch)为为0.1mm0.1mm；(3)(3)两平面对两平面对95mm95mm外圆的对称度公差外圆的对称度公差(gngch)(gngch)为为0.15mm0.15mm。第49页/共264页第五十页，共265页。在下图所示的拖拉机差速锁操纵杠杆上铣槽和钻孔，应保证：在下图所示的拖拉机差速锁操纵杠杆上铣槽和钻孔，应保证：(1)(1)铣槽宽度尺寸为铣槽宽度尺寸为4.5mm4.5mm，槽对，槽对18mm18mm和和12.5mm12.5mm两孔中心平面两孔中心平面(pngmin)(pngmin)的对称

34、度公差为的对称度公差为0.3mm0.3mm；(2)(2)钻阶梯孔钻阶梯孔6.7mm6.7mm及及9mm9mm，位置尺寸如图，位置尺寸如图2-86d2-86d所示。所示。第50页/共264页第五十一页，共265页。1. 1. 工件以平面工件以平面(pngmin)(pngmin)定位定位 1 1）固定支承）固定支承(zh chn)(zh chn) 支承支承(zh chn)(zh chn)钉（平头、球头、锯齿头）钉（平头、球头、锯齿头） 支承支承(zh chn)(zh chn)板（无槽、有槽）板（无槽、有槽）2 2）可调支承）可调支承(zh chn)(zh chn)（平头、球头、锯齿头）（平头、球头

35、、锯齿头）3 3）自位支承）自位支承(zh chn)(zh chn)（也称为浮动支承（也称为浮动支承(zh chn)(zh chn)） 工作面形式有：两点式、三点式和多点式。工作面形式有：两点式、三点式和多点式。 浮动方式有：球面浮动式、杠杆浮动式、滑柱浮动式。浮动方式有：球面浮动式、杠杆浮动式、滑柱浮动式。第51页/共264页第五十二页，共265页。第52页/共264页第五十三页，共265页。第53页/共264页第五十四页，共265页。第54页/共264页第五十五页，共265页。第55页/共264页第五十六页，共265页。第56页/共264页第五十七页，共265页。1 1）定位销）定位销 可

36、分为圆柱销、圆锥销、菱形可分为圆柱销、圆锥销、菱形(ln xn)(ln xn)销与组合销销与组合销 结构形式有：固定式、伸缩式结构形式有：固定式、伸缩式 长圆柱销（可限制长圆柱销（可限制4 4个自由度）个自由度） 短圆柱销（可限制短圆柱销（可限制2 2个自由度）个自由度） 短固定圆锥销（可限制短固定圆锥销（可限制3 3个自由度）个自由度）第57页/共264页第五十八页，共265页。第58页/共264页第五十九页，共265页。第59页/共264页第六十页，共265页。2 2）定位）定位(dngwi)(dngwi)心轴心轴可分为刚性心轴和弹性心轴。刚性心轴可分为圆柱心轴可分为刚性心轴和弹性心轴。刚

37、性心轴可分为圆柱心轴和小锥度心轴。刚性圆柱心轴可分为间隙和小锥度心轴。刚性圆柱心轴可分为间隙(jin x)(jin x)配合、过盈配合、过盈配合和花键轴。配合和花键轴。长圆柱心轴（可限制长圆柱心轴（可限制4 4个自由度）个自由度）短圆柱心轴（可限制短圆柱心轴（可限制2 2个自由度）个自由度）第60页/共264页第六十一页，共265页。第61页/共264页第六十二页，共265页。第62页/共264页第六十三页，共265页。1 1）V V形块定位形块定位 长长V V形块和短形块和短V V形块；固定形块；固定V V形块和活动形块和活动V V形块形块 固定长固定长V V形块（可限制形块（可限制4 4个

38、自由度）个自由度） 固定短固定短V V形块（可限制形块（可限制2 2个自由度）个自由度）2 2）定位套（半圆套、圆柱）定位套（半圆套、圆柱(yunzh)(yunzh)及圆锥套）及圆锥套）3 3）定心夹紧结构（卡盘类、弹性卡头）定心夹紧结构（卡盘类、弹性卡头）第63页/共264页第六十四页，共265页。第64页/共264页第六十五页，共265页。第65页/共264页第六十六页，共265页。第66页/共264页第六十七页，共265页。（1 1）工件以圆锥）工件以圆锥(yunzhu)(yunzhu)孔定位孔定位 1) 1) 锥度心轴（长轴与短轴）锥度心轴（长轴与短轴） 2) 2) 顶尖（固定与活动）

39、顶尖（固定与活动）（2 2）工件以成形表面定位）工件以成形表面定位 如：渐开线齿面；键槽、花键表面等。如：渐开线齿面；键槽、花键表面等。（3 3）工件以一面两孔）工件以一面两孔第67页/共264页第六十八页，共265页。第68页/共264页第六十九页，共265页。 辅助支承是在工件定位后才实现支承的作用辅助支承是在工件定位后才实现支承的作用(zuyng)(zuyng)。因。因此只能起到支承工件的作用此只能起到支承工件的作用(zuyng)(zuyng)。 辅助支承的结构形式很多。常见的有螺旋式、自位式和推引辅助支承的结构形式很多。常见的有螺旋式、自位式和推引式等。式等。第69页/共264页第七十

40、页，共265页。 采用调整法加工一批工件时，工件在夹具上定位时，由于采用调整法加工一批工件时，工件在夹具上定位时，由于每个工件所占据的位置不完全一致，使加工后各工件的加工尺每个工件所占据的位置不完全一致，使加工后各工件的加工尺寸不一而形成误差。这种只与工件定位有关的误差，称为定位寸不一而形成误差。这种只与工件定位有关的误差，称为定位误差，用符号误差，用符号D D 表示。表示。1. 1. 产生定位误差的原因产生定位误差的原因 产生定位误差的原因有两个：一个是定位基准产生定位误差的原因有两个：一个是定位基准(jzhn)(jzhn)与与设计基准设计基准(jzhn)(jzhn)（工序基准（工序基准(j

41、zhn)(jzhn)）不重合；另一个是定）不重合；另一个是定位基准位基准(jzhn)(jzhn)与起始（调刀、限位）基准与起始（调刀、限位）基准(jzhn)(jzhn)不重合。不重合。第70页/共264页第七十一页，共265页。 工件在夹具上定位时，由于所选择的定位基准与工序基准不重合而引工件在夹具上定位时，由于所选择的定位基准与工序基准不重合而引起的，同批工件的工序基准相对于定位基准在该工序（加工）尺寸方向起的，同批工件的工序基准相对于定位基准在该工序（加工）尺寸方向的最大位移量（位置变动范围的最大位移量（位置变动范围(fnwi)(fnwi)），称为基准不重合误差。用符），称为基准不重合误差

42、。用符号号B B 表示。表示。 基准不重合误差（基准不重合误差（B B ）的大小应等于工序基准相对于定位基准在该工）的大小应等于工序基准相对于定位基准在该工序（加工）尺寸方向的最大位移量。序（加工）尺寸方向的最大位移量。 第71页/共264页第七十二页，共265页。 可通过计算定位尺寸（可通过计算定位尺寸（CC）的公差在工序（加工）的公差在工序（加工(ji gng)(ji gng)）尺寸方向）尺寸方向上的投影分量得到基准不重合误差（上的投影分量得到基准不重合误差（BB）的大小。定位尺寸（）的大小。定位尺寸（CC）是）是指工序（设计）基准与定位基准之间的联系尺寸。当定位尺寸（指工序（设计）基准与

43、定位基准之间的联系尺寸。当定位尺寸（CC）由）由多个尺寸所决定时，则要以定位尺寸为封闭环所组成的尺寸链进行解算。多个尺寸所决定时，则要以定位尺寸为封闭环所组成的尺寸链进行解算。 基准不重合误差基准不重合误差B B 的计算公式表示为：的计算公式表示为： B =C COS B =C COS 为工序基准的变动方向与工序（加工为工序基准的变动方向与工序（加工(ji gng)(ji gng)）尺寸方向间的夹）尺寸方向间的夹角。角。第72页/共264页第七十三页，共265页。 本工序加工直角上表面，设计尺寸为本工序加工直角上表面，设计尺寸为A1A1，用下平面定位。，用下平面定位。由于由于(yuy)(yuy

44、)定位基准与设计基准不重合，从而产生基准不重定位基准与设计基准不重合，从而产生基准不重合误差合误差B B D D（A1A1） = B = B （A1A1） = C COS = A2 = C COS = A2第73页/共264页第七十四页，共265页。第74页/共264页第七十五页，共265页。第75页/共264页第七十六页，共265页。 工件在夹具上定位工件在夹具上定位(dngwi)(dngwi)时，由于定位时，由于定位(dngwi)(dngwi)副的制副的制造误差和定位造误差和定位(dngwi)(dngwi)副的配合间隙的影响，使工件的定位副的配合间隙的影响，使工件的定位(dngwi)(dn

45、gwi)基准与夹具定位基准与夹具定位(dngwi)(dngwi)元件的起始（调刀、限位元件的起始（调刀、限位）基准不重合，导致同批工件位置的不一致而造成的加工误差）基准不重合，导致同批工件位置的不一致而造成的加工误差，称为基准位移误差。用符号（，称为基准位移误差。用符号（Y Y ）表示。）表示。第76页/共264页第七十七页，共265页。 基准位移误差（基准位移误差（YY）的大小应等于定位基准与起始）的大小应等于定位基准与起始(q sh)(q sh)（调刀（调刀、限位）基准不重合而造成的基准位移量、限位）基准不重合而造成的基准位移量Y Y 在工序（加工）尺寸方向在工序（加工）尺寸方向上的投影分

46、量。基准位移量上的投影分量。基准位移量Y Y 应根据不同的定位方案所决定。应根据不同的定位方案所决定。 基准位移误差基准位移误差Y Y 的计算公式表示为：的计算公式表示为： Y = Y COS Y = Y COS 为定位基准的变动方向与工序（加工）尺寸方向间的夹角。为定位基准的变动方向与工序（加工）尺寸方向间的夹角。 第77页/共264页第七十八页，共265页。第78页/共264页第七十九页，共265页。1 1）极限位置法（几何）极限位置法（几何(j h)(j h)作图法）作图法） 先根据工件的定位方案，画出工序（设计）基准相对先根据工件的定位方案，画出工序（设计）基准相对起始（调刀、限位）基

47、准最大与最小的两个极限位置，起始（调刀、限位）基准最大与最小的两个极限位置，再根据几何再根据几何(j h)(j h)关系求出这两个极限位置间的距离，关系求出这两个极限位置间的距离，即得出定位误差。即得出定位误差。 第79页/共264页第八十页，共265页。 由于定位误差是由基准不重合误差以及基准位移误差所造成由于定位误差是由基准不重合误差以及基准位移误差所造成的。因此定位误差可以由这两项误差组合而成。计算定位误差的。因此定位误差可以由这两项误差组合而成。计算定位误差时，先分别求出基准不重合误差与基准位移误差，然后时，先分别求出基准不重合误差与基准位移误差，然后(rnhu)(rnhu)再将两项误

48、差组合后得出定位误差。即：再将两项误差组合后得出定位误差。即：D = D = BBY Y 第80页/共264页第八十一页，共265页。（1 1）当）当B B 0 0， Y 0 Y 0 时，则时，则D D Y Y ；（2 2）当）当B 0B 0， Y Y 0 0 时，则时，则D D B B ；（3 3）当）当B 0B 0， Y 0 Y 0 时，时， 1 1）如果工序（设计）基准）如果工序（设计）基准(jzhn)(jzhn)不在定位基面上：不在定位基面上： D = B + Y D = B + Y 2 2）如果工序（设计）基准）如果工序（设计）基准(jzhn)(jzhn)落在定位基面上：落在定位基面

49、上：D = BD = BYY第81页/共264页第八十二页，共265页。公式中公式中“” ” 、“”号的确定方法如下：号的确定方法如下： 先分析定位基面直径由大到小（或由小到大）时，定位基先分析定位基面直径由大到小（或由小到大）时，定位基准的变动方向。准的变动方向。 然后设定位基准的位置不变，再分析工序（设计）基准的然后设定位基准的位置不变，再分析工序（设计）基准的变动方向。（此时变动方向。（此时(c sh)(c sh)定位基面直径应作上述相同的变化定位基面直径应作上述相同的变化。）。） 如果在上述判断中两者的变动方向相同时，取如果在上述判断中两者的变动方向相同时，取“”号，号，而两者的变动方

50、向相反时，取而两者的变动方向相反时，取“”号。号。第82页/共264页第八十三页，共265页。由于两个基准由于两个基准(jzhn)(jzhn)的变化方向相同，故取的变化方向相同，故取 “ + ” “ + ”号号由大到小由大到小由大到小由大到小第83页/共264页第八十四页，共265页。由于两个基准由于两个基准(jzhn)(jzhn)的变化方向相反，故取的变化方向相反，故取 “ ” “ ”号号由大到小由大到小由大到小由大到小第84页/共264页第八十五页，共265页。由大到小由大到小由大到小由大到小由于两个基准的变化由于两个基准的变化(binhu)(binhu)方向相反，故取方向相反，故取 “”

51、 “”号号第85页/共264页第八十六页，共265页。由大到小由大到小由大到小由大到小由于两个基准的变化由于两个基准的变化(binhu)(binhu)方向相同，故取方向相同，故取 “+”“+”号号第86页/共264页第八十七页，共265页。已知：大圆直径已知：大圆直径(zhjng)(zhjng)公差为公差为0.030.03，小圆直径，小圆直径(zhjng)(zhjng)公差公差为为0.020.02，同轴度误差为，同轴度误差为0.02 0.02 求：求： D D（3030） = =？ 解：分析可知解：分析可知 B B（3030）00， Y Y（3030）0 0 得：得：DD（3030） = B

52、= B（3030） = 0.03/2+0.02/2+0.02 = 0.045 = 0.03/2+0.02/2+0.02 = 0.045第87页/共264页第八十八页，共265页。已知：大圆已知：大圆(d yun)(d yun)直径公差为直径公差为 0.03 0.03，小圆直径公差为，小圆直径公差为 0.020.02，同轴度误差为，同轴度误差为 0.02 0.02 。 求：求： D D（3030） = =？ 解：解： 分析可知分析可知 B B（3030） 0 0， Y Y（3030） 0 0得：得： D D（3030） = 0 = 0第88页/共264页第八十九页，共265页。已知：大圆直径已知

53、：大圆直径(zhjng)(zhjng)公差为公差为 0.03 0.03，小圆直径，小圆直径(zhjng)(zhjng)公差为公差为 0.02 0.02，同轴度误差为，同轴度误差为 0.02 0.02求：求： D D（3030） =？ 解：解： 分析可知分析可知 B B（3030）00， Y Y（3030）0 0 得：得： D D（3030） = B = B（3030） = 0.03 / 2+0.02 / 2+ 0.02 = 0.03 / 2+0.02 / 2+ 0.02 = 0.045= 0.045第89页/共264页第九十页，共265页。已知：外圆直径公差为已知：外圆直径公差为D D V V

54、形块的夹角为形块的夹角为 得：得： Y Y )2/sin(2D第90页/共264页第九十一页，共265页。已知：外圆直径已知：外圆直径(zhjng)(zhjng)公差为公差为D D ， V V形块的夹角为形块的夹角为（1 1）设计基准为外圆轴线时：）设计基准为外圆轴线时：求：求： D D（H1H1） = = ？ 解：分析可知解：分析可知 B B（H1H1） 0 0 ； Y Y（H1H1） 0 0 得：得： D D（H1H1） = Y = Y（H1H1） = =第91页/共264页第九十二页，共265页。（2 2）设计基准为外圆下母线时：）设计基准为外圆下母线时： 求：求： D D （H2H2）

55、 = = ？ 解：分析可知解：分析可知 B B （H2H2） 0 0， Y Y （H2H2） 0 0 得：得： B B （H2H2） = = ； Y Y （H2H2） = = 分析：设计基准落在定位基面上，两基准的变化方向相反，故分析：设计基准落在定位基面上，两基准的变化方向相反，故取取 - - 号。号。 最终得：最终得： D D （H2H2）= = Y Y （H2H2） - - B B （H2H2） = =由大到小由大到小由大到小由大到小第92页/共264页第九十三页，共265页。（3 3）设计基准为外圆上母线时：）设计基准为外圆上母线时： 求：求： D D （H3H3） = = ？ 解：分

56、析可知解：分析可知 B B （H3H3） 0 0， Y Y （H3H3） 0 0 得：得： B B （H3H3） = = ； Y Y （H3H3） = = 分析：设计基准落在定位基面上，两基准的变化方向相同，分析：设计基准落在定位基面上，两基准的变化方向相同， 故取故取“”号。号。 最终得：最终得： D D （H3H3） = = Y Y （H3H3） B B （H3H3） = = 由大到小由大到小由大到小由大到小第93页/共264页第九十四页，共265页。已知：大圆直径公差已知：大圆直径公差(gngch)(gngch)为为0.03 0.03 ，小圆直径公差，小圆直径公差(gngch)(gngc

57、h)为为0.020.02，同轴度误差为，同轴度误差为0.020.02，V V形块的夹角为形块的夹角为90o 90o 求：求： D D （3030）= = ？ 解：分析可知解：分析可知 B B （3030） 0 0 ； Y Y （3030） 0 0得：得： B B （3030）= 0.03/2 = 0.03/2 0.02 = 0.035 0.02 = 0.035 Y Y （3030）= = 0.014 = = 0.014 D D （3030）= B = B （3030） Y Y （3030）= 0.049 = 0.049 （设计基准不在定位基面（设计基准不在定位基面上）上）第94页/共264页第

58、九十五页，共265页。 已知：大圆已知：大圆(d yun)(d yun)直径公差为直径公差为0.030.03，小圆直径公差为，小圆直径公差为0.020.02，同，同轴度误差为轴度误差为0.020.02，V V形块的夹角为形块的夹角为90o90o 求：求： D D （3030）= = ？ 解：解： 分析可知分析可知 B B （3030） 0 0， Y Y （3030） 0 0 得：得： B B （3030）= 0.03/2 = 0.03/2 0.02 = 0.035 0.02 = 0.035 ； D D （3030）= B = B （3030）= 0.035= 0.035第95页/共264页第九

59、十六页，共265页。已知：大圆已知：大圆(d yun)(d yun)直径公差为直径公差为0.03 0.03 ，小圆直径公差为，小圆直径公差为0.020.02，同轴度误差为同轴度误差为0.02 0.02 ， V V形块的夹角为形块的夹角为90o90o 求：求：D D （3030） ？ 解：分析可知解：分析可知 B B （3030） 0 0， Y Y （3030） 0 0 得：得：B B （3030） 0.03/2 0.03/2 0.02 = 0.035 0.02 = 0.035 ；D D （3030）B B （3030）0.0350.035第96页/共264页第九十七页，共265页。已知：大圆直

60、径公差为已知：大圆直径公差为T TD D ，小圆直径公差为，小圆直径公差为T Td d，同轴度误差为，同轴度误差为2e 2e，V V形块的夹角为形块的夹角为 求：求： D D （A A） ？ 解：分析可知解：分析可知 B B （A A ） 0 0， Y Y （A A） 0 0得：得： B B （A A） 2e 2e Y Y （A A） D D （A A） B B （A A） Y Y （A A） （设计基准不在定位基面上）（设计基准不在定位基面上）第97页/共264页第九十八页，共265页。 D D （A A） D D （B B） 0 0 D D （C C）第98页/共264页第九十九页，共26