机床夹具设计ppt课件

1、机床夹具设计机床夹具设计 机床夹具设计机床夹具设计F5.1.1机床夹具的功能F(1)保证被加工外表的位置精度。F 工件加工外表的位置精度主要靠夹具和机床来保证，且加工精度稳定。F(2)提高消费率。F 可以显著减少辅助时间，提高劳动消费率。F(3)扩展机床的工艺范围。F 在机床上运用夹具可以改动机床的用途和扩展机床的运用范围，如以车代镗。F(4)减轻工人的劳动强度，保证消费平安。F5.1.2机床夹具应满足的要求F(1)保证工件的加工精度 F 夹具应有合理的定位、夹紧和导向方案，必要时应进展定位误差的分析与计算，以确保夹具能满足工件的加工精度要求。F(2)夹具的总体方案应与消费纲领相顺应 F 在大

2、批大量消费时，应尽量采用各种快速、高效的构造，提高消费率；在小批消费中，尽量使夹具构造简单、易于制造；对介于大批大量和小批消费之间的各种消费规模，那么可根据经济性原那么选择合理的构造方案。F5.1.2机床夹具应满足的要求F3)平安、方便、减轻劳动强度 F 即夹具的操作应方便、平安，能减轻工人的劳动强度。如操作位置应符合工人的习惯，工件的装卸要方便，夹紧要省力，必要时要加防护安装等。F(4)排屑顺畅 F排屑要通畅，由于积集切屑会影响工件定位精度；切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度；清理切屑将会添加辅助时间降低消费率。F5.1.2机床夹具应满足的要求F(5)机床夹具应有良好的强度、刚度

3、和构造工艺性F 应尽量采用规范元件。应有良好的构造工艺性，以便于制造、装配和维修。同时，还应合理选用夹具零件的资料和必要的热处置规范。F5.2.1机床夹具的类型F按其运用范围可分为：通用夹具、公用夹具、可调夹具、组合夹具及随行夹具五种根本类型。F3.如按所适用的机床来分类，那么可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、自动机床夹具及数控机床夹具等。F5.2.1机床夹具的类型F用于某一特定工件特定工序的夹具，称为公用夹具。F安装和加工一组尺寸类似、构造类似、工艺类似的工件适宜采用成组夹具。F消费同类产品不同种类的工件时，只需改换部分元件，或调整部分安装就可以继续加工的夹具是可调整

4、夹具。F由一系列规范化元件根据被加工工件的构造和工序要求组装而成的夹具，称为组合夹具。F在自动线和柔性制造系统中运用的，既能完成工件定位夹紧，又能作为运载工具将工件在机床间传送的夹具是随行夹具。F5.2.2机床夹具的根本组成F(1)定位元件及定位安装F(2)夹紧元件及夹紧安装F(3)导向或对刀元件F(4)夹详细F(5)其它元件及安装F 夹具中用于确定工件正确位置的元夹具中用于确定工件正确位置的元件是定位元件。件是定位元件。F 夹具中用于固定工件已获得的正夹具中用于固定工件已获得的正确位置的安装是夹紧元件。确位置的安装是夹紧元件。F 夹具中用于确定工件与刀具相互夹具中用于确定工件与刀具相互位置的

5、元件是导向及对刀元件。位置的元件是导向及对刀元件。F 将各种夹具元件和安装联接在一将各种夹具元件和安装联接在一体，并经过它将整个夹具安装在机床体，并经过它将整个夹具安装在机床上的元件是夹详细。上的元件是夹详细。5.2.2机床夹具的根本组成F5.3.1 工件的定位F六点定位原理F完全定位和不完全定位F定位的正常情况和非正常情况F工件定位就是采取适当的约束措施来限制工件的某些自在度，使工件在该方向上有确定的位置。F图示为典型外形工件的六点定位。F实践夹具是用定位元件对工件产生约束作用的。图5-2 典型外形工件六点定位 一个自在的物体，它对三个相互一个自在的物体，它对三个相互垂直的坐标系来说，有六个

6、活动能够垂直的坐标系来说，有六个活动能够性，其中三种是挪动，三种是转动。性，其中三种是挪动，三种是转动。习惯上把这种活动的能够性称为自在习惯上把这种活动的能够性称为自在度，因此空间任一自在物体共有六个度，因此空间任一自在物体共有六个自在度。自在度。 工件定位的本质就是限制对工件工件定位的本质就是限制对工件加工有不良影响的自在度。加工有不良影响的自在度。 工件定位的义务就是根据加工要工件定位的义务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自在度。求限制工件的全部或部分自在度。yxF1 1沿沿X X轴挪动，用轴挪动，用 表示；表示； F2 2沿沿Y Y轴挪动，用轴挪动，用 表示；表示； F3 3沿沿Z

7、Z轴挪动，用轴挪动，用 表示；表示；zF4 4绕绕X X轴转动，用轴转动，用 表示；表示； F5 5绕绕Y Y轴转动，用轴转动，用 表示；表示； F6 6绕绕Z Z轴转动，用轴转动，用 表示。表示。图5-3 未定位工件的六个自在度 图图5-4 5-4 六位支承点分布六位支承点分布图5-5 轴类零件六位定位图5-6 盘类零件六位定位六点定位原理六点定位原理 是指采用六个按一定规那么是指采用六个按一定规那么布置的约束点，限制工件的六个布置的约束点，限制工件的六个自在度，是工件实现完全定位。自在度，是工件实现完全定位。F运用六点定位原那么时的运用六点定位原那么时的5 5个主要问题：个主要问题：F1

8、1 支承点分布必需适当，否那么六个支承点限支承点分布必需适当，否那么六个支承点限制不了工件的六个自在度。制不了工件的六个自在度。F2 2工件定位面与夹具的定位元件的任务面坚持工件定位面与夹具的定位元件的任务面坚持接触。接触。F3 3 工件定位后，要用夹紧安装将工件紧固。工件定位后，要用夹紧安装将工件紧固。F4 4定位支承点所限制的自在度称号，通常可按定位支承点所限制的自在度称号，通常可按定位接触处的形状确定。定位接触处的形状确定。F5 5有时定位点的数量及其布置不一定那样明显、有时定位点的数量及其布置不一定那样明显、直观，如自动定心定位就是这样。直观，如自动定心定位就是这样。图图5-7 5-7

9、 自动定心定位原理图自动定心定位原理图 夹具中用于确定工件正确位置的夹具中用于确定工件正确位置的元件是定位元件。元件是定位元件。 典型定位元件的定位分析详见典型定位元件的定位分析详见 书书P277P277的表的表5-15-15.3.1.2完全定位和不完全定位F完全定位：工件的六个自在度被全部限完全定位：工件的六个自在度被全部限制了的定位称为完全定位。图制了的定位称为完全定位。图5-85-8a aF不完全定位准定位：没有完全限制不完全定位准定位：没有完全限制六个自在度而依然能保证工件加工要求六个自在度而依然能保证工件加工要求的定位称为不完全定位。图的定位称为不完全定位。图5-85-8b b图图5

10、-8 5-8 工件应限制自在度确实定工件应限制自在度确实定5.3.1.2完全定位和不完全定位5.3.1.3定位的正常情况和非正常情况F定位的正常情况：完全定位和不完全定位F定位的非正常情况：欠定位和过定位F欠定位：按照工件加工要求应限制的自在度没有被限制的定位称为欠定位。F过定位反复定位：工件的某个自在度被两个或两个以上的约束反复限制的景象称为过定位 。5.3.1.3定位的正常情和非正常情况F普通情况下该当尽量防止过定位。普通情况下该当尽量防止过定位。F 在某些条件下，过定位的景象不仅允在某些条件下，过定位的景象不仅允许，而且是必要的。许，而且是必要的。F1 1、工件刚度很差，在夹紧力、切削力

11、作用下、工件刚度很差，在夹紧力、切削力作用下会产生很大变形。，此时过定位会提高工件会产生很大变形。，此时过定位会提高工件某些部位的刚度，减少变形。某些部位的刚度，减少变形。F2 2、工件的定位外表和定位元件在尺寸、外形、工件的定位外表和定位元件在尺寸、外形、位置精度已很高时。位置精度已很高时。5.3.1.3定位的正常情和非正常情况因此消除过定位及其干涉普通有两个途径：因此消除过定位及其干涉普通有两个途径： 其一是提高工件定位基面之间及夹其一是提高工件定位基面之间及夹具定位元件任务外表之间的位置精度，具定位元件任务外表之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉；以减少或消除过定位引起的干涉；

12、其二是改动定位元件的构造，使定其二是改动定位元件的构造，使定位元件在反复限制自在度的部分不起定位元件在反复限制自在度的部分不起定位作用。通常可采取以下措施来消除过位作用。通常可采取以下措施来消除过定位：定位：5.3.1.3定位的正常情和非正常情况(1) (1) 减小接触面积减小接触面积 如图如图5-95-9所示所示图图5-9 5-9 过定位及其消除方法例如之一过定位及其消除方法例如之一5.3.1.3定位的正常情和非正常情况(2) (2) 修正定位元件外形，以减少定位修正定位元件外形，以减少定位支承点，如图支承点，如图5-105-10所示所示图图5-10 5-10 过定位及其消除方法例如之二过定

13、位及其消除方法例如之二 1 1菱形销；菱形销；22支承板支承板5.3.1.3定位的正常情和非正常情况(3) (3) 缩短圆柱面的接触长度。如采用短圆柱销。缩短圆柱面的接触长度。如采用短圆柱销。(4) (4) 设法使过定位的定位元件在干涉方向上能浮动，以减设法使过定位的定位元件在干涉方向上能浮动，以减少实践支承点的数目。如图少实践支承点的数目。如图5-115-11所示的可浮动的定位元所示的可浮动的定位元件，分别在、和、方向上浮动，从而消除了过定位。件，分别在、和、方向上浮动，从而消除了过定位。(5) (5) 撤除过定位元件。撤除过定位元件。图图5-11 5-11 可浮动定位元件的浮动方向可浮动定

14、位元件的浮动方向5.3.1.3定位的正常情和非正常情况 图图5-12 5-12 过定位及其改良过定位及其改良 a) a)、c)c)过定位过定位b)b)、d)d)、e)e)、f)f)改良方案改良方案5.3.1.3定位的正常情和非正常情况图图5-13 5-13 平面定位方案分析平面定位方案分析5.3.2典型的定位方式、定位元件5.3.2.15.3.2.1工件以平面定位工件以平面定位 对于箱体、床身、机座、支架类零件的加工，最常用的定位方式是以平面为基准。图5-12所示为平面定位方式简图，图5-12a为粗基准定位，采用支承钉；图5-12b为精基准定位， 5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位

15、工件以平面定位工件以平面为定位基面时常用的定位元件：工件以平面为定位基面时常用的定位元件：一一 根本支承根本支承( (主要支承主要支承) )主要支承用来限制工件的自在度，起定位作用。主要支承用来限制工件的自在度，起定位作用。 1 1固定支承固定支承 固定支承有支承钉和支承板两种型式。在运固定支承有支承钉和支承板两种型式。在运用过程中，它们都是固定不动的。在定位过程用过程中，它们都是固定不动的。在定位过程中，支承钉普通只限制工件的一个自在度，而中，支承钉普通只限制工件的一个自在度，而支承板相当于两个支承钉。支承板相当于两个支承钉。5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位图图5

16、-15 5-15 支承钉支承钉(JB/T 8029.22019)(JB/T 8029.22019)5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位图图5-16 5-16 支承板支承板(JB/T 8029.12019)(JB/T 8029.12019)5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位图图5-17 5-17 其他定位方法和元件其他定位方法和元件5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 2 2可调支承可调支承 在工件定位过程中，支承钉的高度需求调在工件定位过程中，支承钉的高度需求调整时，那么可采用图整时，那么可采用图1.251.25所示的调

17、理支承所示的调理支承(JB/T8026.42019)(JB/T8026.42019)。 可调支承适用于工件以粗基准面定位或定可调支承适用于工件以粗基准面定位或定位基面的外形复杂如成型面、台阶面等，位基面的外形复杂如成型面、台阶面等，以及各批毛坯的尺寸、外形变化较大时的情况。以及各批毛坯的尺寸、外形变化较大时的情况。 每个工件调整一次或每批工件调整一次。每个工件调整一次或每批工件调整一次。留意：调好后应锁紧。留意：调好后应锁紧。5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 可调支承与固定支承的区别是，它可调支承与固定支承的区别是，它的顶端有一个调整范围，调整好后用螺的顶端有一个调

18、整范围，调整好后用螺母锁紧。当工件的定位基面外形复杂，母锁紧。当工件的定位基面外形复杂，各批毛坯尺寸、外形有变化时，多采用各批毛坯尺寸、外形有变化时，多采用这类支承。可调支承普通只对一批毛坯这类支承。可调支承普通只对一批毛坯调整一次。这类支承构造如图调整一次。这类支承构造如图518518所所示。示。图图5-18 可调理支承可调理支承(JB/T 8026.42019)5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位图图5-19 5-19 调理支承的运用调理支承的运用工件以粗基准面定位，毛坯的尺寸外形变化较大时工件以粗基准面定位，毛坯的尺寸外形变化较大时在可调夹具上加工外形一样而尺寸不

19、等的工件时，用调理支承在可调夹具上加工外形一样而尺寸不等的工件时，用调理支承5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 3 3自位支承自位支承( (浮动支承浮动支承) ) 在工件定位过程中，能自动调整位置的支在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自位支承，或称浮动支承。承称为自位支承，或称浮动支承。 特点：特点： 支承点的位置能随着工件定位基面位置的支承点的位置能随着工件定位基面位置的变动而自动调整，定位基面压下其中一点，其变动而自动调整，定位基面压下其中一点，其他点便上升，直至各点均与工件接触。接触点他点便上升，直至各点均与工件接触。接触点数的添加，提高了工件装夹刚度和

20、稳定性，但数的添加，提高了工件装夹刚度和稳定性，但其作用相当于一个固定支承，只限制了工件的其作用相当于一个固定支承，只限制了工件的一个自在度。一个自在度。 适用于工件以毛坯面定位或定位刚性较差适用于工件以毛坯面定位或定位刚性较差的场所。的场所。 5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位图图5-20 5-20 自位支承自位支承图图5-18 5-18 自位支承自位支承图图5-21 自位支承的自位支承的运用运用1、2浮动支承浮动支承5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 二二) )辅助支承辅助支承 辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，辅助支承用来提高工件

21、的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。不起定位作用。 工件以内孔及端面定位钻工件以内孔及端面定位钻右端小孔。假设右端不设支承，右端小孔。假设右端不设支承，工件装夹后，右臂为一悬臂，工件装夹后，右臂为一悬臂，刚性差。假设在刚性差。假设在 A A 点设置固点设置固定支承那么属过定位，有能够定支承那么属过定位，有能够破坏左端定位。在这种情况下，破坏左端定位。在这种情况下，宜在右端设置辅助支承。工件宜在右端设置辅助支承。工件定位时，辅助支承是浮动的定位时，辅助支承是浮动的或可调的，待工件夹紧后或可调的，待工件夹紧后再把辅助支承固定下来，以接再把辅助支承固定下来，以接受切削力。受切削力。图图5-22 辅助支

22、承的运用辅助支承的运用5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 图图5-23 5-23 辅助支承辅助支承 a) a)简单辅助支承简单辅助支承 b) b)带自锁的辅助支承带自锁的辅助支承 c) c)自动调位的辅助支承自动调位的辅助支承 1 1一支承一支承2 2一螺母一螺母3 3一弹簧一弹簧4 4一手柄一手柄5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 图图5-24 5-24 辅助支承的辅助支承的运用运用 1 1、2 2一支承板一支承板3 3一辅助一辅助支承支承5.3.2.1 5.3.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 辅助支承有些构造与可调支承很相近，应辅助

23、支承有些构造与可调支承很相近，应分清它们的区别。分清它们的区别。 从功能上讲，可调支承起定位作用，而辅从功能上讲，可调支承起定位作用，而辅助支承不起定位作用。助支承不起定位作用。 从操作上讲，可调支承是先调整，而后定从操作上讲，可调支承是先调整，而后定位，最后夹紧工件，辅助支承那么是先定位，位，最后夹紧工件，辅助支承那么是先定位，夹紧工件，最后调整辅助支承。夹紧工件，最后调整辅助支承。5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位 当工件上的孔为定位基准时，就采用这种当工件上的孔为定位基准时，就采用这种定位方式，其根本特点是定位孔和定位元件之定位方式，其根本特点是定位孔和定位元件之间处于配合形状

24、。常用定位元件是各种心轴和间处于配合形状。常用定位元件是各种心轴和定位销。定位销。5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位一心轴定位一心轴定位 Fa)为间隙配合心轴，工件装卸方便，定心精度不高。Fb)为过盈配合心轴，定心精度高，但装卸工件不便，易损伤工件定位孔。Fc)为小锥度心轴，工件安装时悄然敲人或压人，经过孔和心轴接触外表的弹性变形来夹紧工件，可获得较高的定心精度。F除了刚性心轴外，消费中还有弹性心轴、液塑心轴及自动定心心轴等，它们在定位的同时将工件夹紧，运用很方便，但构造比较复杂。 图图5-25 5-25 心轴心轴a) a) 间隙配合心轴间隙配合心轴b) b) 过盈配合心轴过盈配合心

25、轴c)c)小锥度心轴小锥度心轴5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位一心轴定位一心轴定位 图图5-26 圆柱心轴圆柱心轴1引导部分；引导部分；2任务部分；任务部分；3传动部分传动部分5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位二定位销二定位销 短圆柱销可限制两个自在度，短圆柱销可限制两个自在度，而长圆柱销可限制四个自在度。而长圆柱销可限制四个自在度。 从构造上看，定位销普通可分从构造上看，定位销普通可分为固定式和可换式两种如图为固定式和可换式两种如图5-275-27所示。所示。5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定位图图5-27 定位销定位销5.3.2.2 5.3.2.2 孔定位孔定

26、位二定位销二定位销 图图5-27 圆锥销定位圆锥销定位 圆锥销普圆锥销普通只能限制工通只能限制工件的三个挪动件的三个挪动自在度。自在度。 工件在单工件在单个圆锥销上容个圆锥销上容易倾斜，为此，易倾斜，为此，圆锥销普通与圆锥销普通与其它定位元件其它定位元件组适宜用。组适宜用。5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位一定心定位一定心定位 图图5-28 磨齿轮内孔卡盘磨齿轮内孔卡盘5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位二二V V形块定位形块定位 工件以外圆柱面在V型块上定位的突出优点是对中性好，即工件上定位用的外圆柱面轴线一直处在V型块两斜面的对称面上，且不受定位基准直径误差的影响

27、。 两斜面之间夹角有60、90、120等， 90V形块运用最广，其定位精度比60V形块比高，定位稳定性比120V形块高。 5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位二二V V形块定位形块定位 图图5-29 V形块形块5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位二二V V形块定位形块定位 90V形块(JB/T 8018.12019)的典型构造和尺寸均已规范化。设计非规范V形块时，可参考图1.42所示的有关尺寸进展计算。 图图5-30 V5-30 V形块构造尺寸形块构造尺寸5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位三其他定位三其他定位 1定位套 用定位套定位时内孔轴线是限位基准,内

28、孔面是限位基面 短定位套限制工件2个自在度 长定位套限制工件4个自在度 定位套构造简单，容易制造，定心精度不高，适用于精定位基面。为了限制工件沿轴向的自在度，常与端面结合定位。5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位图图5-31 5-31 常用定位套常用定位套5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位图图5-32 5-32 半圆套定位半圆套定位2半圆套 主要用于大型轴类工件及不便轴向装夹的工件定位。下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套起夹紧作用。半圆套的最小内径应取工件定位基面的最大直径。5.3.2.3 5.3.2.3 外圆定位外圆定位3圆锥套 工件以圆柱面的端部在外拨顶尖的锥孔

29、中定位，锥孔中有齿纹，以便带开工件旋转。顶尖体的锥柄部分插入机床主轴孔中。图图5-33 5-33 工件在外拨顶尖锥孔中的定位工件在外拨顶尖锥孔中的定位5.3.2.4 5.3.2.4 定位外表的组合定位外表的组合1、平面与平面组合2、平面与孔组合3、平面与外圆柱组合4、平面与其他外表组合5、锥面与锥面组合5.3.2.4 5.3.2.4 定位外表的组合定位外表的组合第一定位基准面主基准 限制自在度最多第二定位基准面导向基准 限制自在度次之第三定位基准面定程基准 限制一个自在度5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 1、定位误差及其产生的缘由 1) 定位误差的定义 一批工件

30、逐个在夹具上定位时，由于工件及定位元件存在公差,使各个工件在夹具上所占据的位置不能够完全一致，以致使加工后各工件的加工尺寸存在误差，这种因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸上的最大变动量，称为定位误差，用D表示。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 2) 定位误差产生的缘由 呵斥定位误差的缘由有两个： 一个是由于定位基准与设计基准不重合，产生的误差称为基准不重合误差B ； 二是由于定位副制造误差而引起定位基准的位移(即定位基准与限位基准不重合)，称为基准位移误差Y 。 定位误差发生在按调整法加工一批工件时，假设逐个按试切法加工不存在定位误差。5.3.3 5.3.3

31、定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 1基准不重合误差B 当定位基准与设计基准不重合时便产生基准不重合误差。因此选择定位基准时应尽量与设计基准相重合。当被加工工件的工艺过程确定以后，各工序的工序尺寸也就随之而定，此时在工艺文件上，设计基准便转化为工序基准。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 设计夹具时，该当使定位基准与工序基准重合。当定位基准与工序基准不重合时，即产生基准不重合误差，其大小等于定位基准与工序基准之间尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影，用B表示。 工序基准与定位基准之间的尺寸就称为定位尺寸。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析

32、与计算 B=Amax-Amin=Smax-Smin=s 当定位基准的变动方向与加工方向不一致,存在一个夹角时 B=sCOS 图图5-34 5-34 基准不重合误差基准不重合误差B B5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 2基准位移误差Y 工件在夹具中定位时，由于工件定位基面与夹具上定位元件限位基面的制造公差和最小配合间隙的影响，使定位基准在加工方向上产生位移,从而使各个工件的位置不一致，给加工尺寸呵斥的误差称为基准位移误差，用Y表示。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 图5-35(a)所示是在圆柱面上铣槽的工序简图，加工尺寸为A和B。图

33、5-35(b)所示是加工表示图，工件以内孔D在圆柱心轴(直径为d0)上定位；O是心轴轴心，即限位基准；C是对刀尺寸。图图5-35 5-35 基准位移误差基准位移误差5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 2. 定位误差的常用计算方法 1合成法 定位误差由基准不重合误差与基准位移误差两项组合而成。计算时，先分别算出B和Y，然后将两者组合而成D。组合方法为： 假设工序基准不在定位基面上：D =Y + B 假设工序基准在定位基面上： D = Y B 式中“+、“-号确实定方法如下：1分析定位基面尺寸由小变大或由大变小时，定位基准的变动方向。2当定位基面尺寸作同样变化时，设定

34、位基准的位置不变动，分析工序基准的变动方向。3两者的变动方向一样时，取“+号，两者的变动方向相反时，取“-号。5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 2) 不同定位方式的基准位移误差的计算方法 不同的定位方式和不同的定位副构造，其定位基准的挪动量的计算方法是不同的。(1) 利用圆柱定位销、圆柱心轴定位 工件以圆孔在圆柱销、圆柱心轴上定位，其定位基准为孔的中心线，定位基面为内孔外表。 当圆柱销、圆柱心轴与被定位的工件内孔的配合为过盈配合时，不存在间隙,定位基准(内孔轴线)相对定位元件没有位置变化。 所以：Y=05.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与

35、计算 当定位副为间隙配合时，由于由于定位副配合间隙的影响，会使工件上圆孔中心线定位基准的位置发生偏移，其中心偏移量在加工尺寸方向上的投影即为基准位移误差Y 。 定位基准偏移的方向有两种能够： 一是可以在恣意方向上偏移； 二是只能在某一方向上偏移。图图5-36 Xmax5-36 Xmax对工件尺寸公差的影响对工件尺寸公差的影响 5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 当定位基准在恣意方向偏移时，其最大偏移量即为定位副直径方向的最大间隙，即 Y =Xmax=Dmaxd0min=D+d0+Xmin式中：Xmax 定位副最大配合间隙mm； Dmax 工件定位孔最大直径mm；

36、d0min 圆柱销或圆柱心轴的最小直径mm； D 工件定位孔的直径公差mm； d0 圆柱销或圆柱心轴的直径公差mm； Xmin 定位所需最小间隙，由设计时确定mm。 5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 当基准偏移为一方向时，在其挪动方向最大偏移量为半径方向的最大间隙，即 Y=Xmax/2=Dmax-d0min/2=D+d0+Xmin/2 假设基准偏移的方向与工件加工尺寸的方向不一致时，应将基准的偏移量向加工尺寸方向上投影，投影后的值才是此加工尺寸的基准位移误差。 Y=iCOSmaxmax0 min0min222DdxDdXY5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与

37、计算定位误差的分析与计算按图5-35(a)所示：加工尺寸A时: B=0 Y=(D+d0+Xmin)/2 D=Y+B=(D+d0+Xmin)/2加工尺寸E时: B=d/2 Y=(D+d0+Xmin)/2 D=Y+B=(D+d0+Xmin+d)/2加工尺寸H时: B=D/2 Y=(D+d0+Xmin)/2 D=Y-B=(d0+Xmin)/25.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算2利用平面定位 工件以平面定位时的基准位移误差计算较方便。由于工件以平面定位时，其定位基面与定位元件限位基面以平面接触,二者的位置不会发生相对变化，因此基准位移误差为零，即工件以平面定位时Y=0 5

38、.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算3利用外圆柱面在V形块上定位 工件以外圆柱面在V形块上定位时，其定位基准为工件外圆柱面的轴心线，定位基面为外圆柱面。图图5-37 V5-37 V形块定心定位的位移误差形块定心定位的位移误差122sin2sin2sin222ddiddYO O基准位移量为： 5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算3定位误差计算实例例1：图5-38所示求加工尺寸A的定位误差1定位基准为底面，工序基准为圆孔中心线O，基准不重合。两者之间的定位尺寸为50mm，其公差为S=0.2mm 由于工序基准的位移方向与加工尺寸方向间的夹角为45

39、 B=sCOS=0.1414mm (2)定位基准与限位基准重合 Y=0 (3) D=B=0.1414mm图图5-38 5-38 定位误差计算例如之一定位误差计算例如之一5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算例2： 如图5-39所示，以A面定位加工20H8孔，求加工尺寸(400.1)mm的定位误差。 解：(1) 工件以平面定位Y=0。 (2) 由图1.57可知，工序基准为B面，定位基准为A面，故基准不重合。按式(1-4)得 =(0.05+0.1)cos0mm =0.15m (3) 定位误差 D=B+ Y=0.15mm。1cosniiB图图5-39 5-39 定位误差计算

40、例如之二定位误差计算例如之二5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 例3：钻铰图5-40所示零件上10H7孔，工件主要以20H7 孔定位，定位轴直径为 ，求工序尺寸(500.07)mm及平行度的定位误差。 0.02100.0070.01620图图5-40 5-40 定位误差计算例如之三定位误差计算例如之三5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算1) 工序尺寸500.07mm的定位误差 (1) 定位基准为20H7( )孔的轴线，工序尺寸 (500.07)mm的工序基准也为20H7孔的轴线，故 定位基准与工序基准重合，即： B=0 (2) 由于定位

41、基准在恣意方向偏移，按式(1-7)得 Y=Xmax=D+ +Xmin=(0.02l+0.09+0.007)=0.037mm (3) 定位误差 D=Y=0.037mm。2) 平行度的定位误差 (1) 同理，B=0 (2) 按式(1-9)得2958min012()DdLYXL =(0.02l+0.09+0.007) =0.018 mm(3) 影响工件平行度的定位误差影响工件平行度的定位误差D=Y=0.018mm0d0.02105.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 例4：钻铰图5-41a)所示凸轮上的两小孔(16mm)，定位方式如图5-41(b)所示。定位销直径为mm，求

42、加工尺寸(l000.1)mm的定位误差。 (1) 定位基准与工序基准重合，B=0。(2) 由于夹紧力的作用，定位基准相对限位基准一方向挪动，定位基准的挪动方向与加工尺寸方向间的夹角为3015。根据式(1-6)和式(1-8)得 =(0.033+0.021+0)/2=0.027mm Y=Ycos=0.027cos30=0.02mm(3) 由于工序基准(孔的轴线)不在定位基面内孔圆柱面上，B与Y无相关公共变量，所以D=Y+B=(0.02+0)mm=0.02mm图图5-41 5-41 定位误差计算例如之四定位误差计算例如之四maxmax0min0min222DdxDdXY5.3.3 5.3.3 定位误

43、差的分析与计算定位误差的分析与计算 例5：如图5-42所示，工件以小端外圆dl用V形块定位，V形块上两斜面间的夹角为90，加工10H8孔。知 ，H=(400.15)mm，同轴度误差t=0.03mm，求加工尺寸(400.15)mm的定位误差。图图5-42 5-42 定位误差计算例如之五定位误差计算例如之五 解：(1) 定位基准是圆柱dl的轴线，工序基准在外圆d2的素线B上，两者不重合，定位尺寸是外圆d2的半径，并且思索两圆的同轴度误差。按式(1-4)得 = =( + 0.03)mm=0.053mm (2) 按式(1-11)得 =0.7070.0lmm=0.007mm (3) 工序基准不在定位基面

44、上，B与Y无相关公共变量，所以 D=B+Y =(0.053+0.007)mm=0.06mm1cosniiB2()cos02dt10.707dY010.0130mmd0.01020.05655mmd0.04625.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算图图5-43 5-43 定位误差计算例如之六定位误差计算例如之六 例6：如图5-43所示铣工件上的键槽。如图5-44所示工件以圆柱面在=90的V形块上定位，求加工尺寸分别为A1、A2、A3时的定位误差。 图图5-445-44工件在工件在V V形块定位时的基准位移误差形块定位时的基准位移误差 5.3.3 5.3.3 定位误差的分

45、析与计算定位误差的分析与计算解：解：1) 加工尺寸加工尺寸A1的定位误差的定位误差(1) 工序基准是圆柱轴线，定位基准也是圆柱轴线，两者工序基准是圆柱轴线，定位基准也是圆柱轴线，两者重合，故重合，故 B=0 (2) 定位基准相对限位基准有位移，定位基准相对限位基准有位移，i与加工尺寸方向一与加工尺寸方向一致，按式致，按式(1-10)得得(3) 由于工序基准由于工序基准(轴线轴线)不在定位基面不在定位基面(圆柱面圆柱面)上，上， B与与 Y无相关公共变量，所以无相关公共变量，所以 (=90时时) 122sin2sin2sin222ddiddYOO00.7072sin2sin22dddDBY 5.

46、3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算2) 2) 加工尺寸加工尺寸A2A2的定位误差的定位误差(1) (1) 由于工序基准是圆柱下母线，定位基准是圆柱轴线，由于工序基准是圆柱下母线，定位基准是圆柱轴线，两者不重合，并且定位尺寸两者不重合，并且定位尺寸 ，所以，所以(2) (2) 同理，按式同理，按式(1-10)(1-10)得得(3) (3) 定位误差的合成。工序基准在定位基面上，当定位基定位误差的合成。工序基准在定位基面上，当定位基面直径由大变小时，定位基准朝下变动；当定位基面直径面直径由大变小时，定位基准朝下变动；当定位基面直径由大变小、定位基准不动时，工序基准朝上变动

47、。两者的由大变小、定位基准不动时，工序基准朝上变动。两者的变动方向相反，取变动方向相反，取“号，故号，故 =0.207 =0.207d (d (=90=90时时) ) 022ddS2dsB2sin2dY11222sinsin22dddDYB 5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算3) 3) 加工尺寸加工尺寸A3A3的定位误差的定位误差(1) (1) 同理，定位基准与工序基准不重合时，同理，定位基准与工序基准不重合时，(2) (2) 同理，按式同理，按式(1-10)(1-10)得得 (3) (3) 定位误差的合成。工序基准在定位基面上，当定位基定位误差的合成。工序基准在

48、定位基面上，当定位基面直径由大变小时，定位基准朝下变动；当定位基面直径面直径由大变小时，定位基准朝下变动；当定位基面直径由大变小、定位基准不动时，工序基准也朝下变动。两者由大变小、定位基准不动时，工序基准也朝下变动。两者的变动方向一样，取的变动方向一样，取“+“+号，故号，故 =1.207 =1.207d d ( (=90=90时时) )2dsB2sin2dY11222sinsin22dddDYB 5.3.3 5.3.3 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算结论：轴在结论：轴在V V形块上定位时的基准位移误形块上定位时的基准位移误差为差为 ： 由于由于B B与与Y Y中均包含一个公共变量中

49、均包含一个公共变量d d，所以需用合成计算定位误差，根据，所以需用合成计算定位误差，根据两者的作用方向取代数和。两者的作用方向取代数和。2sin2dY5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计迅速，符合工人操作习惯。 5)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必需与消费纲领和工厂的条件相顺应。5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计利于工件的准确定位图图5-45 5-45 夹紧力的方向选择夹紧力的方向选择5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计图图5-46 5-46 薄壁套筒的夹紧薄壁

50、套筒的夹紧 a三爪自定心卡盘夹紧 b)端面夹紧 5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计图图5-47 5-47 夹紧力与切削力的方向夹紧力与切削力的方向 a夹紧力与切削力同向 b)夹紧力与切削力反向5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计图图5-48 5-48 夹紧力作用点的位置夹紧力作用点的位置 5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计图图5-495-49夹紧力的作用点与工件变形夹紧力的作用点与工件变形 5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计图图5-50 5-50 辅助支承和辅助夹紧辅助支承和辅助夹紧 5.4

51、5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计 图图5-51 5-51 夹紧引起导向支架变形夹紧引起导向支架变形 a) a)不合理不合理b)b)合理合理 1 1一工件一工件 2 2一导向支架一导向支架 3- 3-夹紧螺杆夹紧螺杆 4 4一镗套一镗套5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计 图552 斜楔夹紧机构 图5-53 斜楔夹紧受力分析1一斜楔 2一滑柱 3一摆动压板4一工件 5一挡销 6一弹簧5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机

52、构的设计 图5-54 螺旋紧机构例如 a)a)顶丝顶丝 b) b)螺栓螺栓 c) c)压板压板 d) d)钩形压板钩形压板5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计 图5-55 螺杆受力表示图 5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计 图5-56 偏心夹紧机构5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计 图5-57 偏心夹紧原理 a) a)偏心轮偏心轮 b) b)偏心轮展开图偏心轮展开图5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设

53、计机床夹具夹紧机构的设计 图5-58 铰链夹紧机构 5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计 图5-60 螺旋定心夹紧机构 图5-59 锥面定心夹紧机构 1一滑块 2一螺母 1 1一夹紧螺杆一夹紧螺杆 2 2、3 3一钳口一钳口 4 4一钳口定心叉一钳口定心叉 5 5一钳口对中调理螺钉一钳口对中调理螺钉 6 6一锁紧螺钉一锁紧螺钉 5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计 图5-61 夹紧件与夹紧件多点联动夹紧机构 5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计 图5-62 多工件联动夹紧机构 5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具

54、夹紧机构的设计 图5-63 夹紧与辅助支承联动夹紧机构 5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计4)要留意整个机构和传动受力环节的强度和刚度。5)联动机构不要设计得太复杂，留意提高可靠性，降低制造本钱。图图5-64 5-64 典型气压传动系统典型气压传动系统 1 1一分水滤油器一分水滤油器 2 2一调压阀一调压阀 3 3一油雾器一油雾器 4 4一单向阀一单向阀 5 5一配气阀一配气阀 6 6一气缸一气缸 7 7一气压继电器一气压继电器5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设计机床夹具夹紧机构的设计5.4 5.4 机床夹具夹紧机构的设机床夹具夹紧机构的设计计5.5 5.5 机床夹具的其他安装机床夹具的其他安装5.5 5.5 机床夹具的其他安装机床夹具的其他安