第一章 机械加工工艺装备-夹具

第1章机械加工工艺装备本章要点机床的分类、型号及技术参数典型机床的加工工艺范围车床的传动原理工件定位、夹紧与典型夹具刀具几何角度、种类与选用金属切削加工的基本概念1机械制造技术基础第1章

机械加工工艺装备

MechanicalManufacturingProcessEquipments1.3

夹具Fixture/Clamp/Chunking21.3夹具1.3.1

机床夹具概述1.3.2

工件的定位☆1.3.3

工件的夹紧☆1.3.4

典型夹具3三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转工作台分度头图2-43通用夹具41.3.1机床夹具概述机床夹具的作用保证加工精度提高劳动生产率扩大机床的使用范围改善劳动条件、保证生产安全用夹具装夹工件时，工件相对于刀具(或机床)的位置由夹具来保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、较稳定地保证工件的加工精度。采用夹具后，工件不需划线找正，装夹方便迅速，可显著地减少辅助时间，提高劳动率产率。例如，在车床或摇臂钻床上按装镗模夹具后，就可对箱体孔系进行镗削加工。使用专用机床夹具可减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，降低对工人操作技术水平的要求，保证安全。5机床夹具的分类按应用范围分：按使用机床分：按夹紧动力分：手动夹具气动夹具液动夹具电动夹具磁力夹具真空夹具通用夹具专用夹具可调夹具成组夹具组合夹具随行夹具车床夹具铣床夹具钻床夹具镗床夹具其它机床夹具1.3.1机床夹具概述6机床夹具的组成①定位元件

②夹紧装置

③对刀及导向装置

—迅速确定刀具与工件的相对位置

—确定工件的正确位置

—夹牢工件，保证工件正确位置不变

④夹具体—夹具的基础件⑤其他装置或元件—分度装置、连接元件等1.3.1机床夹具概述71.3夹具图1.57套筒零件简图图1.58套筒钻夹具夹具体快换钻套导向套钻模板开口垫圈螺母定位销8图2-42铣轴端槽夹具1—V型块2—支撑套3—手柄4—定向键5—夹具体6—对刀块1）定位元件及装置123646）其他元件及装置（防护、防错、分度…）5）夹具体4）连接元件3）对刀及导向元件2）夹紧元件及装置夹具的组成9夹具的分类1）通用夹具：三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业厂生产，常作为机床附件提供给用户。2）专用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具，多用于批量生产中。3）通用可调整夹具及成组夹具：夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。4）组合夹具：由一套预先制造好的标准元件组合而成。根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。使用后，元件可拆开、洗净后存放，待需要时重新组装。组合夹具特别适用于新产品试制和单件小批生产。5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。◆按夹具使用范围划分10三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转工作台分度头图2-43通用夹具11图2-44专用夹具

43φDL零件工序简图12零件工序简图43φDLLφD43φD43LφDL34φDL43φDL34图2-45成组夹具KH1KH2KH3KH413图2-46组合夹具1234567891011121314151617181—加筋角铁（2）2—槽用螺栓（6）3—平键（10）4—方形支承5—定位支承6—方形支承7—平垫圈8—六角螺母（8）9—槽用螺栓

10—钻套螺钉11—快换钻套12—钻模板13—圆形定位销14—工件15—方形支承16—角铁17—压紧螺钉18—基础板14图2-46a铣拨叉槽组合夹具1—方形基础板2—小长方支承3，14，20—六角螺母4—φ40圆形定位盘5—大长方支承6—螺钉7—右支承角铁8，10—厚六角螺母9—垫圈11—槽用螺栓12—侧中孔定位支承13—小长方支承15—回转压板16—双头螺栓17—φ24圆形定位销18—圆螺母19—工件15图2-46b组合夹具实例16可分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具、磨床夹具等。◆按使用机床划分可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、真空夹具、电动夹具等。◆按夹紧力源划分夹具的分类气动虎钳液压夹具17装夹的含义

装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。定位

——为了保证工件被加工表面的尺寸和位置精度，使工件在机床或夹具上占有正确位置夹紧

——对工件施加一定的外力，使工件在重力、切削力、惯性力等力的作用下能保持其已确定的位置不变。1.3.2工件的夹紧

18划线找正装夹（图2-11）——

精度不高，效率低，多用于形状复杂的铸件。单件小批，复杂件，毛坯精度低。直接找正装夹（图2-10）——

精度高，效率低，对工人技术水平高。单件小批生产，位置要求高夹具装夹（图2-12）——

精度和效率均高，广泛采用。成批及大量生产工件装夹方法1.3.2工件的夹紧

19图2-10直接找正定位a)磨内孔时工件的找正b)刨槽时工件的找正1.3.2工件的夹紧

20图2-10直接找正安装flash毛坯孔加工线找正线图2-11划线找正安装flash1.3.2工件的夹紧

21图1.61划线找正定位1.3.2工件的夹紧

22图2-12工件在夹具上装夹（滚齿夹具）1.3.2工件的夹紧

23X工件的定位原理任何一个物体在空间直角坐标系中都有6个自由度——用表示。1.3.2工件的夹紧

24图2-13六点定位原理XZY

六点定位原理要确定其空间位置，需用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度。称六点定则。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。1.3.2工件的夹紧

251.3.2工件的夹紧

26★定位的误解①工件定位后，反方向还可移动——定位面与定位点应保持接触②工件被夹紧，所有自由度就都被限制了1.3.2工件的夹紧

271.3.2工件的夹紧

28圆环形工件的六点定位29轴类工件的六点定位30轴类工件的六点定位1.3.2工件的夹紧

31

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。完全定位与不完全定位不完全定位主要有两种情况：①工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕自身轴线的转动等。②工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制3个自由度就够了。再如通透加工，加工方向不需定位。32●限制工件自由度与加工要求的关系

◆完全定位

—六个自由度全部限制◆不完全定位—限制的自由度＜6点◆欠定位—该限制的自由度没有限制◆过定位—重复限制某一自由度按加工要求确定绝不允许一般不允许1.3.2工件的夹紧

33限制自由度与加工要求的关系加工孔加工平面34●要点—按加工要求确定—注意：不欠定位★实际上所限制的自由度

—往往多于理论要求的为承受切削力、简化夹具结构

—注意：不过定位★理论上要限制的自由度

理论联系实际注重实际应用1.3.2工件的夹紧

35完全定位与不完全定位ZYXa）ZYXb）ZYXc）ZYXd）e）ZYXf）ZYX图2-15工件应限制的自由度1.3.2工件的夹紧

36欠定位工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。图2-16欠定位示例XZYa）b）BBB1.3.2工件的夹紧

37过定位过定位——工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。过定位是否允许，要视具体情况而定：1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。1.3.2工件的夹紧

38●正确处理过定位◆危害—定位不稳，安装困难，工件或夹具变形

◆措施

—去除过定位，修改结构★特殊—为提高定位稳定性和结构刚度，简化夹具可用过定位★前提—提高工件定位面、夹具定位面的相互位置精度▲一般不允许1.3.2工件的夹紧

39

过定位分析（桌子与三角架）图2-17过定位分析1.3.2工件的夹紧

401.3.2工件的夹紧

41

过定位分析图2-18过定位示例a）ZYXYc）ZYXYb）ZYYX1.3.2工件的夹紧

42

过定位分析图2-19过定位示例XYa）ZYb）ZYXY1.3.2工件的夹紧

43刀柄主轴拉杆涨套过定位应用图2-21HSK刀柄与传统刀柄结构HSK刀柄传统刀柄1:107:24间隙主轴拉杆刀柄定位端面配合锥面1.3.2工件的夹紧

44

过定位讨论如图示，齿轮坯以内孔和一小端面定位，车削外圆和大端面。加工后检测发现大端面与内孔垂直度超差。试分析原因，提出改进意见。4A0.02A间隙配合刚性心轴图2-22过定位示例1.3.2工件的夹紧

45图2-22a过定位引起夹紧变形1.3.2工件的夹紧

46橡胶垫图2-22b过定位处理分析1.3.2工件的夹紧

47图1.66

插齿时

齿坯的定位1.心轴2.支承凸台3.工件4.压板1.3.2工件的夹紧

48图1.67齿坯过定位的影响1.3.2工件的夹紧

49

讨论分析图示定位方案：①各方案限制的自由度②有无欠定位或过定位③对不合理的定位方案提出改进意见。

b）XZYXc）XZYXa）YXZ图2-23过定位分析1.3.2工件的夹紧

50a）YXZa1）YXZa2）YXZa3）YXZ图2-23a过定位示例分析1.3.2工件的夹紧

51b）XZYXb1）XZYXXZb2）YXXZb3）YX图2-23b过定位示例分析1.3.2工件的夹紧

52c）XZYXc’）XZYXc1）YXXZ图2-23c过定位示例分析1.3.2工件的夹紧

53瓦盖的过定位及消除1.3.2工件的夹紧

54衬套在心轴上

过定位及消除1.3.2工件的夹紧

55电冰箱的定位1.3.2工件的夹紧

56套筒零件钻孔时的定位57◆定位元件的基本要求①足够的精度②足够的硬度和耐磨性③足够的强度和刚度④工艺性好定位元件1.3.2工件的夹紧

58◆1、平面定位

主要支承①固定支承—支承钉

支承板非标支承板—一批工件调一次②可调支承③自位支承（浮动支承）—只限制1点自由度

辅助支承—不限制自由度（提高刚度）—限制自由度一个工件调一次定位元件1.3.2工件的夹紧

59图1.69支承钉和支承板毛坯面定位侧面定位，防滑底面定位，排屑1.3.2工件的夹紧

60图1.70衬套的应用当支承订需要经常更换时，应加衬套，衬套外径于夹具体孔的配合一般用H7／n6或H7／r6，衬套内径与支承钉的配合选用H7／h6、H7／h5

。1.3.2工件的夹紧

61非标定位销1.3.2工件的夹紧

62图1.71可调支承1.3.2工件的夹紧

63图1.72自位支承1.3.2工件的夹紧

64图1.73辅助支承的应用1.3.2工件的夹紧

65图1.74辅助支承1.3.2工件的夹紧

66ZXYZXYZXYZXY图2-24工件以平面定位平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承钉、支承板、夹具支承件和夹具体的凸台及平面等。图2-24给出了平面定位的几种情况。ZXYZXY工件以平面定位1.3.2工件的夹紧

67◆2、孔定位①圆柱销间隙配合心轴过盈配合心轴花键心轴②圆柱心轴③圆锥销—定3点④圆锥心轴（小锥度心轴）—定5点短销—定2点长销—定4点定位元件1.3.2工件的夹紧

68图1.75定位销1.3.2工件的夹紧

69图1.76圆柱心轴1.导向部分2.工作部分3.传动部分70图1.77圆锥销定位71图1.78圆锥销组合定位1.3.2工件的夹紧

72图1.79小锥度心轴1.3.2工件的夹紧

73图2-25工件以圆孔定位工件以圆孔定位多属于定心定位（定位基准为圆柱孔轴线）。常用定位元件是定位销和心轴。定位销有圆柱销、圆锥销、菱形销等形式；心轴有刚性心轴（又有过盈配合、间隙配合和小锥度心轴等）、弹性心轴之分。工件以圆孔定位所限制的自由度见图2-25。XYZXYZXYZXYZXYZXYZ工件以圆孔定位1.3.2工件的夹紧

74◆3、外圆定位①V形块—定心精度低，已加工面定位②定位套③半圆套—大轴件、不便轴向装夹的零件定位④圆锥套（反顶尖）①对中性好②非整圆表面定位—定位基准是检验心轴的中心短—定2点长—定4点活动—定1点定位元件1.3.2工件的夹紧

75图1.81V形块的结构类型非整体，镶淬硬垫板1.3.2工件的夹紧

76图1.80V形块的结构尺寸77图1.82活动V形块的应用1.3.2工件的夹紧

78图1.83定位套1.3.2工件的夹紧

79图1.84半圆套定位装置1.3.2工件的夹紧

80图1.85工件在圆锥套中定位1.3.2工件的夹紧

81图2-26工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位两种形式：定心定位和支承定位。工件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况相仿（用套筒和卡盘代替心轴或柱销）。工件以外圆柱面支承定位的元件常采用V型块，短V型块限制2个自由度，长V型块（或两个短V型块组合）限制4个自由度。XYZXYZXYZXYZXYZ工件以外圆柱面定位1.3.2工件的夹紧

82◆4、组合表面定位一面两销（一面两孔）平面—定3点圆销—定2点菱形销—定1点安装：削边方向垂直于两销连线定位元件1.3.2工件的夹紧

83在多个表面同时参与定位情况下，各定位表面所起作用有主次之分。通常称定位点数最多的表面为主要定位面或支承面，称定位点数次多的表面为第二定位基准面或导向面，称定位点数为1的表面为第三定位基准面或止动面。定位表面的组合XZY图2-28工件在两顶尖上定位在分析多个表面定位情况下各表面限制的自由度时，分清主次定位面很重要。如图2-28所示工件在两顶尖上的定位，应首先确定前顶尖限制的自由度，他们是。然后再分析后顶尖限制的自由度。此时，应与前顶尖一起综合考虑，可以确定其限制的自由度是。1.3.2工件的夹紧

84除平面、圆孔、外圆柱面外，工件有时还可能以其它表面（如圆锥面、渐开线齿面、曲面等）定位。图2-27为工件以锥孔定位的例子，锥度心轴限制了除绕工件自身轴线转动外的5个自由度。图2-27工件以锥孔定位工件以其他表面定位1.3.2工件的夹紧

85◆典型定位方式和所限制的自由度定位元件1.3.2工件的夹紧

86表1.10典型定位方式和所限制的自由度

87表1.10典型定位方式和所限制的自由度

88表1.10典型定位方式和所限制的自由度

89表1.10典型定位方式和所限制的自由度

90表1.10典型定位方式和所限制的自由度

91●夹紧装置的组成①力源装置—产生原始夹紧力②中间传动机构—改变力方向、大小，自锁③夹紧元件—执行元件力源装置中间传动机构夹紧元件工件1.3.3工件的夹紧

92●夹紧装置的基本要求①不得破坏工件的定位②夹紧力要适当③操作方便，迅速、省力④工艺性好93●确定夹紧力三要素的原则①夹紧力应指向主要定位面②夹紧力应落在定位支承范围内③夹紧力应尽量靠近加工面④夹紧力应作用在刚性好的部位—作用点、方向和大小⑤夹紧力最好与切削力、重力方向一致94图1.93夹紧力方向垂直主要定位基面95图1.89夹紧力作用点应在定位元件上方96图1.92夹紧力作用点靠近加工表面97图1.90夹紧力作用点应在工件刚性最好的地方98图1.94夹紧力方向对夹紧力大小的影响a)夹紧力与切削力、重力同向b)夹紧力与切削力、重力反向99图1.91减小工件夹紧变形的措施摆动压块锥面垫圈工件100●夹紧力大小的估算设工艺系统——刚性切削过程——稳定建立力学模型，求出切削力，在最不利的瞬时，求夹紧力大小为了保证夹紧可靠，乘以安全系数FJ=KF′一般K=1.5～3受切削力、重力、离心力和惯性力等作用力（矩）平衡粗加工取大值，精加工取小值101●常用夹紧装置◆斜楔夹紧机构—利用斜面作用改变力的方向、大小夹紧力小，手动操作费时与机械、汽动、液压机构联动102◆斜楔的夹紧力斜角α=10°～14°一般摩擦系数f=0.1～0.15摩擦角φ≈5°45′～8°32′FJ'=FJFQ=F1+FF1=FJtanφ1F=FJtan(φ2+α)103◆斜楔的自锁条件tanφ1≥tan(α-φ2)φ1=φ2=φ，α≤2φ斜楔夹紧的自锁条件F1≥FF1=FJtanφ1F=FJ'tan(α-φ2)FJ=FJ'α≤11°～17°104◆斜楔移动距离与夹紧行程的关系一般α≤10°～14°双升角斜楔滑块机构：大升角迅速趋近工件小升角夹紧工件、自锁S夹

=S动tanα105双升角斜楔滑块夹紧机构1—夹具体2—斜楔3—工件106●螺旋夹紧机构◆单个螺旋夹紧机构—结构简单、夹紧力大，自锁好，夹紧行程大◆快速夹紧机构开口垫圈铰链钩形压板107◆螺旋压板夹紧机构a.移动压板b.转动压板c.翻转压板a支点在后—效率低FJ=FQ/2b支点中间—FJ=FQc支点在前—效率好FJ=2FQ108◆偏心夹紧机构—圆偏心轮、偏心轴夹紧迅速方便夹紧力、行程小用于切削力小、振动小的场合109◆定心夹紧机构—在定心的同时将工件夹紧理论上定心误差△y=0用于要求准确定心和对中的场合

机械传动式定心夹紧机构

弹性变形式定心夹紧机构—结构简单，定心精度低—结构复杂，定心精度高110虎钳式定心夹紧机构1.叉形块2.夹具体3.左右旋螺杆4.V形块111机械传动式

定心夹紧机构1.手柄2.偏心轮3.4.5.卡爪6.锥体112图1.103轴向固定式弹簧夹头1.夹具体2.弹性筒夹3.螺母4.螺钉113图1.104液性介质定心夹紧机构114◆联动夹紧机构—单件、多件、多点、多向注意：①设置必要的浮动环节②工件不宜太多④结构简单紧凑、增力③总夹紧力足够、刚度足够⑤注意累积误差的影响115单件双向多点联动夹紧机构116单件双向联动夹紧机构117单件单向联动夹紧机构118多件单向联动夹紧机构119多件单向联动夹紧机构120多件单向联动夹紧机构121●专用夹具设计的基本要求①保证加工要求—正确定位和夹紧，合理对刀导向，合适技术要求②提高生产率和降低成本—快速高效夹紧，与生产率相适应③工艺性好—便于制造、检验、装配、调整和维修④使用性好—操作简便，省力、安全可靠、排屑方便1.3.4典型夹具

122●专用夹具的设计方法和步骤①明确设计任务，收集设计资料②拟订夹具结构方案，绘制夹具草图—定位方案；夹紧方案；刀具引导方式；其他装置；总体结构及安装方式③绘制夹具总图—工作位置为主视图双点划线画工件（余量网纹表示）画定位→夹紧→导向件→夹具体标注总图技术要求绘制夹具零件图1.3.4典型夹具

123回转式钻模余量导向定位夹紧夹具体124●夹具总图技术要求的标注①轮廓尺寸

—L×H×B②定位技术要求

—定位件与工件配合，定位件间要求③对刀技术要求—对刀件与刀具配合，对刀件间要求④机床连接要求—与机床联结尺寸、配合⑤夹具制造技术要求—定位件与夹具安装面、定位件与对刀件、对刀件与夹具安装面间的技术要求⑥所有配合尺寸—如平衡等文字形式的要求⑦其他技术要求1.3.4典型夹具

125●夹具总图技术要求的标注①工序尺寸有公差要求：

夹具公差=工件相应公差1/3〜1/5

②工序尺寸无公差要求：夹具公差：尺寸±0.1

角度±10′

位置0.02〜0.05/1001.3.4典型夹具

126●钻床夹具组成：钻套、钻模板、定位元件、夹紧装置、夹具体等主要类型：①固定式—加工孔精度高②回转式—围绕某一轴线分布的轴向或径向孔系③移动式—钻工件同一表面上的多孔，孔径≤10mm④翻转式—加工小工件不同表面上的孔，重≤100N⑤盖板式—无夹具体，大件上孔加工，重≤100N⑥滑柱式—通用可调，制造周期短，应用广

1.3.4典型夹具

127●钻套—引导刀具，保证位置精度，提高系统刚度类型：标准钻套特殊钻套—固定钻套、可换钻套和快换钻套—小孔距钻套、加长钻套、斜面钻套钻套高度H

—大，导向好，刀具刚度提高，精度高，但磨损加剧H=(1～2.5)d

排屑空间h

—大，排屑方便，导向性能差，精度降低铸铁h=(0.3～0.7)d钢件h=(0.7～1.5)d要求高h=0

钻套公差—钻F8，扩F7，粗铰G7，精铰G61.3.4典型夹具

128●钻模板—安装钻套，确保钻套正确位置类型：①固定式②铰链式③分离式—连体式、装配式、焊接式结构简单，精度高—工件装卸方便，精度较低—可拆卸，精度低1.3.4典型夹具

129图1.105杠杆孔钻模1.夹具体2.压紧螺钉3.钻模板4.活动V形块5.钻套6.开口垫圈7.定位销8.辅助支承1301.夹具体2.定位元件3.钻套4.工件5.131图1.106回转式钻模1.3.4典型夹具

132移动式钻模1.3.4典型夹具

133翻转式钻模1.钻套2.倒锥螺栓3.弹簧涨套4.圆支承板5.螺母4次翻转1.3.4典型夹具

134图1.107盖板式钻模1.钻模板2.3.定位销4.支承钉

掀起和放下1.3.4典型夹具

135滑柱式钻模1.齿轮轴2.斜齿条滑柱3.12.钻模板4.螺母5.手柄6.导向柱7.锥套环8.定位支承9.可调支承10.挡销11.自位压柱13.螺钉14.钻套15.定位元件136图1.108标准钻套1—钻套2—衬套3—钻模板4—螺钉固定钻套可换钻套快换钻套1.3.4典型夹具

137图1.109特殊钻套a)小孔距钻套b)加长钻套c)斜面钻套1.3.4典型夹具

138钻套高度和排屑空间1.3.4典型夹具

139图1.58套筒钻夹具1.快换钻套2.导向套3.固定式钻模板

4.开口垫圈5.螺母6.定位销7.夹具体1.3.4典型夹具

140图1.110

铰链式钻模板

1.铰链销

2.夹具体

3.铰链座

4.支承钉

5.钻模板

6.菱形螺母

1.3.4典型夹具

141图1.111

分离式钻模板1.钻模板2.钻套3.压板4.工件1.3.4典型夹具

142●分度装置—按一定角度或一定距离加工一组表面时使用组成：固定部分可动部分分度对定机构锁紧机构分度方式：回转分度直线移动分度1.3.4典型夹具

143●分度对定机构组成：分度盘对定销方式：轴向分度径向分度—结构紧凑，应用广—转角误差小，分度精度高—轴向开孔，或径向开槽—手动、机动、自动常用机构：钢球对定机构手动直拉式对定销齿轮齿条对定销1.3.4典型夹具

144图1.112轴向分度盘与对定销圆孔—圆销圆孔—菱销锥孔—锥销圆孔—斜面圆销钢球—小锥穴

145图1.113径向分度盘与对定销矩形槽盘单斜面槽盘双斜面槽盘齿形槽盘146图1.114几种常用的分度定位机构b）147●车床夹具主要类型：①安装在主轴上②安装在床身或大拖板上1.3.4典型夹具

148车床夹具149图1.115角铁式车床夹具削边销

圆柱销

支承板

夹具体

压板

工件校正套

平衡块

150●车床夹具的设计特点◆定位装置—工件加工面轴线必须和车床主轴轴线重合◆夹紧装置—夹紧力足够，自锁性能好，防止变形◆与机床的联接①D＜小于140mm，或D＜（2～3）d—锥柄定5点，螺栓拉紧②径向尺寸较大—过渡盘，平面定3点，止口定2点精度要求高—设找正外圆或找正孔1.3.4典型夹具

151图1.116

不恰当的施力方式

152图1.117车床夹具与机床主轴的联接1.主轴2.过渡盘3.专用夹具4.压块1.3.4典型夹具

153●车床夹具的设计特点◆定位装置—工件加工面轴线必须和车床主轴轴线重合◆夹紧装置—夹紧力足够，自锁性能好，防止变形◆与机床的联接◆总体结构的要求①结构紧凑、悬伸短②平衡、配重—配重块、减重孔③安全—圆形不突出，防切屑缠绕和冷却液飞溅防护罩1.3.4典型夹具

154图1.118连杆铣结合面专用夹具1.对刀块2.支承钉3.防转销4.夹具体5.开口压板6.螺母7.定位销8.定位键待铣削面155●铣床夹具组成：定位元件夹紧机构对刀装置（对刀块与塞尺）定位键夹具体等1.3.4典型夹具

156●铣床夹具的设计特点◆铣削特点：①切削用量大、切削力大②多刃断续切削，振动③空行程，辅助时间长◆铣夹具要求：①定位稳定，支承面大②夹紧可靠，力足够，自锁好③作用在刚度大的部位，着力点、施力方向恰当④多件加工，快速夹紧、联动夹紧、高效夹紧1.3.4典型夹具

157●铣床夹具的设计特点◆定位键—确定夹具相对于机床的位置布置两个，相距远底面∨3

定位键∨2

结构：圆形矩形—易加工，易磨损，使用不多〈有槽无槽—上下配合不同，定向精度高—定向精度不高若精度要求高—设找正基准1.3.4典型夹具

158●铣床夹具的设计特点◆对刀装置—确定刀具相对于工件的位置组成：对刀块塞尺

—圆形对刀块方形对刀块直角对刀块特殊对刀块〈平塞尺圆塞尺—1～5mm，公差h8—φ3～5mm，公差h81.3.4典型夹具

159图1.119定位键1.3.4典型夹具

160图1.120对刀装置

1.3.4典型夹具

161标准对刀块结构1.3.4典型夹具

162对刀标准塞尺1.3.4典型夹具

163●铣床夹具的设计特点◆总体结构的要求①足够的强度和刚度，壁厚恰当，适当的筋板②重心低，高宽比≤1～1.25③足够的排屑空间、排屑孔④大型夹具，设吊环或起重孔1.3.4典型夹具

164●镗床夹具组成：镗模底座、镗模支架、镗套、镗杆定位装置、夹紧装置等导向形式：双支承镗模单支承镗模无支承镗模1.3.4典型夹具

165图1.121车床尾架孔的镗模简图1.支架2.镗套3.4.定位板5.8.压板

6.夹紧螺钉

7.可调支承钉

9.镗刀杆

10.浮动接头166●镗套固定式回转式—尺寸小，简单，精度高，易磨损适用于低速镗孔—滑动式滚动式—减少磨损适用于高速镗孔1.3.4典型夹具

167图1.122

固定式镗套168图1.123回转式镗套a)内滚式镗套b)外滚式镗套

1.6.导向支架2.5.镗套3.导向滑套4.镗杆1.3.4典型夹具

169●镗夹具上其他结构①找正面—精度要求高—百分表找正②镗杆的引进结构③镗模支架—足够的刚性稳定性，加强筋，不受力④镗模底座—田字格加强筋⑤浮动接头—与主轴浮动联接1.3.4典型夹具

170用于固定镗套的镗杆导向部分结构171用于回转镗套的镗杆导向部分结构1.3.4典型夹具

172镗模支架1.3.4典型夹具

173不允许镗模支架承受夹紧反力1.夹紧螺钉2.镗模支架3.工件4.镗模底座174镗模底座1.3.4典型夹具

175图1.124浮动接头1.3.4典型夹具

176组合夹具177定位误差的概念例如在轴上铣键槽，要求保证槽底至轴心的距离H。若采用V型块定位，键槽铣刀按规定尺寸H调整好位置（图2-29）。实际加工时，由于工件直径存在公差，会使轴心位置发生变化。不考虑加工过程误差，仅由于轴心位置变化而使工序尺寸H也发生变化。此变化量（即加工误差）是由于工件的定位而引起的，故称为定位误差。图2-29定位误差HOAO1O2ΔDW定位误差是由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确而引起的加工误差。1.3.5定位误差

1781）由于工件定位表面或夹具定位元件制作不准确引起的定位误差，称为基准位置误差，如图2-29所示例子。2）由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位误差，称为基准不重合误差。图2-30所示工件以底面定位铣台阶面，要求保证尺寸a，即工序基准为工件顶面。如刀具已调整好位置，则由于尺寸b的误差会使工件顶面位置发生变化，从而使工序尺寸a产生误差。bΔDWa图2-30由于基准不重合引起的定位误差工序基准

定位基准定位误差的来源1.3.4定位误差

179定位误差（）包括：其中一批工件定位时误差变动方向相同取“+”，方向相反取“-”，没有直接关联时取“+”。

1、基准不重合误差（）：由于工序基准与定位基准不重合而引起的工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大位置变动范围。

2、基准位移误差（）：由于定位元件和工件的制造误差而引起的定位基准在加工尺寸方向上的最大位置变动范围。180定位误差的结论定位误差只产生于采用调整法加工一批工件的情况下，若单件或批量工件逐个试切加工者不存在定位误差。定位误差是由于工件定位不准确而产生的加工误差。表现形式：工序基准相对加工表面可能产生的最大尺寸或位置的变动范围。产生原因：基准不重合；工件的定位基准面制造误差、定位元件制造误差、工件基面与定位元件间的配合间隙及基准不重合误差。定位误差由基准不重合误差和基准位移误差两部分组成，但二者不一定同时存在。定位误差的计算可以按照定位误差的定义进行计算，也可以按定位误差的组成逐一分析计算。181定位误差计算在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。因此计算定位误差，首先要找出工序尺寸的工序基准，然后求其在工序尺寸方向上的最大变动量即可。用几何方法计算定位误差通常要画出工件的定位简图，并在图中夸张地画出工件变动的极限位置；然后运用三角几何知识，求出工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，即为定位误差。1.用几何方法计算定位误差1.3.4定位误差

182当工件孔径为最大，定位销的直径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量，即无论工序尺寸方向如何，只要工序尺寸方向垂直于孔心轴线，其定位误差均为：

Δdw

=Dmax－dmin

（2-6）式中Δdw

——定位误差

Dmax——工件定位孔最大直径

dmin——夹具定位销最小直径【解】【例2-4】图2-31所示为孔与销间隙配合的情况，若工件的工序基准为孔心，试确定其定位误差。图2-31孔与销间隙配合时的定位误差DmaxdminOΔDWO1O21.3.4定位误差

183心轴竖直放置

孔与心轴可以在任意方向接触，孔的中心最大变动量即为基准位移误差：其中Xmin=(Dmin-dmax)为孔与轴的最小配合间隙A1A2XX184某些情况，工件孔与夹具定位销保持固定边接触（图2-32）1.3.4定位误差

A1A2XX185XXXO1O2OHminHmaxA1A2位置误差定位误差不重合误差位置误差1862.用微分方法计算定位误差【例2-5】工件在V型块上定位铣键槽，计算定位误差【解】要求保证的工序尺寸和工序要求：①槽底至工件外圆中心的距离H（或槽底至外圆下母线的距离H1，或槽底至外圆上母线的距离H2

）；②键槽对工件外圆中心的对称度OA=Sin(α/2)OB=Sin(α/2)d对上式求全微分，得到：d(OA)=Sin(α/2)1

d(d)－2Sin2(α/2)dCos(α/2)

d(α)图2-33外圆表面在V型块上的定位误差HBαOA对于第1项要求，考虑第1种情况（工序基准为圆心O，见图2-33），写出O点至加工尺寸方向上某一固定点（如V型块两斜面交点A）的距离：1.3.4定位误差

187以微小增量代替微分，并将尺寸误差视为微小增量，且考虑到尺寸误差可正可负，各项误差均取最大值，得到工序尺寸H的定位误差：（2-8）式中Td

——工件外圆直径公差；

Tα——V型块两斜面夹角角度公差。若忽略V型块两斜面夹角的角度公差，可以得到用V型块对外圆表面定位，当工序基准为外圆中心时，在垂直方向（图2-33中尺寸H方向）上的定位误差为：