机械制造技术基础 课件 第4章 机床夹具基础

第4章

机床夹具基础机械制造技术基础学习目标

在机床-工件-夹具-刀具组成的工艺系统中，夹具占有十分重要的地位，合理的使用夹具，不但可以扩大机床的工艺范围，而且可以提高工件的加工精度和生产效率。通过本章的学习，应充分了解机床夹具的作用；掌握机床夹具的分类、组成；学会专用夹具设计的思路和具体方法，并对机床夹具发展有一定了解。第4章

机床夹具基础一概述4.1工件在夹具中的定位4.2工件的夹紧4.3夹具的其它装置4.4现代机床夹具概述4.5专用夹具设计4.6目录4.1.1机床夹具的组成图4-1钻床夹具1-钻模板2-钻套3-压板4-圆柱销5-夹具体6-档销7-菱形销1.定位元件2.夹紧装置3.夹具体4.其它装置或元件第4章机床夹具基础4.1.2机床夹具的作用第4章机床夹具基础保证工件的加工精度提高劳动生产率改善工人劳动条件，保障生产安全降低生产成本扩大机床工艺范围4.1.3机床夹具的分类第4章机床夹具基础按机床夹具的通用特性分类通用夹具专用夹具可调夹具组合夹具按夹具使用机床分类按夹具动力源分类第4章机床夹具基础机械制造技术基础一工件在夹具中的定位4.2概述4.1工件的夹紧4.3夹具的其它装置4.4现代机床夹具概述4.5专用夹具设计4.6目录4.2.1

定位方案的确定第4章机床夹具基础4.2.2

常用的定位方法及定位元件第4章机床夹具基础对定位元件的基本要求高的精度高的耐磨性足够的刚度和强度良好的工艺性定位方法和定位元件工件以平面定位主要支承固定支承4.2.2

常用的定位方法及定位元件第4章机床夹具基础2.定位方法和定位元件工件以平面定位主要支承可调支承自位支承（浮动支承）4.2.2

常用的定位方法及定位元件第4章机床夹具基础2.定位方法和定位元件工件以平面定位辅助支承4.2.2

常用的定位方法及定位元件第4章机床夹具基础2.定位方法和定位元件工件以外圆柱面定位在V型块中定位4.2.2

常用的定位方法及定位元件第4章机床夹具基础2.定位方法和定位元件工件以外圆柱面定位在定位套和半圆套中定位4.2.2

常用的定位方法及定位元件第4章机床夹具基础2.定位方法和定位元件工件以圆柱孔定位定位销心轴4.2.2

常用的定位方法及定位元件第4章机床夹具基础2.定位方法和定位元件工件以组合表面定位一面两孔定位4.2.2

常用的定位方法及定位元件第4章机床夹具基础2.定位方法和定位元件工件以组合表面定位一面两孔定位一面两销定位时定位元件的设计步骤如下：根据工件上两定位孔的距离和精度LD±TLD2，确定两定位销中心距Ld±TLd2。两销中心距的基本尺寸Ld应为工件两孔中心距LD的平均尺寸，其公差TLd应取孔间距公差TLD的1/2～1/5，偏差按对称分布。根据销孔配合精度，确定第一个圆柱销d1直径及偏差。销1的基本尺寸d1取与之配合的工件孔的最小尺寸D1min，公差带一般取g6或f7。5）根据工件另一个定位孔的尺寸及精度、销孔配合时的最小间隙和配合精度确定第二个销（削边销）的直径d2及偏差：d2max=d2=D2min-x2min

4.2.3

定位误差的分析与计算第4章机床夹具基础1.定位误差产生的原因基准不重合误差ΔB基准位移误差ΔY工件在夹具中定位时，理论上其定位基准与夹具定位元件代表的定位基准应该是重合的，然而实际定位时，由于工件上的定位基面与夹具上定位元件上的限位基面存在制造公差和最小配合间隙，从而使一批工件在夹具中定位时，其定位基准相对于限位基准发生位置移动，此位置的移动就会造成加工尺寸的误差，这个误差称为基准位移误差。

图4-20a是圆套铣键槽的工序简图，工序尺寸为A和B（槽深和槽宽）。图4-20b是加工示意图，工件以内孔D在圆柱心轴上定位，O是心轴中心（限位基准），O1是工件定位孔的中心（定位基准），C是对刀尺寸。4.2.3

定位误差的分析与计算第4章机床夹具基础2.定位误差的计算方法

(1) ΔY≠0，ΔB=0时，ΔD=ΔY；(2) ΔY=0，ΔB≠0时，ΔD=ΔB；(3) ΔY≠0、ΔB≠0时，此时两者的合成要看工序基准是否在定位基面上：①如果工序基准不在定位基面上，则ΔD=ΔY+ΔB；②如果工序基准在定位基面上，则ΔD=ΔY±ΔB。式中“+、-”号判断的方法和步骤如下：首先，分析定位基面直径由小变大（或由大变小）时，定位基准的变动方向；第二步，当定位基面直径作相同变化时，设定位基准的位置不动，分析工序基准的变动方向；最后，如果两者的变动方向相同时，取“+”号，如果两者的变动方向相反时，则取“-”号。4.2.3

定位误差的分析与计算第4章机床夹具基础3.定位误差计算实例

例1图4-21是在金刚镗床上镗活塞销孔示意图，活塞销孔轴线对活塞裙部内孔轴线在水平面的对称度要求为0.2mm。现以裙部内孔及端面定位，内孔与定位销的配合为φ95H7/g6，求对称度的定位误差。解查表：φ95H7=φ95_(0)^(+0.035)mmφ95g6=φ95_(-0.034)^(-0.012)mm

对称度的工序基准是裙部内孔轴线，定位基准也是裙部内孔轴线，两者重合，ΔB=0； 由于孔、销的间隙配合，定位基准（定位孔的中心）可在水平面内任意方向移动，但基准位移误差的大小应为定位基准变动范围在对称度方向上的投影，故有：∆_Y=TD+Td+xmin式中，xmin—定位所需最小间隙，由设计给定。本例xmin=0.012mm。∆_Y=∆_i=（0.035+0.022+0.012）mm=0.069mm。 ∆_D=∆_Y=0.069mm。4.2.3

定位误差的分析与计算第4章机床夹具基础3.定位误差计算实例

4.2.3

定位误差的分析与计算第4章机床夹具基础3.定位误差计算实例

4.2.3

定位误差的分析与计算第4章机床夹具基础3.定位误差计算实例

4.2.3

定位误差的分析与计算第4章机床夹具基础3.定位误差计算实例

（1）加工尺寸31.5±0.2mm的定位误差。由于定位基准与工序基准不重合，定位尺寸为29.5±0.1mm，所以，ΔB=0.2mm。

由于尺寸31.5±0.2mm的方向与两定位孔连心线平行，此时该方向的位移误差取决于两对配合孔、销中最大间隙较小的一边，所以有ΔY=x1max=D1max-d1min=0.027+0.017=0.044mm由于工序基准不在定位基面上，所以ΔD=ΔB+ΔY=0.2+0.044=0.244mm4.2.3

定位误差的分析与计算第4章机床夹具基础3.定位误差计算实例

ΔY1=x1max+2L1tanΔα=0.044+2×2×0.00138=0.05mmΔY2=x2max+2L2tanΔα=0.118+2×2×0.00138=0.124mm谢谢！第4章

机床夹具基础机械制造技术基础一工件的夹紧4.3工件在夹具中的定位4.2概述4.1夹具的其它装置4.4现代机床夹具概述4.5专用夹具设计4.6目录4.3.1对夹紧装置的基本要求及其组成1.对夹具装置的基本要求夹紧要可靠。夹紧不允许破坏定位。夹紧应保证维持工件的精确定位，而不允许破坏工件的原有定位状态。夹紧变形要尽量小，且不能压伤工件。对工件的夹紧不应引起工件有较大的夹紧变形，以免松开夹紧后的弹性恢复造成加工表面的形状、位置精度下降。另外要求夹紧不能造成工件表面的压伤，以免影响工件表面质量。当夹紧力较大时，应选择适当的压紧点或采用垫块、压脚等结构，以防压溃工件表面。操作要方便。夹具的操作机构应力求方便、省力、安全，有利于快速装卸工件，减轻工人的劳动强度，以提高工作效率。第4章机床夹具基础4.3.1对夹紧装置的基本要求及其组成2.夹紧装置的组成动力装置。夹紧力的来源，一是人力，二是某种装置所产生的力。能产生力的装置称为夹具的动力装置。常用的动力装置有气动装置、液压装置、电动装置、电磁装置、气一液联动装置和真空装置等。由于手动夹具的夹紧力来自人力，所以它没有动力装置。夹紧机构。指接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行夹紧任务的部分，一般由下列机构组成：接受原始作用力的机构，如手柄、螺母或用来连接气缸活塞杆的机构等。中间传力机构，如铰链、杠杆等。夹紧元件，如各种螺钉、压板等。第4章机床夹具基础4.3.2实施夹紧力和布置夹紧点的基本原则第4章机床夹具基础夹紧力的方向和作用点夹紧力应朝向主要限位面夹紧力的作用点应落在定位支承范围内夹紧力的作用点应落在工件刚度较好的方向和部位夹紧力作用点应靠近工件的加工表面4.3.2实施夹紧力和布置夹紧点的基本原则第4章机床夹具基础2.夹紧力大小的估算按照切削原理中的指数公式计算切削力；按照理论力学的方法建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FC的静力平衡方程：FJ理=f（FC）

计算出FJ理后，再乘上合适的安全系数K，即得实际需要的夹紧力FJ需，即FJ需=KFJ理安全系数可按下式计算：K=K0K1K2K3各种因素的安全系数见表4-3。校核夹紧机构产生的夹紧力FJ：夹紧力FJ应满足：FJ≥FJ需4.3.3典型夹紧机构第4章机床夹具基础斜楔夹紧机构螺旋夹紧机构单个螺旋夹紧机构螺旋压板机构4.3.3典型夹紧机构第4章机床夹具基础3.偏心夹紧机构4.其它夹紧机构简介定心夹紧机构联动夹紧机构气动和液动夹紧机构谢谢！第4章

机床夹具基础机械制造技术基础夹具的其它装置4.4工件在夹具中的定位4.2概述4.1工件的夹紧4.3现代机床夹具概述4.5专用夹具设计4.6目录4.4.1对刀或引导装置对刀装置第4章机床夹具基础4.4.1对刀或引导装置刀具引导装置钻套第4章机床夹具基础4.4.1对刀或引导装置刀具引导装置镗套第4章机床夹具基础4.4.2分度装置组成固定部分转动部分分度对定机构钢球对定圆柱销对定削边销对定圆锥销对定双斜面对定单斜面对定正多面体对定第4章机床夹具基础4.4.3夹具体对夹具体的基本要求有适当的精度和尺寸稳定性有足够的强度和刚度结构工艺性好排屑方便在机床上安装稳定可靠第4章机床夹具基础4.4.3夹具体夹具体常见结构形式铸造夹具体焊接夹具体锻造夹具体型材夹具体装配夹具体第4章机床夹具基础4.4.4夹具在机床上的安装1.夹具在机床工作台上的安装第4章机床夹具基础4.4.4夹具在机床上的安装2.夹具在机床回转主轴上的安装利用前后顶尖安装利用主轴莫氏锥孔安装夹具与机床主轴端部直接连接利用过渡盘安装第4章机床夹具基础谢谢！第4章

机床夹具基础机械制造技术基础现代机床夹具概述4.5工件在夹具中的定位4.2概述4.1工件的夹紧4.3夹具的其他装置4.4专用夹具设计4.6目录4.5.1组合夹具槽系组合夹具孔系组合夹具第4章机床夹具基础4.5.2随行夹具第4章机床夹具基础随行夹具是用于切削加工中随带安装好的工件在各工位间被自动运送转移的一种移动式夹具。工件安装在随行夹具上，除了完成对工件的定位和夹紧外，还携带着工件按照自动线的工艺流程由自动线的运输机构送到各台机床的机床夹具上，再由机床夹具对它进行定位和夹紧。4.5.3数控机床夹具第4章机床夹具基础谢谢！第