北信科机械制造技术基础课件第9章 工件在机床上的安装与专用夹具

第九章工件在机床上的安装第一节概述机床上用来安装工件的装备称为机床夹具，简称夹具。

定位、夹紧和安装机械加工过程中，为了保证加工精度，必须使工件在机床中占有正确的加工位置〈定位），并使之固定、夹牢（夹紧），这个定位、夹紧的过程即为工件的安装。工件的安装在机械加工中占有重要地位，安装的精度直接影响着加工质量、生产率、劳动条件和加工成本。

二、夹具的分类与组成夹具的组成二、夹具的分类与组成二、夹具的分类与组成二、夹具的分类与组成夹具的组成定位元件用来确定工件在夹具上位置的元件或装置。夹紧装置夹紧装置的作用是将工件紧固在夹具上，以保证在加工中不会因切削力、惯性力等的影响而发生位置的移动。对刀及导向装置用来确定刀具相对于夹具位置的元件或装置。钻、镗床夹具上用来引导钻头的钻套和引导镗刀杆的镗套是导向装置。夹具与机床之间的联接元件用来确定夹具相对于机床工作台、主轴等位置的元件。其它元件及装置为满足备种加工要求，有些夹具还设有其它元件或装置。如分度装置和为便于卸下工件而设置的顶出器等。夹具体用来安装定位元件、夹紧装置、导向装置、对刀装置和联接元件等的零件。上述各部分中，定位元仵、夹紧装置和夹具体一般是一个夹具必不可少的部分。

二、夹具的分类与组成三、工件在夹具中的定位六点定位原理六点定位简图六点定位原理

在机械加工中，要完全确定工件在夹具中的正确位置，必须用六个相应的支承点来限制工件的六个自由度，称为“六点定位原理”。

三、工件在夹具中的定位常见定位分析

1）完全定位：

连杆钻孔定位方案平面支承侧挡销短圆柱销三、工件在夹具中的定位

2）不完全定位：

连杆钻孔定位方案平面支承侧挡销短圆柱销常见定位分析三、工件在夹具中的定位

3）欠定位：

用专用夹具安装工件常见定位分析三、工件在夹具中的定位

4）过定位：

过定位示意常见定位分析三、工件在夹具中的定位

4）过定位：

滚、插齿时工件的过定位常见定位分析三、工件在夹具中的定位第三节定位方式与定位元件的选择一、常见定位方式及定位元件1)工件以平面定位

主要支承辅助支承

固定支承可调支承自位支承支承钉支承板一、常见定位方式及定位元件

支承钉支承板可调支承自位支承

辅助支承

1、工件以平面定位支承钉和支承板可调支承一、常见定位方式及定位元件1、工件以平面定位

自位支承：在定位时，其支承点的位置可随工件定位基准面位置的变化而自动与之协调，虽然自位支承与工件有两三个接触点，但只起到一个支承点的作用。一、常见定位方式及定位元件1、工件以平面定位自位支承一、常见定位方式及定位元件1、工件以平面定位一、常见定位方式及定位元件1、工件以平面定位2、工件以圆孔定位

定位销定位心轴定心夹紧装置

一、常见定位方式及定位元件

定位销

圆柱销圆锥销长定位销短定位销2、工件以圆孔定位一、常见定位方式及定位元件工件以圆柱孔定位的定位套常见的圆柱销结构：2、工件以圆孔定位一、常见定位方式及定位元件锥销定位2、工件以圆孔定位一、常见定位方式及定位元件

定位心轴

锥度心轴圆柱心轴

过盈配合心轴间隙配合心轴

2、工件以圆孔定位一、常见定位方式及定位元件

锥度心轴

锥度心轴2、工件以圆孔定位一、常见定位方式及定位元件

过盈配合心轴圆柱心轴2、工件以圆孔定位一、常见定位方式及定位元件间隙配合心轴圆柱心轴2、工件以圆孔定位一、常见定位方式及定位元件3、工件以外圆表面定位

V形块半圆环定位套支承定位

一、常见定位方式及定位元件Ｖ型块3、工件以外圆表面定位一、常见定位方式及定位元件

活动V型块的应用3、工件以外圆表面定位一、常见定位方式及定位元件

定位套

工件以圆孔定位的定位套3、工件以外圆表面定位一、常见定位方式及定位元件

一面两销定位4、工件以组合表面定位一、常见定位方式及定位元件

4、工件以组合表面定位一、常见定位方式及定位元件二、夹紧装置及其组成

1、什么是夹紧装置？将工件在夹具中夹紧、压牢的装置，就是夹紧装置。

动力装置夹紧装置夹紧元件

中间递力机构2.对夹紧装置的基本要求1）夹紧应有利于工件的定位而不能破坏工件在定位时所获得的正确位置；2）夹紧力大小应适当，使夹紧作用可靠，而且能够自锁。3）夹紧后工件的变形应尽可能小，不能因夹紧变形而影响加工精度。4）夹紧机构的操作要方便、迅速、省力、安全。二、夹紧装置及其组成3.夹紧力的确定1）确定夹紧力方向的两个原则：a.夹紧力作用方向应垂直于工件的主定位面。夹紧力方向对镗孔位置精度的影响二、夹紧装置及其组成1）确定夹紧力方向的两个原则：b.夹紧力的方向应有利于减少所需要的夹紧力。3.夹紧力的确定二、夹紧装置及其组成1）确定夹紧力方向的两个原则：b.夹紧力的方向应有利于减少所需要的夹紧力。3.夹紧力的确定二、夹紧装置及其组成2）夹紧力作用点的选择：a.夹紧力应作用在工件刚度最大的部位。夹紧力作用部位3.夹紧力的确定二、夹紧装置及其组成2）夹紧力作用点的选择：b.夹紧力的作用点应在夹具支承点所组成的面积之内。夹紧稳定性3.夹紧力的确定二、夹紧装置及其组成2）夹紧力作用点的选择：c.夹紧力的作用点应尽可能靠近加工表面，以减少和防止加工时工件的振动。3）夹紧力大小的估算3.夹紧力的确定二、夹紧装置及其组成第四节定位误差一、工件的误差组成工件在夹具中因位置不一致而引起的误差，称为定位误差，以ΔD表示安装误差和调整误差，所谓安装误差是指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，表示。调整误差是指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，表示。通常把这二项误差统称为调安误差。加工过程误差，它包括机床运动误差和工艺系统变形、磨损等因素引起的误差。工件合格的条件一、工件的误差组成当一批工件用夹具来安装，以调整法加工时，它们的工序基准位置在工序尺寸方向上的变动范围有多大，该加工尺寸就会产生多大的误差。这种由于定位所引起的加工尺寸的最大变动范围就是定位误差。一、工件的误差组成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，以表示；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，以表示。定位误差是这两部分的矢量和。一、工件的误差组成二、基准不重合误差二、基准不重合误差二、基准不重合误差二、基准不重合误差二、基准不重合误差三、定位误差分析计算

三、定位误差分析计算

三、定位误差分析计算

三、定位误差分析计算

Y三、定位误差分析计算

三、定位误差分析计算

三、定位误差分析计算

三、定位误差分析计算

三、定位误差分析计算

对于图中的三种尺寸标注，分别计算其定位误差。三、定位误差分析计算

1、基准位移误差尺寸标注为B1时，工序基准和定位基准重合，故基准不重合误差ΔB=0。所以B1尺寸的定位误差为三、定位误差分析计算

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

所以△D应为△B与Δy的矢量和。由于当工件轴径由最大变到最小时，△B和Δy都是向下变化的，所以，它们的矢量和应是相加。故三、定位误差分析计算

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但当Δy向下变化时，ΔB是方向朝上的，所以，它们的矢量和应是相减。故:结论：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的。在这三种标注中，从下母线标注的定位误差最小，从上母线标注的定位误差最大。三、定位误差分析计算

定位时孔与轴固定单边接触

三、定位误差分析计算

(一)工件以内孔在圆柱心轴上定位的定位误差计算基准位移误差三、定位误差分析计算

当标注尺寸

ΔB＝0定位误差为三、定位误差分析计算

(一)工件以内孔在圆柱心轴上定位的定位误差计算当标注尺寸为时工序基准与定位基准不重合因为在定位基准由一个极端位置O1变到另一个极端位置O2时，方向是向下的，而与此同时，工序基准（内孔上母线）相对于定位基准（孔心）的变化是向上的，所示Δy与ΔB方向相反三、定位误差分析计算

(一)工件以内孔在圆柱心轴上定位的定位误差计算标注尺寸为H3时

三、定位误差分析计算

(一)工件以内孔在圆柱心轴上定位的定位误差计算标注尺寸为H4

三、定位误差分析计算

(一)工件以内孔在圆柱心轴上定位的定位误差计算定位孔与轴可以在任意方向上接触

三、定位误差分析计算

(一)工件以内孔在圆柱心轴上定位的定位误差计算二、工件在一面两销上的定位误差计算

三、定位误差分析计算

基准位移误差等于圆柱销与孔的可能产生的最大间隙：由于工件可以在平面内任意转动，所以转角误差：二、工件在一面两销上的定位误差计算

三、定位误差分析计算

分析图示各零件加工所必须限制的自由度：a）在球上打盲孔φB，保证尺寸H；

b）在套筒零件上加工φB孔，要求与φD孔垂直相交，且保证尺寸L；

c）在轴上铣横槽，保证槽宽B以及尺寸H和L；

d）在支座零件上铣槽，保证槽宽B和槽深H及与4分布孔的位置度。三、定位误差分析计算

三、定位误差分析计算

答案：图示工件上加工键槽，要求保证尺寸和对称度0.03。现有3种定位方案，分别如图b，c，d所示。试分别计算3种方案的定位误差，并选择最佳方案。

三、定位误差分析计算

答案图b定位方案：对于尺寸

mm；（Td为工件外圆直径）对于对称度0.03，图c定位方案：对于尺寸，

mm；（Dmax为工件内孔最大直径，d1min为定位心轴最小直径）

对于对称度0.03，图d定位方案：对于尺寸，

mm；对于对称度0.03，mm，三、定位误差分析计算

定位方案选择工件定位如图所示。欲钻孔O并保证尺寸A，试分析计算此种定位方案的定位误差。三、定位误差分析计算

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