典型机床夹具设计

1、1、典型机床夹具设计，本章要点，机床夹具概述，工件在夹具中的定位和夹紧，机床夹具的设计步骤和方法，各种机床夹具，2，2-1机床夹具概述，1。机床夹具在加工中的作用，标记和对准加工方法，夹具定位加工方法。从以上分析可以看出，机床夹具的作用(2)提高生产率，降低生产成本，快速定位和夹紧工件，消除对中和对刀，缩短辅助时间，提高产量，降低成本。(3)扩大机床加工范围，如在车床上增加镗孔夹具，可以完成镗孔。(4)降低工人的劳动强度；(4)机床夹具及其组成；(1)机床夹具用于在机床上夹紧工件的装置。其功能是使工件相对于机床或刀具有一个正确的加工位置，并在加工过程中保持该位置不变。5、夹紧：将工件放在机床或

2、夹具上进行定位和夹紧的操作过程。定位：使一批工件相对于机床或夹具上的刀具处于正确加工位置的操作过程。夹紧：工件在夹具中定位后，压紧夹紧，使工件始终保持在定位时获得的正确加工位置。2.夹紧的基本概念，定位和夹紧，定位和夹紧的区别：定位是使工件占据正确的位置，而夹紧是保持工件在这个正确的位置。6，3工件夹紧方法，1)直接对准方法，2)划线对准方法，3)夹具夹紧：7，表：各种夹紧方法的比较，8，三种机床夹具的分类，1根据使用范围，1)通用夹具，2)专用夹具，4)成组夹具通用夹具，10，组合夹具示例，11，12，13，2按机床分类，1)车床夹具，2)铣床夹具，3)钻床夹具，4)磨床夹具，5)数控机床夹

3、具， 14，3按电源分类，1)手动夹紧，2)钻孔夹具，1个定位元件，2个夹紧装置，3对刀具导向元件，4个连接元件，5个夹紧体，6个其他零件，17，1。 工件通过定位元件在夹具上占据正确的位置，2。通过夹紧元件保证工件在加工过程中保持原来的正确位置。夹具通过连接件5相对于机床保持正确的位置。夹具通过其他装置完成其他要求。18、2-2工件在夹具中的定位，定位原理，1个自由物体，2个六自由度，沿x轴自由移动，沿y轴自由移动，沿x轴自由旋转，沿y轴自由旋转，沿z轴自由旋转，视频：19，3定位支撑点(约束点)如图2-1所示。必须限制其六个自由度，将六个支撑抽象为六个“点”，六个点限制工件的六个自由度，这

4、就是六点定位原理。任何物体在空间直角坐标系中都有六个自由度。21.夹紧和定位的概念是分开的。应该注意两点：由“点”的含义所限定的自由度不同于实际接触点。22.根据加工精度的要求，确定工件必须限制的自由度。例1在球面上加工平面：如下图所示，它应该是有限的。23、示例图2-8、24、示例3如图2-9所示的铣削平面应该受到限制；25，例4如图2-10所示，应该限制转动光轴；26、例5铣槽b由铣刀保证，如图2-11所示，应限制在b:由铣刀保证；27，示例6单个典型表面是各种复杂工件的基本单位。分析单一典型曲面的定位和设计定位要素是夹具定位分析和夹具定位方案设计的基础。常用的定位元件包括支撑钉、支撑板、

5、夹具支架、夹具主体的凸台和平面等。下图显示了平面定位的几种情况。1)支撑钉，a，结构，a型是平头支撑钉，b型是球头支撑钉，c型是顶面上的支撑钉齿纹，30，b的定位条件，31，2)支撑板，结构a，a型：所以它常用于定位侧面或顶面。b型：支撑板的工作面设有滑槽，b型支撑板应用广泛，更适合底面定位。32、b定位情况，33、平面定位的几种情况。34，粗略参考：三个支撑销(三个点形成一个平面)用作定位元件，以限制工件三个自由度的对准参考：支撑板可用于代替三个支撑销进行定位，这也限制了工件的三个自由度。图3360支撑钉子、支撑板及其用途，35、当工件被定位在一个圆孔中时，工件大部分是居中的(定位基准是圆柱

6、孔的轴线)。常见的定位元件是定位销和心轴。定位销包括圆柱销、圆锥销、菱形销等。心轴可分为刚性心轴(过盈配合、间隙配合和小锥度心轴等)。)和弹性心轴。1)圆柱销，结构a，36，b的定位条件，37，2)菱形销，b的定位分析如前图所示，结构a，38，3)圆锥销，结构a，b的定位分析，39，4)定位芯轴，结构a，b的定位分析，40，工件与圆锥孔定位时使用的定位元件圆锥芯轴限制5个自由度，圆锥销限制4个自由度。一种定位形式，41，b定位分析，42，双中心定位，固定中心限制工件的三个自由度，可移动中心限制工件的两个自由度，43，以及工件在圆柱面外定位的两种形式：定心定位和支撑定位。工件在圆柱面外的对中和定

7、位类似于带有圆孔的工件的定位(心轴或销由套筒和卡盘代替)。支撑板和支撑钉用于支撑和定位。1)圆形定位套筒，一个定位情况，44，b定位分析，45，2)v形块，这是圆柱定位中最常用的定位元件。一、a结构，46、b定位分析，47、c:v形块特征，1。v形块位于外圆柱面上，外圆柱面在形状上受支撑，但在本质上居中。2.v形块可以起到定心的作用。3.它可用于定位不完整的外圆。4.可移动的v形块通常起到定位和夹紧的双重作用(定位元件和夹紧元件)。48，49，4)支撑板，其在外圆柱表面上的定位是平面和圆柱母线之间的接触。定位分析，50，5)三爪卡盘的定位，51)三爪卡盘的定位分析，主要取决于工件定位面与三爪卡

8、盘之间的相对夹紧长度：当相对夹紧长度较长时，限制工件的四个自由度；当相对夹紧长度较短时，限制它。有几种不同的定位形式，1个固定支架，2个可调支架，53，3个自支撑结构。尽管自支撑结构增加了与工件定位面的接触点数量，但它通过其内部浮动连接起到单点支撑的作用，即自支撑仅限制工件的一个自由度。用途：常用于定位毛坯表面、不连续表面和阶梯表面。定位分析，54，4辅助支撑：a辅助支撑的应用，55，56，b辅助支撑结构，57，辅助支撑的定位分析：辅助支撑是工件定位后才参与支撑的一个元素，其高度由工件决定，所以不能定位，但锁定后成为固定支撑，可以承受切割力。58，(5)工件定位的几种情况，1。完成p59、解决

9、方案：写出每个定位元件限定的自由度：支撑板限定工件三个自由度；短销限制了工件的两个自由度；止动销限制工件一个自由度；所以定位属性是完全定位。60，这限制了影响工件加工精度的自由度，而少于六个点的定位方法称为局部定位。重要概念：不能单方面理解为“少于六点的定位方法称为局部定位”。因为下面提到的“欠定位”也小于六点定位，两者不能混淆。影响加工表面加工精度的自由度也称为必须限制的自由度。换句话说，如果必须限制的自由度不受限制，工件的加工精度会受到影响，并且会出现被拒绝的工件，这是绝对不允许的。不影响工件加工精度的自由度不受限制。2。部分定位(不完全定位)，61。例如，用铣刀在矩形工件毛坯上铣削凹槽、

10、台阶面和平面。试着分析什么样的自由度必须被限制。允许的无限自由度是什么？62、3、欠定位、63、4、过定位、1)如果工件的定位表面在形状、尺寸和位置上以高精度加工，则允许过定位。因为合理的过定位不仅会影响加工精度，还会加强工艺系统的刚性，增加定位的稳定性。2)如果工件的定位面是一个空白面，或者加工后加工精度不高，一般不允许过定位，因为这样会造成定位不准确、定位不稳定或定位干涉等。64，过定位分析(工作台和三脚架)，图2-17过定位分析，65，(6)定位面的组合(组合定位分析)，工件上常见的定位基准以组合的形式出现：如面与面的组合；内外圆柱面和端面的组合；圆柱孔和平行于孔轴的平面的组合(如平面和

11、切边销定位)；锥面和锥面组合(中心孔定位)；两个平行圆柱孔和一个垂直于圆柱孔轴线的平面的组合(简而言之，定位一个面和两个孔)，以此类推。66，1。组合定位的概念和定位基准的主次点，主定位面：限制工件最大自由度的定位面称为第一参考面或支撑面；多次限制工件自由度的定位面称为第二参考面或导向面；将工件自由度限制为1的定位称为第三参考面或推力面；67.三基组合基准定位，68。组合定位的定位分析要点。(1)首先分析定位元件(或定位元件的典型组合)限制的具体自由度，然后分析自由度第二大的定位元件限制的具体自由度。(2)当定位元件独立定位时，定位元件限制的自由度总数等于每个定位元件限制的自由度总数，但是限制

12、的具体自由度将随着不同的组合而变化。69，(3)当单独使用定位元件时，它限制了运动的自由度，这通常转化为限制组合定位中的旋转自由度。一旦转型，它将不再扮演独立定位的角色。(如下图所示，两个短的v形块组合定位)(重点和难点！)，70，a)b)组合定位分析图例，a)图例：1)支撑板限制自由度的定位原理分析：短销限制自由度：固定短v形块限制自由度：因此，属于过定位。2)改进方案：将固定的v形块改为活动的v形块。b)说明：1)定位原理分析：右边两个短的v形块相当于一个长的v形块，限制：短的v形块相当于一个长的v形块过定位：一边有两个销的定位。定位方案分析示例，示例1过度定位导致的夹紧变形，75。改善计

13、划。问题1:判断定位方案是否正确(关键内容)，分析以下图形定位方案：每个方案限制的自由度？定位不足还是定位过度？对不合理的定位方案提出了改进建议。77，a)说明：1)定位分析，左中心限制自由度，右中心限制自由度(活动中心)，三爪卡盘限制自由度(夹紧长度长)，2)定位特性：过定位，3)改进方案：去掉三爪卡盘，采用双中心定位。例1，78，b)说明：1)定位分析，支撑板限制自由度，左短v形块限制自由度，右短活动v形块限制自由度，2)定位特性：过定位，3)改进方案：拆除活动短v形块，直接夹紧工件。例2，79，例3分析在图示零件上加工两个小孔时必须限制的自由度，选择定位基准和定位元件，并在图中示意性绘制

14、；确定夹紧力作用点的位置和方向，并在图纸上用指定的符号标出。问题2:根据工件加工面的加工要求，设计定位方案(要点)。80.判断定位方案是否正确，必须把握两点：一是定位方案必须合理(不重复定位和欠定位)；第二，定位方案必须能够保证工件的加工精度(定位误差应最小)；如果上述两点不能同时满足，这个方案就是错误的。解决方案：1)必须限制的自由度：2)定位原理设计：(见定位示意图)，81，定位工件的大底面，限制工件的三个自由度：(确保每个孔的轴线垂直于工件的底面)；工件的下侧被定位以限制工件的两个自由度：(确保工件两个孔的位置尺寸h)；工件大孔的定位限制了一个自由度：(保证工件两个小孔的对称位置尺寸a和

15、大孔的中心)。定位原理图，定位元件的选择，3)定位元件的选择，(见右图，也可以用文字表示)，82，其他方案：窄支撑板，第一定位基准：底面(支撑板)，第二定位基准：下侧面，第三定位基准：大孔，(窄支撑板)，(微调销)，83，【例3】当两个小孔的设计基准变为大孔的中心时(如下图所示)，定位方案应如何设计？提示：两个小孔的设计基准，即大孔的中心，应与定位基准一致。84、第一定位基准：底面(支撑板)，第二定位基准：大孔(短销)，第三定位基准：下侧(限制一个自由度)(活动窄支撑板)，解决方法：解决问题的关键：以加工孔的设计基准为定位基准！85，2-3定位误差的计算(重点和难点)，(1)概述，1)基准概念1)定义：基准是指工件上的一些点、线和表面。(在零件设计或加工中，这些点、线和面可用于确定其他点、线和面的位置。)。2)基准分类(1)设计基准：(零件图中使用的基准)(2)工艺基准：指加工过程中使用的工件上的一些线或面，但不能是点！(加工基准必须有一定的面积)，86，c:刀具设定基准：调整刀具位置时使用的基准。测量基准：测量中使用的基准。e:装配基准：装配零件的基准。a:工艺基准加工过程中工艺尺寸的设计基准称为工艺基准。b:工件在加工过程中占据正确加工位置的基准，即工件与夹具定位元件的定位工作面接触或配合的表面。87，基准的判断：例如，在下图中，下部总线b是desi当孔和心轴之间没有间隙时，