第六章-机床夹具设计_课件.pdf

第6章机床夹具设计本草要点 机床夹具组成、分类 工件在夹具上的定位 工件夹紧 各类机床夹具 夹具设计步骤与方法短A音如由上且得甘6.1机床夹具概述6.1.1机床夹具及其组成为了加工出符合规定技术要求的外表,必需在加工前将工件装夹在机床上或夹 具中。工件的装夹包括定位和夹紧两个过 程。机床夹具机床上用以装夹工件和引导刀具）的一种安装。其作用是将工件定位，以使598140连杆铳槽夹具1 麦形销2 对刀块3 定位键4 夹具底板5 圆柱销 6 工件7 弹黄8 螺栓9 螺母10 压板11 止动销6.1.1机床夹具及其组成c夹具的组成1）定位元件及安装它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从 而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。如v型 块、定位销、定位支承等。2）夹紧元件及安装 用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中坚持既定位置。3）对刀及导向元件这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在 加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块、钻套、键套。用于确 定刀具位置并导引刀具进展加工的元件，称为导引元件。4）衔接元件用以确定夹具在机床上的位置并与机床相衔接。6.1.1机床夹具及其组成可的，但是任何夹具都必需有定位元件和夹紧安装，它们是 保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢。6.1.1机床夹具及其组成工件以外圆和端面为定位 基准，放在一个固定V形块1和 支承套2上定位，转动手柄3,偏心轮推进活动V形块夹紧工 件。对刀块6用来确定铳刀相对 工件的位置。一切的安装和元 件都装在夹详细5上。为了方便 地确定夹具在机床上的正确位 置，在夹具底部装有定向键 1图中件4）。安装夹具时只需 将两个定向键放入铳床任务台 的T型槽中并靠向一侧，那么 铳轴端槽夹具1V型块2 支撑套3手柄4一定向键5 夹详细6 对刀块不需再进展找正便可将夹具固 紧在机床任务台上。6.1.2机床夹具功能夹具功能1）保证加工质量用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置 精度由夹具保证，不受工人技术程度的影响，使一批工 件的加工精度趋于一致。.2）提高消费效率，降低消费本钱运用夹具装夹工件方便、快速，工件不需求划线找 正，可显著地减少辅助工时；工件在夹具中装夹后提高 了工件的刚性，可加大切削用量；可运用多件、多工位 装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高 劳动消费率。,3）扩展机床工艺范围根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩展机床原有的工艺范围。例如在车床的溜板上或 A L Ar F I 一、一=T t、I、W方g JU Elf iL 46.L3机床夹具分类按夹具运用范围划分1）通用夹具：曾经规范化的、在一定范围内可用于加工不同工件的夹 具。如三爪、四爪卡盘，平口钳等，普通由专业厂消费，常作为机床:附件提供应用户。特点：通用性强、运用广泛，适于工件简单、单件小批量消费中。2）公用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具。特点：构造紧凑、运用方便、消费效率高，但需求专门设计制造，周期长、本钱高，产品变卦时便报费。适宜于成批，大量消费。本课程 一主要讨论这种夹具。-3）可调整夹具及成组夹具：以成组技术为根底，对一切的零件按类似 性进展分类，对每一类设计制造出一种夹具。二特点：夹具的部分元件可以改换，部分安装可以调整，以顺应不同零 件的加工。6.1.3机床夹具分类4组合夹具：由一套预先制造好的规范元件组合而成。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，组装成各种公用夹具。运用后，元件可拆开、洗净后 存放，待需求时重新组装。特点：大大缩短了设计制造周期，但由于组成零件多，因 此构造刚性差，尤其适宜于大厂的新产品试制及单件小批 消费中。5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中运用的夹具。与工件一同从消费线的一个工位挪动到另外一个工位，以 进展不同工序的加工。6.2工件在夹具上的定位6.2.1 定位方法与定位元件O定位元件的根本要求足够的精度。足够的硬度和耐磨性。足够的刚度和强度。工艺性要好。便于去除切屑。6.2.1六点定位原理六点定住原理 4六点定住原理图1-4匚件的六点定位J 是指合理布 置六个支承点，使 工件上的定住及面 与其接触，一个支 承点限制工件一个 旬在度，使工件的 六个自在度被完全 F艮制，在空间得到 独一确定的住置的 定住方法O6.2.1六点定位原理工六点定核原理的几点阐明支承点必需与工件的定位基准一直坚持严密贴合，不得脱离。否那么，其失去F艮制工件自在度的作用B六点支承点必需适当分布YX三个支承点左不断线上,没有F艮制三个自在度6.2.1六点定位原理工六点定核原理的几点阐明定住与发紫的区别在外力作用下，与基准严密结触定位是使工件占有二个正确的位置我们以为工件在某个方向、的自在度被F艮制了，就是在该 方向上有了正确的住置，并不 表示在遭到脱离支承点的外力 I的作用下也不国动 J6.2.1六点定位原理定住的分类完全定位：六个自在度都需求限制的定位方法不完全定位：没有完全限制六个自在度而依然保证有 关工序尺寸的定位方法A过定位：当两种定位元件均能限制工件的同一个方向 自在度的定位方法 欠定位：假设定位支承点少于所应消除的自在度数时,那么工件定位缺乏，称欠定位6.2.1六点定位原理d)6.2.1六点定位原理.定住的分类2工件的6个自在度均被限制,称为完全定位。工件6个 自在度中有1个或几个自在度未被限制，称为不完全定位A不完全定位主要有两种情况：工件本身相对于某个点、线是完全对称的，那么工 件绕此点、线旋转的自在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，圆柱体绕本身轴 线的转动等。工件加工要求不需求限制某一个或某几个自在度。如加工平板上外表，要求保证平板厚度及与下平面的平行 度，那么只需限制3个自在度就够了。6.2.1六点定位原理定住的分类工件加工时必需限制的自在度未被完全限制,称为欠定 位。欠定位不能保证工件的正确安装，因此是不允许的。限制除7以外的5个自在度a)b)图1-16欠定位例如6.2.1六点定位原理.定住的分类E过定位工件某一个自在度（或某几个自在度）被两 个或两个以上）约束点约束，称为过定位。A过定位能否允许，要视详细情况而定：1）假设工件的定位面经过机械加工，且外形、尺寸、位置精度均较高，那么过定位是允许的。有时还是必 要的，由于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添加定位稳定性的作用。2）反之，假设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，这时过定位普通是不允许 的，由于它能够呵斥定位不准确，或定位不稳定，或 发生定位干涉等情况。6.2.1六点定位原理工过定核呵斥的后果7/过定位使工件或夹具元件变形，引起误差；过定位使部分工件不能安装，产生定位干涉6.2.1六点定位原理j 一消除过定住及其干涉的两种途役：改动定位元件的构造，以消除被反复限制的自在度。提高工件定位基面之间及定位元件任务外表之间的位置 精度，以减小或消除过定位引起的干涉,精加工时可添 加刚度和定位稳定性。6.2.1定位方法与定位元件O工件以平面定位固定支承固定支承f A型 支承钉v B型1C型A型I支承板1B型A型 B型 C型支承钉A型装配时磨A-A dI h Li,口支承板6.2.1定位方法与定位元件为坚持几个支承板的等高性应：严厉控制其高度公差装配后一致磨削在设计时应留意，支承板定位外表应被工件定 位外表完全遮盖，即其面积小于工件定位外表面积,以使定位元件均匀磨损。6.2.1定位方法与定位元件可调支承支承点的位置可以在一定高度范围内调 整的支承。当工件定位外表不规整或工件批与批之间毛 坯尺寸变化较大时，常用可调支承。a)b)c)d)可调支承留意：每一批工件都要对可调支承进展调整，且调整 完后一定要锁紧，即将该位置固定。图425使用间调支承加工不同尺寸 的相似工件1明轴2 V形块3理圄支承6.2.1定位方法与定位元件自位支承又称浮动支承。在定位过程中，支承点 可以自动调整其位置以顺应工件定位外表的变化。只限 制一个自在度，可提高工件的安装刚性和稳定性。6.2.1定位方法与定位元件辅助支承在工件完成定位后才参与支承，它不起定 位作用，而只起支承作用，常用于在加工过程中加强被加 工部位的刚度，提高切削稳定性。辅助支承F留意：对一批工件的每一个工件都要进展调整（与可 调支承相比。6.2.1定位方法与定位元件平面定位元件的选用面积较小的基准平面选用支承钉面积较大、平面度精度较高的基准平面定位选用 支承板毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位时,选用自位支承毛坯面作基准平面，调理时可按定位面质量和面积大小分别选用可调支承当工件定位基准面需提高定位刚度、稳定性和可 靠性时，可选用辅助支承6.2.1定位方法与定位元件C工件以圆柱孔定位A心轴在车、铳、磨、齿轮加工等机床 上加工套筒类和盘类 零件。r过盈配合（刚性心轴，间隙配合小锥度心轴心轴弹性心轴自动定心心轴液塑心轴过盈配合心轴间隙配合心轴小锥度心轴6.2.1定位方法与定位元件Q工件以圆柱孔定位A心轴弹性心轴6.2.1定位方法与定位元件0工件以圆柱孔定位A心轴1B A 3 2/z/自动定心心轴1螺母2弹簧3活块6.2.1定位方法与定位元件Q工件以圆柱孔定位A心轴液塑心轴6.2.1定位方法与定位元件。工件以圆柱孔定位A定位销：工件上定 圆柱定位销位内孔较小时，常选 定位销1圆锥定位销定位销 菱形定位销圆柱定位销6.2.1定位方法与定位元件工件以圆柱孔定位定位销菱形销 锥形销6.2.1定位方法与定位元件O工件以外圆柱面定位当工件对称度要求较高时，选用v形块当工件定位圆柱面精度较高时，可选用定位套或半圆,形定位座A套筒定心定位）套同/E位621定位方法与定位元件图542工件在圆锥套中定位1T具体雄柄 A传动打 A定位圆锥套4工件5后顶尖6.2.1定位方法与定位元件A半圆套对于有些大型工件，不便从轴向安装，此时可利用半 圆套定位。如以下图上半圆夹紧，下半圆定位。6.2.1定位方法与定位元件。工件以外圆柱面定位AV形块（支承定位v形块的构造类型图a用于短精基准图b用于较长粗基准图c用于长基准，精基准图d较粗大工件，可镶钢垫，提高耐磨性，节约钢材6.2.1定位方法与定位元件。工件以外圆柱面定位AV形块（支承定位）1 Q2 岁Z当a=90时，有:W2V形块6.2.1定位方法与定位元件。工件以其他外表定位 二1 26.2.1定位方法与定位元件O 一面两孔定位A消费中最常见的“一面两孔定位“一面两孔定位的特点：容易实现基准一致；A位置精度高；6.2.1定位方法与定位元件b=-1m1rl式中b菱形销宽度；DI,D2与圆柱销和菱形销配合孔最小直径;Almin,A2min-孔1、2与销1、2的最小间隙;TLK,TLX两孔和两销中心距的公差。6.2.1定位方法与定位元件O一面两孔定位设计计算1）确定两销中心距尺寸及公差：取工件两孔中心距根本尺寸为两 销中心距根本尺寸，其公差取工件孔中心距公差的1/51/32）确定圆柱销直径及其公差：取相应孔的最小直径作为圆柱销直.径的根本尺寸，其公差普通取g6或力。3）确定菱形销宽度、直径及其公差：按有关规范见下表选取 菱形销的宽度b；然后按前式计算菱形销与其配合孔的最小间隙 A2min；再计算菱形销直径的根本尺寸：d2=D2A2min；最后 按h6或h7确定菱形销直径公差。b削边销计算宽度b1修圆后留下的圆柱部分宽度菱形销构造尺寸（单位：mm）d3-66-88-2020-25253232-4040 50Brf-0.5d 1d 2d 3d 4d 5d 6bi1233345b2345568622定位误差计算加工误差不等式 运用机床夹具时，影响加工精度有哪些要素呢？换句话说，运用夹具时，加 工误差有几部分组成呢？由三部分组成：基准位置误差4JW r 定位误差DW 2、对定误差ADD 夹具位置误差AW Y 力变形、热变形 3、过程误差AGJ机床、夹具、刀具的磨损要保证加工精度，必需满足加工误差不等式：AAZ+ADD+AGCTT工件公差普通可平均分配.AAZ1/3)T DD1/3)TAGCT20/3=0.3/3=0.1(mm)不可以采用此种定位方案。b)ADW.20=ABC+AJW=0+0=0故可以采用此种定位方案。)a工件以平面定位微分法先建立工序基准到某一固定点间隔的关系式，然后对其进展微分。a)工序基准A到定位外表B的间隔刚好就是工件的高度尺寸.HTH=40+0.14对其进展微分：?ADW|20dH=5H=TH=0.28(mm)b)工序基准到定位外表的间隔是一个固定的常值，常值的微分是0。ADW|20=0工件以平面定位3定义法a)1加工方向：竖直2、工序基准：A面3、计算工序基准在加工方向上的最大变动量ADW|20=T20=0.28(mm)b)ADW|20=0工件以平面定位3定义法a)1加工方向：竖直2、工序基准：A面3、计算工序基准在加工方向上的最大变动量ADW|20=T20=0.28(mm)b)ADW|20=0工件以外圆定位【例3】有一批工件轴尺寸为，在夹角为的V型块上定位用:“调整法铳键槽保证槽深。假设槽深工序尺寸分别是 H1、H2、H3时，求各自的定位误差。【例2】如以下图所示，以A面定位加工20H8孔,求加工尺寸40 0.1 mm的定位误差。【解】设计基准B与定位基准A 不重合，因此将产生基准不重合 误差JW=OmmJB=0.025-(0.025)+0.05-(-0.05)mm=0.15mmDW=AJW+AJB=0.15mm622定位误差计算【例】有一批轴件,在支承上定位铳键槽,保证相应的工序要 求，求各工序要求定位误差是多少？【解】（仅运用定义法）DW|H=Td/2 DW|b=0 DW|+=Td/2622定位误差计算【例】有一批轴件，现用调整法铳一缺口。定位方案如图.试 求工序尺寸A、B的定位误差.6.3工件的夹紧