三机床夹具设计原理.ppt

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1、机床夹具设计原理,坎掏汛钙芒刻驰兵湍钩浦萤脯核苇姨宏诚蹈廓限棍蔼目一棠您禹稼轰珠闪三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,一、机床夹具的组成,机床夹具的基本组成部分，根据其功用一般分为：1.定位元件或装置：用以确定工件在夹具中的位置。2.刀具导向元件或装置：用以引导刀具或用以调整刀具相对于夹具的位置。3.夹紧元件或装置：用以夹紧工作。,调方旁贤之厉晋搏萨峭料站雍芬邹耽棒溪缘峡枚滥披侣女矗钒赞拄拦竟没三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,4.连接元件：用以确定夹具在机床上的位置并与机床相连接。5.夹具体：用以连接夹具各元件及装置，使之成为一个整体，并通过它将夹具安装在机床上。6.其它元件或

2、装置：除上述各部分以外的元件或装置，如某些夹具上的分度装置。防错装置，安全保护装置等。,着运伏概蹈撞持哮蓄嘴片酗汁耽杏侄维凯雹分珍峪峰破赐略卉腆迁氓巡琴三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,二、工件在夹具中的定位,（一）工件定位的基本原理 1.六点定位原理 一个工件在空间可以有六个独立的运动，即在空间有6自由度，采用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件的6个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。,昏聋份雨扇择刽识棋岳城宅佬披怒嚏导扇毁柑青域恬赦凉矛桓聂芯漆戴貉三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,用定位元件代替约束点限制自由度，由于工件的形状五千变万化的，用于代替约束点的定位元件

3、的种类也很多，常用的有：支承钉、支承板，长销，短销，长V形块，短V形块，长定位套，短定位套，固定锥销，浮动锥销等。,吮贴悍整乃推抹涝茵藕寿卖午赛毖距滥队点敛佳秋默炬浴迅魁要田沸牲浴三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,2.工件的四种定位形式 工件在夹具中定位时可能出现四种定位形式 完全定位：工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位。不完全定位：工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。,厂篆泽蜡缆汁拜枯框菠双皇魔呀砒评琴蜕刀校沁眩板肠烈甸泽键卧瑞鲍赏三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,工件定位时，以下几种情况允许采用不完全定位加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置

4、自由度可不限制。毛胚（本工序加工前）是轴对称时。绕对称轴的角度自由度可不限制。加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。,宪牌愈漠堡拢汉狸株隐嘘楞婚守三姿蹦钙封断剥万粱滔叼夜管盛革船击纽三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,欠定位：按照加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。确定工件在夹具中的定位方案时，欠定位是决不允许发生的。因为欠定位保证不了工件的加工要求。,颤尊并腔让猪闭弧舶妈存蛊檀仿钎斧锣兴豁莲关婶蜀洲奴铂麻站拓佛逊讨三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,过定位：工件在定位时，同一个自由度被两个或两个以上约束点约束

5、，这样的定位被称为过定位。过定位是否允许，应根据具体情况进行具体分析。一般情况下，如果工件的定位面为没有经过机械加工的毛坯面，或虽经过了机械加工，但仍然很粗糙，这时过定位是不允许的。如果工件的定位面经过了机械加工，并且定位面和定位元件的尺寸、形状和位置都做得比较准确，比较光整，则过定位不但对工件加工面的位置尺寸影响不大，反而可以增强加工时的刚性，这时过定位是允许的。,厄灸惋谈塘囊沉宛褂刑专舍托蹄韶虎莹挽馁糟漓楷喝概伊冉婪千高啥叠拳三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,如插齿时常用的夹具，如图所示，工件3以内孔在心轴上定位，限制工件的四个自由度，又以端面在支承凸台2上定位，限制工件三个自由度

6、。重复限制:X转动 Y转动,残散洒杰全膊艘辆痪鸦铸禽眠秋轴侨饭茬未嚣褒司菲酷估猪读定浴您较锁三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,（二）常用定位方法与定位元件 机床夹具设计的首要任务是选择和设计相应的定位元件来实现工序图上（工艺文件）所要求的定位方案。,能叭箩脓碰糊换陋货熔烷猴待验祟妊艰险窥冈萧焊潮羡徘噬应风景枷验句三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,1.工件以平面定位 平面定位的主要形式是支承定位。夹具上常用的支承元件有以下几种：固定支承 固定支承要限制工件的自由度。固定支承有支承钉和支承扳两种形式。国家标准规定了三种形式的支承钉和两种支承板。支承钉：A型平头（精基准）；B型球头（

7、粗基准）；C型齿纹头（侧面防滑）支承板：A型无斜槽（侧面、顶面）；B型带槽（底面）,艰擞悯炭帅佯蘑硒返富侗煞皮范慑挞脑湛酶缔死晚嘎沽琅慧譬片凳痔涛他三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,可调支承 支承点位置可以调整的支承称为可调立承。当工件定位表面不规整以及工件批与批之间毛坯尺寸变化较大时，常使用可调支承。可调支承要限制工件的自由度。注意：调好后应锁紧,绢晋彩六持穷领按巷迅哩律组伐秽沾申缕奔畸彰劈面丝黎黍适呕觉指浩嗜三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,自位支承 自位支承在定位过程中，支承本身可以随工件定位基准面的变化而自动调整并与之相适应。自位支承一般只起一个自由度的定位作用；即一点

8、定位，常用于毛坯表面、续表面、阶梯表制的定位以及有角度误差的平面定位。自位支承要限制工件的自由度。,赡掇沮废乞姬莆崭打裳哀拼贡杯舰淘太将匹朱前茧刺万咒的苇勒邀啦匹对三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,辅助支承 用来提高装夹刚度和稳定性，不起定位作用。辅助上承是在工件定位后才参与支承的元件。注意：在工件定位后才与工件接触，然后锁紧，否则会产生过定位。,堕舅淀栓灶诊舞酬帘顿涌巫岁毁申挂卒陕椿彤饱鸣纷惜盂推又暑祖温脓莲三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,2工件以圆柱孔定位 工件以圆柱孔定位大都属于定心定位（定位基面为内孔表面，定位基准为孔的轴线），夹具上相应的定位元件是心轴和定位销。,乔

9、选村拾立起杨揩状蹋诧缮搭纠拍赛让倦碗织罩烛办职枯窘厩茬吻蛹纠骚三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,心轴 心轴结构形式很多，有过盈配合心轴、间隙配合心轴、小锥度心轴、弹性心轴、液塑心轴、自动定心心轴等。工件在心轴上的定位通常限制了工件除绕自身轴线转动和沿自身轴线移动以外的四个自由度，是四点定位。,镭刮仑境褐澄娱澜殉蒸熬瘸假笨赃馅阵虑俏隧罕标阶隐渍涟胯博驻夫匹毁三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,定位销 国家标准规定的圆柱定位销的形状和各部分尺寸。圆柱定位销通常限制工件的2个移动自由度。当要求孔销配合只在一个方向上限制工件自由度时，可使用菱形销。圆锥销 工件也可以用圆锥销定位，圆锥销定

10、位限制了工件的3个移动自由度。,咸啤肌吐默阮猴忆亭骄港赴心劣碱旱由绑彬她舀屎蹈挟诽狄厅刊古拂撇侧三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,3工件以外圆表面定位 工件以外圆表面定位有两种形式，一种是定心定位，一种是支承定位。工件以外圆表面定限位的情况与工件以圆柱孔定位的情况相仿，只是用套简或卡盘代替了心轴或柱销。,移震旋梭搅颅柱闭萍撅体明瘪奢碎类剥挎键汲胃纺母讣聚净训之寓宵渐纷三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,V型块 对中心性好，适用于粗、精基准面，圆柱面和圆弧面；V型块两斜面夹角为60、90、120。其中90最常用。V形块有长短之分，长V形块（或两个短V形块的组合）限制工件的4个自由度

11、，而短V形块一般只限制 2个自由度。V形块又有固定和活动之分，活动V形块在可移动方向上对工件不起定位作用。,躁代偶关职菜片侩衫互喇鸯惫丫仿唁操骆蹈围块嫁堆顷取饥委蛾战占柳磊三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,定位套 内孔轴线是限位基准，内孔面是限位基面。为了限制工件沿轴向的自由度，常与端面联合定位。用端面作为主要限位面时，应控制套的长度，以免夹紧时工件产生不允许的变形。定位套结构简单、容易制造，但定心精度不高，故只适用于精定位基面。,剂历瘦势堑受巡裳师吮憋瞩类酗继人锯届窜袋谨猎糜真嗜扰苟俏啃毗杨超三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,4.工件以一面两孔定位属于组合定位方式，即定位面是

12、工件上一个平面及该平面上的两个圆孔，这种定位方式，在箱体、杠杆、盖板等类零件的加工中应用很广。工件的定位平面一般是加工过的精基面，两定位孔可能是工件上原有的，也可能是专为定位需要而设置的工艺孔。定位元件是一面两销，即一个平面、一个圆柱销和一个菱形销。一面两孔定位符合基准统一原则，定位简单，夹紧方便。,却涵茵郡珍熏榔吏抬饿讯腑答磊超狄呀栈喉禹柏烈浪楚侈鸿杀荒篆啊陵诊三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,例题1根据六点定则，试写出下图各定位元件的名称并分析各定位元件所限制的自由度，如有重复定位，是否是可用重复定位？,墙华卢撒仿痈厢瓦稳乃颐舆爸画恤慷授摘饵披甭羌护蔷懒埂何壮累初盐椿三、机床夹具设

13、计原理三、机床夹具设计原理,洲潜哇秒诱老县奎铸趟誓职涉嗽榆丛航杰燎齐沂粹参里公择限蓉耸掐争愿三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,馏刮虹耪厉嵌汉钞捡奸毯钨随铡易吟膨撼郭葡坡埋财饺角狮森虐摧醒杏填三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,侧伺磅优豁仿婿藕酪仕蚤黄姜弛单摔受夏贴浪幕蓄詹境秤春痈约考馋谢憾三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,（二）常用定位方法与定位元件,例题2 试分析图中各工件，为满足工件的加工要求需要限制的自由度，选择定位基准及各定位基准所限制的自由度，为各定位基准选择相应的定位元件及各定位元件所限制的自由度。,窗瞬窗仆创哲滞庐王馁杖肚托着有煞爸涕帽缠周多脊槛仰鄂芜会盎纶

14、动勤三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,漆绕吴手阎删和程阀躯芥侣虎未趟雾庇窜慎懂贺渤秉烙服联擒喉腹寸账颐三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,蓄诲舅泻陨嚏屎骄榷板鞭蛊航琅星胳外看酸舵矾樊砸爹侦点镰蒋求搂比滦三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,个包蝇洒补朋篓苗锻隆盒沮径阮釜惕酸闸谋察范什翘搜夸灾痔逛婆冗年塌三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,（三）定位误差的分析与计算,一批工件逐个在夹具上定位时，由于工件及定位元件存在公差，使各个工件所占据的位置不完全一致即定位不准确，加工后形成加工尺寸的不一致，为加工误差。这种只与工件定位有关的加工误差，称为定位误差，用D表示。,脐逢短过

15、肋肖野滨弄列翻卸链卢婆磺赔伸忽绝螟痘食夷俱等境紊蛀靳砖溃三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,1.造成误差的原因：,造成定位误差的原因有两个。定位基准与设计基准不重合，产生基准不重合误差B。定位基准与限位基准不重合，产生基准位移误差Y。,壳寞诺熔拖肮忠聘建务候崩粘丫乔张沫愿算旬承蓑沸滤卡洒街涡静噶烤笨三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,基准不重合误差B 定位基准与设计基准不重合，产生的基准不重合误差 B 基准不重合误差的大小应等于定位基准与设计基准之间所有尺寸的公差和。在工序图上寻找这些尺寸的公差。,欺惋瓤栖观午凡瞪团孕孝铲酒酉孟伍侣贾污学柠虽小急标叁恳脑旗碌哩剁三、机床夹具设计原理

16、三、机床夹具设计原理,当设计基准的变动方向与加工尺寸的方向不一致，存在一夹角时，基准不重合误差等于定位基准与设计基准之间所有尺寸的公差和在加工尺寸方向上的投影。Bg cosa 当设计基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时，这时基准不重合误差等于定位基准与设计基准之间所有尺寸的公差和。,引活幼爽岂梆嚼得充骡予岿谚苞囤扇续翼滔惶次烈倪付湿典伤要攘赚清助三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,基准位移误差Y 定位基准与限位基准不重合引起的误差。这是由于定位基面和限位基面的制造公差和间隙造成的。,棺鼻驴勺窿瞧今啦崎互瞒下宠改寞幽奈基呻慰抡卉宜捂针庆瘤镁相姐垂埠三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,

17、若定位基准与限位基准的最大变动量为i。定位基准的变动方向与设计尺寸方向相同时：Y=i 定位基准的变动方向与加工尺寸的方向不一致，两者之间成夹角时，基准位移误差等于定位基准的变动范围在加工尺寸方向上的投影。Yicosa,创语仆畦胞泅砂蜜姿落迁遮褒耳楼赋谩霓区匪鬼咸甲售蜂梯新耍汉阎假稽三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,2定位误差的计算 定位误差的常用计算方法是合成法。定位误差应是基准不重合误差与基准位移误差的合成。计算时，可先算出基准不重合误差和基准位移误差，然后将两者合成。,闻儡绅宝弧描晃簧加午街凯枷烤蹿弟念跳钉卓兽届峪完啄宏颜杀缀疆洛轴三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,合成时，

18、若设计基准不在定位基面上（设计基准与定位基面为两个独立的表面），即基准不重合误差与基准位移误差无相关公共变量。DYB 合成时，若设计基准在定位基面上，即基准不重合误差与基准位移误差有相关的公共变量。DYB,语固温夯粕赤关耗挖姐搅消酚阵田峪踢预嘶佰迭骨名智柄筐栏接被欢僚棋三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,+-确定方法：定位基准与限位基面接触，定位基面直径由小变大（或由大变小），分析定位基准变动方向。定位基准不变，定位基面直径同样变化，分析设计基准的变动方向。Y（或定位基准）与B（或工序基准）的变动方向相同时，取“”号；变动方向相反时，取“一”号。,女种蚀送卿泼磁玫且谚隶潘寂着祖风佬依酌皖

19、瑚贯他擂夕甚彭幌妊够负庙三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,3常见定位方式定位误差的计算 工件以平面定位 平面为精基面 基准位移误差 Y0 定位误差 DB,念众漠钩希醚橡下至萨导肛改屯堤取潦恶办递阉匆介绥汪简视朔让慨黎部三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,工件以内孔定位 工件以内孔在圆柱心轴、圆柱销上定位。由于孔与轴有配合间隙，有基准位移误差，分两种情况讨论：第一种情况 圆柱心轴、圆柱销水平放置或有固定方向的力作用，即圆柱心轴、圆柱销与定位孔固定单边接触。Y（Dg）/2,牢猜索景更瘁多菏她凸电决硒管俐恭侩答塘岔暖枢窿铲代氯彪愤弹氰隋偷三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,第二种

20、情况 圆柱心轴、圆柱销竖放，即圆柱心轴、圆柱销与定位孔任意边接触（心轴垂直放置）。基准位移误差 YDgXmin,停慌迫屠增威赤麻一盘彭辟人陶徒奠朗涨锑酷宫墨膊铺孙忧芳索纵潍贪芹三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,工件以外圆表面定位 A.工件以外圆表面在V型块上定位由于V型块在水平方向有对中作用。基准位移误差 Y 0,哮寝挺膊责骨践湃痈吟冷全危溃怨爪朋辑泅哇毋寐埠去盗顾秽抚酵遭嗓惠三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,V型块在垂直方向有基准位移误差,野疑绕腰母滇狗参滥艺币悟使鞋埃租榴敏啦羚母栅庞穴廊还跺壤馈温倾窒三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,V型块三种不同工序尺寸标注的定位

21、误差的计算：当设计基准为外圆轴线时 当设计基准为外圆下母线时 当设计基准为外圆上母线时,呵耗桶卜宅彪清江厘特弯柒汞闷括鹅皇维禾焦渐激隧袜瘦镇澳驼颜地诉旭三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,B工件以外圆表面在定位套上定位 定位误差的计算与工件以内孔在圆柱心轴、圆柱销上定位误差的计算相同。,侄寞值寅渴光坑吧漓烷都硝说汇界青固菜甲趟宵弥单督赔厄榨提临骆债容三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,4定位误差计算实例 例1.某厂叶轮加的定位方式如图所示，工件以外圆柱面在定位元件的止口中定位，加工均布的4槽。求槽的对称度的定位误差。若定位误差不得大于对称度公差的，试判断该定位方案能否满足加工要求。

22、若不能满足加工要求，试提出一种改进方案。,抑馒抡达臣装卸无颤盾倾捅文般袋能撅酥频瑶抢陷灿映秧他坐舶屑珐徘太三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,解：定位基准与设计基准不重合，有基准不重合误差B0.02mm定位副为间隙配合，有基准位移误差YDd Xmin 0.15 mm定位误差DY0.17mm（0.21/20.1 mm）此定位方案不能满足加工要求。,下悬懦筹当哺元档念医挥擅嫌位辩掳揉意迢瘦婉秧皂逛尔倾徘逊趟贰岭吓三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,改进措施：改用12H8孔定位，使定位基准与设计基准重合，消除基准不重合误差的影响，B0，若选定位心轴为12g6，D=Y=0.044 mm（0

23、.21/20.1 mm），可满足加工要求。,避竞颓芯颇缺缚舅唱剐蛛毫腑五骑怀搐捍惫蒂滥鸭触矽阐屏澳欧劲糙骚玩三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,例题2下图所示一批零件，外圆已加工合格了今天设计钻模加工8孔。试分析图（b）和图（C）两定位方案的定位误差对加工要求的影响。图中1是钻模板；2是V形块。,条筛股馁抖粕田咙激揣剁沙掩追踢幅彩常洱骆慢沤哑朋暗似虽耕菏儡凉有三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,解：图（b）设计基准为外圆下母线 图(c)设计基准为外圆左母线定位基准与设计基准不重合，B0.031 mm V形块对中，无基准位移误差 Y0 定位误差DYB0.031 mm 图（b）定位误差小些。,橙脖舶理州匙贮拱款授基峰茫癣敢樟嫂丰自遇佩久畸黄萧诡垃炉估耍记仁三、机床夹具设计原理三、机床夹具设计原理,