机床夹具设计原理

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1、第二章机床夹具设计原理一机床夹具概述1、机床夹具及组成夹具定义：在机床上用以装夹工件的一种装置。夹具组成：1)定位元件或装置2）夹紧元件或装置3）刀具导向元件或装置4）夹具在机床上定位的元件5）夹具体6）其它元件或装置2、机床夹具的分类按应用范围分：1）通用夹具（三爪、四爪卡盘虎钳、回转工作台。。。）2）专用夹具（用于批量生产）3）通用可调整夹具和成组夹具。（针对一组零件的某个工，由基础部分和可调整部分组成，元件可更换或调整）4）组合夹具（用于单件小批）由标准化的元件组合而成，具有以下特点：灵活多变，万能性强；可大大缩短生产准备周期；可减少专用夹具设计、制造的工作量，并可减少材料消耗；用于单

2、件、小批量生产及新产品试制。组合夹具的类型：槽系组合夹具（靠键和槽定位）和孔系组合夹具（通过孔与销来实现元件间的定位）。5）随行夹具（FMS、FMC等）是一种移动式夹具。工件安装在随行夹具上，由运输装置把随行夹具运送到各台机床上，并对随行夹具进行定位和夹紧。按机床工种分：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、自动机床夹具、数控机床夹具等。按其夹紧装置的动力源分类：手动夹具、气动夹具、液动夹具、电磁夹具、真空夹具。3、机床夹具的功用1）保证加工质量2）提高生产率3）扩大机床工艺范围4）减轻工人劳动强度，保证生产安全。二工件在夹具上的定位1、常用定位方法与定位元件1）工件以平面定位未

3、经机械加工的平面定位（支承钉…）已经机械加工的平面定位（支承钉、支承板…）平面定位的主要形式是支承定位,支承元件的结构形式有:固定支承：支承钉、支承板主要支承可调支承：支承点位置可调自位支承：可以随工件定位基准的变化而自动调整，并与之相适应，一般限制一自由度，具有2个以上支承点辅助支承辅助支承：定位后才参与支承，不起定位作用，增加刚度。主要支承：能限制工件自由度。固定支承安装：H7直接安装在夹具体的孔中，与孔的配合为r6夹具体上承托支承头的表面应凸起，以便把各个凸出面一次加工成一个平面夹具体采用通孔安装固定支承平头支承采用安装后一次磨平的方法使支承钉定位平面在一个平面（等高性）注意点：平面定

4、位时一般夹具面小于工件平面；支承板多用于精基准，为保证等高性，装配后进行磨削；自位支承常用于毛坯平面、断续平面、阶梯平面定位；辅助支承仅起增加刚度。2）工件以孔定位定心定位:定位基准是孔的中心线，常用的定位元件是各种心轴和定位销。心轴（限制四个自由度）:刚性心轴包括:过盈配合心轴(定心精度高，装卸困难)、间隙配合心轴(装夹方便，有误差)、锥度心轴(定心精度较高，轴向位置变化大)。除刚性心轴外，还有弹性心轴、液塑心轴、自动定心心轴等，同时定位和夹紧。心轴一般具有很小的锥度K，通常K=1:5000～1:1000。对于磨床用的圆锥心轴，其锥度可以更小，如K＝1:10000～1:5000。采用圆锥心

5、轴，孔、轴间的间隙得以消除，定心精度较高，可达0.005，0.01mm。定位销:包括短圆柱定位销(限制2个自由度)、菱形销(限制1个自由度)、圆锥销(限制3个自由度)。3）工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位有两种形式,一种是定心定位,一种是支承定位。支承定位常用的定位元件是V形块,其特点是:1、V形块的夹角一般为60、90、120度，已标准化。2、对中性好，可用于非完整外圆的表面定位。3、长v形块限制4个自由度。4、短v形块限制2个自由度。5、有活动和固定之分4）工件以特殊表面定位（圆锥孔）5）工件以一组基准定位2、定位误差计算1）定位误差定义工序基准在工序尺寸方向上位置的最大变动量。（调

6、整法）2）定位误差产生的原因基准不重合误差Δbc：工序基准和定位基准不重合引起的误差。基准位置误差Δjw：一批工件的定位基准在夹具中位置的最大变动量（工件的定位基面误差，定位元件工作面误差）。Δdw=Δbccosβ±ΔjwcosγΔbccosβ：Δbc在工序尺寸方向上的分量。β——定位尺寸与工序尺寸方向间的夹角。Δjwcosγ：Δjw在工序尺寸方向上的分量（投影）γ——基准位移方向与工序尺寸方向间的夹角。注意：1、定位误差针对具体的工序尺寸，找工序基准、方向最重要。2、定位误差针对调整法加工一批工件，试切法不存在。3、定位误差与切削过程无关。3）如何计算定位误差？1、几何法；2、微分法；3、

7、合成法Δdw=Δbccosβ±Δjwcosγ。几何法：a、画出工件定位简图b、找出工件变动两个极限位置c、找出工序基准d、工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量（Δdw）。微分法：a)L=L(X1,X2,…,A,B,…)L:工序尺寸。X1：定位尺寸，工序基准到定位基准间的尺寸。A，B：固定尺寸，如调刀尺寸、刀具尺寸∂L∂Lb)Δdw=Tx1+Tx2+…∂X∂X12基准位置误差计算（1）工件的定位基准面误差（2）