机械制造工艺学第六章机床夹具设计

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1、第一节机床夹具概述一、机床夹具及组成完成工件安装的工艺装备称为夹具。例：加工平面对工艺装备的要求第六章机床夹具设计2021/7/19（1）保证上与下面平行（2）保证工件不动机床夹具的组成（图6－1）1.定位元件——与工件定位基准配合。图中为“一面两销”（N面）2.夹紧装置——用于夹紧工件，图中为螺栓，螺母，压板3.对刀元件——确定刀具与夹具的相对位置，图中为对刀块（配合塞尺）2021/7/192021/7/194.连接元件——保证夹具与机床的相对位置，图中为定位键等。5.夹具体6.其它元件。二、机床夹具分类1.通用夹具：卡盘，顶夹，虎钳，分度头等。2.专用夹具专为某工件

2、某工序专门设计。2021/7/193.可调夹具、成组夹具——可加工结构相似的各种零件，可应用于成组加工工艺中。4.组合夹具——由一套标准化的夹具元件，按要求拼装而成，组合夹具站（或中心）的支持。5.随行夹具——用于自动线或柔性制造系统。工件安装在该夹具上，运输装置把夹具输送往各个机床，并在各机床上定位和卡紧夹具。各工序加工全部完成后，卸下工件。其它分类方式：按机床分类，按动力源分类等。2021/7/19三、机床夹具的功用（1）保证加工质量（精度）（2）缩短辅助时间，一般有T基+T辅>75%T单（3）扩大机床使用范围（4）改善劳动条件2021/7/19第二节工件在夹具的定

3、位一、常用定位方法与定位元件1.工件以平面定位（1）固定支承（图6－2）支承钉、支承板（2）可调支承（图6－3）——在一批零件的加工过程中，其作用同固定支承（即每批毛坯调整一次）（3）自位（浮动支承）——限制1个自由度。多点支承，支承稳定性，刚性好。（图6－4）（4）辅助支承（图6－5）——不限制自由度，可增加稳定性和刚性（夹紧后支承，且不破坏原定位）2021/7/192021/7/192021/7/192021/7/192021/7/19（二）工件以圆柱孔定位1、心轴（限制4-5个自由度）图6－6刚性心轴：过盈、间隙、小锥度可涨心轴：弹性、液塑、自定心2、定位销（限制

4、1-3个自由度）图6－7、8圆柱（2个）菱形（1个）锥销（3个）2021/7/192021/7/192021/7/192021/7/19（三）工件以外圆表面定位1、定心定位（与孔相同）（图6－9）2021/7/192、支承定位(V型块)α角：60度、90度、120度。（图6－10）2021/7/19V型块主要设计参数T——检验心轴中心高（V型块零件图上需标注）D——由工件确定N，H——参照标准选定（或经验公式计算）α=90度时，T=H+0.707D-0.5NV型块的设计标准GB2208-80(尺寸、材料、热处理等。)2021/7/19（四）工件以其它表面定位（图6－11

5、、12）锥度心轴，渐开线齿面等。（五）定位表面的组合形式（图6－13）2021/7/192021/7/192021/7/19二、定位误差的计算1.定位误差——工序基准在加工尺寸方向的最大变动量。△定=△不+△位置△不——基准不重合误差。工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向的最大变动量。△位——基准位置误差。定位基准制造误差。2021/7/19定位误差分析举例：2021/7/19加工孔AA1：基准重合△不=0∴△（定）A1=△位A1=2tgTα（箱体表面误差）A2：基准不重合，认定为△位=0（精加工顶面）∴△（定）A2=△不A2=TL2加工孔BB1：基准不重合，△不B1=

6、TL1，△位B1=2HtgTα∴△（定）B1=△不B1+△位B1=TL1+2HtgTαB2：△（定）B2=02021/7/192.用几何方法计算定位误差画出定位简图画出工件变动的极限位置，根据几何关系求解（工序尺寸方向的最大变动量）例6-2孔与销间隙配合，工序基准为孔心时的定位误差计算。（图6－17）第一种情况：孔与销可在任意边接触（销垂直安放，a图）定位基准为孔的中心线，基准重合；∴△不=0△位=孔与销的配合与公差2021/7/192021/7/191——孔公差TD/23——销公差Td/22——最小配合间隙，△min/2（按极值法计算）2021/7/19第二种情况：孔

7、与销在固定边接触（销水平安放）（销水平放置时，工件自重使销的上母线与孔的上母线单边接触。）工序基准为孔心时，定位基准为孔的一条母线，∴△不≠0O1——孔小时的中心线位置O2——孔大时的中心线位置O——销的中心线位置2021/7/19△定位与销的直径无关。（Td只与O的位置有关）2021/7/19例：工件以一面两孔定位（图6-18），限制自由度分析：平面销1限制销2限制所以向过定位消除过定位的方法方法1——减小销2直径2021/7/192021/7/19入上图所示：孔中心距最大值销中心距最小值孔径最小值：D1，D2销径最大值：d1=D1-△