机械制造工艺学课程设计3夹具设计.ppt

1、一一、夹具装夹法夹具装夹法 用夹具装夹对刀或引导元件夹具体定位元件夹紧装置第一节 夹具基础二二 机床夹具分类及组成机床夹具分类及组成 1机床夹具的分类机床夹具的分类 （1）机床夹具按其使用范围分。）机床夹具按其使用范围分。（2）机床夹具按其使用的机床分。）机床夹具按其使用的机床分。（3）根据产生夹紧力的动力源分。）根据产生夹紧力的动力源分。2机床夹具的组成机床夹具的组成 （1）定位元件。）定位元件。（2）夹紧装置。）夹紧装置。（3）联接元件。）联接元件。（4）对刀或导向元件。）对刀或导向元件。（5）夹具体。）夹具体。（6）其他元件及装置。）其他元件及装置。3机床夹具在机械加工中的作用机床夹具在

2、机械加工中的作用 （1）保证加工精度。）保证加工精度。（2）提高生产率，降低成本。）提高生产率，降低成本。（3）扩大机床工艺范围。）扩大机床工艺范围。（4）减轻工人的劳动强度。）减轻工人的劳动强度。夹具元件间常用的配合选择夹具体毛坯类型4.4.对刀装置对刀装置5.5.引导元件引导元件车孔夹具动画车孔夹具动画 第二节第二节 工件定位工件定位 一六点定位原则一六点定位原则 工件在空间直角坐标系中有六个自由度。工件能工件在空间直角坐标系中有六个自由度。工件能沿沿x、y、z轴线移动，称为移动自由度，分别表示轴线移动，称为移动自由度，分别表示为为 、；并能绕着；并能绕着x、y、z轴转动，称为转动轴转动，

3、称为转动自由度。自由度。xyz 二定位基准二定位基准 定位基准按其所限制的自由度数分为：定位基准按其所限制的自由度数分为：主定位基准、导向定位基准和止推定位基准。主定位基准、导向定位基准和止推定位基准。工件的六点定位支承钉的布置 工件定位中的几种情况工件定位中的几种情况 （1）完全定位。）完全定位。（2）不完全定位。）不完全定位。（3）欠定位。（4）过定位。过定位造成的后果：过定位造成的后果：（1 1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；（2 2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）过定位一般是不允许

4、的，但在精加工时也可看到。过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。三、三、定位基准的选择定位基准的选择 1基准及其分类基准及其分类 （1）设计基准）设计基准设计基准分析 （2）工艺基准）工艺基准 1）定位基准：）定位基准：在加工时，用以确定工件的在加工时，用以确定工件的机床上或夹具中占据正确位置所采用的基准称为机床上或夹具中占据正确位置所采用的基准称为定位基准。定位基准。2）工序基准：）工序基准：在工序图上用以标注本工序在工序图上用以标注本工序加工尺寸和形位公差的基准，称为工序基准。加工尺寸和形位公差的基准，称为工序基准。3）测量基准：）测量基准：零件检验时，用以测量已加零件检验时，用以测

5、量已加工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。4）装配基准：）装配基准：装配时，用以确定零件在部装配时，用以确定零件在部件或产品中位置的基准，称为装配基准。件或产品中位置的基准，称为装配基准。2定位基准的选择定位基准的选择 定位基准分为粗基准和基准。定位基准分为粗基准和基准。（1）精基准的选择）精基准的选择 1）基准重合原则：）基准重合原则：尽可能选用加工表面尽可能选用加工表面的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准不重合误差示例 3）互为

6、基准原则：）互为基准原则：当对工件上位置精度要求高的当对工件上位置精度要求高的表面进行加工时，需要用两个表面互为基准，反复加工表面进行加工时，需要用两个表面互为基准，反复加工的原则。的原则。4）自为基准原则：）自为基准原则：某些要求加工余量小而均匀的某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工面本身作为定位基准，称为自为精加工工序，选择加工面本身作为定位基准，称为自为基准原则。基准原则。（2）粗基准的选择）粗基准的选择 2）基准统一原则：）基准统一原则：应尽可能使多个加工表面应尽可能使多个加工表面和加工工序采用同一组定位基准，这就是基准统和加工工序采用同一组定位基准，这就是基准统一原则。一原

7、则。1）余量最小原则：）余量最小原则：为了保证零件各加工面都为了保证零件各加工面都有足够的加工余量，应选择加工余量最小的表面有足够的加工余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。为粗基准。2）重要表面原则：）重要表面原则：为了保证工件上某些重要表为了保证工件上某些重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。床身加工粗基准选择 3）非加工表面原则：）非加工表面原则：如果主要要求保证加如果主要要求保证加工面与非加工面间的位置要求，则应选非加工面工面与非加工面间的位置要求，则应选非加工面为粗基准，以求均匀，外形对称。为粗基准，以求均匀，外形对称。选非加工面

8、为粗基准 4）不重复使用原则：）不重复使用原则：粗基准在同一尺寸方粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。向上只能使用一次。不应重复使用粗基准四、四、定位方式及定位元件定位方式及定位元件 1.工件以平面定位工件以平面定位 （1）主要支承）主要支承 1）固定支承）固定支承 2)2)可调支承可调支承 多用于毛面定位，每批调整一次多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批以补偿各批 毛坯误差毛坯误差自位支承自位支承支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，一般只限制一般只限制一个自由度，一个自由度，即一点定位。即一点定位。（2）辅助支承 2工件以圆孔定位工件以

9、圆孔定位 （1）定位销）定位销 定位销常用的有圆柱销和圆锥销。定位销常用的有圆柱销和圆锥销。2 2）定位心轴）定位心轴 主要用于盘套主要用于盘套 类零件的定位类零件的定位 3工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位 （1）在）在V形块中定位形块中定位V形块结构2)2)定位套筒定位套筒 工件定位基准面定位元件定位方式简图定位元件特点限制的自由度平面支承钉1，2，3 、4，5 、6 支承板每个支承板也可设计成两个或两个以上小支承板1，2 、3 、固定支承与自位支承1，3固定支承2自位支承1，2 、3 、固定支承与辅助支承1，2，3，4固定支承5辅助支承1，2，3 、3 、5增强刚性，不限制自由度表 常

10、见定位元件所限制的自由度 工件定位基准面定位元件定位方式简图定位元件特点限制的自由度圆孔定位销（心轴）短销（短心轴）、长销（长心轴）、短圆锥销单锥销 、1固定销2活动销1 、2 、（续）工件定位基准面定位元件定位方式简图定位元件特点限制的自由度外圆柱面支承钉或支承板支承板或两个支承钉 、V形块窄V形块 、宽V形块或两个窄V形块 、垂直运动的窄活动V形块 （或 ）（续）工件定位基准面定位元件定位方式简图定位元件特点限制的自由度外圆柱面定位套短套 、长套 、半圆套短半圆套 、长半圆套 、锥套单锥套 、1固定锥套2活动锥套1 、2 、（续）工件定位基准面定位元件定位方式简图定位元件特点限制的自由度锥

11、孔顶尖1固定顶尖2活动顶尖1 、2 、锥心轴 、（续）第三节第三节 定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 （1）定位误差以 表示。（2）安装误差和调整误差 。（3）加工方法误差以 表示。加工公差 。DT-ACKDT-AGKn例：孔销配合例子n基准位置误差位置（O）：定位基准O相对于其理想位置O的最大变动量 位置（O）=O1O2=O3O4=TD+Td1+Xmin=Xmaxn基准不重合误差不重（A）：工序基准A相对于定位基准理想位置O的最大变动量不重（A）=A1A2=Td/22、定位误差的组成及计算定位误差主要由基准位置误差位置（O）和基准不重合误差不重（A）组成。定位（H）=位置（O）+不重

12、（A）=O1O2+Td/2 工序基准为工件轴心线工序基准为工件轴心线 此时为定位基准与工序基准重合，则基准不重合误差为零，而基准位移的方向又与加工尺寸方向一致，所以加工尺寸B2的定位误差为工序基准为外圆上母线工序基准为外圆上母线 此时为定位基准与工序基准不重合。不仅有基准位移误差，而且还有基准不重合，又定位尺寸与加工尺寸方向一致，所以尺寸B1的定位误差为 即2sin22dYDB222121min1max11POOPPPBBDB22sin21ddDB工序基准为外圆下母线工序基准为外圆下母线 此时亦为基准不重合，且基准位移和定位尺寸的方向均与加工尺寸方向一致，故工序尺寸B3的定位误差为即1221m

13、in3max33CACAAABBDB22sin23ddDB第四节 工件的夹紧 一、一、夹紧装置的组成及基本要求夹紧装置的组成及基本要求 1夹紧装置的组成夹紧装置的组成螺旋压板夹紧紧紧固固件件 紧固件紧固件在夹具系统中所占的比例较大，数量约占一半以上，主要用于连接夹具系统中的各类元件及紧固被加工工件二、二、夹紧力三要素的确定夹紧力三要素的确定 1夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定 1）夹紧力的作用方向应不破坏工作定位的准确）夹紧力的作用方向应不破坏工作定位的准确性和可靠性，夹紧力的方向应指向主要定位基准面。性和可靠性，夹紧力的方向应指向主要定位基准面。2）夹紧力方向应使工件的夹紧变形尽可能小）夹紧

14、力方向应使工件的夹紧变形尽可能小。3）夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小。2夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择 1）夹紧力的作用点应落在支承元件上或几）夹紧力的作用点应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内。个支承元件所形成的支承面内。夹紧力作用点应在支承面内 2）夹紧力作用点应选在工件刚性较好的部位。3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面，以减）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面，以减小切削力对工件造成的翻转力矩。小切削力对工件造成的翻转力矩。3夹紧力大小的确定夹紧力大小的确定 夹紧力的大小根据切削力、工件重力的夹紧力的大小根据切削力、工件重力的大小、方向和相互位置关系具体计算，并大小、方向和相互位置关系具体计算，并乘以安全系数乘以安全系数K，一般精，一般精加工加工K=1.52 2，粗加工粗加工K=2 2.53。