退出第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)返回主頁第一節(jié)概述第二節(jié)工件的定位第三節(jié)工件的夾緊第四節(jié)夾具在機(jī)床上的定位、對(duì)刀和分度第五節(jié)專用機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求及方法上一頁下一頁第六節(jié)計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)（自學(xué)）第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁進(jìn)入下一節(jié)機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要求（一）保證加工精度（最基本）（二）夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)（三）安全、方便、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度（四）排屑順暢（五）有良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性6.1概述第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁進(jìn)入下一節(jié)6.1.1機(jī)床夾具的基本組成（一）定位元件及裝置*——確定工件正確位置；（二）夾緊元件及裝置*——固定工件于已獲得的正確位置；（三）導(dǎo)向及對(duì)刀元件——確定工件與刀具之間的距離相互位置；（四）動(dòng)力裝置——減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率；（五）夾具體*——將各元件連為一體；與機(jī)床安裝一體；（六）其它元件及裝置——定向鍵等（銑、鏜）。

定位、夾緊、夾具體三部分不可缺少鉆孔鉸孔夾具第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁6.1.2機(jī)床夾具的作用（一）保證加工精度：

定位——獲得正確的位置；

夾緊——加工過程中保證工件在正確的位置上不變。（二）提高生產(chǎn)率：減少輔助時(shí)間。（三）擴(kuò)大機(jī)床的適用范圍。（四）減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁6.1.3機(jī)床夾具的類型（一）通用夾具：通用性強(qiáng)——單件小批量生產(chǎn)；（二）專用夾具：用于特定工序——成批生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)；（三）可調(diào)整夾具和成組夾具：有一定可調(diào)整性，可更換部分元件，調(diào)整部分裝置；可調(diào)整夾具：同類產(chǎn)品，不同品種生產(chǎn)成組夾具：尺寸、結(jié)構(gòu)、工藝相似件，適合多品種、中小批量生產(chǎn)；（四）組合夾具：由標(biāo)準(zhǔn)化元件構(gòu)成——單件小批量生產(chǎn)中位置精度要求較高零件；（五）隨行夾具：定位、夾緊、運(yùn)載工具——自動(dòng)線、柔性制造系統(tǒng)。第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁6.1.4在夾具上加工的工件加工誤差組成加工誤差產(chǎn)生因素：1定位、夾緊誤差（安裝誤差）2對(duì)定誤差——夾具相對(duì)于機(jī)床主軸（或刀具）或運(yùn)動(dòng)軌道位置誤差3加工過程中的誤差——機(jī)床、熱變形、振動(dòng)等加工誤差不等式：為了得到合格零件，必須是上述各項(xiàng)誤差之和等于或小于零件的相應(yīng)公差T，即δ安裝+δ對(duì)定+δ過程≤T通常，δ安裝≤1/3T，δ對(duì)定≤1/3T，δ過程≤1/3T或綜合考慮：δ安裝+δ對(duì)定≤2/3T第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁6.2工件的定位夾具設(shè)計(jì)時(shí)，原則上應(yīng)選擇工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。（一）六點(diǎn)定位原理由上述分析可以看出：工件定位——采取適當(dāng)約束措施，消除工件的六個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)工件定位。

長方體工件的定位

圓盤工件的定位

軸類工件的定位返回工件的定位原理1．自由物體：在空間占有任意位置的物體，工件在未放入夾具前可以看作自由物體2．六個(gè)自由度3．定位支承點(diǎn)（約束點(diǎn)）如圖

4、六點(diǎn)定位原理任何一個(gè)物體在空間直角坐標(biāo)系中都有6個(gè)自由度要確定其空間位置，就需要限制其6個(gè)自由度將6個(gè)支承抽象為6個(gè)“點(diǎn)”，采用6個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)來限制工件的6個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位，稱之為六點(diǎn)定位原理。兩點(diǎn)注意：“點(diǎn)”的含義——對(duì)自由度的限制，與實(shí)際接觸點(diǎn)不同——夾緊與定位概念分開根據(jù)加工精度要求，確定工件應(yīng)該限制的自由度數(shù)目【例1】：在球面上加工平面：如下圖應(yīng)限制球面上加工平面 【例2】球面上加工通孔：如下圖應(yīng)限制球面上加工孔 四.定位元件的選擇（一）平面定位元件（工件以平面定位）平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承釘、支承板、夾具支承件和夾具體的凸臺(tái)及平面等

1.主要支承（1）固定支承（支承釘）

：

支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)

支承釘?shù)亩ㄎ?/p>

2）支承板

支承板的結(jié)構(gòu)

支承板的定位

Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y 平面定位的幾種情況

Z X Y Z X Y （2）可調(diào)支承：可調(diào)支承的定位工作面可沿其軸線方向在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)

可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式

（3）自位支承：自位支承也稱浮動(dòng)支承，它的定位工件面的位置能隨工件定位基準(zhǔn)面的位置的變化而自動(dòng)與之相適應(yīng)。

自位支承的結(jié)構(gòu)

2．輔助支承：輔助支承是在工作定位以后才參與支承的，且在使用中不能破壞工件的原有定位。所以，輔助支承不是定位元件，它不起定位作用，只起提高工件加工部位剛性和穩(wěn)定性的作用。A輔助支承的應(yīng)用輔助支承的應(yīng)用

B輔助支承結(jié)構(gòu)

輔助支承的結(jié)構(gòu)

注：“輔助支承”與“可調(diào)支承”的區(qū)別：輔助支承是在工件定位后才參與支承的元件，其高度是由工件確定的，因此它不起定位作用，但輔助支承鎖緊后就成為固定支撐，能承受切削力。（二）圓孔表面定位元件（工件以圓孔定位）工件以圓孔定位多屬于定心定位（定位基準(zhǔn)為圓柱孔軸線）。常用定位元件是定位銷和心軸。定位銷有圓柱銷、圓錐銷、菱形銷等形式；心軸有剛性心軸（又有過盈配合、間隙配合和小錐度心軸等）、彈性心軸之分。1圓柱銷圓柱銷的結(jié)構(gòu)

2.菱形銷菱形銷的結(jié)構(gòu)

圓柱銷的定位

3.圓錐銷

圓錐銷的結(jié)構(gòu)

圓錐銷的定位

4.定位心軸

定位心軸的結(jié)構(gòu)

定位心軸的定位

工件以圓錐孔定位工件以圓錐孔定位時(shí)，所用定位元件為圓錐心軸或圓錐銷。圓錐心軸限制工件5個(gè)自由度，圓錐銷限工件三個(gè)自由度

圓錐心軸定位

工件以圓錐孔定位情況

（三）外圓表面定位元件（工件以外圓柱面定位）工件以外圓柱面定位兩種形式：定心定位和支承定位。工件以外圓柱面定心定位的情況與工件以圓孔定位的情況相仿（用套筒和卡盤代替心軸或柱銷）。支承定位時(shí)用支承板、支承釘。1）圓定位套

工件外圓以套筒和錐套定位

工件外圓以套筒定位情況2）支承板支承板對(duì)外圓柱面的定位就是平面與外圓母線的接觸，長支承板或兩個(gè)支承釘與外圓面接觸，限制工件兩個(gè)自由度，短支承板或支承釘與外圓柱面接觸，限制一個(gè)自由度

支承板對(duì)外圓定位

3）V形塊用于完整的外圓柱面和非完整的外圓柱面的定位，是外圓定位中最常用的定位元件。

V形塊的結(jié)構(gòu)形式

V形塊的定位

V形塊的特點(diǎn)V形塊對(duì)外圓柱面定位，形式上是支承定位（V形塊兩斜面于外圓柱面接觸），但其實(shí)質(zhì)是定心定位。V形塊能起對(duì)中作用，即工件軸心必處于V形塊兩斜面的對(duì)稱中心平面之上可以用于非完整外圓的定位活動(dòng)V形塊常常起著定位和夾緊的雙重作用（既是定位元件，又是夾緊元件）。工件定位時(shí)的幾種情況1、完全定位：工件的6個(gè)自由度均被限制，稱為完全定位2、不完全定位（部分定位）工件6個(gè)自由度中有1個(gè)或幾個(gè)自由度未被限制，稱為不完全定位。不完全定位不等于定位不完全①工件本身相對(duì)于某個(gè)點(diǎn)、線是完全對(duì)稱的，則工件繞此點(diǎn)、線旋轉(zhuǎn)的自由度無法被限制（即使被限制也無意義）。例如球體繞過球心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，圓柱體繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)等。②工件加工要求不需要限制某一個(gè)或某幾個(gè)自由度。如加工平板上表面，要求保證平板厚度及與下平面的平行度，則只需限制3個(gè)自由度就夠了。3、欠定位工件加工時(shí)必須限制的自由度未被完全限制，稱為欠定位。欠定位不能保證工件的正確安裝，因而是不允許的。4、過定位（重復(fù)定位）過定位——工件某一個(gè)自由度（或某幾個(gè)自由度）被兩個(gè)（或兩個(gè)以上）約束點(diǎn)約束，稱為過定位。過定位是否允許，要視具體情況而定：1）如果工件的定位面經(jīng)過機(jī)械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位是允許的。有時(shí)還是必要的，因?yàn)楹侠淼倪^定位不僅不會(huì)影響加工精度，還會(huì)起到加強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過機(jī)械加工，但加工精度不高，這時(shí)過定位一般是不允許的，因?yàn)樗赡茉斐啥ㄎ徊粶?zhǔn)確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。措施：1.改變定位元件的結(jié)構(gòu)（長銷改短銷；短圓柱銷改削邊銷）2.撤銷重復(fù)限制自由度的定位元件3.提高位置精度六.定位分析方法1.分析思路：（正向分析法、逆向分析法）2.分析步驟：（總體分析法、分件分析法）返回第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁6.2.3定位誤差的分析與計(jì)算按定位基本原理進(jìn)行夾具定位分析，是解決單個(gè)工件在夾具中占有準(zhǔn)確加工位置的問題，要達(dá)到一批工件在夾具中都占有準(zhǔn)確加工位置，必須對(duì)一批工件在夾具中定位時(shí)的定位誤差進(jìn)行分析計(jì)算，根據(jù)誤差大小，決定該方案是否保證加工要求，從而證明該定位方案的可行性，并且根據(jù)定位誤差的分析計(jì)算，找到影響定位誤差的因素，從而找到減少定位誤差和提高夾具工作精度的途徑。由次可見，分析計(jì)算定位誤差是夾具設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……6.2.3定位誤差的分析與計(jì)算（一）定位誤差及其計(jì)算方法1．定位誤差：用夾具裝夾加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確引起該批工件在某加工精度參數(shù)（尺寸、位置）的加工誤差，稱為該加工精度參數(shù)的定位誤差（簡稱定位誤差）。定位誤差以其最大誤差范圍來計(jì)算，其值為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（工序基準(zhǔn)）在加工精度參數(shù)方向上的最大變動(dòng)量。定位誤差用ΔDW表示。

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……6.2.3定位誤差的分析與計(jì)算2.定位誤差產(chǎn)生的原因：

1）基準(zhǔn)不重合誤差：當(dāng)定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位移量，用ΔJB表示。定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)之間必然存在一個(gè)聯(lián)系尺寸L，稱為定位尺寸，基準(zhǔn)不重合誤差ΔJB就是定位尺寸的公差（即ΔJB

=定位基準(zhǔn)至工序基準(zhǔn)之間的尺寸公差）。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)盡量使兩者重合?！纠?】如下圖，工件加工一個(gè)通槽，工件所要保證的加工尺寸為a±△a，因此設(shè)計(jì)夾具時(shí)只需要限制a所在方向的自由度,以C面為定位基準(zhǔn),工件以夾具定位加工，按調(diào)整法進(jìn)行，刀具位置按對(duì)刀基準(zhǔn)調(diào)整。ΔDW產(chǎn)生的原因：a尺寸的工序基準(zhǔn)是B，定位基準(zhǔn)是C，兩者是不重合的基本不重合誤差產(chǎn)生原因

Amin

2△L

a)

b)

L

±

△L

a

±

△a

B

C

Amin

2）基準(zhǔn)位移誤差：

定位基準(zhǔn)相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)的位置移動(dòng)產(chǎn)生的定位誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，用△JW表示?；鶞?zhǔn)位置誤差與定位基準(zhǔn)相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)的最大位置移動(dòng)量密切相關(guān)?！纠?0】如下圖為一套筒類零件放在水平心軸上定位而銑鍵槽的例子，加工時(shí)要保證尺寸b和h，b是由刀具本身的寬度尺寸決定，h則按心軸中心調(diào)整好銑刀的高度位置h1來保證。

套筒類零件加工鍵槽

分析：采用該定位方式，定位基準(zhǔn)是工件內(nèi)孔圓心，工序基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為）工件下母線，對(duì)刀基準(zhǔn)是定位心軸的圓心。由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合，因此存在基準(zhǔn)不重合誤差。2）基準(zhǔn)位移誤差：

定位基準(zhǔn)相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)的位置移動(dòng)產(chǎn)生的定位誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，用△JW表示?；鶞?zhǔn)位置誤差與定位基準(zhǔn)相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)的最大位置移動(dòng)量密切相關(guān)。本例是由內(nèi)孔和心軸之間的最大間隙所決定的?！鱆W

基位移誤差產(chǎn)生原因

b

±

△b

h-△h

?

Dmax

?

dmin

hmin

hmax

基準(zhǔn)位移誤差產(chǎn)生的原因

定位誤差的計(jì)算方法由以上分析得知，當(dāng)定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)產(chǎn)生位移，會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差δ不重

當(dāng)定位副制造不準(zhǔn)確時(shí)，會(huì)引起定位基準(zhǔn)相對(duì)于對(duì)刀基準(zhǔn)產(chǎn)生位移，從而產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差△JW當(dāng)兩項(xiàng)誤差同時(shí)發(fā)生時(shí)，所產(chǎn)生的定位誤差為工序基準(zhǔn)相對(duì)與對(duì)刀基準(zhǔn)的最大位移。定位誤差應(yīng)表示為

ΔDW

=ΔJB

±△JW當(dāng)ΔJB和△JW由兩個(gè)互不相關(guān)的變量引起時(shí)，用“+”；當(dāng)ΔJB和△JW是同一變量引起時(shí)，要判斷兩者對(duì)ΔDW的影響是否同向，方向相同時(shí)用“+”，方向相反時(shí)用“－”。分析計(jì)算定位誤差時(shí)應(yīng)注意的問題：（1）定位誤差是指工件某工序中某加工精度參數(shù)的定位誤差。它是該加工精度參數(shù)（尺寸、位置）的加工誤差的一部分。（2）某工序的定位方案對(duì)本工序的多個(gè)不同加工精度參數(shù)產(chǎn)生不同的定位誤差，應(yīng)分別逐一計(jì)算。（3）分析計(jì)算定位誤差的前提是用夾具裝夾加工一批工件，用調(diào)整法保證加工要求。（4）計(jì)算出的定位誤差數(shù)值是指加工一批工件時(shí)某加工精度參數(shù)可能產(chǎn)生的最大誤差范圍（加工精度參數(shù)最大值與最小值之間的變動(dòng)量）。它是個(gè)界限范圍，而不是某一個(gè)工件定位誤差的具體值。（5）一批工件的工序基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）相對(duì)定位基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)產(chǎn)生最大位置變動(dòng)量是產(chǎn)生定位誤差的原因，而不一定就是定位誤差的數(shù)值。（二）幾種典型表面定位時(shí)的定位誤差的分析計(jì)算1．平面定位時(shí)的定位誤差平面定位時(shí)，工件定位面與定位元件定位工作面是平面接觸，粗基準(zhǔn)時(shí)△JW

=

ΔH；精基準(zhǔn)時(shí)，兩者的幾何位置不會(huì)發(fā)生相對(duì)變化，即定位基準(zhǔn)和對(duì)刀基準(zhǔn)是重合的，不存在基準(zhǔn)位移誤差△JW

=0其可能產(chǎn)生的誤差是基準(zhǔn)不重合誤差。【例11】．加工一批工件如圖所示，除了A、B處臺(tái)階面其余各表面均已加工合理，現(xiàn)在采用由圖所示夾具定位方案加工A、B面，保證尺寸30±0.1mm和60±0.06mm，試分析此定位方案產(chǎn)生的定位誤差能否滿足加工要求。銑臺(tái)階面工序定位誤差的分析計(jì)算

解：1．尺寸30±0.1，定位基準(zhǔn)是C，工序基準(zhǔn)是孔的軸線，定位尺寸為52±0.02，

△JW

=0

ΔJB

=定位尺寸的公差=0.04

ΔDW

=ΔJB

+△JW=0.04，而尺寸30±0.1的Δ=0.2∴ΔDW

≤1/3Δ滿足要求2．尺寸60±0.06，定位基準(zhǔn)D，工序基準(zhǔn)為D，定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合△JW

=0

ΔJB

=0

ΔDW

=△JW

+ΔJB

=0滿足要求2．圓孔定位時(shí)定位誤差的計(jì)算工件采用圓孔定位室時(shí)，工件定位面是圓柱孔，定位工件的定位工作面是外圓柱面，兩者以一定性質(zhì)的配合實(shí)現(xiàn)工件定心定位，應(yīng)根據(jù)配合性質(zhì)的不同，分別計(jì)算定位誤差。1）定位面與定位工作面是過盈配合，不存在配合間隙。則

ΔJW

=0，ΔDW

=ΔJB2）定位面和定位工作面作間隙配合一般情況下，定位面和定位工作面的接觸點(diǎn)是隨機(jī)的。特殊情況下接觸點(diǎn)固定不變（例如水平放置時(shí)）。根據(jù)前述，當(dāng)接觸點(diǎn)固定不變時(shí)，ΔJW是由內(nèi)孔和心軸之間的最大間隙所決定的。

ΔJW若定位面和定位工作面的接觸點(diǎn)是隨機(jī)的，則

ΔJW其中：Dmax為定位孔的最大值dmin為定位用心軸或銷子的最小直徑【例12】：有一批如圖所示的工件，外圓，內(nèi)孔和兩端面均已加工合格，并保證外圓對(duì)內(nèi)孔的同軸度誤差在范圍內(nèi)。今按圖示的定位方案，用心軸定位，在立式銑床上用頂尖頂住心軸銑槽子。除槽寬要求外，還應(yīng)保證下列要求：（1）槽的軸向位置尺寸；（2）槽底位置尺寸（3）槽兩側(cè)面對(duì)外圓軸線的對(duì)稱度公差。試分析計(jì)算定位誤差，判斷定位方案的合理性。

用心軸定位內(nèi)孔銑槽工序的定位誤差分析計(jì)算

解：1．對(duì)尺寸而言：工序基準(zhǔn)為工件左端面，定位基準(zhǔn)也是工件左端面，平面定位。所以ΔJB

=0，ΔJW

=0，ΔDW

=02．對(duì)尺寸來說：尺寸的定位誤差：工序基準(zhǔn)為外圓下母線，定位基準(zhǔn)為內(nèi)孔軸線，對(duì)刀基準(zhǔn)為心軸軸線。定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合，定位尺寸為

ΔJB1（外圓下母線和外圓圓心之間的位置關(guān)系）內(nèi)孔和外圓有同軸度誤差，這項(xiàng)誤差會(huì)引起的基準(zhǔn)不重合誤差為：ΔJB2內(nèi)孔和心軸作間隙配合，所引起的基準(zhǔn)位移誤差為：ΔJW=0.0205ΔJB1，ΔJB2，ΔJW三個(gè)量都是獨(dú)立變量，互不相干，又都在同一尺寸方向上，因此：ΔDW

=0.008+0.015+0.0205=0.0435≤（1/3）T=（1/3）×0.25=0.083，能保證加工要求。

3．對(duì)稱度的定位誤差：定位基準(zhǔn)內(nèi)孔軸線，工序基準(zhǔn)外圓軸線，對(duì)刀基準(zhǔn)心軸軸線。定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)引起的基準(zhǔn)不重合誤差是由同軸度誤差引起的。ΔJB

=0.015內(nèi)孔和心軸作間隙配合，所引起的基準(zhǔn)位移誤差為：

ΔJW=0.0205∴ΔDW

=0.015+0.0205=0.0355≤（1/3）T=（1/3）×0.25=0.083能保證加工要求。3．外圓定位時(shí)定位誤差的分析計(jì)算。

1）用定位套來定位外圓，定位誤差的分析計(jì)算，同圓柱孔在心軸中定位分析計(jì)算相同。2）V形塊定位外圓時(shí)的定位誤差V形塊是一個(gè)定心定位元件，定位面是外圓柱面，定位基準(zhǔn)是外圓軸線，對(duì)刀基準(zhǔn)是理論圓（直徑尺寸為工件定位外圓直徑的平均尺寸）的軸線。當(dāng)一批工件在V形塊上定位時(shí)，由于外圓直徑變化引起定位基準(zhǔn)相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)發(fā)生位置的變化，產(chǎn)生ΔJW

。如圖2-48所示

V形塊定位外圓時(shí)的定位誤差分析計(jì)算

o C dmax

dmin

do

'

O1

'

'

O22

圖中，O為理論圓的中心，O‘，O’‘為外圓直徑為dmax和dmin時(shí)的圓心位置。在三角形O‘CO’’中

【例13】．一批如圖所示工件，外圓已經(jīng)加工合格，現(xiàn)在用V形塊定位銑寬度為b的槽，若要求保證槽底的尺寸分別為L1，L2，L3，試分別計(jì)算這三種不同尺寸要求的定位誤差。解：1．L1的定位誤差如右圖所示L1工序基準(zhǔn)為外圓軸線，定位基準(zhǔn)為外圓軸線。兩者不存在基準(zhǔn)不重合誤差。對(duì)刀基準(zhǔn)為理論圓中心。存在基準(zhǔn)位移誤差L2的工序基準(zhǔn)為外圓上母線，定位基準(zhǔn)為外圓中心，存在基準(zhǔn)不重合誤差，對(duì)刀基準(zhǔn)為理論圓中心。存在基準(zhǔn)位移誤差L2的定位誤差為兩者的合成。兩者都是由外圓直徑的變化同時(shí)引起的。所以要判斷兩者的方向特點(diǎn)。當(dāng)外圓直徑從大到小時(shí)，工序基準(zhǔn)M相對(duì)定位基準(zhǔn)O是向O方向即向下偏移的。當(dāng)放入V形塊中后，當(dāng)外圓直徑由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)相對(duì)與對(duì)刀基準(zhǔn)也是向下偏移的。綜合起來兩者合成方向相同。因此；2．L2尺寸的定位誤差L3的工序基準(zhǔn)為外圓下母線，定位基準(zhǔn)為外圓中心，存在基準(zhǔn)不重合誤差，對(duì)刀基準(zhǔn)為理論圓中心。存在基準(zhǔn)位移誤差L3的定位誤差為兩者的合成。兩者都是由外圓直徑的變化同時(shí)引起的。所以要判斷兩者的方向特點(diǎn)。當(dāng)外圓直徑從大到小時(shí)，工序基準(zhǔn)N相對(duì)定位基準(zhǔn)O是向O方向即向上偏移的。當(dāng)放入V形塊中后，當(dāng)外圓直徑由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)相對(duì)與對(duì)刀基準(zhǔn)是向下偏移的。綜合起來兩者合成方向相反。因此3．L3尺寸的定位誤差【例14】:如圖所示零件及定位方案，已知

兩外圓同軸度公差為Φ0.02，V形塊夾角α=90°。試計(jì)算：（1）銑鍵槽時(shí)尺寸A及對(duì)稱度的定位誤差；（2）若鍵槽深度要求A=,鍵槽對(duì)稱中心對(duì)軸線的對(duì)稱度公差為t=0.25，問此定位方案可行否？解：1．定位誤差的計(jì)算1）鍵槽中心對(duì)稱度的定位誤差（僅有基準(zhǔn)不重合誤差）：定位基準(zhǔn)小外圓軸心，工序基準(zhǔn)大外圓中心，對(duì)刀基準(zhǔn)V形塊理論圓中心。由于兩外圓有同軸度誤差，所以存在基準(zhǔn)不重合誤差=0.02對(duì)刀基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)存在的基準(zhǔn)位移誤差發(fā)生在垂直方向和對(duì)稱度誤差無關(guān)。因此在對(duì)稱度方向上，=0所以

2）A尺寸的定位誤差：定位基準(zhǔn)為小外圓軸線，工序基準(zhǔn)為大外圓的下母線，對(duì)刀基準(zhǔn)V形塊理論圓中心由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合，且兩外圓有同軸度誤差，所以存在基準(zhǔn)不重合誤差對(duì)刀基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)存在基準(zhǔn)位移誤差兩個(gè)誤差對(duì)尺寸A的影響是相互獨(dú)立的，因此總的定位誤差為：2．分析定位方案是否可行

故此定位方案可行4.工件以一面雙孔定位時(shí)定位誤差的分析計(jì)算

工件以一個(gè)大平面及與該平面垂直的兩個(gè)圓柱孔組合定位，簡稱為一面兩孔定位。此時(shí)，夾具上的定位元件由一個(gè)大的支承板及與該支承板垂直的兩短銷組合。生產(chǎn)實(shí)際中，一面兩孔組合形式常作為箱體類、連桿類、盤蓋類零件的統(tǒng)一基準(zhǔn)而廣泛應(yīng)用一面雙孔定位時(shí)定位情況

1．定位情況

，底面支承板：

左定位銷：

右定位銷：存在過定位情況，容易造成兩孔不能同時(shí)裝入定位銷，無法實(shí)現(xiàn)工件的裝夾。如圖所示2．過定位的解決辦法：可以采用縮短定位銷2的直徑補(bǔ)償，當(dāng)定位銷2直徑縮短到在如圖所示的兩種極限情況下都能裝入定位銷，則所有定位孔中心距在圖紙規(guī)定范圍內(nèi)的工件，都能裝入定位銷內(nèi)。一面雙孔定位時(shí)過定位的消除

3．采用一定位支承面，一個(gè)圓柱銷和一個(gè)菱形銷定位。一面兩孔組合定位中，當(dāng)夾具上的兩個(gè)短銷都為圓柱銷時(shí)，會(huì)因過定位產(chǎn)生干涉而使工件無法正確定位，如果將其中一個(gè)短銷加工成菱形銷，則可以消除兩銷連線方向上產(chǎn)生的過定位。第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……一面兩銷定位設(shè)計(jì)過程

（1）確定兩銷中心距尺寸及公差取兩銷中心距基本尺寸等于兩孔中心距基本尺寸，取兩銷中心距尺寸公差為兩孔中心距尺寸公差的1/3～1/5，（2）確定圓柱銷直徑d1尺寸及其公差帶圓柱銷1的基本尺寸取與之配合的定位孔的最小極限尺寸，圓柱銷直徑公差帶取g6或f7。

第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁

（3）確定菱形銷的寬度b、直徑d2及其公差帶菱形銷的結(jié)構(gòu)和尺寸在生產(chǎn)實(shí)際中已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化（標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)見表）。菱形銷的寬度b通過查表確定；再由下面的公式求出Δ2min，然后按d2=D2-Δ2min計(jì)算出菱形銷的直徑d2；菱形銷直徑尺寸的公差帶取h6或h7

注：d為菱形銷直徑;b為菱形銷寬度；d、B、b1、b參看圖冊(cè)【例15】如圖所示的工件，除了槽外其余各表面均已加工合格，現(xiàn)在需要設(shè)計(jì)銑槽夾具保證圖示的位置要求，試進(jìn)行銑床夾具的定位方案的設(shè)計(jì)計(jì)算?？椎闹睆綖殂姴酃ば虻募庸ひ?/p>

解：定位方案采用一面雙孔定位，夾具采用一個(gè)圓柱銷和一個(gè)菱形銷定位。1．決定銷心距基本尺寸與極限偏差

銷心距的基本尺寸應(yīng)該等于孔心距的尺寸。其公差等于對(duì)應(yīng)孔心距的1/3。即2．確定圓柱定位銷的定位直徑和極限偏差

考慮取最小間隙配合定位銷的制造經(jīng)濟(jì)精度，取圓柱定位銷定位直徑為，由于尺寸的設(shè)計(jì)(工序）基準(zhǔn)是通過定位孔1且垂直兩孔連心線的垂直坐標(biāo)軸，所以圓柱定位銷應(yīng)定位1孔。

3．確定菱形銷的定位結(jié)構(gòu)參數(shù)查表得菱形銷的圓柱部分的寬度為b=3根據(jù)定位銷的制造經(jīng)濟(jì)精度，取其制造公差帶為h6，則菱形銷的定位直徑尺寸為：即d2=4．計(jì)算定位誤差移動(dòng)定位誤差+轉(zhuǎn)角引起的誤差。P144公式第六章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)6.3工件的夾緊一、夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求二、夾緊力的確定三、常用夾緊機(jī)構(gòu)上一頁下一頁退出返回主頁四、其它夾緊機(jī)構(gòu)返回本章五、夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：

（1）保證定位準(zhǔn)確、可靠（不能破壞定位）；（2）工件與夾具的變形要在許可范圍內(nèi)；（3）夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠；（4）操作安全、省力、方便，符合習(xí)慣；（5）自動(dòng)化程度與生產(chǎn)綱領(lǐng)適應(yīng)。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁6.3.2夾緊力的確定夾緊力的確定——大小、方向、作用點(diǎn)（一）夾緊力方向的確定（1）應(yīng)有利于工件定位，不能破壞定位（主夾緊力垂直第一定位基準(zhǔn)）（2）與工件剛性高的方向一致（減少變形）（3）盡量與切削力、重力方向一致（減少夾緊力）圖27、28、29（二）夾緊力作用點(diǎn)的選擇（1）與支承點(diǎn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”對(duì)應(yīng)（2）作用在工件剛度高的部位圖31（3）盡量靠近切削部位（抗振性)（4）夾緊力反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁（三）夾緊力大小的確定

將夾具和工件看作剛性系統(tǒng)，以切削力的作用點(diǎn)、方向、大小處于最不利于夾緊時(shí)的狀況為工件受力情況，計(jì)算理論夾緊力，乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需夾緊力。

安全系數(shù)：S＝2－3或S=S1×S2×S3×S4

(S1－一般安全系數(shù)、材料性質(zhì)1.5－2；S2－加工性質(zhì)：粗1.2，精1；S3－刀具鈍化：1.1－1.3；S4－斷續(xù)切削：連續(xù)1，斷續(xù)1.2)第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁6.3.3常用夾緊機(jī)構(gòu)（一）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)：圖35優(yōu)點(diǎn)：有擴(kuò)力作用，可使力方向改變90°；缺點(diǎn)：α較小，夾緊行程較長。

斜楔夾緊受力分析

W－夾緊力；Q－原動(dòng)力；α－楔角（6－8°）φ1,φ2－摩擦角（實(shí)際上，tgφ1=μ1,tgφ2=μ2）第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁（二）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)圖37優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)力比可達(dá)80以上，自鎖性能好，簡單、方便；缺點(diǎn)：動(dòng)作慢，操作強(qiáng)度大。

W－夾緊力；Q－原動(dòng)力；L－作用力臂；α－螺紋升角；d0－螺紋中徑；φ1－螺母摩擦角；φ2－端部摩擦角；r’－端部當(dāng)量摩擦半徑。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……（三）偏心夾緊機(jī)構(gòu)圖39優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，動(dòng)作迅速；缺點(diǎn)：自鎖性能差，加緊行程和增力比?。贿m用范圍：工件尺寸變化小，切削力小而平穩(wěn)的場合。

偏心夾緊機(jī)構(gòu)受力分析

W－夾緊力；Q－原動(dòng)力；L－動(dòng)力力臂；

－夾緊楔角；ρ－轉(zhuǎn)動(dòng)中心O2到作用點(diǎn)P間的距離；

1－輪周作用點(diǎn)的摩擦角；φ2－轉(zhuǎn)軸處的摩擦角。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁（三）偏心夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

自鎖條件：一般推薦R/e=10設(shè)計(jì)過程：

（1）偏心量e——取決于夾緊行程；（2）偏心輪半徑R——取決于自鎖條件（R/e=10）；（3）Q及L——由W推出；（4）工作弧度選擇——P點(diǎn)前后30～45°（升角變化?。瓓A緊力穩(wěn)定；升程較大，夾緊行程大）。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁其它夾緊機(jī)構(gòu)（一）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)：（二）定心夾緊機(jī)構(gòu)：

（1）定位——夾緊元件按等位移原理來均分工件定位的尺寸誤差，實(shí)現(xiàn)定心或?qū)χ小?/p>

（2）定位——夾緊元件按均勻彈性變形原理來實(shí)現(xiàn)定心夾緊。

彈性夾頭第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁其它夾緊機(jī)構(gòu)（三）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

（1）仔細(xì)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析，確保設(shè)計(jì)圖能夠?qū)崿F(xiàn)；（2）保證各處夾緊均衡，運(yùn)動(dòng)不干涉；（3）各壓板能很好的松夾，以便裝卸工作；（4）注意整個(gè)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)受力環(huán)節(jié)的強(qiáng)度和剛度；（5）提高可靠性，降低制造成本。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁進(jìn)入下一節(jié)6.3.4夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置(一)氣動(dòng)夾緊裝置優(yōu)點(diǎn)：傳輸、分配方便，干凈；缺點(diǎn)：尺寸較大，有排氣噪音，夾緊力小。(二)液壓夾緊裝置優(yōu)點(diǎn)：裝置緊湊，工作平穩(wěn)，無噪音；缺點(diǎn)：成本高。（三）氣－液聯(lián)合夾緊裝置（氣液增壓器）

具有氣動(dòng)、液動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)(四)其它動(dòng)力夾緊裝置

真空夾緊（非導(dǎo)磁材料）電磁夾緊其它（重力、慣性力、彈性力等）第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)6.4夾具在機(jī)床上的定位、對(duì)刀和分度一、孔加工刀具的導(dǎo)向裝置二、對(duì)刀裝置三、分度裝置上一頁下一頁退出返回主頁四、對(duì)定裝置返回本章第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁孔加工刀具的導(dǎo)向裝置刀具的導(dǎo)向是為了保證孔的位置精度，增加鉆頭和鏜桿的支承以提高其剛度，減少刀具的變形，確保孔加工的位置精度。（一）鉆孔的導(dǎo)向裝置——鉆套固定鉆套:中小批量,只鉆一次可換鉆套:中批以上快換鉆套:鉆－擴(kuò)－鉸特殊鉆套：特殊場合

鉆套、特殊鉆套第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁孔加工刀具的導(dǎo)向裝置（二）鏜孔的導(dǎo)向——鏜套

固定鏜套：v≤20m/min圖回轉(zhuǎn)式鏜套：v>20m/min圖（1）內(nèi)滾式鏜套：尺寸大，精度高，后導(dǎo)向（2）外滾式鏜套：尺寸小，精度低，前導(dǎo)向鏜桿的螺旋導(dǎo)向：

鏜孔直徑大于鏜套內(nèi)徑時(shí)，若鏜刀在鏜模外側(cè)安裝，則需加引刀槽。鏜桿進(jìn)入鏜套時(shí)，導(dǎo)向槽進(jìn)入鏜桿的鍵槽中，此時(shí)，鏜刀與鏜套的引刀槽對(duì)正。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁對(duì)刀裝置（銑床、刨床）

為調(diào)整刀具相對(duì)于工件的位置，可設(shè)置對(duì)刀裝置。對(duì)刀塊對(duì)刀面的位置應(yīng)以定位元件的定位表面來標(biāo)注，該位置尺寸加塞尺厚度等于工件加工面與定位基準(zhǔn)面間的尺寸。試切法對(duì)刀時(shí)，不用對(duì)刀塊

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁分度裝置作用：工件上有按一定角度分布的相同表面，需要在一次定位夾緊后加工出來，此時(shí)，需要分度裝置。

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁進(jìn)入下一節(jié)對(duì)定裝置對(duì)定裝置的作用：保證夾具相對(duì)于機(jī)床主軸或刀具、機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌道有準(zhǔn)確的位置和方向。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)6.5專用機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求與方法一、機(jī)床專用夾具的設(shè)計(jì)步驟二、夾具精度的驗(yàn)算三、夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和技術(shù)條件上一頁下一頁退出返回主頁四、高精度機(jī)床夾具設(shè)計(jì)返回本章第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁機(jī)床專用夾具的設(shè)計(jì)步驟（一）準(zhǔn)備工作

（1）

明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)；（2）熟悉工件零件圖和工序圖；（3）了解本工序的加工內(nèi)容。（二）總體方案的確定（1）定位方案；（2）夾緊方案（力的作用點(diǎn)、方向、大?。粰C(jī)構(gòu)）；（3）夾具總體形式。（三）繪制夾具裝配圖

主視圖按操作實(shí)際位置布置三視圖要清楚表達(dá)夾具工作原理與結(jié)構(gòu)

（四）繪制夾具零件（非標(biāo)準(zhǔn)件）

夾具設(shè)計(jì)過程示例第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……夾具精度的驗(yàn)算影響位置精度的主要因素：（1）工件在夾具中的安裝誤差:定位誤差和夾緊誤差（2）夾具在機(jī)床上對(duì)定誤差（3）加工過程中出現(xiàn)的誤差?yuàn)A具精度驗(yàn)算是指前兩項(xiàng)，其和不大于工件允差的2/3為算合格。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……夾具精度驗(yàn)算實(shí)例，（一）驗(yàn)算中心距

影響此項(xiàng)精度的因素：（1）定位誤差主要是定位孔與定位銷的間隙產(chǎn)生，最大間隙為0.05mm；（2）鉆模板襯套中心與定們銷中心距誤差，裝配圖標(biāo)注尺寸為,誤差為0.02mm;（3）鉆套與襯套的配合間隙,由可知最大間隙為0.029mm;（4）鉆套內(nèi)與外圓的同軸度誤差，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)鉆套，精度較高，此項(xiàng)可以忽略。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……夾具精度的驗(yàn)算

（5）鉆頭與鉆套間的間隙會(huì)引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差E，由下式求出

式中，e為刀具引偏量（mm），H為排屑空間，鉆套下端面與工件間的空間高度（mm），B為鉆孔（mm），為刀具與鉆套間的最大間隙。

上述各量可參見圖70.

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……夾具精度的驗(yàn)算該例中，設(shè)刀具與鉆套的配合為可知=0.025mm;將H=30mm,h=12mm,B=18mm代入，可求出e=0.038mm;第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁夾具精度的驗(yàn)算

由于上述各項(xiàng)都是按最大的誤差計(jì)算，實(shí)際上各項(xiàng)誤差也不可能同時(shí)出現(xiàn)最大值，各誤差方向也很可能不一致，因此綜合誤差按概率法求和

該項(xiàng)誤差略大于中心距允差0.1

mm的2/3,勉強(qiáng)可用。就減小定位和導(dǎo)向的配合間隙。

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……夾具精度的驗(yàn)算夾具精度驗(yàn)算實(shí)例，（二）驗(yàn)算兩孔平行度精度工件要求孔全長上允差0.05mm。

導(dǎo)致產(chǎn)生兩孔平行度誤差的因素有：（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差，但配合間隙及孔與端面的垂直度誤差會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)位置誤差，定位銷軸中心與大頭孔中心的偏斜角（rad）為式中，為處最大間隙（mm）;為定位銷軸定位面長度（mm）.第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁夾具精度的驗(yàn)算

（2）定位銷軸中心線對(duì)夾具底平面的垂直度，圖中沒有注明。（3）鉆套孔中心與定位銷軸的平行度，圖中標(biāo)注為0.02mm,（4）刀具引偏量e產(chǎn)生的偏斜角，圖70。因此，總的平行度誤差合格。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)退出返回本節(jié)返回主頁下一頁夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和技術(shù)條件目的是為了檢驗(yàn)本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾