夾具設(shè)計(jì)實(shí)例

1、6. 5 基本夾緊機(jī)構(gòu)不論采用何種力源（手動(dòng)或機(jī)動(dòng)）形式，一切外力都要轉(zhuǎn)化為夾緊力，這一轉(zhuǎn)化過程都不得是通過夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。因此夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個(gè)重要組成部分。在各種夾緊機(jī)構(gòu)中，起基本夾緊作用的，多為斜楔、螺旋、偏心、杠桿、薄壁彈性元件等夾具元件，而其中以斜楔、螺旋、偏心以及由它們組合而成的夾緊裝置應(yīng)用最為普遍。 斜楔夾緊機(jī)構(gòu)1.作用原理38.jpg (31.67 KB)2008-3-14 19:55圖6-38 手動(dòng)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)1斜楔2工件3夾具體圖6-38為一種斜楔夾緊機(jī)構(gòu)。需要在工件上鉆削互相垂直的8mm 與5mm 小孔，工件裝入夾具后，在夾具體上定位后，錘擊楔塊大頭，則楔塊對(duì)工件

2、產(chǎn)生夾緊力和對(duì)夾具體產(chǎn)生正壓力，從而把工件楔緊。加工完畢后錘擊楔塊小頭即可松開工件。由此可見，斜楔主要是利用其斜面的移動(dòng)和所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的，即楔緊作用。2. 夾緊力的計(jì)算斜楔夾緊時(shí)的受力情況如圖6-39 （a）所示，斜楔受外力為 Fq，產(chǎn)生的夾緊力為 Fw，按斜楔受力的平衡條件，可推導(dǎo)出斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力計(jì)算公式：39圖39.jpg (21.54 KB)2008-3-14 19:55（a）夾緊受力圖（b）自鎖受力圖（c）夾緊行程圖6-39斜楔的受力分析01.jpg (13.31 KB)2008-3-14 19:55式中： Fw夾緊力，單位為N；   Fq作用力，單

3、位為N； 1、 2分別為斜楔與支承面及與工件受壓面間的摩擦角，常取 1 25080；斜楔的斜角，常取60100。3斜楔的自鎖條件圖6-39（b）所示，當(dāng)作用力消失后，斜楔仍能夾緊工件而不會(huì)自行退出。根據(jù)力的平衡條件，可推導(dǎo)出自鎖條件：02.jpg (13.99 KB)2008-3-14 19:55一般鋼鐵的摩擦系數(shù) 0.10.15。摩擦角 arctan(0.10.15)5°438°32,故  11°17°。但考慮到斜楔的實(shí)際工作條件，為自鎖可靠起見，取 6°8°。當(dāng) 6°時(shí)， tan 0.1= 03.jp

4、g (1.11 KB)2008-3-14 19:55,因此斜楔機(jī)構(gòu)的斜度一般取1：10。 4斜楔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）斜楔機(jī)構(gòu)具有自鎖的特性 當(dāng)斜楔的斜角小于斜楔與工件以及斜楔與夾具體之間的摩擦角之和時(shí)，滿足斜楔的自鎖條件。 （2）斜楔機(jī)構(gòu)具有增力特性 斜楔的夾緊力與原始作用力之比稱為增力比 iF（或稱為增力系數(shù)）。 即： 04.jpg (3.66 KB)2008-3-14 19:55當(dāng)不考慮摩擦影時(shí)， 05.jpg (1.54 KB)2008-3-14 19:55，此時(shí) 愈小，增力作用愈大。 （3）斜楔機(jī)構(gòu)的夾緊行程小 工件所要求的夾緊行程 h 與斜楔相應(yīng)移動(dòng)的距離 s 之比稱為行程比 is

5、 ： 06.jpg (1.75 KB)2008-3-14 19:55因 07.jpg (1.38 KB)2008-3-14 19:55,故斜楔理想增力倍數(shù)等于夾緊行程的縮小倍數(shù)。因此，選擇升角時(shí)，必須同時(shí)考慮增力比和夾緊行程兩方面的問題。 (4)斜楔機(jī)構(gòu)可以改變夾緊力作用方向 由圖6-39可知，當(dāng)對(duì)斜楔機(jī)構(gòu)外加一個(gè)水平方向的作用力時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)垂直方向的夾緊力。 5適用范圍 由于手動(dòng)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)在夾緊工件時(shí)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率極低所以很少使用。因其夾緊行程較小，因此對(duì)工件的夾緊尺寸（工件承受夾緊力的定位基準(zhǔn)至其受壓面間的尺寸）的偏差要求很高，否則將會(huì)產(chǎn)生夾不著或無法夾緊的狀況。因此，斜楔夾緊機(jī)構(gòu)主

6、要用于機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中，且毛坯的質(zhì)量要求很高。 6.5.2 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺釘、螺母、螺栓或螺桿等帶有螺旋的結(jié)構(gòu)件與墊圈、壓板或壓塊等組成。他不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，而且由于纏繞在螺釘面上的螺旋線很長(zhǎng)，升角小。所以螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都較大，是目前應(yīng)用較多的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 1作用原理 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把斜楔繞在圓面積柱體上，因此，其作用原理與斜楔是一樣的。只不過是這時(shí)通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化，而產(chǎn)生夾緊力來夾緊工件。 2結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 40圖40.jpg (33.89 KB)2008-3-14 19:55圖6-40 

7、; 典型螺旋壓板機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式很多，但從夾緊方式來分，可分為單個(gè)螺栓夾緊機(jī)構(gòu)和螺旋村板夾緊機(jī)構(gòu)兩種。圖6-40（a ） 為壓板夾緊形式，圖6-40（b）為螺栓直接夾緊形式，在夾緊機(jī)構(gòu)中，螺旋壓板的使用是很普遍的。 圖6-41為最簡(jiǎn)單的單個(gè)螺栓夾緊機(jī)構(gòu)。圖6-41（a）為直接用螺釘壓在工件表面，易損傷工件表面；圖6-41（b）為典型的螺栓夾緊機(jī)構(gòu)，在螺栓頭部裝有擺動(dòng)壓塊，可以防止螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)損傷工件表面或帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。典型壓塊的如圖6-42所示。圖6-42（a）為光面壓塊，用于用于壓緊已加工過的表面；圖6-42（b）為槽面壓塊，用于未加工過的毛坯表面；圖6-42（c）為球面壓塊

8、，可自動(dòng)調(diào)心。壓緊螺釘及壓塊已標(biāo)準(zhǔn)化，可查閱相關(guān)手冊(cè)。 41.jpg (25.31 KB)2008-3-14 19:55（a）                                 （b）圖6-41 單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)  42.jpg (28.36 KB)2008-3-14 19:55   圖6-42 擺動(dòng)壓塊螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中，螺旋

9、升角4°，因此自鎖性能好，能耐振動(dòng)。由于螺旋相當(dāng)于長(zhǎng)斜楔繞在圓柱體上，所以夾緊行程不受限制，可以任意加大，不會(huì)使機(jī)構(gòu)增大。 設(shè)計(jì)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)根據(jù)所需的夾緊力的大小選擇合適的螺紋直徑。 3適用范圍 由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，增力比大，夾緊行程不受限制，所以在手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。但其夾緊動(dòng)作慢、輔助時(shí)間長(zhǎng)，效率低。 為了克服螺旋夾動(dòng)作緊慢，效率缺點(diǎn)，出現(xiàn)了各種快速夾緊機(jī)構(gòu)。如圖6-43所示。輸入法6-43（a）中，在螺母一方的增加開口墊圈，螺母的外徑小于工件內(nèi)孔直徑，只要稍微放松螺母，即可抽出墊圈，工件便可螺母取出。圖6-43（b）為快卸螺母，螺母孔內(nèi)鉆有光孔，其孔徑略

10、大于螺紋的外徑，螺母斜向沿光孔套入螺桿，然后將螺母擺正，使螺母的螺紋與螺桿嚙合，再擰動(dòng)螺母，便可夾緊工件。但螺母的螺紋部分被切去一部分，因此嚙合部分減小，夾緊力不能太大。 43.jpg (22.66 KB)2008-3-14 19:55圖6-43  快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)6.6.3偏心夾緊機(jī)構(gòu) 用偏心元件直接夾緊或與其它元件組合而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊機(jī)構(gòu)稱為偏心夾緊機(jī)構(gòu)，它是利用轉(zhuǎn)動(dòng)中心與幾何中心偏移的圓盤或軸等為夾緊元件。圖6-40所示為常見的各種偏心夾緊機(jī)構(gòu)，其中圖6-40（a）是偏心輪和螺栓壓板的組合夾緊機(jī)構(gòu)；圖6-40（b)是利用偏心軸夾緊工件的。 44.jpg (27.47

11、 KB)2008-3-14 19:55圖6-44偏心夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例1偏心夾緊的工作特性 45.jpg (23.12 KB)2008-3-14 19:55圖6-45  圓偏心特性及工作段如圖6-45（a）所示的圓偏心輪，其直徑為 D ，偏心距為 e ，由于其幾何中心 C 和回轉(zhuǎn)中心 O 不重合，當(dāng)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，就相當(dāng)于一個(gè)弧形楔卡緊在轉(zhuǎn)軸和工件受壓表面之間而產(chǎn)生夾緊作用。將弧形楔展開，則得如圖6-45（b)所示的曲線斜楔，曲線上任意一點(diǎn)的切線和水平線的夾角即為該點(diǎn)的升角。設(shè)x 為任意夾緊點(diǎn) x 處的升角，其值可由  OxC中求得： 式中轉(zhuǎn)角 x的變化

12、范圍為 0 0 x180 0 ，由上式可知，當(dāng) x 0 0 時(shí)， m 點(diǎn)的升角最小， m0 0 ，隨著轉(zhuǎn)角 x的增大，升角m 也增大，當(dāng) x90 0 時(shí)（即 T 點(diǎn)），升角 為最大值，此時(shí)： 因 很小，故取 max 2e/D。 當(dāng) x繼續(xù)增大時(shí)， x 將隨著 x 的增大而減小， x180 0 ，即 n 點(diǎn)處，此處的 n=00 。 偏心輪的這一特性很重要，因?yàn)樗c工作段的選擇，自鎖性能，夾緊力的計(jì)算以及主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定關(guān)系極大。 2偏心輪工作段的選擇 從理論上講，偏心輪下半部整個(gè)輪廓曲線上的任何一點(diǎn)都可以用來做夾緊點(diǎn)，相當(dāng)于偏心輪轉(zhuǎn)過180 0 ，夾緊的總行程為 2e，但實(shí)際上為防止松夾和咬死

13、，常取 P 點(diǎn)左右圓周上的1/61/4 圓弧，即相當(dāng)于偏心輪轉(zhuǎn)角為 60 0 90 0 的范圍所對(duì)應(yīng)的圓弧為工作段。如圖6-45 （c）所示的 AB 弧段。由圖 6-45（c ） 可知，該段近似為直線，工作段上任意點(diǎn)的升角變化不大，幾乎近于常數(shù)，可以獲得比較穩(wěn)定的自鎖性能。因而，在實(shí)際工作中，多按這種情況來設(shè)計(jì)偏心輪。 3偏心輪夾緊的自鎖條件 使用偏心夾緊時(shí)，必須保證自鎖，否則將不能使用。要保證偏心輪夾緊時(shí)的自鎖性能，和前述斜楔夾緊機(jī)構(gòu)相同，應(yīng)滿足下列條件 max 1+2式中 max 偏心輪工作段的最大升角； 1偏心輪與工件之間的摩擦角； 2偏心輪轉(zhuǎn)角處的摩擦角。 因?yàn)?p=max，tan p

14、 tan( 1+ 1)，已知 tan p 2e/D 。為可靠起見，不考慮轉(zhuǎn)軸處的摩擦，又 tan 1 1 ，故得偏心輪夾緊點(diǎn)自鎖時(shí)的外徑 D 和偏心量 e 的關(guān)系: 2e/D 1 當(dāng) 1 0.10 時(shí)， D/e 20； 1 0.15 時(shí)， D/e 14 稱 D/e 之值為偏心率或偏心特性。按上述關(guān)系設(shè)計(jì)偏心輪時(shí)，應(yīng)按已知的摩擦系數(shù)和需要的工作行程定出偏心量 e 及偏心輪的直徑 D。一般摩擦系數(shù)取較小的值，以使偏心輪的自鎖更可靠。 4適用范圍 偏心夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速，但它的夾緊行程受偏心距 e 的限制，夾緊力較小，故一般用于工件被夾壓表面的尺寸變化較小和切削過程中振動(dòng)不大的場(chǎng)合，

15、多用于小型工件的夾具中。對(duì)于受壓面的表面質(zhì)量有一定的要求，受壓面的位置新變化也要較小。 6. 4夾緊機(jī)構(gòu)原理6.4.1對(duì)夾緊裝置的基本要求機(jī)械加工過程中，為保持工件定位時(shí)所確定的正確加工位置，防止工件在切削力、慣性力、離心力及重力等作用下發(fā)生位移和振動(dòng)，機(jī)床夾具應(yīng)設(shè)有夾緊裝置，將工件壓緊夾牢。夾緊裝置是否合理、可靠及安全，對(duì)工件加工的精度、生產(chǎn)率和工人的勞動(dòng)條件有著重大的影響，因此，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足下面要求：1. 夾緊過程中，必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不破壞原有的定位。2. 夾緊力的大小要可靠、適應(yīng)，既要保證工件在整個(gè)加工過程中位置穩(wěn)定不變、振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。3. 夾緊裝置的

16、自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)要力求簡(jiǎn)單，工藝性好，便于制造和維修。4. 夾緊裝置應(yīng)具有良好的自鎖性能，以保證在源動(dòng)力波動(dòng)或消失后，仍能保持夾緊狀態(tài)。5. 夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。6.4.2夾緊裝置的組成1. 力源裝置 產(chǎn)生夾緊作用力的裝置稱為力源裝置。常用的力源有人力和動(dòng)力。力源來自人力的稱為手動(dòng)夾緊裝置；力源來自氣壓、液壓、電力等動(dòng)力的稱為動(dòng)力傳動(dòng)裝置。如圖6-30所示為氣壓傳動(dòng)裝置。30.jpg (36.59 KB)2008-3-14 19:18圖6-30  氣動(dòng)銑床夾具1配氣閥2管道3氣缸4活塞5活塞桿6單鉸鏈連桿7壓

17、板2. 夾緊部分接受和傳遞原始作用力使之變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。一般由下列元件或機(jī)構(gòu)組成。（1）夾緊元件是實(shí)現(xiàn)夾緊作用的最終執(zhí)行元件。如各種螺釘、壓板等。（2）中間遞力機(jī)構(gòu)通過它將力源產(chǎn)生的夾緊力傳給夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對(duì)工件的夾緊。一般中間遞力機(jī)構(gòu)可以在傳遞夾緊力的過程中，改變夾緊力的方向和大小，保證夾緊機(jī)構(gòu)的工作安全可靠，并具有一定的自鎖性能。如圖6-30中的單鉸鏈連桿 6 作為中間遞力機(jī)構(gòu)，當(dāng)利用螺釘直接夾緊工件時(shí)，就沒有中間遞力元件。（3）夾緊機(jī)構(gòu)  是指手動(dòng)夾緊時(shí)所使用的，由中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊裝置組成，如手柄、螺母、壓板等。以上各部分之間的關(guān)系

18、，可用框圖表示，如圖6-31所示。31.jpg (20.29 KB)2008-3-14 19:18圖6-31   夾緊裝置組成框圖 6.4.3夾緊力的確定原則確定夾緊力必須從力的三要素考慮，即力的大小、方向和作用點(diǎn)。它是一個(gè)綜合性問題，必須結(jié)合工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，定位元件的結(jié)構(gòu)及其分布方式，切削條件及切削力的大小等具體情況來確定。1. 夾緊力方向的確定原則夾緊力的作用方向不僅影響加工精度，而且還影響夾緊的實(shí)際效果。具體應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：（1）夾緊力的作用方向應(yīng)保證定位準(zhǔn)確可靠，而不破壞工件的原有定位精度工件在夾緊力作用下，應(yīng)確保其定位基面貼在定位元件的工作表面上

19、。為此要求主夾緊力的方向應(yīng)指向主要定位基準(zhǔn)面，其余夾緊力方向應(yīng)指向工件的定位支承。如圖6-32所示，在角鐵形工件上鏜孔。加工要求孔中心線垂直 A 面，因此應(yīng)以 A 面為主要定位基面，并使夾緊力垂直于A 面，如圖6-32（a）所示。但若使夾緊力指向 B 面，如圖6-32 （b）所示，則由于 A 與 B 面間存在垂直度誤差，就無法滿足加工要求。當(dāng)夾緊力垂直指向 A 面有困難而必須指向 B 面時(shí)，則必須提高 A 與 B 面間的垂直度精度。32.jpg (24.9 KB)2008-3-14 19:18圖6-32夾緊力垂直指向主要定位支承表面示例（2）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形盡量小如圖6-33

20、所示為加工薄壁套筒，由于工件的徑向剛度很差，用圖6-33（a）的徑向夾緊方式將產(chǎn)生過大的夾緊變形。若改用圖6-33（b）的軸向夾緊方式，則可減少夾緊變形，保證工件的加工精度。33.jpg (21.92 KB)2008-3-14 19:18圖6-33夾緊力的作用方向?qū)ぜ冃蔚挠绊懀?）夾緊力作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小如圖6-34所示為夾緊力Fw、工件重力G和切削力F三者關(guān)系的幾種典型情況。為了安裝方便及減少夾緊力，應(yīng)使主要定位支承表面處于水平朝上位置。如圖6-34（a）、6-34（b）所示工件安裝既方便又穩(wěn)定，特別是圖6-34 （a），其切削力F與工件重力G均朝向主要支承表面，與夾緊力Fw

21、方向相同，因而所需夾緊力為最小。此時(shí)的夾緊力Fw只要防止工件加工時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)及振動(dòng)即可。圖6-34（c）、6-34（d）、6-34（e）、6-34（f)所示的情況就較差，特別是6-34（d)所示情況所需夾緊力為最大，一般應(yīng)盡量避免。34.jpg (14.79 KB)2008-3-14 19:18圖6-34夾緊力方向與夾緊力大小的關(guān)系2. 選擇夾緊力作用點(diǎn)的原則夾緊力作用點(diǎn)的位置、數(shù)目及布局同樣應(yīng)遵循保證工件夾緊穩(wěn)定、可靠、不破壞工件原來的定位以及夾緊變形盡量小的原則，具體應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：（1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)固而不至引起工件發(fā)生位移或偏轉(zhuǎn)。根據(jù)這一原則，夾緊力作用點(diǎn)必須作用在定位元件

22、的支承表面上或作用在幾個(gè)定位元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)。如圖6-35（b）的作用點(diǎn)，會(huì)使原定位受到破壞。35.jpg (16.66 KB)2008-3-14 19:18圖6-35作用點(diǎn)與定位支承的位置關(guān)系（2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)使夾緊變形盡量小夾緊力應(yīng)作用在工件剛性好的部位上。對(duì)于壁薄易變形的工件，應(yīng)采用多點(diǎn)夾緊或使夾緊力均勻分布，以減少工件的夾緊變形。如圖6-36（a）、(b)為合理方案。如采用圖6-36（c）、圖6-36（d）的夾緊方案，將使工件產(chǎn)生變形。36.jpg (19.56 KB)2008-3-14 19:18圖6-36作用點(diǎn)應(yīng)在工件剛度好的部位（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)保證定位穩(wěn)定、夾緊

23、可靠。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，以提高定位的穩(wěn)定性和夾緊的可靠性。如圖6-37所示。有的工件由于結(jié)構(gòu)形狀所限，加工表面與夾緊力作用點(diǎn)較遠(yuǎn)且剛性又較差時(shí)，應(yīng)在加工表面附近增加輔助支承及對(duì)應(yīng)的附加夾緊力。如圖6-37（c）所示，在加工表面附近增加了輔助支承，而 F w1為對(duì)應(yīng)的附加夾緊力。37.jpg (24.5 KB)2008-3-14 19:18圖3-37作用點(diǎn)應(yīng)靠近工件加工部位3. 夾緊力大小的確定原則當(dāng)夾緊力的方向和作用點(diǎn)確定后，就應(yīng)計(jì)算所需夾緊力的大小。夾緊力的大小直接影響夾具使用的安全性、可靠性。夾緊力過小，則夾緊不穩(wěn)固，在加工過程中工件仍會(huì)發(fā)生位移而破壞定位。結(jié)果，輕則影

24、響加工質(zhì)量，重則千萬安全事故。夾緊力過大，無必要，反而增加夾緊變形，對(duì)加工質(zhì)量不利，同時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)的尺寸也會(huì)相應(yīng)加大。所以夾緊力的大小應(yīng)適當(dāng)。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，夾緊力的大小可根據(jù)同類夾具的實(shí)際使用情況，用類比法進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，也可用分析計(jì)算方法近似估算。分析計(jì)算法，通常是將夾具和工件視為剛性系統(tǒng)，找出在加工過程中，對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)。根據(jù)該狀態(tài)下的工件所受的主要外力即切削力和理論夾緊力（大型工件要考慮工件的重力，調(diào)整運(yùn)動(dòng)下的工件要考慮離心力或慣性力），按靜力平衡條件解出所需理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力，以確保安全。即： FswK Fw 式中 Fsw 所需實(shí)際夾緊力，單位為 N；

25、Fw 按靜力平衡條件解出的所需理論夾緊力，單位為 N；K 安全系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般粗加工時(shí)取2.53；精加工時(shí)取1.52。實(shí)際所需夾緊力的具體計(jì)算方法可參照機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)等資料。6.2 工件定位方法及定位元件在設(shè)計(jì)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，工藝人員根據(jù)加工要求已經(jīng)選擇了各工序的定位基準(zhǔn)和確定了各定位基準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)限制的自由度，并將它們標(biāo)注在工序簡(jiǎn)圖或其它工藝文件上。夾具設(shè)計(jì)的任務(wù)首先是選擇和設(shè)計(jì)相應(yīng)的定位元件來實(shí)現(xiàn)上述定位方案。為了分析問題的方便，引入“定位基面“的概念。當(dāng)工件以回轉(zhuǎn)表面（如孔、外圓等）定位時(shí)，稱它的軸線為定位基準(zhǔn)，而回轉(zhuǎn)表面本身則稱為定位基面。與之相對(duì)應(yīng)，定位元件上與定位基面相配合

26、（或接觸）的表面稱為限位基面，它的理論軸線則稱為限位基準(zhǔn)。如工件以圓孔在心軸上定位時(shí)，工件內(nèi)孔稱為定位基面，其軸線稱為定位基準(zhǔn)。與之相對(duì)應(yīng)，心軸外圓表面稱為限位基面，其軸線稱為限位基準(zhǔn)。工件以平面定位時(shí)，其定位基面與定位基準(zhǔn)，限位基面和限位基準(zhǔn)則是完全一致的。工件在夾具上定位時(shí)，理論上定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)應(yīng)該重合，定位基面與限位基面應(yīng)該接觸。6.2.1工件以平面定位1. 主要支承主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用。（1）固定支承固定支承有支承釘（GB/T222691）和支承板（GB/T223691）兩種型式。如圖6-4、6-5所示。在使用過程中，它們都是固定不動(dòng)的。4.jpg (19.69

27、 KB)2008-3-14 18:56圖6-4支承釘（GB/T 222691）5.jpg (24.33 KB)2008-3-14 18:56圖6-5支承板（GB/T 223691）A 型支承釘是標(biāo)準(zhǔn)平面支承釘，常用于已經(jīng)加工后的表面定位；當(dāng)定位基準(zhǔn)面是粗糙不平的毛坯表面時(shí)，應(yīng)采用 B 型球頭支承釘，使其與粗糙表面接觸良好；C 型所示齒紋型支承釘常用于側(cè)面定位，它能增大摩擦系數(shù)，防止工件受力后滑動(dòng)。大中型工件以精基準(zhǔn)面定位時(shí)，多采用支承板定位，可使接觸面增大，避免壓傷基準(zhǔn)面，減少支承的磨損。A 型支承板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造。但沉頭螺釘處的積屑難于清除，宜作側(cè)面或頂面支承；B型是帶斜槽的支承板，因

28、易于清除切屑和容納切屑，宜作底面支承，常用于以推拉方式裝卸工件的夾具和自動(dòng)線夾具。支承釘、支承板均已標(biāo)準(zhǔn)化，其公差配合、材料、熱處理等可查閱機(jī)床夾具零件及部件國家標(biāo)準(zhǔn)。工件以平面定位時(shí)，除采用上面介紹的標(biāo)準(zhǔn)支承釘和支承板之外，還可根據(jù)工件定位平面的具體形狀設(shè)計(jì)相應(yīng)的支承板，工件批量不大時(shí)，也可直接以夾具體作為限位平面。（2）可調(diào)節(jié)支承（GB/T222791GB/T223090）在工件定位過程中，支承釘?shù)母叨刃枰{(diào)整時(shí)，采用圖6-12所示的可調(diào)支承。6.jpg (27.64 KB)2008-3-14 18:56圖6-6可調(diào)節(jié)支承圖6-7（a）中工件為砂型鑄件，加工過程中，一般先銑B面，再以 B

29、面為基準(zhǔn)鏜雙孔。7.jpg (13.83 KB)2008-3-14 18:56圖6-7  可調(diào)節(jié)支承的應(yīng)用為了保證鏜孔工序有足夠和均勻的余量，最好先以毛坯孔為粗基準(zhǔn)，但裝夾不太方便。此時(shí)可將 A 面置于調(diào)節(jié)支承上，通過調(diào)整調(diào)節(jié)支承的高度來保證 B 面與兩毛坯中心的距離尺寸 H1、H2 ，對(duì)于毛坯尺寸比較準(zhǔn)確的小型工件，有時(shí)每批僅調(diào)整一次，這樣對(duì)于一批工件來說，調(diào)節(jié)支承即相當(dāng)于固定支承。在同一夾具上加工形狀相似而尺寸不等的工件時(shí)，也常采用調(diào)節(jié)支承。如圖6-7（b)所示，在軸上鉆徑向孔。對(duì)于孔至端面的距離不等的幾種工件，只要調(diào)整支承釘?shù)纳斐鲩L(zhǎng)度，該夾具便都可適用。（3）浮動(dòng)支承

30、（自位支承） 在工件定位過程中，能自動(dòng)調(diào)整位置的支承稱為浮動(dòng)支承。浮動(dòng)支承的結(jié)構(gòu)如圖 6-8所示，它們與工件的接觸點(diǎn)數(shù)雖然是二點(diǎn)或三點(diǎn)或更多點(diǎn)，但仍只限制工件的一個(gè)自由度。浮動(dòng)支承點(diǎn)的位置隨工件定位基準(zhǔn)面的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)基面有誤差時(shí)，壓下其中一點(diǎn)，其余各點(diǎn)即上升，直到全部接觸為止。由于增加了接觸點(diǎn)數(shù)，8.jpg (27.76 KB)2008-3-14 18:56圖6-8浮動(dòng)支承可提高工件的安裝剛性和定位的穩(wěn)定性，但夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。浮動(dòng)支承適用于工件以毛坯定位或剛性不足的場(chǎng)合。2. 輔助支承生產(chǎn)中，由于工件形狀以及夾緊力、切削力、工件重力等原因可能使工件在定位后還產(chǎn)生變形或定位不穩(wěn)定。常需要

31、設(shè)置輔助支承。輔助支承是用來提高工件的支承剛度和穩(wěn)定性的，起輔助作用，決不允許破壞主要支承的主要定位作用。圖6-9為幾種常用的輔助結(jié)構(gòu)。9.jpg (18.95 KB)2008-3-14 18:56圖6-9輔助支承1活塞桿2斜面頂銷3滑柱支承各種輔助支承在每次卸下工件后，必須松開，裝上工件后再調(diào)整和鎖緊。由于采用輔助支承會(huì)使夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作時(shí)間增加，因此當(dāng)定位基準(zhǔn)面精度較高，允許重復(fù)定位時(shí)，往往用增加固定支承的方法增加支承剛度。  工件以內(nèi)孔表面定位在生產(chǎn)中常常遇到套筒、盤蓋類零件，加工時(shí)是以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)的。工件以內(nèi)孔定位是一種中心定位。定位面為圓柱孔，定位基準(zhǔn)為中心軸

32、線，通常要求內(nèi)孔基準(zhǔn)面有較高的精度。工件中心定位的方法是用定位銷或心軸等與孔的配合實(shí)現(xiàn)的。有時(shí)采用自動(dòng)定心定位。粗基準(zhǔn)很少采用內(nèi)孔定位。1圓柱銷（定位銷）定位銷可分為固定式和可換式兩種。圖6-10（a）（b）（c）為固定式定位銷，固定式定位銷是直接用過盈配合裝在夾具體上。圖6-10（d）為可換式定位銷。當(dāng)定位銷直徑 D 為310mm時(shí)，為增加剛性避免使用中折斷或熱處理時(shí)淬裂，通常把10.jpg (21.01 KB)2008-3-14 18:56圖6-10定位銷部倒成圓角 R。夾具體上應(yīng)設(shè)有沉孔，使定位銷的圓角部分沉入孔內(nèi)而不影響定位。在大量生產(chǎn)時(shí)，工件更換頻繁，定位銷易于磨損喪失定位精度，需要

33、定期更換，可采用圖6-10 （d）所示的快換式定位銷，襯套外徑與夾具體為過渡配合，襯套內(nèi)徑與圓柱銷為間隙配合，此兩者存在的定位間隙會(huì)影響定位精度。但這種方式可就地更換定位銷，快速方便。為便于工件裝入，定位銷的頭部有150倒角。定位銷的有關(guān)參數(shù)可查閱有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。2 定位心軸11.jpg (41.04 KB)2008-3-14 18:56圖611常用定位心軸結(jié)構(gòu) 圖6-17為常用定位心軸的結(jié)構(gòu)形式。圖6-11 （a）為間隙配合心軸。心軸的基本尺寸取工件孔的最小極限尺寸，公差一般按 h6、g6 或 f7 制造，這種心軸裝卸工件方便，但定心精度不高。加工中為能帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，工件常以孔和端面聯(lián)合定位，

34、因而要求工件定位孔與定位端面之間、心軸限位圓柱面與限位端面之間都有較高的垂直度，最好能在一次裝夾中加工出來。圖6-11（b)為過盈配合心軸，由引導(dǎo)部分、工作部分、傳動(dòng)部分組成。引導(dǎo)部分 3 的作用是使工件迅速而準(zhǔn)確地套入心軸，其直徑 D3的基本尺寸取孔徑的最小值，公差按 e8 制造，其長(zhǎng)度約為工件定位孔長(zhǎng)度的一半。工作部分 2 的直徑的基本尺寸取孔徑的最大值，公差按 r6 制造。當(dāng)工件定位孔的長(zhǎng)度與直徑之比 L/D1 時(shí)，心軸的工作部分應(yīng)稍帶錐度，直徑 D2取基準(zhǔn)孔直徑的最小值，公差按 h6 確定；D1 取基準(zhǔn)孔直徑的最大值，公差按 r6確定。這種心軸制造簡(jiǎn)單，定心精度高，不用另設(shè)夾緊裝置，但

35、裝卸工件不方便，易損傷定位孔。多用于定心精度要求高的精加工。圖6-11 （c)是花鍵心軸，用于加工以花鍵孔定位的工件。當(dāng)工件的定位孔長(zhǎng)度 L/D1時(shí)，工作部分可稍帶錐度。設(shè)計(jì)花鍵心軸時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件的不同定心方式來確定心軸的結(jié)構(gòu)，其配合可參考上述兩種心軸圖6-11 （d)為錐度心軸（小錐度心軸），工件在小錐度心軸上定位，并靠工件定位圓孔與心軸限位圓錐面的彈性變形夾緊工件。這種定位方式的定心精度較高，同軸度可達(dá)      0.010.02mm，但工件的軸向位移較大，不適于軸向定距加工，廣泛適用于短小工件高精度定心的精車和磨削加工中。3 圓錐銷12.jpg (

36、25.81 KB)2008-3-14 18:56圖612圓錐銷 如圖6-12所示為工件的孔緣在圓錐銷上定位的方式，限制工件的01.jpg (1.18 KB)2008-3-14 18:56三個(gè)自由度。圖6-12 （a）用于粗基準(zhǔn)，圖6-12 （b）用于精基準(zhǔn)。工件以單個(gè)圓錐銷定位時(shí)容易傾斜，為此，圓錐銷一般與其它定位元件組合使用，如圖6-13所示。16.jpg (17.2 KB)2008-3-14 18:56圖6-13圓錐銷組合定位6.2.3工件以外圓表面定位以圓柱表面定位的工件有：軸類、套類、盤類、連桿類以及小殼體類等。常用的定位元件有：V形塊、定位套、半圓套、圓錐套等。1 V形塊（GB/T2

37、20891）不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工、是完整的圓柱面還是圓弧面，都可以采用V形塊定位。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線的對(duì)中在 V 形塊兩斜面的對(duì)稱面上，而不受定位基面直徑誤差的影響，并且安裝方便。常用V形塊結(jié)構(gòu)如圖6-14所示。14.jpg (15.49 KB)2008-3-14 18:56圖6-14  常用V形塊的結(jié)構(gòu)圖6-14（a）用于精基準(zhǔn)定位，且基準(zhǔn)面較短；6-14（b）適用于粗基準(zhǔn)或階梯形圓柱面的定位；6-14（c）適用于長(zhǎng)的精基準(zhǔn)表面或兩段相距較遠(yuǎn)的軸定位；6-14（d)適用于直徑和長(zhǎng)度較大的重型工件，其 V 形塊采用鑄鐵底座鑲淬硬的支承板或硬質(zhì)合金

38、的結(jié)構(gòu)，以減少磨損，提高壽命和節(jié)省鋼材。V 形塊兩斜面間的夾角，一般選用600、900、1200，以900V 形塊應(yīng)用最廣。其結(jié)構(gòu)和尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化。V 形塊有固定式和活動(dòng)式兩種。圖6-15為加工連桿孔時(shí)用活動(dòng)V形塊定位，活動(dòng)V形塊限制工件一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，其沿 V 形塊對(duì)稱面方向的移動(dòng)可以補(bǔ)償工件因毛坯尺寸變化而對(duì)定位的影響，同時(shí)還兼有夾緊的作用。15.jpg (45.41 KB)2008-3-14 18:56圖315 活動(dòng)V形塊的應(yīng)用2 定位套圖6-16為常用的幾種定位套。其內(nèi)孔軸線是限位基準(zhǔn)，內(nèi)孔面是限位基面。為了限制工件沿軸向的自由度，常與端面聯(lián)合定位。用端面作為主要限位面時(shí)，應(yīng)控制套的長(zhǎng)

39、度，以免夾緊時(shí)工件產(chǎn)生不允許的變形。圖6-16常用定位套定位套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造，但定心精度不高，故只適用于精定位基面。3 半圓套圖6-17為外圓柱面用半圓套定位的結(jié)構(gòu)。下面的半圓套是定位元件，上面的半圓套起夾緊作用。其最小直徑應(yīng)取工件定位外圓的最大直徑。這種定位方式主要用于大型軸類零件及不便于軸向裝夾的零件。定位基面的精度不低于IT8IT9。其定位的優(yōu)點(diǎn)是夾緊力均勻，裝卸工件方便。17.jpg (26.4 KB)2008-3-14 18:56圖3-17半圓套定位裝置 工件以組合表面定位前面介紹了一些常見的典型定位方式.我們從中可以看出,它們都是以一些簡(jiǎn)單的幾何表面(如平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面

40、等)作為定位基準(zhǔn)的。因?yàn)楸M管機(jī)器零件的結(jié)構(gòu)形狀千變?nèi)f化，但是它們只是由一些簡(jiǎn)單的幾何表面作各種不同的組合而構(gòu)成的。因此，只要掌握住簡(jiǎn)單幾何表面的典型定位方式后，也就可以根據(jù)各種復(fù)雜零件的表面組成情況，把它們的定位問題簡(jiǎn)化為一些簡(jiǎn)單幾何表面的典型定位方式的各種不同組合。從前面所列舉的一些定位實(shí)例中，也可看到，一般機(jī)器零件很少以單一幾何表面作為定位基準(zhǔn)來定位的，通常都是以兩個(gè)以上的幾何表面作為定位基準(zhǔn)而采取組合定位。 采用組合定位時(shí)，如果各定位基準(zhǔn)之間彼此無緊密尺寸聯(lián)系（即沒有尺寸精度要求）時(shí)，那么，這些定位基準(zhǔn)的組合定位，就只能是把各種單一幾何表面的典型定位方式直接予以組合而不能彼此發(fā)生重復(fù)限制

41、自由度的過定位情況。 但是在實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)是采用兩個(gè)以上彼此有一定緊密尺寸聯(lián)系（即有一定尺寸精度要求）的定位基準(zhǔn)作組合定位，以提高多次重復(fù)定位時(shí)的定位精度。這時(shí)，也常會(huì)發(fā)生相互重復(fù)限制自由度的過定位現(xiàn)象。由于這些定位基準(zhǔn)相互之間有一定尺寸精度聯(lián)系，因此只要設(shè)法協(xié)調(diào)定位元件與定位基準(zhǔn)的相互尺寸聯(lián)系，就可克服上述過定位現(xiàn)象，以達(dá)到多次重復(fù)定位時(shí)，提高定位精度的目的。下面就以生產(chǎn)中最常見的“一面兩孔”定位為例來進(jìn)行分析。 1“一面兩孔”定位時(shí)要解決的主要問題 在成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中，加工箱體、杠桿、蓋板等類零件時(shí)，常常以一平面和兩定位孔作為定位基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)組合定位。這種組合定位方式，一般便簡(jiǎn)稱為：一面

42、兩孔定位。這時(shí)，工件上的兩個(gè)定位孔，可以是工件結(jié)構(gòu)上原有的，也可以專為工藝上定位需要而特地加工出來的。 “一面兩孔”定位時(shí)所用的定位元件是：平面采用支承板定位，兩孔采用定位銷定位，如圖6-18所示。 “一面兩孔”定位中，支承板限制了3個(gè)自由度，短圓柱定位銷1限制了2自由度，還剩下一個(gè)繞垂直圖面軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度需要限制。短圓柱定位銷2也要限制2個(gè)自由度，它除了限制這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度外，還要限制一個(gè)沿X軸的移動(dòng)自由度。但這個(gè)移動(dòng)自由度已被短圓信定位銷1所限制，于是兩個(gè)定位銷1重復(fù)限制沿X軸的移動(dòng)自由度X而發(fā)生的矛盾。最嚴(yán)重時(shí)，便如圖6-19所示。我們先不考慮兩定位銷中心距的誤差，假設(shè)銷心距為L(zhǎng)；一批工

43、件中每個(gè)工件上的兩定位孔的孔心距是在一定的公差范圍內(nèi)變化的，其中最大是L+，最小是L-，即在2范圍內(nèi)變化。當(dāng)這樣一批工件以兩孔定位裝入夾具的定位銷中時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)象圖6-19所示那樣的工件根本無法裝入的嚴(yán)重情況這就是因?yàn)槎ㄎ讳N1和定位銷2重復(fù)限制了X自由度所引起的。由于兩定位銷中心距和兩定位孔中心距，都在規(guī)定的公差范圍內(nèi)變化，因而只要設(shè)法改變定位銷2的尺寸偏差或定位銷2的結(jié)構(gòu)，來補(bǔ)償在這個(gè)范圍內(nèi)的中心距變動(dòng)量，便可消除因重復(fù)限制X自由度所引起的矛盾。這就是采用“一面兩孔”定位時(shí)所要解決的主要問題。 18.jpg (26.43 KB)2008-3-14 18:56圖6-18  

44、“一面兩孔”的組合定位 19.jpg (17.24 KB)2008-3-14 18:56               圖6-19  兩定位銷重復(fù)限制移動(dòng)自由度2解決兩孔定位問題的兩種方法 （1）采用兩個(gè)圓柱定位銷作為兩孔定位時(shí)所用的定位元件 當(dāng)選用兩個(gè)圓柱定位銷作為兩孔定位所用的定位元件時(shí)，我們采用縮小定位銷2的直徑的方法來解決上述兩孔裝不進(jìn)定位銷的矛盾，如圖6-20所示。 （2）采用一個(gè)圓柱定位銷和一個(gè)削邊（又稱：菱形）定位銷作為兩孔定位時(shí)所用的定位元件 如圖6-21所示，

45、假定定位孔1和定位銷1的中心完全重合，則兩定位孔間的中心距差和兩定位銷間的中心距誤差，全部由定位銷2來補(bǔ)償。 20.jpg (15.51 KB)2008-3-14 18:56圖6-20 減小圓柱銷直徑                  21.jpg (18.1 KB)2008-3-14 18:56圖6-21  使用削邊銷常用的削邊定位銷結(jié)構(gòu)開關(guān)有圖6-22所示的三種。圖中6-22（a）型用于定位孔直徑很小時(shí)，為了不使定位銷削邊后的頭部強(qiáng)度過分減弱，所以不削

46、成菱形。6-22（c）型是用于孔徑大于50毫米時(shí)，這時(shí)銷釘本身強(qiáng)度已足夠，主要是為了求得制造更為簡(jiǎn)便。直徑為350毫米的標(biāo)準(zhǔn)削邊銷都是做成菱形的。 22.jpg (14.24 KB)2008-3-14 18:56(a)              (b)             (c)圖6-22  削邊削的形式6.2.5定位誤差計(jì)算一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，各個(gè)工件在夾具上占據(jù)的位置不可能完全一致

47、，以致使加工后各工件的加工尺寸存在誤差，這種因工件定位而產(chǎn)生的工序基準(zhǔn)在工序尺寸上的最大變動(dòng)量，稱為定位誤差，用D表示。主要包括基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差。定位誤差研究的主要對(duì)象是工件的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)的變動(dòng)量將影響工件的尺寸精度和位置精度。 23.jpg (23.39 KB)2008-3-14 18:56圖6-23銑削加工定位簡(jiǎn)圖1.基準(zhǔn)不重合誤差    由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而造成的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用b表示。其大小為定位基準(zhǔn)到工序基準(zhǔn)之間的尺寸變化的最大范圍。如圖6-23所示，由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不符誤差b2e2.基準(zhǔn)位移誤差由于

48、定位基準(zhǔn)和限位基準(zhǔn)的制造誤差引起的，定位基準(zhǔn)在工序尺寸上的最大變動(dòng)范圍，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用y表示。不同的定位方式，其基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方法也不同。（1）平面定位工件以精基面在平面支承中定位時(shí)，其基準(zhǔn)位移誤差可忽略不計(jì)。（2）用圓柱銷定位當(dāng)銷垂直放置時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的，故其位移誤差可按下式計(jì)算：02.jpg (28.4 KB)2008-3-14 18:56其中因?yàn)榉较蚬潭?，所?/2 X min可以通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以消除。如圖6-24所示，利用對(duì)刀裝置消除最小間隙的影響。24.jpg (15.82 KB)2008-3-14 18:56圖624利用對(duì)刀裝置削除最小間隙的影響 其中H

49、為對(duì)刀工作表面至心軸中心距離的基本尺寸：04.jpg (2.01 KB)2008-3-14 18:56（3）用 V 形塊定位25.jpg (21.96 KB)2008-3-14 18:56圖2-25V形塊定心定位的位移誤差如圖6-25所示，若不計(jì)V形塊的誤差而僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時(shí)，其工件的定位中心會(huì)發(fā)生偏移，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。由此產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差為：05.jpg (2.4 KB)2008-3-14 18:56式中：  d工件定位基準(zhǔn)的直徑公差，單位為mm；/2V形塊的半角。一般情況下60°、90°、120°V 形塊的對(duì)中性好，即沿x向的

50、位移誤差為零。下面以一個(gè)例子說明以平面定位時(shí)，定位誤差的計(jì)算方法。26.jpg (25.92 KB)2008-3-14 18:56(a)                                        (b)圖6-26   銑臺(tái)階面兩種定位方法按圖6-26（a）所示定位方案銑床工件的臺(tái)階面，要求保證尺寸2

51、0±0.15。試分析和計(jì)算這時(shí)的定位誤差。并判斷這一方案是否可用。由于這時(shí)工件是以B面為定位基準(zhǔn)，而欲保持的加工尺寸20±0.15的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為A面，因此必然出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合定位誤差。定位誤差的大小由定位尺寸公差確定。定位尺寸40±0.14，其公差值為0.28mm，此值即為定位誤差b。本工序要求保持的尺寸20±0.15，其允差為: k=0.03mm， k - b=0.03-0.28=0.02(mm)從以上計(jì)算中可以看出，b在加工誤差中所占的比重太大，以至留給其它加工誤差的允差僅有0.02mm，此值太小，在實(shí)際加工中難以保證，極易超差和產(chǎn)生廢品。因此，對(duì)此定位

52、方案不宜采用。最好改用基準(zhǔn)重合的定位方案，如圖6-26（b）所示，此時(shí)b=0。當(dāng)然，改用這種方案后，工件由上向下裝夾，夾緊方式 不理想，而且結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜了。附件13.jpg(17.2 KB)2008-3-14 18:56 6. 6 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)率的要求，有些夾具要求對(duì)一個(gè)工件進(jìn)行多點(diǎn)夾緊，或者需要同時(shí)夾緊多個(gè)工件。如果分別依次對(duì)各點(diǎn)或各工件夾緊，不僅費(fèi)時(shí)，也不易保證各夾緊力的一致性。為提高生產(chǎn)率及保證加工質(zhì)量，可采用各種聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)夾緊。聯(lián)動(dòng)夾緊是指操縱一個(gè)手柄或利用一個(gè)動(dòng)力裝置，就能對(duì)一個(gè)工件的同一方向或不同方向的多點(diǎn)進(jìn)行均勻夾緊，或同時(shí)夾緊若干個(gè)工件。前者稱

53、為多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊，后者稱為多件聯(lián)動(dòng)夾緊。多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)46.jpg (35.1 KB)2008-3-14 19:56圖6-46浮動(dòng)壓頭示意圖                             47.jpg (34.09 KB)2008-3-14 19:56圖6-47兩點(diǎn)對(duì)向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1工件2浮動(dòng)壓板3活塞桿最簡(jiǎn)單的多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是浮動(dòng)壓頭，如圖6-46所示。其特點(diǎn)是具有一個(gè)浮動(dòng)元件1，當(dāng)

54、其中的某一點(diǎn)夾壓后，浮動(dòng)元件就會(huì)擺動(dòng)或移動(dòng)，直到另一點(diǎn)也接觸工件均衡壓緊工件為止。圖6-47為兩點(diǎn)對(duì)向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，當(dāng)液壓缸中的活塞桿3向下移動(dòng)時(shí)，通過雙臂鉸鏈?zhǔn)垢?dòng)壓板2相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，最后將工件1夾緊。多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，多用于中、小型工件的加工，按其對(duì)工件施加力方式的不同，一般可分為平行夾緊、順序夾緊、對(duì)向夾緊及復(fù)合夾緊等方式。48.jpg (26.62 KB)2008-3-14 19:56圖6-48  平行式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1工件2壓板3擺動(dòng)壓塊4球面墊圈5螺母6墊圈7柱塞8液性性質(zhì)圖6-48（a）為浮動(dòng)壓板機(jī)構(gòu)對(duì)工件平行夾緊的實(shí)例。由于壓板2、擺動(dòng)壓塊 3

55、 和球面墊圈 4 可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，均是浮動(dòng)件，故旋動(dòng)螺母 5 即可同時(shí)平行夾緊每個(gè)工件。圖6-48（b)所示為液性介質(zhì)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。密閉腔內(nèi)的不可壓縮液性介質(zhì)既能傳遞力，還能起浮動(dòng)環(huán)節(jié)作用。旋緊螺母 5 時(shí)，液性介質(zhì)推動(dòng)各個(gè)柱塞 7，使它們與工件全部接觸并夾緊。6.8 夾具體  夾具體的基本要求夾具體是整個(gè)夾具的基礎(chǔ)件。在夾具體上要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置等；并且還必須便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。因此，夾具體的形狀和尺寸，主要取決于夾具上各組成件分布情況，工件的形狀、尺寸以及加工性質(zhì)等。對(duì)于夾具體的設(shè)計(jì)提出以下一些基本要求：1. 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度以保

56、證加工過程在夾緊力、切削力等外力作用下，不致產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)。為此，夾具體應(yīng)具有足夠的壁厚，在剛度不足處可設(shè)置一些加強(qiáng)筋，一般加強(qiáng)筋厚度取壁厚的 0.70.9 倍，筋的高度不大于壁厚的5倍。近年來有些工廠采用框形結(jié)構(gòu)的夾具體，可進(jìn)一步提高強(qiáng)度及剛度，而重量卻能減輕。2. 力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸工件方便要防止無法制造和難以裝卸的現(xiàn)象發(fā)生。在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能體積小，重量輕，特別對(duì)手動(dòng)、移動(dòng)或翻轉(zhuǎn)夾具，要求夾具總重量不超過100N（相當(dāng)于10kg）,以便于操作。3 有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性以便于制造、裝配和使用。夾具體上有三部分表面是影響夾具裝配后精度的關(guān)鍵，即夾具體的安裝基面（與

57、機(jī)床連接的表面）；安裝定位元件的表面；安裝對(duì)刀或?qū)蜓b置的表面。而其中往往以夾具體的安裝基面作為加工其它表面的定位基準(zhǔn)，因此在考慮夾具體結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)便于達(dá)到這些表面的加工與要求。對(duì)于夾具體上供安裝各元件的表面，一般應(yīng)鑄出 35mm高的凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體上不加工的毛面與工件表面之間應(yīng)保證有一定的空隙，以免安裝時(shí)產(chǎn)生干涉，空隙大小可按以下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。簥A具體是毛面，工件也是毛面時(shí)，取 815mm；夾具體是毛面，而工件是光面時(shí)，取 410mm。4. 夾具體的 尺寸要穩(wěn)定即夾具體經(jīng)制造加工后，應(yīng)防止其日久變形。為此，對(duì)于鑄造夾具體，要進(jìn)行時(shí)效處理；對(duì)于焊接夾具體，則要進(jìn)行退火處理。鑄造夾具體的

58、壁厚變化要和緩、均勻，以免產(chǎn)生過大內(nèi)應(yīng)力。50.jpg (18.77 KB)2008-3-14 19:59圖6-50容屑空間5. 排屑要方便為了防止加工中切屑聚積在定位元件工作表面上或其它裝置中，而影響工件的正確定位和夾具的正常工作，因此在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，要考慮切屑的排除問題。當(dāng)加工所產(chǎn)生的切屑不多時(shí)，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離或增設(shè)容屑溝，以增加容屑空間,如圖6-50所示。6夾具在機(jī)床上安裝要穩(wěn)定、可靠對(duì)于固定在機(jī)床上的夾具應(yīng)使其重心盡量低；對(duì)于不固定在機(jī)床上的夾具，則夾具的重心和切削力作用點(diǎn)，應(yīng)落在夾具體在機(jī)床上的支承面范圍內(nèi)，夾具越高則支承面積應(yīng)越大。為了使接觸面穩(wěn)定、可

59、靠，夾具體底面中部一般應(yīng)挖空。對(duì)于旋轉(zhuǎn)類的夾具體，要求盡量無凸出部分或裝上安全罩。在加工中要翻轉(zhuǎn)或移動(dòng)的夾具體，通常要在夾具體上設(shè)置手柄或手扶部位以便于操作。對(duì)于大型夾具，為考慮便于吊運(yùn)，在夾具體上應(yīng)設(shè)置吊環(huán)螺栓或起重孔。6.8.2夾具體的毛坯制造方法在選擇夾具體的毛坯制造方法時(shí)，應(yīng)以下面因素作為考慮依據(jù)，即工藝性，結(jié)構(gòu)合理性，制造周期，經(jīng)濟(jì)性，標(biāo)準(zhǔn)化可能性以及工廠的具體條件等。生產(chǎn)中常用的夾具體毛坯制造方法有以下四種1. 鑄造夾具體鑄造夾具體工藝性好，可以鑄出各種復(fù)雜的外形，且抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性都較好。但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，為消除內(nèi)應(yīng)力，鑄件需經(jīng)時(shí)效處理，故成本較高。鑄造夾具體的材料大多采用灰鑄鐵HT15-33 或 HT20-40；當(dāng)要求強(qiáng)度高時(shí)，也可采用鑄鋼件；要求重量輕時(shí)，在條件允許下也可采用鑄鋁件。2.焊接夾具體焊接夾具體夾具體與鑄造夾具體相比，其優(yōu)點(diǎn)是易于制造，生產(chǎn)周期短，成本低，重量輕。缺點(diǎn)是焊接過程中產(chǎn)生的熱變形和殘余應(yīng)力對(duì)精度影響較大，故焊接后需經(jīng)退火處理，此外焊接夾具體較難獲得復(fù)雜的外形。3.鍛造夾具體鍛造夾具體夾具體只適用于形狀簡(jiǎn)單，尺寸不大的場(chǎng)合，一般情況下較少使用。4.裝配夾具體裝配夾具體是很有發(fā)展前途的一種制造方法。即選用標(biāo)準(zhǔn)毛坯