機(jī)械制造技術(shù)第二章3-8課件

1、第第 二章二章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 2.1概述 2.2 工件的定位 2.3 工件的夾緊 2.4 常見典型夾具2.1概述 2.1.1 機(jī)床夾具的定義 2.1.2 機(jī)床夾具的作用 2.1.3 機(jī)床夾具的組成2.2 工件的定位 2.2.1 六點(diǎn)定位原理 2.2.2 工件的定位方式與定位元件 2.2.3定位誤差2.2.1 六點(diǎn)定位原理 1 支承點(diǎn)與定位元件 2 完全定位與不完全定位 3 欠定位與過定位 4.夾緊與定位工件的六點(diǎn)定位 1 支承點(diǎn)與定位元件2 完全定位與不完全定位定位方案分析 3 欠定位與過定位 床頭箱定位簡(jiǎn)圖 4.夾緊與定位磨平面工序定位分析 2.2.2 工件的定位方式與定位元件

2、1 工件以平面定位 （1）工件以毛面定位 （2）工件以光面定位 （3）可調(diào)支承 （4）自位支承 （5）輔助支承 輔助支承的應(yīng)用 輔助支承 2 工件以內(nèi)孔定位間隙配合心軸 圓錐心軸 定位銷 圓錐銷 3 工件以外圓定位V型塊 4 工件以一組基準(zhǔn)定位 一面兩孔定位 一面一孔定位 2.2.3定位誤差 1定位誤差產(chǎn)生的原因 2定位誤差的分析與計(jì)算 應(yīng)用舉例1定位誤差產(chǎn)生的原因 （1）由基準(zhǔn)不重合誤差引起的定位誤差 基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差 （2）由基準(zhǔn)位置誤差引起的定位誤差 工件定位時(shí)，由于定位副（工件的定位基面與定位元件的工作表面）的制造誤差引起定位基準(zhǔn)相對(duì)位置的最大變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)位置誤差基準(zhǔn)位置誤

3、差，以JW表示。 DWBCJW 2定位誤差的分析與計(jì)算 （1）工件以平面定位 （2）工件以內(nèi)孔定位 基準(zhǔn)孔與心軸（或定位銷）任意接觸 基準(zhǔn)孔與心軸（或定位銷）固定邊接觸 （3）工件以外圓在V形塊上定位 用間隙配合心軸定位時(shí)的基準(zhǔn)位置誤差 在V型塊上定位的定位誤差分析 應(yīng)用舉例兩孔定位計(jì)算實(shí)例 如圖2-23所示零件以一面兩孔定位，其中一孔用圓銷，直徑尺寸為12mm，一孔用菱形銷，直徑尺寸為12mm，兩孔的直徑尺寸為12mm，其中心距為800.04mm，兩定位銷為垂直放置，試計(jì)算工件定位時(shí)所產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)角誤差。解：DW1（TD1+Td1+X1min）/2（0.027+0.011+0.006）/20

4、.022對(duì)菱銷孔DW2（TD2+Td2+X2 min）/2（0.027+0.011+0.032）/20.035因?yàn)?tg（DW1+DW2）/L所以maxtg-1 （DW1+DW2）Lmaxtg-1（0.057/80.04）227故此工序工件定位時(shí)所產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)角誤差為227。2.3 工件的夾緊 2.3.1夾緊力的確定 2.3.2典型夾緊機(jī)構(gòu)2.3.1夾緊力的確定 1夾緊力的作用點(diǎn) 2夾緊力的方向 3夾緊力的大小1夾緊力的作用點(diǎn) （1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)保證工件夾緊后定位穩(wěn)定，不得破壞工件的定位。 夾緊力作用點(diǎn)分布位置對(duì)比用輔助支承承受夾緊力 （2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)保證工件夾緊后所產(chǎn)生的變形最小

5、（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)保證工件夾緊后在加工時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)要小夾緊力作用點(diǎn)與變形 2夾緊力的方向 (1) 夾緊力的方向應(yīng)使工件的定位基面與定位元件接觸良好夾緊 力方向與保持正確定位的關(guān)系 （2）夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度最大的方向相一致，有利于減小工件的夾緊變形。 夾緊力方向與工件剛性關(guān)系 （3）夾緊力的方向應(yīng)盡量與切削力、工件重力的方向相一致，利用支承反力來平衡切削力，這將有利于減小夾緊力。 3夾緊力的大小 在確定夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)，并視工件在切削力、夾緊力、重力、慣性力等力的作用下，處于靜力平衡狀態(tài)，然后列出力的平衡方程式，即可求出理論夾緊力，其中切削力是計(jì)算夾緊力的主

6、要依據(jù)。 計(jì)算出理論夾緊力后，為使夾緊可靠，應(yīng)乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需的夾緊力。即： QKQ 式中：Q計(jì)算出的理論夾緊力 Q實(shí)際所需的夾緊力 K安全系數(shù)，一般為1.53 粗加工時(shí)，一般取K2.53；精加工時(shí)，一般取K1.522.3.2典型夾緊機(jī)構(gòu) 1斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 2螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 3偏心夾緊機(jī)構(gòu) 4定心夾緊機(jī)構(gòu)1斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 斜楔夾緊機(jī)構(gòu) (1) 夾緊力的計(jì)算 QW.tg2+W.tg（+1） 則WQtg2+tg（+1） 式中：斜楔的斜角 1斜楔與夾具體之間的摩擦角 2-斜楔與工件之間的摩擦角斜楔夾緊受力分析 (2) 自鎖條件 1+2 一般1257，則 1014 為確保夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能，通常取

7、58。當(dāng)用氣動(dòng)或液壓等裝置實(shí)現(xiàn)斜楔夾緊時(shí)，其斜角不受限制。 (3) 斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： 增力作用好。 夾緊行程小。 當(dāng)斜角1+2時(shí)，具有自鎖性。 手動(dòng)夾緊效率低。 2螺旋夾緊機(jī)構(gòu) （1）單螺旋夾緊 螺桿受力分析 螺紋端部與工件（A或壓腳）的當(dāng)量摩擦半徑、螺紋與螺釘?shù)漠?dāng)量摩擦角計(jì)算公式 (2) 螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu) 螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu) 鉤形壓板 快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 3偏心夾緊機(jī)構(gòu)（1）偏心夾緊原理圓偏心夾緊工作原理 （2）幾何特性hO1XO1MRe.cosxarctg（O2M/h）arctg e.sin（Re.cos） 圓偏心幾何關(guān)系 （3）偏心輪設(shè)計(jì)偏心量ehBC/（cosBcosC）設(shè)計(jì)時(shí)通常取B

8、45，C135，則ehBC/1.414 偏心輪直徑偏心量確定后，偏心輪直徑主要取決于自鎖條件。 tgmaxe/R2 e /Dtg11 夾緊力的計(jì)算圓偏心夾緊力 4定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊示意圖 (1)定位夾緊元件以等速移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)定心夾緊 (2)定位夾緊元件靠彈性變形來實(shí)現(xiàn)定心夾緊鼓膜夾具 2.4 常見典型夾具 2.4.1車床夾具 2.4.2鉆床夾具 2.4.3 鏜床夾具 2.4.4 銑床夾具2.4.1車床夾具2.4.2鉆床夾具 1.鉆套 （1）固定鉆套 （2）可換鉆套 （3）快換鉆套 （4）特殊鉆套2，鉆套設(shè)計(jì)的主要參數(shù)（1）鉆套尺寸及公差鉆套孔徑的基本尺寸d，應(yīng)等于所引導(dǎo)刀具的最大極限尺寸。鉆套

9、孔徑與所引導(dǎo)刀具的配合，當(dāng)引導(dǎo)刀具的切削部分時(shí)，應(yīng)按基軸制選取，這是因?yàn)榈毒邽闃?biāo)準(zhǔn)尺寸，當(dāng)引導(dǎo)刀具的導(dǎo)向部分時(shí)，可按基孔制選取。 （2）鉆套的高度尺寸H鉆套的高度尺寸H也就是導(dǎo)向長(zhǎng)度尺寸，其大小應(yīng)適宜。當(dāng)H較大時(shí)，導(dǎo)向性好，但摩擦磨損大，當(dāng)H較小時(shí)，導(dǎo)向性又不好。一般選取H（11.25）d，當(dāng)孔的精度要求較高，或孔徑尺寸較小時(shí)，系數(shù)取大值，反之系數(shù)取小值。 圖2-50 特殊鉆套（3）排屑空間尺寸h 排屑空間尺寸h是鉆套底部與工件間的空隙尺寸，其大小應(yīng)適宜。當(dāng)h過小時(shí)，則排屑困難，有礙裝卸工件，當(dāng)h過大時(shí)，鉆頭容易引偏，影響導(dǎo)向精度。一般按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取：加工鑄鐵時(shí)，h（0.30.7）d，加工鋼件

10、時(shí)，h（0.71.5）d，精加工的系數(shù)取小值，粗加工的系數(shù)可取大值。鉆套高度及間隙 3，鉆模板 鉆模板是專門安裝鉆套用的，按其與夾具體的連接方式可分為以下四種形式： （1）固定式鉆模板 （2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板 （3）分離式鉆模板 （4）懸掛式鉆模板2.4.3 鏜床夾具 1.鏜套 固定式鏜套 兩種回轉(zhuǎn)式鏜套結(jié)構(gòu)圖 常用內(nèi)滾式鏜套 常用外滾式鏜套 2 導(dǎo)向支架與底座導(dǎo)向支架上安裝有鏜套，加工時(shí)要承受切削力，底座要承受鏜模所有元件的重量及加工時(shí)的切削力，都必須具有足夠的剛度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：（1）導(dǎo)向支架與底座兩者應(yīng)分別設(shè)計(jì)，不宜鑄成一個(gè)整體，否則結(jié)構(gòu)工藝性差。（2）導(dǎo)向支架上不應(yīng)設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)或承受夾緊反

11、力，否則支架會(huì)受力變形，影響導(dǎo)向精度。當(dāng)夾緊力與主軸軸線垂直時(shí)，不存在這一問題，當(dāng)夾緊力與主軸軸線平行，需通過支架對(duì)工件進(jìn)行夾緊時(shí)，應(yīng)在支架上開孔，使夾緊力從孔中穿過。（3）底座上安裝各元件的相接觸表面，應(yīng)設(shè)計(jì)為凸出表面，以減少加工量。（4）底座上應(yīng)設(shè)計(jì)找正基面，以方便安裝鏜模。（5）底座上應(yīng)設(shè)計(jì)起吊孔或設(shè)置起吊環(huán)，以方便吊裝鏜模。（6）導(dǎo)向支架與底座的連接，一般用螺釘進(jìn)行緊固，用錐銷進(jìn)行定位。3 導(dǎo)向支架的布置方式（1）單面前導(dǎo)導(dǎo)向支架布置在鏜刀的前面，鏜桿與主軸為剛性連接，主要用于加工D60mm，LD的通孔，或小型箱體上單向排列的同軸線通孔。（2）單面后導(dǎo)導(dǎo)向支架布置在鏜刀的后面，鏜桿與主

12、軸為剛性連接，主要用于加工盲孔或D60 mm的孔。按L與D的比值大小，可分為兩種類型：當(dāng)L與D的比值小于1，鏜桿導(dǎo)向部分的直徑d可大于鏜孔直徑D，剛度好，易保證加工精度。當(dāng)L與D的比值大于1，鏜桿導(dǎo)向部分的直徑d應(yīng)小于鏜孔直徑D，這樣有利于縮短鏜桿長(zhǎng)度和鏜孔時(shí)鏜桿的懸伸量。此時(shí)鏜套上應(yīng)設(shè)計(jì)引刀槽。（3）單面雙導(dǎo)兩個(gè)導(dǎo)向支架均布置在鏜刀的后面，鏜桿與主軸為浮動(dòng)連接，為了保證導(dǎo)向精度，應(yīng)限制鏜桿的伸出長(zhǎng)度，即L15d，另外設(shè)計(jì)時(shí)取L（1.251.50）L1，H1H2(12) d。（4）雙面單導(dǎo)導(dǎo)向支架分別布置在工件的兩側(cè)，鏜桿與主軸為浮動(dòng)連接，主要用于加工L1.5D的通孔，或處于同一軸線上的一組孔，且孔間距或同軸度要求較高的場(chǎng)合。（5）在工件的兩側(cè)分別布置兩個(gè)導(dǎo)向支架，鏜桿與主軸均為浮動(dòng)連接，主要用于孔的加工精度要求較高，需同時(shí)從兩面進(jìn)行鏜孔的場(chǎng)合。單面前導(dǎo)向鏜孔示意圖 單面后導(dǎo)向鏜孔示意圖 （lD） 單面后導(dǎo)向鏜孔示意圖 單面雙導(dǎo)向鏜孔示意圖 雙面單導(dǎo)向 雙面雙導(dǎo)向 2.4.4 銑床夾具軸瓦銑開夾具 1 銑床夾具的種類及結(jié)構(gòu)型式 按工件的進(jìn)給方向，銑床夾具可分為以下三大類： （1）直線進(jìn)