第二节工件的装夹方法PPT优秀课件

(3) 几种典型定位方式的定位误差
①工件以平面定位 定位基准位平面时，其定 位误差主要是由基准不重合误差引起的，普通不计 算基准位移误差。
②工件以圆孔定位 工件以圆孔外表为定位基 准时的定位误差，与工件圆孔的制造精度、定位元 件的放置方式、工件圆孔与定位元件的配合性质和 工序基准与定位基准能否重合等要素亲密相关。
d.用夹具装夹工件方便、省力、平安。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
e.在批量消费中运用夹具时，由于劳动消费率的提高 和允许运用技术等级较低的工人操作，故可明显的降低消 费本钱。
② 机床夹具的分类
按运用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、 钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他机床夹具等。
按驱动夹具的动力源分类，可分为手动夹具、 气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具和 自夹紧夹具等。
3.3.1 粗定位基准选择 选择粗基准时，必需求到达以下两个根本要求：
其一，应保证一切的加工外表都有足够的加工余量；其二， 应保证工件加工外表和不加工外表之间具有一定的位置精 度。粗基准的选择原那么如下：
〔1〕相互位置要求原那么 〔2〕 加工余量合理分配 〔3〕 重要外表原那么 〔4〕 不反复运用原那么 〔5〕 便于工件装夹原那么
1〕直接找正装夹
将工件装在机床上，然后按工件的某个〔或某些〕 外表，用划针或用百分表等量具进展找正，以获得 工件在机床上的正确位置。
直接找正装夹效率较低，但找正精度可以很高，适 用于单件小批消费或定位精度要求特别高的场所 。
2〕划线找正装夹
这种装夹方法是按图纸要求在工件外表上事先划 出位置线、加工线和找正线，装夹工件时，先按找 正线找正工件的位置，然后夹紧工件。
由此可以看出，尺寸A的加工误差添加了一个从定位 基准〔面1〕到设计基准〔面2〕之间尺寸B的误差，这个 误差就是基准不重合误差。由于基准不重合误差的存在， 只需提高本道工序尺寸C的加工精度，才干保证尺寸A的精 度；当本道工序C的加工精度不能满足要求时，还需提高 前道工序尺寸B的加工精度，这就添加了加工的难度。

2、右图所示套筒以外圆 柱面在V型块上定位,在 插床对内孔插键槽,以知 D=500-0.03, d=300.050D 对d的跳动为0.02,试计 算加工加工尺寸H的定位 误差。(华南理工98年)
3、在阶梯轴工件的小端铣键槽,要求保证尺寸 30+0.10,定位方案如下图所示,该定位方案能否满 足加工要求?如何提高定位精度?(大连理工99年)
２、液压夹紧
第五节、各类机床夹具
一、车床夹具
二、铣床夹具
三、钻床夹具
组合夹具
0
30± 0.07
A
P C B O
3 0 ± 0 .07
A
P C B O
3 0 ± 0 .07
A
P C B O D
3 0 ± 0 .07
1、有一工件在V型块上定位, 工件定位处外圆直径为￠60， 公差为0—0.028， V型块 夹角为90度，分析计算工序 尺寸H的定位误差。(山工 2000年)
第一节 机床夹具概述
一、工件的装夹方法
1)用找正法装夹工件
2)用夹具装夹工件
二、机床夹具的工作原理和在机械加工过 程中的作用 1、夹具的主要工作 原理
1)工件在夹具中占有 正确位置 2)夹具对机床保持准 确 位置 3)刀具对定位元件的 定位面调整到准确位 置
2、夹具的作用 1）保证稳定可靠地达到各项加工精
3、工件以外圆柱面定位 （1）V型块
（2）定位套筒
（3）半圆孔定位座
（4）外圆定心夹紧机构
4、工件以组合表面 定位
（1）一面两孔定位
应用
应用实例
（2）一面及两外圆柱面组合定位
（2析
一、定位误差及其产生原因 1、定位基准与设计基准不重合

基准统一原则
采用同一组基准定位加工零件上尽可能多 的表面，可使夹具统一。
自为基准原则
选择加工表面本身作为定位基准，避免 夹具的制造误差和安装误差对工件的影 响。
互为基准原则
工件上两个相互位置要求很高的表面加工 时，互相作为基准，反复加工，可获得较 高精度。
基准选择不可完全符合上述原则，应根据具 体情况具体分析，选择最有利的表面作基准。
四爪单动卡盘：用于非回 转体或偏心件的装卡
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课堂讨论
数控车床的装夹找正
Ø 打表找正。通过调整卡爪，使得工件坐标系 的Z轴与数控车床的主轴回转中心轴线重合。
Ø 单件的偏心工件。 Ø 使用三爪自动定心卡盘装夹较长的工件。 Ø 三爪自动定心卡盘的精度不高。
七、数控铣床的装夹
1. 工件的定位与夹紧 有什么区别？
2. 确定工件在夹具中 应限制自由度数目 的依据是什么？
3. 什么是欠定位？为 什么不能采用欠定 位？试举例说明。
4. 试分析右图中的定 位元件分别限制了 哪些自由度？有哪 些夹紧元件？
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课堂小节
ONE 数控车床的装夹 (重点) TWO 夹具的组成和作用（了解） THREE 数控铣床的装夹（重点）
精基准的选择
Ø 在实际生产中，经常使用的统一基准形式有： 1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准； 2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个
距离较远的销孔）作统一基准；
3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统 一基准；
4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。
Ø 采用统一基准原则好处： 1）有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。

2.2.3 基本夹紧机构
原始作用力转化为夹紧力是通过 夹紧机构来实现的。在众多的夹紧机 构中以斜楔、螺旋、偏心以及由它们 组合而成的夹紧机构应用最为普遍。
2.2.3 基本夹紧机构
1、斜楔夹紧机构 采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机 构称为斜楔夹紧机构。 斜楔夹紧具有结构简单，增力比大，自锁性 能好、等优ห้องสมุดไป่ตู้，因此获得广泛应用。 斜楔夹紧机构的类型： 斜楔 斜楔与滑柱合成 端面斜楔压板组合
2.2.2 夹紧力确定的基本原则
(3) 提高工件和夹具元件的装夹刚度。
① 对于刚度差的工件，应采用浮动夹紧装臵或增设辅助支承。
图2.17 浮动式螺旋压板机构 1—滑柱；2—杠杆；3—套筒；4—螺母；5—压板； 6—工件；7、8—浮动卡爪；9—拉杆
2.2.2 夹紧力确定的基本原则
图2.18所示为通过增设辅助支承达到强化工件刚度的 目的。
图2.6 夹紧力与切削力、重力反向的钻模
2.2.2 夹紧力确定的基本原则
(3) 夹紧力的方向应是工件刚度较高的 方向 。
图2.7 夹紧力方向与工件刚性的关系
2.2.2 夹紧力确定的基本原则
2、夹紧力作用点的确定 (1)夹紧力的作用点应正对支承元件或位于 支承元件所形成的支撑面内；
图2.8 夹紧力作用点的位臵不正确
FL FW fL1 FW fL 2 2 2 FWK 2KFL f ( L1 L2) f为摩擦系数
2.2.2 夹紧力确定的基本原则
【例2-2】如图2.13所示，求车削时所需的夹紧力。
解：工件用三爪自定心卡盘 夹紧，车削时受切削分力Fz、 Fx、Fy的作用。主切削力Fz形 成的切削转矩为Fz (d/2)，使工 件相对卡盘顺时针转动；Fz和 Fy还一起以工件为杠杆，力图 搬松卡爪；Fx与卡盘端面反力 相平衡。为简化计算，工件较 短时只考虑切削转矩的影响。 根据静力平衡条件并考虑安全 系数，需要每一个卡爪实际输 出的夹紧力为 d0 (当d≈d0时) d

Z
Z
Z
Y
Y
X
X
Z
Y X
Z
Y X
Y X
图2-26 工件以外圆柱面定位
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工件以外圆定位 工件以外圆定位时，常用的有V形块、定位套筒
及剖分套筒、自动定心机构（三爪长盘、弹簧夹头、 锥孔、自动定心夹头）
1. V形块 V形块的定位情况：
a. V形块结构：(已标准 化）
①а常取90°或120° ②工艺槽：降低应力集 中，便于v形工作面加工。 ③支承面和底面精度要 求较高 ④安装时，需采用定位 销孔(有定位销孔和安装 孔)
网纹顶面：与定位面摩擦力较大，可住阻碍工件 移动，加强定位稳定性，精中易积屑，多用在粗糙表 面的侧面定位。
支承钉
b.支承钉尾部与基体孔的配合： 过盈配合：H7/r6 或H7/n6 加中间套(可换)：套与夹具体上孔为过盈配合， 套与支承钉尾部可选过渡配合H7/js6 c.支承钉布置原则： 三点：组成的平面面积尽可能大 二点：距离尽可能长 一点：应与切削力方向对应
精度不高，效率低，多用于形状复杂的铸件
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2.2 工件装夹
精度和效率均高，广泛采用
图2-12 工件在夹具上装夹（滚齿夹具）
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2.3 定位原理
六点定位原理
用任X 何,Y 一,个Z ,物a 体,b 在,c 空表间示直角坐标系中都有 6 个自由度——
要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度
b.圆柱形心轴：工件与心轴定位部分为过盈配合采 用r6、s6配合，轴向位置较固定（通过限位套）前 编加有导向部分，与工件为间隙配合的保证工件用 手能自由套入。
c.心轴：工件与心轴为间隙配合，心轴采用h6、 g6、f7制造，同心度不高，装卸方便，端部夹紧。

2.4 数控刀具的选择
2.4.1 数控加工刀具的选用原则
刀具的选择是数控加工工艺中重要内
谢 谢！ 容之一。选择刀具通常要考虑机床的加工
能力、工序内容、工件材料等因素，要使 刀具的尺寸与被加工工件的尺寸和形状相 适应。
刀具选择的基本原则：安装调整方便、 刚性好、耐用度和精度高；在满足加工要 求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提 高刀具加工的刚性。
2.3.1 可转位刀具的基本结构
3、常用机夹可转位刀片的选用
（7）刀片厚度的选择：通常是根据背吃刀量与进给量来选用 。
谢 谢！ （8）刀片后角的选择：0°后角一般用于粗、半精车； 5°、
7°、11°后角一般用于半精、精车、仿形及加工内孔 。
（9）刀片精度的选择：可转位刀片家规定16种精度，其中6 种适合于车刀，代号为H、E、G、M、N、U，H最高，U最低， 普通车床粗、半精加工用U级，对刀尖位置要求较高的或数 控车床用M，更高级的用G 。
谢 谢！ 各部分的作用为：
刀片：承担切削，形成被加工表面。
刀垫：保护刀体，确定刀片(切削刃)位置。
夹紧元件：夹紧刀片和刀垫。
刀体：刀片及刀垫的载体，承担和传递切削力及切削 扭距，完成刀片与机床的联接。
2.3.1 可转位刀具的基本结构
2、可转位刀片型号表示规则
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
谢 谢！ 可转位刀片型号通过上面10个字符来表示：
将刀片的夹紧松开，转位或更换刀片，使新的切 削刃进入工作位置，再经夹紧就可以继续使用。
可转位刀具的两个特征：其一，刀体上安装 的刀片，至少有两个预先加工好的切削刃供使用。 其二，刀片转位后的切削刃在刀体上位置不变， 并具有相同的几何参数。

二、六点定位原理的应用
根据工件在夹具中被限制的自由度不同，定位方 式可分为以下几种 。
完全定位
工件的六个自由度全部被限制
完 全 定 位
不完全定 位
不需要限制六个自由度就能到达定位的要求
限制5个自由度
限制4个自由度
欠定位
应该限制的自由度 没有被限制的定位
不允许使用
限制自由度与加工要求的关系
过定位
数控回转工 作台
扩大了机床工艺范围
组合夹具
主要用于中小批量生产，是一种 较经济的夹具。
孔系组合夹具 槽系组合夹具
2.5.6 典型实例
例3－1 如下图 零件薄 壁筒， 确定夹 装方式 和加工 顺序。
零件内部需要加工； 不需要掉头夹装； 零件内孔尺寸较大，粗加工时可以夹持内孔；
内外圆外表同轴度要求较高，相关外表的形状、 位置精度要求也较高，采用心轴定位加工外外 表； 零件的壁较薄，可用特制扇形卡夹紧。
1.夹紧过程中，不能改变工件定位占据的正确位置。
2.夹紧力大小适宜。
3.夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、平安。
4.夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、平安。
三、夹紧力确实定
夹紧力的作用方向应垂直于主要定位 基准面 。
夹紧力方向 确实定原那 么
夹紧力应尽量与切削力、重力方向一 致，以减少夹紧力
铣削外轮廓时，采用螺旋压板机 构夹紧工件。
过 定 位
消除过定位的措施 大端面加球面垫圈 大端面改为小端面
过定位例如 长销和大端面定位 平面和两短圆柱销定位
固 定 支 承
支承钉
支承板
可 调
主要用于毛坯、形状变化较大工件，以及粗加工定位中
支

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思考：
确定此键槽的设计基准、定位基准、工序基准和测量基准。
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二. 定位误差的分析计算
定位误差概念
指一批工件在夹具中定位时，工件的设计基准（或工序 基准）在加工尺寸方向上的最大变动量。
成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运动 的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置是固定的。 但因一批工件中每个工件在尺寸形状及表面相互位置上 均存在差异，所以定位后各表面有不同的位置变动。
短半圆孔定位限制工件的二个自由度；长半圆孔定位限
制工件的四个自由度。
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三、工件以圆孔定位
1、在圆柱销上定位
分固定式和可换式
用定位销定位时，短圆柱销限制两个自由度；
长圆柱销可以限制四个自由度。
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2．心轴 几种常用的心轴结构形式如下图：
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过盈配合心轴，限制工件四个自由度； 间隙配合心轴，限制工件五个自由度（心轴 外圆部分限制四个自由度，轴肩面限制一个 自由度）；小锥锥度心轴，装夹工件时，通 过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工 件，使用小锥度心轴定位可获得较高的定位 精度，它可以限制五个自由度。
➢ 机床夹具：完成装夹的工艺设备称为机床夹具。
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定位 + 夹紧 = 安装
小结： 定位在前，夹紧在后 定位是首要的
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二、安装方式
1、直接找正安装法
是用百分表、划针或用目测，在机床上 直接找正工件，使工件获得正确位置的 方法。
效率低，适于单件小批生产和定位精度 要求较高的情况。
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第二章 数控机床工件装夹及夹具选用
常用定位元件及定位方式
可调支承应用实例
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第二章 数控机床工件装夹及夹具选用
常用定位元件及定位方式
以平面定位
旨在提高工件的装夹刚性和定位的稳定性 ，并不起消除自由度的作用。使用时必须 逐个工件进行调整，以适应工件支承表面 的位置变化结构简单，但效率较低
第二定位 基准面
基准轴
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基准轴
第三定位 基准面
基准轴
主定位 基准面
工件定位时，用合理分布的六个支承点 与工件的定位基准相接触来限制工件的 六个自由度，使工件的位置完全确定， 称为“六点定位原则”。六点定位原则 是工件定位的基本法则，用于实际生产 时，起支承作用的是一定形状的几何体， 这些用来限制工件自由度的几何体就是 定位元件
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第二章 数控机床工件装夹及夹具选用
工件在夹具中的定位
定位
使工件相对于机床及刀 具处于正确的位置
在机械加工中，要求加工出来的表面， 对加工件的其它表面保持规定的位置 尺寸。因为加工表面是由切削刀具和 机床的综合运动所造成，所以在加工 时，必须使加工件上的规定表面（线、 点）对刀具和机床保持正确的位置才 能加工出合格的产品
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第二章 数控机床工件装夹及夹具选用
工件在夹具中的定位
工件完全 定位
加工时，工件的六个自由 度被完全限制了的定位
在夹具中限制 工件的自由度
不完全定位
例 图2-6
欠定位
在满足加工要求的前提下， 工件的六个自由度没有被完 全限制的现象
根据加工要求应该限制的自 由度而没有限制的现象
过定位