机床夹具的基本原理

制造； ⑤ 手动夹紧时，应有自锁性能。
二、夹紧力的确定：
1. 夹紧力的方向： a. 夹紧力的方向应不破坏工件定位的准确性和可靠性 b. 夹紧力的方向应有利于减小夹紧力
二、夹紧力的确定：
2. 夹紧力的作用点： a. 作用点应保持工件的稳定，不能使工件产生位移或偏转 b. 作用点应位于工件刚性较好的部位 c. 夹紧力应尽可能靠近工件上被加工面，必要时应加辅助支承 d. 夹紧力应使夹具本身变形小
定 位
a、定位基面与限位基面保 基
持接触，分析定位基面由
准
大变小或由小变大时定位
基准的变动方向；
定位基面
b、定位基准保持不动，定 位基面同样变化时，分析 工序基准的变动方向；
工序基准
限位基面
c、两者方向相同，取“+”号；方向相反，取“-”号。
2、若工序基准不在定位基面上，则△D=△Y + △B 。
二、定位误差分析计算：
d2
12 0.053 0.064
5. 定位方式的组合：
②一个平面和一个与其垂直的孔的组合（一面一销）
5. 定位方式的组合：
③两个相互垂直的平面和一个与其中一个平面垂直的 孔的组合（两面一销）
第三节 定位误差
一．定位误差的概念： 定位误差（△D）是指由于定位不准而造成某一工序尺 寸或位置要求方面的加工误差。

1 TD 2 2L
Td 2

2
TD 2 Td 2 2
第四节 工件的夹紧
一．夹紧装置的组成及设计要求：
1. 夹紧装置的组成：
① 夹紧元件： 执行夹紧的最终元件， 直接与工件接触。
② 中间传力机构：
a. 改变力的大小，通常为增力机
构；
中
b. 改变夹紧力的方向；
间 传
c. 使夹具具有一定的自锁性，以
Td )
1 2
Td
1

1 (TD 2
Td
Td 1 )
二、定位误差分析计算：
4、以一面双销定位时的定位误差： ① 基准位移误差：
Y TD1 Td1 1
② 转角误差：


tg 1
O1O1'
O2O'2 L
TD1 Td1 1


tg1
TD 1
Td 1
2、夹具安装
二、机床夹具的工作原理与作用
1、夹具的工作原理
二、机床夹具的工作原理与作用
2、夹具的作用：
➢ 保证加工质量； ➢ 提高生产率； ➢ 减轻劳动强度； ➢ 扩大机床的工艺范围；
三、夹具的分类
按专业化程度分： ➢ 通用夹具：与通用机床配套。如：三爪卡盘等。 ➢ 专用夹具：根据某一工序专门设计。 ➢ 成组夹具：按照成组工艺原理设计，适用于一组零件。 ➢ 组合夹具：由标准件拼接而成。 ➢ 随行夹具：用于自动线上，工件在夹具上由输送装置
得：
2min

b Tlk Tlx
D2


4 (0.12 12
0.04)

0.053
2min D2min d2max d2max D2min 2min 12 0.053 11.947
取菱形销的精度为：IT6，Td2=0.011 d2min=d2max-Td2=11.947-0.011=11.936
二、夹紧力的确定：
3. 夹紧力的大小： W0 K W
式中： W0：实际夹紧力；W：理论夹紧力； K：安全系数。粗加工时K=2.5~3，精加工时K=1.5~2
如右图所示:
摩擦系数f2
F W(f1 f2 ) Gf 1
W0

KW

K(F f1

Gf 1 ) f2
摩擦系数f1
F’
三、典型夹紧机构：

1 2
Td
结论：
1. 定位误差只产生在采用调整法加工一批零件的条件 下。
2. 定位误差是由于工件定位不准而产生的加工误差。 表现形式为工序基准相对加工面可能产生的最大尺 寸或位置的变动范围。
3. △D=|△Y±△B|
△D=|△Y±△B|中“±”的判断
1、若工序基准在定位基面上， 则△D=|△Y±△B|

D2 2 m in 2


2m 2
in

2
去掉式中高阶无穷小量后得： b D2 2 m in Tlk Tlx
定位销的设计与选取：
已 知 两 孔 尺 寸 ：1200.018(H7) L孔 80 0.06
确定两定位销的尺寸：
1. 确定定位销中心距及公差：
取：Tlx
(1 3
~
1 5 )Tlk
0.04
L销 80 0.02
2. 确定圆柱销尺寸及公差：
取配合：H 7，则圆销尺寸： g6
12
(
g
6)
0.006 0.017
定位销的设计与选取：
3. 确定菱销的宽度：
查表取：b=4mm
4. 确定菱形销尺寸及公差：
根据式： b D2 2m in Tlk Tlx
①圆柱定位销： ②圆锥定位销： ③定位心轴：
4. 工件以圆锥孔定位：
5. 定位方式的组合：
①一个平面和两个与其垂直的孔的组合（一面双销）
5. 定位方式的组合：
① 一个平面和两个与其垂直的孔的组合（一面双销）
两由孔图中中△心A距O2B为和△：ALO±2’CT可lk/得2：，两销中心距为：L±TlX/2 。两孔与
定位误差
基准位移误差(△Y)
零件制造误差 定位元件制造误差
基准不重合误差(△B)
定位基准与工序基准 不重合
D

1T 3
举例：
基准的位移误差：
Y O1O2 O3O4 TD Td 1 min
基准不重合误差：
B

A1A2

1 2
Td

D

Y

B

TD

Td 1

min
Y

1 (TD 2
Td )
② 定位心轴垂直放置：
Y Dmax dmin TD Td min
d10Td1 d0Td
3、以内孔在圆柱心轴上定位时的定位误差：
以定位心轴水平放置时为例：
对于尺寸H1：
0 B
DH1

Y

1 (TD 2
Td )
对于尺寸H2：

B

1 2
TD
DH2

Y
B

1 Td 2
d10Td1 d0Td
对于尺寸H3：

B

1 TD 2
1
1
1
DH3
Y
B

(TD Td) 2
TD TD Td
2
2
对于尺寸H4：

B

1 2
Td
1
DH4
Y
B

1 (TD 2
1. 斜楔夹紧机构： 特点： ① 有自锁性。通常斜角α=6°～8° ② 有增力作用。增力比为i=2 ～5。 ③ 能改变夹紧力的方向。 ④ 夹紧行程小。
三、典型夹紧机构：
2. 螺旋夹紧机构：
三、典型夹紧机构：
2. 螺旋夹紧机构： 特点： ① 自锁性好，可靠性高。 ② 增力比大。i=65~140 ③ 多为手动操作，通常使用快速装夹结构提高工件安
1、以平面定位时的定位误差： 对于尺寸A3：
DA3 2(H h)tg
对于尺寸A1：
BA1 TA 2
YA1 2(H h)tg DA1 YA1 BA1 2(H h)tg TA 2
二、定位误差分析计算：
2、以外圆在V形块上定位时的定位误差： 对于尺寸H1： 基准不重合误差：△B =0
装速度。 ④ 结构简单，应用广泛。
三、典型夹紧机构：
3. 偏心夹紧机构： 特点： ① 有自锁差，一般用于切削负荷不大的场合。 ② 有增力作用。增力比为i=12 ～14。 ③ 夹紧迅速。 ④ 夹紧行程小。 ⑤ 很少单独直接作用于工件，通常与其他元件 联合使用。如：偏心压板机构。
第五节 各类机床夹具特点
送往各机床，并在机床夹具或机床工作台上进行定位 和夹紧。
四、夹具的组成
将工件进行定位、夹紧，将刀具进行导向或对刀，以 保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。
四、夹具的组成
1. 定位元件：起定位作用，保证工件相对于夹具的位置。 2. 夹紧装置：将工件夹紧，以保持工件在加工时的既得位置。 3. 导向元件和对刀装置：保证刀具相对夹具的位置。 4. 连接元件：用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置。 5. 夹具体：用于连接夹具各元件及装置使其成为一个整体的基
4. 过定位：（重复定位）
二、定位方式与定位元件的选择
1. 工件以平面定位：
① 固定支承钉： ② 可调支承： ③ 自位支承： ④ 辅助支承：
1. 工件以平面定位：
⑤支承板：
2. 工件以外圆表面定位：
① 套筒： ② V形块：
T D N H
2 sin 2tg
2
2
3. 工件以圆柱孔定位：
一、六点定位原理：
一、六点定位原理：
1. 完全定位：六个自由度全部被限制。 2. 不完全定位：（部分定位） 3. 欠定位：根据加工要求，未能限制应该限制的自由度
一、六点定位原理：
4. 过定位：（重复定位）
零件某一个自由度同时由多个定位元件限制。
一、六点定位原理：
4. 过定位：（重复定位）
一、六点定位原理：
TD
2sin
2
工序基准在定位基面上，故 △D=|△Y±△B|，经分析：
TD 1
D B Y

2 sin

TD 2
2
二、定位误差分析计算：
3、以内孔在圆柱心轴上定位时的定位误差： ① 定位心轴水平放置：
Y

OO2
OO1

Dmax dmin 2

Dmin
dmax 2

基准移位误差：
Y H1" H1' O'O"

O' A'


O" A"


TD

sin sin
2 sin
2
2
2
工序基准不在定位基面上， 故△D=△Y+△B
TD
DH1

2 sin
2
二、定位误差分析计算：
2、以外圆在V形块上定位时的定位误差： 对于尺寸H2：
基准不重合误差：B
几种常见的钻模：
第五节 各类机床夹具特点
二．镗床夹具 1. 组成：导向支架、镗套、定位元件、夹紧装置、镗模体 2. 镗套： 3. 类型：
第五节 各类机床夹具特点
一．铣床夹具 1. 组成： 定位元件、夹紧装置、对刀块、连接元件、夹具体 2. 连接元件： 3. 对刀装置：
两A销O2'的2 最A小C 间2 隙A分O2别2 是A△B21min， △2min。

D2 2
2


b 2

1 2
Tlk
Tlx
2



D2
2min 2
2


b2 2
整理后得：
1
2
b
Tlk
Tlx

1 4
(Tlk
Tlx )2
一．钻床夹具
1. 组成：钻模板、钻套、定位元件、夹紧装置、钻模体
2. 钻套： 3. 钻套尺寸：
① 内径：d=刀具的外径。基轴制F7/h6， G6/h5。
② 高度：H=(1.5~2)d（一般） H=(2.5~3.5)d（高精度）
③ 钻套与工件间的距离： h=(0.3~0.7)d（铸铁） h=(0.7~1.5)d（钢材）
第六章 机床夹具的基本原理
第一节 夹具的基本概念 第二节 工件的定位原理 第三节 定位方式与定位元件的选择 第四节 定位误差 第五节 工件的夹紧 第六节 各类机床夹具特点
第一节 夹具的基本概念
一、工件在机床中的安装方法
1、直接找正安装
一、工件在机床中的安装方法
2、夹具安装
一、工件在机床中的安装方法
力
保证夹紧可靠。
机
构
③ 动力源：
产生原始的作用力
一．夹紧装置的组成及设计要求：
2. 设计要求： ① 夹紧应有助于定位，不能破坏定位； ② 夹紧可靠、可调，应保证工件在加工过程中不发生位置变动
和振动； ③ 夹紧产生的工件变形应在允许的范围之内； ④ 夹紧装置操作应安全、方便、省力，结构应简单合理，便于

1 TD 2
基准移位误差：
Y

TD
2sin
2
工序基准在定位基面上，故 △D=|△Y±△B|，经分析：
TD 1
D B Y

2 sin

TD 2
2
二、定位误差分析计算：
2、以外圆在V形块上定位时的定位误差： 对于尺寸H3：
基准不重合误差：B

1 TD 2
基准移位误差：
Y
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

础件。 6. 其它元件：如动力装置、分度装置等。
五、加工误差的组成：
1. 安装误差：△安装 工件在夹具中的定位和夹紧误差
2. 对定误差：△对定 刀具的导向或对刀误差
3. 过程误差：△过程 与加工过程中一些因素有关的加 工误差。如：受力变形、受热变 形、磨损等。
通常：△安装+△对定+△过程≤T工件
第二节 工件的定位原理