第四章机床夹具原理和设计.ppt

第四章　机床夹具原理与设计 第一节　机床夹具概述 第二节 工件在夹具中的定位 第三节 定位误差分析 第四节 工件在夹具中的夹紧 第七节 机床夹具设计的基本步骤 第四节 工件在夹具中的夹紧 2. 螺旋夹紧装置 (3)夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形。 3.夹紧力大小的估算 实际设计工作中，夹紧力的大小常根据同类夹具的实际使用情况用类比法进行估算，或将夹具和工件看成刚性系统，找出加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡条件进行分析计算，计算时，为使夹紧可靠，应将计算出的理论夹紧力乘以安全系数k，作为实际夹紧力。 1.斜楔夹紧 斜楔夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一，其他夹紧装置均是它的变形。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。 三、典型夹紧机构 现以斜楔夹紧机构为例，来分析其夹紧力及自锁条件。图a是 存在时斜楔的受力情况，根据静力平衡原理。 （3）半圆孔定位座—将同一圆周面的孔分成两半圆，下半圆部分装在夹具体上，起定位作用，上半圆部分装在可卸式或铰链式盖上，起夹紧作用。工作表面是用耐磨材料制成的两个半圆衬套，并镶在基体上，以便更换。半圆孔定位座适用于大型轴类件的定位。 （4）外圆定心夹紧机构:在实现定心的同时，能将工件夹紧的机构称为定心夹紧机构，如三爪卡盘、弹簧夹头等。 （1）组合定位分析要点 1）几个定位元件组合起来定位一个工件相应的几个定位面，该组合定位元件所限制的自由度总数等于各定位元件单独限制的自由度数之和，但具体限制了哪些自由度却会随不同组合情况而改变。 2）组合定位中，定位元件原来限制移动自由度的可能转化为限制转动自由度，但一旦转化后，该定位元件就不再起原来限制工件移动自由度的作用了。 3）单个表面的定位是组合定位分析的基本单元 4. 组合定位分析 几个定位元件组合起来同时定位工件的几个定位面叫组合定位 每个短V型块限制两个自由度，三个短V型块共限制6个自由度。 V型块1限制了 、 。 V型块2也限制了 、 ，但转化为限制 、 ，也可将1、2看成是一个长V型块。 V型块3限制 、 ，但 转化为限制了 。 这是一个完全定位，不存在过定位现象。 （2）组合定位中的重复定位现象及消除方法—组合定位时，经常会出现重复定位现象，必要时应予以消除。 1）使定位元件沿某一坐标轴可移动，来消除其限制沿该轴方向移动自由度的作用。 消除组合定位时重复定位（过定位）影响的措施： （1）一个平面和两个与其垂直的孔的组合 （2）一个平面和两个与其垂直的外圆柱面的组合 （3）一个孔和一个平行于孔中心线的平面的组合 2）采用自位支承结构，消除定位元件限制绕某个（或两个）坐标轴转动方向自由度的作用，如图4-11。 3）改变定位元件的结构形式（例如“一面两销”定位）。 （3）几种不同组合形式的定位分析 第三节 定位误差分析 一、 调刀基准的概念 在加工中用以调整加工刀具位置所采用的基准。 在零件加工前对机床进行调整时，为了确定刀具的位置，还要用到调刀基准，由于最终目的是为了确定刀具相对工件的位置，所以调刀基准往往选在夹具上定位元件的某个工作面。因此他与其他各类基准不同，不是体现在工件上，而是体现在夹具中，是由夹具定位元件的定位工作面体现。 1.设计基准和定位基准都是体现在工件上，而调刀基准是由夹具上定位元件的定位工作面来体现的。 由上面的分析可知： 2.调刀基准的特点及其与相应定位基准的对应关系如图所示 工件 定位面 定位基准 定位工作面 定位元件 调刀基准 二、定位误差及其产生原因 1.定位误差—指一批工件采用调整法加工时因定位不准确而引起的尺寸或位置的最大变动量。（设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，称为定位误差，以△dw 表示。） 2.定位误差产生的原因 （1）定位基准与设计基准不重合产生的定位误差（图4-26） 联系尺寸:定位基准到设计基准间的尺寸 △jb等于联系尺寸的公差 工序1：加工顶面2 定位基准与设计基准重合——无定位误差 工序2：加工台阶面1 定位基准与设计基准不重合——有定位误差 工序2改进方案使基准重合了，这种方案虽然提高了定位精度，但夹具结构复杂，工件安装不便，并使加工稳定性和可靠性变差，因而有可能产生更大的加工误差。因此，从多方面考虑，在满足加工要求的前提下，基准不重合的定位方案在实践中也可以采用。 （2）定位副制造不准确误差 当心轴水平放置时，工件孔与心轴始终在上母线A单边接触。则定位基准O与调刀基准O1间的最大和最小距离分别为 若心轴垂直放置