1、任务一任务一 读钻圆盘零件圆周上的孔读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图的夹具图学习目标学习目标: 通过完成钻模设计，掌握零件定位的通过完成钻模设计，掌握零件定位的定位原理、定位方式、定位方法，掌握定位原理、定位方式、定位方法，掌握常用定位元件的类型与的应用场合。常用定位元件的类型与的应用场合。项目二项目二 机床夹具设计基础机床夹具设计基础任务一任务一 读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务提出：任务提出：如图 1所示的圆盘零件，其上的平面、30mm圆柱内孔及3个5.8mm的沉头孔已加工完成，本工序钻后盖上的10mm孔，其钻床夹具如图2-1-2所示。任务一任务一 读钻圆盘零
2、件圆周上的孔的夹具图读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图1这套夹具是怎样工作的？2为什么钻这个孔要用夹具？3这套夹具中各零件起什么作用？基本问题：基本问题：该夹具在使用时，首先将开口垫圈6拿下，将工件套在圆柱销5上，零件下面的孔套在菱形销9上，零件后面与支承板4帖紧，再将开口垫圈6装上，拧紧螺母7。装好工件后，钻头在钻套1的导引下，在工件上钻孔。 后盖零件钻夹具1-钻套 2-1-钻模板 3-夹具体 4-支承板 5-圆柱销6-开口垫圈 7-螺母 8-螺杆 9-菱形销1 夹具工作过程：夹具工作过程：一、夹具工作过程分析一、夹具工作过程分析任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的
3、夹具图注释：此夹具链接虚拟现实，需要安装插件，并且用IE6浏览器观看。二、为什么钻这个孔要用夹具二、为什么钻这个孔要用夹具任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图1夹具的作用夹具的作用夹具是一种装夹工件的工艺装备，在进行机械加工前，为了保证加工工件相对于刀具有个正确的位置要求，先要将工件定好位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动，还需要夹紧。所以夹具的作用是定位和夹紧工件。2 用夹具装夹工件的优点：用夹具装夹工件的优点：（1）能稳定地保证工件的加工精度 工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，使一批工件的加工精度趋于一致。（2）能提高劳动生产率装夹
4、工件方便、快速；工件在夹具中刚性大，可加大切削用量；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构。（3）扩大机床的使用范围在通用机床上采用专用夹具可以扩大机床的工艺范围，充分发挥机床的潜力，达到一机多用的目的。（4）改善操作者的劳动条件气动、液压、电磁等动力源在夹具中的应用，保证了操作者和机床设备的安全。（5）降低成本 在批量生产中使用夹具后，明显地降低了生产成本。三、这套夹具各组成元件的作用三、这套夹具各组成元件的作用任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图夹具的组成：夹具的组成：1. 定位元件：使工件在夹具中占据正确的位置 圆柱销5、菱形销9、支承
5、板4为定位元件2. 夹紧装置：以确保工件在加工过程中不因受外力作用而破坏其定位。 螺杆 8、螺母 7 和开口垫圈 6组成夹紧装置3夹具体：是夹具的基体和骨架，通过它将夹具所有元件构成一个整体。 件3为夹具体。4对刀或导向装置：确定了钻头轴线相对定位元件的正确位置。 钻套 1 和钻模板2 组成导向装置。5连接元件 ：连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。 夹具体可兼作连接元件。6其它装置或元件： 根据加工需要，有些夹具分别采用分度装置、靠模装置、上下料装置、顶出器和平衡块等。三、这套夹具各组成元件的作用三、这套夹具各组成元件的作用任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的
6、孔的夹具图1.夹具都有哪些类型？2.工件的定位有什么原则可遵循的吗？3.工件定位都有什么定位方式？4.常用的定位方法和定位元件有哪些？深度问题：深度问题：1. 按夹具的通用特性分类按夹具的通用特性分类（1）通用夹具）通用夹具 三爪自动定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度三爪自动定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和电子吸盘等。这类夹具适应性强，可用来装夹一头、顶尖、中心架和电子吸盘等。这类夹具适应性强，可用来装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。定形状和尺寸范围内的各种工件。（2）专用夹具）专用夹具 为零件的某一道工序的加工而设计和制造的。在产品相为零件的某一道工序的加工
7、而设计和制造的。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。率和加工精度。（3）可调夹具）可调夹具 对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。的个别定位元件和夹紧元件便可使用。（4）组合夹具）组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件具有较组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸，清洗后留待高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸，清洗后
8、留待组装新的夹具。组装新的夹具。（5）自动线夹具）自动线夹具 自动线夹具一般分为两种：一种为固定式夹具，它与自动线夹具一般分为两种：一种为固定式夹具，它与专用夹具相似；另一种为随行夹具，使用中夹具随着工件一起运动，专用夹具相似；另一种为随行夹具，使用中夹具随着工件一起运动，并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。四、夹具都有哪些类型四、夹具都有哪些类型任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图2. 按使用的机床分类按使用的机床分类 车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具以及其它机床车床夹具、
9、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具以及其它机床夹具等。夹具等。3. 按夹紧的动力源分类按夹紧的动力源分类 手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电动夹具、电磁夹手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具、离心力夹具等。具、真空夹具、离心力夹具等。四、夹具都有哪些类型四、夹具都有哪些类型任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图1. 六点定位原则六点定位原则 使机床、刀具、夹具和工件之间保持正确的加工位置。使之满足三个条件：使机床、刀具、夹具和工件之间保持正确的加工位置。使之满足三个条件：（1）一批工件在夹具中占有正确位置；）
10、一批工件在夹具中占有正确位置；（2）夹具在机床上的正确位置；）夹具在机床上的正确位置；（3）刀具相对夹具的正确位置。）刀具相对夹具的正确位置。 工件定位的实质，就是使工件在夹具中占有某一个正确的加工位置。一工件定位的实质，就是使工件在夹具中占有某一个正确的加工位置。一个空间处于自由状态的刚体，具有六个自由度。要使工件在夹具中占有正确个空间处于自由状态的刚体，具有六个自由度。要使工件在夹具中占有正确的位置，就是要对工件的的位置，就是要对工件的 六个自由度加以必要的限六个自由度加以必要的限制制即约束。即约束。 x五、工件定位的基本原理五、工件定位的基本原理六点定位原则六点定位原则任务一读钻圆盘零件
11、圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图 夹具用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支承点限夹具用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定。这就是六点定位原制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定。这就是六点定位原则。则。 x五、工件定位的基本原理五、工件定位的基本原理六点定位原则六点定位原则任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图工件定位时支承点的分布 2.工件的定位方式工件的定位方式 （1）完全定位：）完全定位： 工件的六个支承点全部被限制，工件在空间占有完全确
12、定的惟一位工件的六个支承点全部被限制，工件在空间占有完全确定的惟一位置，称完全定位。置，称完全定位。 （2）不完全定位：）不完全定位： 有些工件，根据加工要求，并不需要限制其全部自由度。有些工件，根据加工要求，并不需要限制其全部自由度。 （3）欠定位：）欠定位： 工件的实际定位所限制的自由度数少于按其加工要求所必须限制的工件的实际定位所限制的自由度数少于按其加工要求所必须限制的自由度数目。欠定位的结果将会导致工件应该被限制的自由度不被自由度数目。欠定位的结果将会导致工件应该被限制的自由度不被限制的不合理现象，在夹具中的位置不能满足加工要求。限制的不合理现象，在夹具中的位置不能满足加工要求。 六
13、、工件定位方式六、工件定位方式任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图不完全定位例子：不完全定位例子： 为保证槽底面与为保证槽底面与A面的平行度和尺寸面的平行度和尺寸mm两项加工要求，必须限两项加工要求，必须限制制 、 、 三个自由度三个自由度;为保证槽侧面与为保证槽侧面与B面的平行度及尺寸面的平行度及尺寸300.1 mm两项加工要求，必须限制两项加工要求，必须限制 两个自由度两个自由度;至于至于 ，从加工要，从加工要求的角度看，求的角度看， 可以不限制可以不限制 任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图六、工件定位方式六、工件定
14、位方式 加工零件通槽工序图 六、工件定位方式六、工件定位方式任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图不完全定位实例 （4）过定位（重复定位）： 是指定位时几个定位支承点重复限制工件的同 一个自由度。有时是必要的。 工件过定位及改进措施六、工件定位方式六、工件定位方式任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图（4）过定位（重复定位）： 六、工件定位方式六、工件定位方式任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图齿轮加工的重复定位示例1支承凸台2心轴3通用底盘4工件1工件以平面定位工件以平面定位1. 主要支承
15、主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用。 （1）固定支承 支承钉 支承板 七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图（2）可调节支承）可调节支承 图6-6可调节支承图6-6可调节支承可调节支承 图6-7 可调节支承的应用 可调节支承的应用 七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图（3）浮动支承（自位支承）浮动支承（自位支承） 浮动支承七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹
16、具图2. 辅助支承辅助支承 辅助支承是用来提高工件的支承刚度和稳定性的，起辅助作用，决不允许破坏主要支承的主要定位作用。 各种辅助支承在每次卸下工件后，必须松开，装上工件后再调整和锁紧。辅助支承七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图2. 工件以内孔表面定位工件以内孔表面定位（1）圆柱定位销 定位销可分为固定式和可换式两种（a）（b）（c）为固定式定位销，（d）为可换式定位销七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图（2） 定位心轴定位心轴（a）
17、为间隙配合心轴（b）为过盈配合心轴七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图（c)是花键心轴（d）为锥度心轴（小锥度心轴）七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图3. 圆锥销圆锥销 （a）用于粗基准（b）用于精基准。七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图圆锥销组合定位 七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周
18、上的孔的夹具图3. 工件以外圆表面定位工件以外圆表面定位（1） V形块形块 不论定位基准是否经过加工、是完整的圆柱面还是圆弧面，都可以采用不论定位基准是否经过加工、是完整的圆柱面还是圆弧面，都可以采用V形块定位。其优点是对中性好，即能使工件的定位基准轴线的对中在形块定位。其优点是对中性好，即能使工件的定位基准轴线的对中在 V 形块两斜面的对称面上，而不受定位基面直径误差的影响，并且安装方便。形块两斜面的对称面上，而不受定位基面直径误差的影响，并且安装方便。常用V形块七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图（a）用于精基
19、准定位，且基准面较短；（b）适用于粗基准或阶梯形圆柱面的定位；（c）适用于长的精基准表面或两段相距较远的轴定位；（d）适用于直径和长度较大的重型工件， 活动V形块的应用 七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图图示为加工连杆孔时用活动V形块定位，活动V形块限制工件一个转动自由度，其沿 V 形块对称面方向的移动可以补偿工件因毛坯尺寸变化而对定位的影响，同时还兼有夹紧的作用。2. 定位套定位套 定位套结构简单、容易制造，但定心精度不高，故只适用于精定位基面。常用定位套 七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻
20、圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图（3） 半圆套半圆套 下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套起夹紧作用。其最小直径应取工件定位外圆的最大直径。这种定位方式主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。其定位的优点是夹紧力均匀，装卸工件方便。 半圆套定位装 七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图4. 工件以组合表面定位工件以组合表面定位（1）“ 一面两孔一面两孔”定位定位“一面两孔”的组合定位 两定位销重复限制移动自由度 七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔
21、的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图 定位分析定位分析: “一面两孔”定位中，支承板限制了3个自由度，短圆柱定位销1限制了2自由度，还剩下一个绕垂直图面轴线的转动自由度需要限制。短圆柱定位销2也要限制2个自由度，它除了限制这个转动自由度外，还要限制一个沿X轴的移动自由度。但这个移动自由度已被短圆柱定位销1所限制，于是两个定位销1重复限制沿X轴的移动自由度X而发生的矛盾。 七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图（1） 解决两孔定位问题的两种方法解决两孔定位问题的两种方法（a）当选用两个圆柱定位销作为两孔定位所用
22、的定位元件时，我们采用缩小定位销2的直径的方法来解决上述两孔装不进定位销的矛盾。 减小圆柱销直径 七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图（2）采用一个圆柱定位销和一个削边（又称：菱形）定位销作为两孔定位时所用的定位元件 使用削边销 七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图常用的削边定位销结构:（a）型用于定位孔直径很小时。（c）型是用于孔径大于50毫米时。（b）直径为350毫米的标准削边销都是做成菱形的。削边削的形式(a)(b)(c)七、定位
23、方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图5 . 定位误差计算定位误差计算（1）基准不重合误差 由于定位基准和工序基准不重合而造成的定位误差，称为基准不重合误差，用b表示。其大小为定位基准到工序基准之间的尺寸变化的最大范围。 （2）基准位移误差 由于定位基准和限位基准的制造误差引起的，定位基准在工序尺寸上的最大变动范围，称为基准位移误差，用y表示。不同的定位方式，其基准位移误差的计算方法也不同。（a）平面定位 工件以精基面在平面支承中定位时，其基准位移误差可忽略不计。七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件
24、圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图（b）用圆柱销定位当销垂直放置时，基准位移误差的方向是任意的，故其位移误差可按下式计算：七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图minmaxXXydD式中： 定位最大配合间隙，单位为 mm；工件定位基准孔的直径公差，单位为 mm；圆柱定位销或圆柱心轴的直径公差，单位为 mm； 定位所需最小间隙，由设计时确定，单位为 mm。 maxXDdminX 当销是水平放置时： 基准位移误差的方向是固定的，属于固定单边接触，其位移误差为：)(21minXydD 其中因为方向固定，
25、所以1/2 Xmin可以通过适当的调整，可以消除。 （c）用）用 V 形块定位形块定位 V形块定心定位的位移误差七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图若不计V形块的误差而仅有工件基准面的圆度误差时，其工件的定位中心会发生偏移，产生基准位移误差。由此产生的基准位移误差为： )2/sin(2dy 式中：式中： d工件定位基准的直径公差，单位为mm；/2V形块的半角。一般情况下60、90、120 V 形块的对中性好，即沿x向的位移误差为零。七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图七、定位方法及定位元件七、定位方法及定位元件任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图任务一读钻圆盘零件圆周上的孔的夹具图课后思考练习：1圆盘零件钻孔夹具属于哪种定位方式？各定位元件限制了哪些自由度？菱形销能不能用圆柱销代替？2设计一套夹具应该考虑哪些问题呢？必须哪几类元件？3一面两孔”定位时要解决的哪项主要问题？
