1、课题一工件安装的概念课题一工件安装的概念课题二磨床夹具课题二磨床夹具课题三课题三 组合夹具简介组合夹具简介课题一课题一工件安装的概念工件安装的概念一、工件的定位一、工件的定位1定位和基准的基本概念（1）工件的定位确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，叫作工件的定位。（2）基准的概念基准就是“依据”的意思。是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面叫作基准。2工件的六点定位原理空间的任何刚体，对于相互垂直的三个坐标面共有六个自由度（见图10-1）。一、工件的定位一、工件的定位图10-1工件的六个自由度一、工件的定位一、工件的定位根据工件在夹具中的定位情况，有以下几种定位
2、方式：（1）六点定位（完全定位）（2）部分定位（3）重复定位（过定位）（4）欠定位当定位点少于应该限制的自由度，因而实际上某些应该限制的自由度没有得到有效的限制，工件不能正确定位，这样的定位称为欠定位。欠定位不能保证加工要求，往往会产生废品，因此是绝对不允许的。如加工图10-9所示工件上的键槽，若y轴方向无定位点，则键槽在工件轴线方向的尺寸A无法控制。一、工件的定位一、工件的定位图10-9工件的欠定位一、工件的定位一、工件的定位3定位基准的选择工件定位的准确性，除了合理选择支撑点的数量与合理分布外，还与正确选择工件的定位基准有密切关系。定位基准有粗基准和精基准两种，这里只介绍精基准的选择。精基
3、准要按下列原则选择：（1）尽可能采用设计基准或装配基准作为定位基准。一、工件的定位一、工件的定位（2）尽可能使基准统一。零件上全部表面需要加工时，除第一道工序外，都应采用同一个定位基准。基准统一以后，可以减少定位误差，提高加工精度。如轴类零件在车、铣、磨等工序中始终用中心孔作为定位基准。而齿轮加工时，先把内孔加工好，然后始终以孔作为定位基准。（3）选择精度较高、安装稳定可靠的表面作为定位基准。尽可能选用形状简单和尺寸较大的表面作为定位基准，这样可以减少定位误差和使定位稳固。一、工件的定位一、工件的定位4工件在夹具中加工时的误差分析（1）保证工件精度的条件工件在夹具中加工时，影响表面位置加工精度
4、的因素有以下四个方面：1）夹具制造误差制造。设计夹具时，对夹具本身的精度要求称夹具制造误差，夹具的精度直接影响工件的精度。2）工件定位误差定位。工件放在夹具中定位时所产生的误差。3）夹具安装误差夹安。夹具安装到机床有关部件上所产生的误差。4）加工过程误差加工。包括工艺系统的受力变形、热变形、砂轮磨损等因素所造成的误差。一、工件的定位一、工件的定位（2）定位误差工件在夹具上定位时，由于工件和定位元件总会有制造误差，因而使工件在夹具中的位置在一定范围内变动而产生定位误差。定位误差包括定位基准位移误差和基准不重合误差两部分。一、工件的定位一、工件的定位5工件的定位方法和定位元件（1）工件以平面定位当
5、工件以平面作为定位基准时，由于工件的定位平面和定位元件的表面不可能是绝对的理想平面（特别是用毛坯面作定位基准时），只能以最凸出的三点接触为基准。在一批工件中，这三点的位置都不一样，有可能这三点之间的距离很近，使工件的定位不稳定。为了保证定位的稳定可靠，应采用三点定位的方法，并尽量增大支撑之间的距离L，使三点所构成的支撑三角形面积 尽可能大（见图10-12）。一、工件的定位一、工件的定位图10-12毛坯平面的定位情况一、工件的定位一、工件的定位（2）工件以外圆定位三爪自定心卡盘和弹簧夹头都是最常用的外圆定位装置，在夹具设计中经常使用V形块和半圆弧定位装置。1）在V形块上定位工件在V形块上定位的情
6、况如图10-19所示。V形块定位的特点是当工件定位外圆直径变化时，可保证圆柱体轴线在x轴方向的定位误差为零。但在z轴方向有定位误差。一、工件的定位一、工件的定位2）在半圆弧定位装置上定位半圆弧定位装置的下半圆弧固定在夹具体上起定位作用，活动的上半圆弧起夹紧作用，如图10-20所示。由于工件在半圆弧上定位时与夹具的接触面较大，表面不易夹毛，因此适用于外圆已精加工过的工件。为了保证定心良好，半圆弧的下部应适当挖空。一、工件的定位一、工件的定位图10-19工件在 形块上定位 图10-20工件在半圆弧定位装置上定位一、工件的定位一、工件的定位（3）工件以内孔定位在磨削套筒、盘类等零件的外圆时，一般以加
7、工好的孔作为定位基准比较方便，并较容易达到工件的同轴度要求。工件以圆柱孔定位常用圆柱心轴、小锥度心轴等。对于带有锥孔和花键孔的工件的定位，常用相应的锥体心轴和花键心轴。一、工件的定位一、工件的定位（4）两孔一面定位当工件以两个孔及一个与之相垂直的平面作为定位基准时，可用一个圆柱销、一个削边销和一个平面作定位元件来定位（见图10-24）。这种定位方法在加工箱体零件和带孔盘类零件时经常使用。一、工件的定位一、工件的定位图10-24两孔一面定位二、工件的夹紧二、工件的夹紧工件定位后还需要夹紧，否则，工件在加工过程中受到切削力、惯性力及重力等外力的作用，会发生位移或振动。工件定位后将其夹紧，使其在加工
8、过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。1对夹紧装置的基本要求（1）夹紧时应使工件定位可靠，夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基准面，以保证加工精度；（2）夹紧变形要小，即既要夹紧牢固，同时又要不使工件产生不允许的变形和表面损伤；（3）夹紧机构必须有自锁性能；（4）夹紧机构应简单、紧凑，操作方便，安全省力。二、工件的夹紧二、工件的夹紧2夹紧力和夹紧时的注意事项夹紧装置在夹紧时是否安全、可靠，是否破坏工件的定位，决定于夹紧力的大小、方向和作用点是否适当、合理。（1）夹紧力的大小夹紧时，夹紧力的大小要适当，既要保证工件在加工过程中位置不变，又要使工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力的大小可以计算，但实际
9、中一般用经验估算的方法获得。（2）夹紧力的方向二、工件的夹紧二、工件的夹紧（3）夹紧力的作用点1）夹紧力的作用点应尽可能地落在主要定位面上，这样可保证夹紧稳定可靠。2）夹紧力的作用点应与支撑件对应，并尽量作用在工件刚性较好的部位，如果夹紧力的作用点如图10-26a所示，工件会产生较大的变形。作用点改为图10-26b所示的部位，就有利于减小夹紧变形。尤其对一些薄壁工件，特别要防止夹紧变形。如磨削薄壁套的内孔时不能用三爪卡盘径向夹紧。因为夹紧力径向作用在工件的薄壁上，容易引起变形（见图10-27a）。只能用图10-27b所示的夹具，用螺帽端面来压紧工件，使夹紧力沿工件轴向分布，这样可防止内孔产生夹
10、紧变形。二、工件的夹紧二、工件的夹紧3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，防止工件产生振动。如无法靠近，就采用辅助支撑（见图10-28）。二、工件的夹紧二、工件的夹紧图10-26夹紧力的作用点图10-27薄壁工件的夹紧）错误）正确二、工件的夹紧二、工件的夹紧3机床夹具中常用的夹紧装置（1）螺旋夹紧装置螺旋夹紧装置结构简单，特别是它具有增力大、自锁性能好两大特点，所以应用很广泛，尤其适用手动夹紧。它的主要缺点是夹紧和松开工件时比较费时费力。（2）偏心夹紧机构偏心夹紧机构在夹具中的应用如图10-33所示。转动手柄1时，偏心轮2绕轴3转动，偏心轮的圆柱面压在垫板4上，在垫板的反作用力Q作用下，轴3向
11、上移动，推动压板，以夹紧力P压紧工件。二、工件的夹紧二、工件的夹紧图10-33偏心夹紧机构1-手柄2-偏心轮3-轴4-垫板二、工件的夹紧二、工件的夹紧（3）多件夹紧用一个原始作用力，通过一定的机构实现对几个相同或不同的工件进行夹紧，称为多件夹紧。图10-35是常见的两种多件夹紧机构。图10-35a为利用浮动压块进行夹紧，图10-35b为利用螺杆1、顶杆2和连杆3作为浮动元件，对四个工件同时进行夹紧。二、工件的夹紧二、工件的夹紧图10-35多件夹紧机构）浮动压块）顶杆压紧1-螺杆2-顶杆3-连杆返回课题二课题二磨床夹具磨床夹具一、夹具的基本概念一、夹具的基本概念1夹具的定义和分类（1）夹具的定义
12、按照机械加工工艺规程的要求，用于迅速装夹工件，使之占有正确位置并可靠夹紧的工艺装备，称为夹具。现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响加工精度、劳动生产率和产品的制造成本等。一、夹具的基本概念一、夹具的基本概念（2）夹具的分类机床夹具按使用的机床种类可分为磨床夹具、车床夹具、铣床夹具、钻床夹具和镗床夹具等。按通用化程度和使用特点，一般可分为通用夹具、专用夹具、组合夹具等。一、夹具的基本概念一、夹具的基本概念2夹具的作用图10-36是连杆工件，其他部分均已加工完毕，现要求磨削?110H6孔径。技术要求?110H6与?20H7孔距为125mm0.02mm，平行度公差为0.02mm。
13、这个零件如果用卡盘来安装是无法达到技术要求的，因此，必须设计和使用专用夹具。一、夹具的基本概念一、夹具的基本概念图10-36连杆一、夹具的基本概念一、夹具的基本概念采用专用夹具有下列主要作用：（1）保证加工精度，稳定产品质量采用夹具后，工件在加工中的正确位置就由夹具来保证，并能使每一批零件基本上都能达到相同的精度，使产品质量稳定。（2）缩短辅助时间，提高劳动生产率采用专用夹具后，可减少定位、找正等辅助时间，从而提高了劳动生产率。有的夹具能同时装夹几个工件，使辅助时间更少，劳动生产率可成倍提高。一、夹具的基本概念一、夹具的基本概念（3）解决磨床装夹中的特殊困难如图10-36中的连杆，如果不用夹具
14、装夹，加工精度很难保证。因此，有些零件虽然数量很少，如果不用专用夹具是无法保证质量的。一、夹具的基本概念一、夹具的基本概念图10-37磨连杆孔夹具1-压板2-螺钉3-定位销4-工件5-定位螺钉6-平衡块7-夹具体一、夹具的基本概念一、夹具的基本概念（4）扩大机床的加工范围在单件小批生产时，零件种类多而数量少，不可能为了满足所有的加工要求而购置所有可能用到的机床，采用夹具就可以扩大机床的加工范围。例如在外圆磨床上安装专用夹具。（5）降低对工人的技术要求和减轻劳动强度使用夹具后，使复杂工件的装夹简化，而且工件的精度由夹具本身保证，因而降低了对工人的技术要求。如采用气动、液压等快速高效率夹紧装置，更
15、能缩短辅助时间，并大大减轻工人的劳动强度，保证安全生产。一、夹具的基本概念一、夹具的基本概念3夹具的组成生产中使用的夹具很多，如把作用相同的元件归纳起来，总是由下列几部分组成：（1）定位装置（2）夹紧装置（3）夹具体（4）辅助装置二、端面夹紧心轴二、端面夹紧心轴图10-38是磨削薄壁套筒的端面夹紧心轴，工件用左右两锥套4、6定位，由圆柱形滑套2、8轴向夹紧。二、端面夹紧心轴二、端面夹紧心轴图10-38端面夹紧心轴1、9-球面垫圈2、8-柱形滑套3、7-弹簧4、6-定位锥套5-工件三、磨圆弧垫块夹具三、磨圆弧垫块夹具图10-39圆弧垫块二、端面夹紧心轴二、端面夹紧心轴图10-40磨圆弧垫块夹具1
16、-螺钉2-压板3-圆柱销4-工件四、磨主轴内孔四、磨主轴内孔 形成组夹具形成组夹具成组夹具是按工件形状、尺寸和工艺的共性分组，再为每组工件设计组内通用的专用夹具。磨主轴内孔V形成组夹具如图10-41所示，工件装夹在前、后V形块1和2中。四、磨主轴内孔四、磨主轴内孔 形成组夹具形成组夹具图10-41磨主轴内孔 形成组夹具1-前 形架2-后 形架3-万向接头4-止推块5-垫块6、7-螺钉五、以齿形定位的磨内圆夹具五、以齿形定位的磨内圆夹具齿轮热处理后会产生变形，为了提高齿形分度圆与内孔的同轴度，通常采用以齿形表面定位来磨内孔的方法。以齿形定位的夹具原理如图10-42所示，自动定心卡盘1通过放在齿谷
17、中三个或三个以上的圆柱2对齿轮进行定心夹紧。图10-43所示为以齿形定位磨内孔的夹具，转动方头螺钉4，通过斜楔铁3，经滚圈2，使心轴1向左移动，迫使弹簧膜片卡盘爪5收缩，并通过圆柱7以齿形定位将工件夹紧，圆柱数目从理论上分析只需3个就能定心。为了减少齿轮变形，一般采用58个圆柱来定位。齿轮的轴向以垫爪6的端面来定位。五、以齿形定位的磨内圆夹具五、以齿形定位的磨内圆夹具图10-42齿形定位的夹具原理1-自动定心卡盘2-定心圆柱五、以齿形定位的磨内圆夹具五、以齿形定位的磨内圆夹具图10-43齿形定位磨内孔的夹具1-心轴2-滚圈3-斜楔铁4-螺钉5-卡盘爪6-垫爪7-夹紧圆柱8-保持架返回课题三课题
18、三组合夹具简介组合夹具简介组合夹具是由一套预先制造好、有各种不同形状、不同规格尺寸的标准元件和组合件组装而成。这些元件相互配合部分尺寸公差小、硬度高和耐磨性好，而且有完全的互换性。利用这些元件，根据被加工零件的工艺要求，可以很快地组装成专用夹具。夹具使用完毕，可以方便地拆开，将元件清洗擦净加油后保管，留待以后组装新夹具时再使用一、组合夹具元件一、组合夹具元件组合夹具元件按用途不同分成八大类：基础件、支撑件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、辅助件和组合件（见图10-44）。一、组合夹具元件一、组合夹具元件图10-44组合夹具元件）基础件）支撑件）定位件）导向件）压紧件）紧固件）辅助件）组合件二、
19、组合夹具的组装二、组合夹具的组装组合夹具的组装步骤一般是：首先根据工件的加工图样（或实物）、加工工艺卡等技术资料确定组装方案，选择定位和夹紧方法及相应的元件。同时应考虑工件的装卸、排屑、空刀位置、夹具的刚性、重量、平衡等因素。然后，进行夹具的试装，认为方案合理后，即可装上定位键，进行元件的连接和尺寸调整工作。最后仔细检验夹具的总装精度、尺寸精度和相互位置精度，合格后方可交付使用。二、组合夹具的组装二、组合夹具的组装复习思考题复习思考题1简述六点定位原理。2什么是基准、设计基准和工艺基准？工艺基准分为哪几类？3何谓定位误差、基准位移误差与基准不重合误差？4工件以两孔一面定位时，定位元件为什么采用一个短圆柱销和一个削边销？5精基准的选择应满足哪些原则？6夹紧力的方向应满足哪些原则？7夹紧力的作用点应满足哪些原则？8螺旋夹紧装置的特点是什么？常用的有哪些种类？9夹具的作用有哪些？返回
