第二章 机械加工工艺设备（夹具）.ppt

第三节 机床夹具设计原理 概述 在机床上对工件进行加工时，首先需要使工件在机床上占有准确的位置，并在加工过程中能承受各种力的作用而始终保持这一准确位置不变。前者称为工件的定位，后者称为工件的夹紧，这一整个过程统称为工件的安装（装夹）。在机床上装夹工件所使用的工艺装备称为机床夹具。 安装方式按照工件的定位方法来分，有直接找正安装、划线找正安装及使用专用夹具安装三种 直接找正安装 划线找正安装 三种安装方式的工艺特点比较 直接找正安装：利用工件上的某些表面，借助找正工具（划线盘、千分表等）来找正工件的位置。它的安装精度在很大程度上取决于工人的实践经验及所采用的找正工具。缺点：要求操作者工作细心且技术较熟练；找正所需时间长，但无需专用夹具，在单件小批生产及修理、试制车间采用较多。此外，即使在批量生产中，当对工件的安装精度要求很高时，而采用专用夹具无法保证时，也采用精密量具来直接找正。 划线找正安装：安装时根据工件上划好的标志线采用划针或目测找正工件的位置。增加了钳工划线工序，费工费时，且划线时产生度量误差，线条具有一定的宽度，样冲眼中心也会有误差，再加上找正时的误差，所以划线找正的安装精度较低（一般为0.2～0.5mm）。但对于较大型的工件，特别是杆架类工件，例如机床的床身、汽车的前、后桥等，划线找正又是加工前检查余量的有效办法。 专用夹具安装：工件在专用夹具上安装具有定位准确可靠，定位精度高，加工质量稳定，装卸快捷等优点，因而在批量生产中被广泛采用。但专用夹具安装也存在夹具需专门制造，成本高，只能专用，工件改变后夹具便无法使用等缺点。 机床夹具的组成 在实际生产中，尽管各类夹具的结构不同，用途各异，但一般可把组成夹具的零件归纳为下列几类元件或机构（装置）： 常见定位方式所限制的自由度 工件定位是靠工件的定位基准面与夹具的定位元件接触来实现的。工件常见的定位表面主要有：平面定位；外圆柱表面定位；内孔表面定位；圆锥面定位等。 平面定位 内孔表面定位 V型块定位 圆锥孔定位 工件的定位形式 工件的定位可分为4种形式：完全定位、不完全定位、过定位和欠定位。 如图所示为在一光轴上铣键槽的例子，图 (a)为在光轴上铣一条不通的槽，根据它的技术要求经过分析可以得知，加工时必须限制工件的五个自由度 。图 (b)为在光轴上铣一条通槽，根据它技术要求，加工时必须限制工件的四个自由度 。 第一自由度和第二自由度 典型表面的定位及所用定位元件 工件的定位表面有各种形式，如平面、外圆、内孔和成形表面等。对于这些表而需采用不同的方法来实现定位，并要选用恰当的定位元件。 定位元件的主要技术要求：定位元件除了应具有高的定位精度之外，还要有较高的耐磨性和刚度。定位元件的定位精度取决于它本身的制造精度和它的装配精度两个方面。 定位元件常用的材料有： 常见的定位方式有四种 工件以平面为定位基准 工件以内孔为定位基准 工件以外圆为定位基准 工件以一面双孔为定位基准。 工件以平面为定位基准 工件以平面定位时，所用的定位元件（即支承件），可分为基本支承和辅助支承两大类。前者用来限制工件的自由度，是真正具有独立定位作用的定位元件；而后者则是用来加强工件的刚性，不起限制工件自由度的作用。 （1）基本支承 它有固定支承、可调支承、浮动支承三种形式。它们的结构尺寸都已标准化，可在有关夹具设计手册中查到，这里只介绍它们的应用和结构特点。 ①固定支承 这种支承与夹具体作固定联结，使用中不拆卸、不调节，常用的有支承钉和支承板两种。 ②可调支承 支承的高度尺寸要求可调整时，就需采用可调支承。 当工件毛坯尺寸有较大变化时，每更换一批毛坯，就要调整一次。 可调支点也可用于同一夹具，加工形状相同而尺寸不同的工件。可调支承也广泛地用于成组夹具和组合夹具中。 可调支承在一批工件加工前调整一次，但在同一批工件加工中不再调整，此时它相当于固定支承，所以可调支承在调整后都需用锁紧螺母锁紧。 ③自位支承 自位支承是指支承点的位置在工件定位过程中，随工件定位基准面位置变化而自动与之适应的定位元件。 由于自位支承是活动或浮动的，因此虽然与工件定位表面可能是三点或两点接触，但实质上仍然只能起到一个支承点的作用，这祥，当以工件的粗基准定位时，由于增加了自位支承与工件的接触点数，故可提高工件定位时的刚度、减少工件受外力后的变形和改善加工时的余量分配。 ④辅助支承 在夹具中，只能起提高工件支承刚性或起辅助作用的定位元件，称为辅助支承。在夹具设计中，为了实现工件的预定位或提高工件定位的稳定性，常采用辅助支承，如图所示。 工件以内孔定位 在夹具设计中常用于圆孔表面的定位元件有