第4章工件的定位和机床夹具.ppt

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1、第四章工件的定位和机床夹具,夹具：机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是使工件获得相对于机床和刀具的正确位置（定位），并把工件可靠地夹紧。,定位：确定工件在机床或夹具中占有正确位置的操作；,夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。,定位与夹紧是两个不同的概念，前者为确定工件正确 位置，后者为保持工件正确位置。两个操作合称装夹。,第一节基准的概念和工件的安装,一.基准：用来确定工件上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。基准可分为设计基准和工艺基准。,设计基准：在设计图上所采用的基准（图4-1）。 工艺基准：在工艺过程中使用的基准。 1）工序基准：在工序

2、图上用来确定本工序被加工面加工后的尺寸、位置的基准（图4-2）（工序尺寸）。 2)定位基准：在加工中使工件在夹具上占有正确位置 所采用的基准（图4-2）。(定位粗基准、定位精基准) 3)测量基准：在检验时所使用的基准（图4-2）。 4)装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器中位置所采用的基准（图4-2）。 5）对刀基准：调整刀与夹具位置所用基准叫对刀基准,F：工序基准、2的测量基准,5、6：定位基准,（1、4：装配基准）,作为基准的点、线、面在工件上不一定存在，如孔的中心线、外圆的轴线以及对称面等，而是常常由某些具体的表面来体现，这些面称为定位基面（如：两中心孔锥面）。作为基准，可以是没有面

3、积的点或线，但是基准面总是有一定面积的。 （2）基准的定义不仅针尺寸精度，对位置精度（平行度、垂直度等）也是同样的。 （3）基准重合：采用同一几何要素作为起不同作用的基准的方法称为基准重合。好处：减差、方便。 举例：基准间的关系（图4-3）,确定基准应注意：,问题：c）、d）、e）有什么区别？,2）专用机床夹具装夹法：用工件定位基准或定位基面 与夹具上的定位元件接触或配合来实现定位（图4-7）。 适用于：成批大量生产。,二 工件的安装和安装方式,正确定位：必须使工件的工序基准相对于刀具和机床有一正确位置； 合理夹紧：不破坏正确定位。,1）找正装夹法：以工件实际表面、或在工件上划出的 待加工表面

4、所在位置的线痕作为定位依据（图4-6）。 适用于：单件小批生产。（直接、划线）,（一）工件的安装,（二）工件的安装方式,图：保证尺寸：， 工序基准：K1、K2。 对刀基准： k1、k2,三.工件位置公差的保证（成批大量生产）,.夹具定位元件相对于夹具安装基准具有正确位置；,.夹具相对于机床具有正确位置；,.刀具切削刃相对于工件或夹具定位元件具有正确位置。,工件在夹具中正确定位,二.分类,第二节 机床夹具的组成及其分类,一、机床夹具的组成（专用、通用） 1、定位元件和夹紧装置 2、对刀和导向元件 3、夹具连接元件 4、其他装置（分度、送进、操纵机构等） 5、夹具体,1、通用夹具（机床附件类夹具）

5、：三爪夹盘、分度头等 2、专用夹具：用于特定工序，产品产量较大 3、组合夹具：用系列化的零部件根据加工工序组合而成 4、成组夹具：用于结构相似的多品种、小批量的零件加工（p77图4-10） 5、随行夹具：随行夹具常用于生产线上，使用随行夹具时，工件随夹具一起由输送带依次送到各工位。,通用夹具：三爪夹盘,铣床专用夹具,孔系组合夹具元件,用T型槽系组合夹具元件组成的组合夹具,盘套类，端面、内外圆面加工用成组夹具,成组夹具 KT1：压板座（可移） KH1：钩型螺栓（可换） KH2：定位元件（可换）,一、工件定位的六自由度规则：六点定位,用六个适当分布的定位支承点来限制工件的六个自由度，从而使工件在空

6、间得到唯一确切位置的规则。,第三节工件的定位原理,“六点定位”应注意问题 （1） 定位就是限制自由度。这应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。 （2）定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现。 （3） 一个定位支承点限制一个自由度，一个工件有6个自由度。因此所设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个。 （4）定位和夹紧是两个概念：定位是限制工件的某一自由度，保证工件在这一方向上的位置。但工件受外力后能否继续保持位置，要靠夹紧来保证。,二.工件正确定位应限制的自由度数,应限自由度数,应该限制: Y、Z方向的移

7、动 自由度； X、Y、Z的转动 自由度,Play,应该限制: X、Y、Z方向 的移动自由度； X、Y、Z的转 动自由度；,Play,工件的正确定位,工件的正确定位，是根据加工要求，限制工件的某几个（或全部）自由度，以达到加工要求。 工件的定位问题，可以转化为空间直角坐标系中限制工件工序基准自由度的方法来分析,沿y移动可不限制,全限制,平面上铣通槽,铣非通槽,沿y移动、绕y转动不限制,限制：x转、y转、z移,铣平面,轴上铣键槽,限制：沿z移动,限制：沿x、y移动,球体上铣平面,球体上钻孔,第二类自由度：与加工要求无关的自由度。,第一类自由度：影响加工要求（尺寸与位置）的自由度。,考虑定位方案时，

8、前者必须限制，后者是否限制，要考虑定位方案的实现与夹紧问题。（举例）,限制：x、z移,（限制：3个移动）,定位与夹紧的区别,定位：是解决工件在夹紧前位置是否正确、是否到位的问题； 夹紧：是解决工件在加工过程中，受到切削力、重力等外力的作用下，是否稳定地保持在定位位置的问题 定位是解决工件的位置定不定的问题，而夹紧是解决工件受力后位置动不动的问题。,P80（要求：会分析）,第四节 常用定位元件和工件在夹具中的定位误差分析,工件上常用的定位基准 (或基面)：平面、内圆面、外圆面、内锥面、外锥面等。,夹具中常用的定位元件：支承钉、支承板、定位销 (心轴)、定位套、V形块等。,定位元件的设计应满足下列

9、要求： 要有与工件精度要求相适应的精度； 要有足够的刚度，不允许受力后发生较大变形； 要有耐磨性，以便在使用中保持精度。一般多采用低碳钢渗碳淬火或中碳钢淬火，硬度为HRC5862。,定位：工件的基面与夹具上的定位元件接触或配合,利用工件上一个（或几个）平面作为定位基面。常用的定位元件有,(1)支承钉：限制一个自由度（限制哪个具体分析）,一.工件以平面定位,（2）支承板：一个支撑板限制两个自由度（一移动、一转）,支承板多用于工件上已加工表面的定位，有时可用一块板代替两个钉。 两个以上的支承板组合成一个支承平面时（组后磨制），限制三个自由度（如右例）,底面定位,侧面定位,(3)可调支承：顶端位置可

10、在一定范围内调整的支承。多用于未加工平面的定位，以调节和补偿各批毛坯尺寸的误差，一般每批毛坯调整一次。,(4)自位支承：支承与工件多点接触，但由于有浮动机构，因此仍然只限制一个自由度,(5)辅助支承:生产中, 为了提高工件的刚度和定位稳定性，常采用辅助支承。如图所示阶梯零件，可避免加工过程中工件的变形。注意：辅助支承不起定位作用，不能破坏零件的定位，但可以承受切削力。,辅助支承与可调支承的区别： 1、后者起定位作用，前者不起； 2、在加工一批零件时，前者对每个工件都要进行调整，因此要有快速调整、锁紧机构。 推式辅助支承： 1、工件定位 2、工件夹紧 （其它部位 先夹紧） 3、辅助支承 推入、锁

11、紧,弹性辅助支承：工件定位辅助支承锁紧工件夹紧,盘类、套筒类等零件常以孔作定位基准。此时采用的定位元件有定位销、定位心轴等。,（1）心轴：常用的有三种，分别限制5、4、5个自由度,（但要注意，在a）结构中，轴向有时要有夹紧装置；在c）结构中，实际上是组合表面定位）,二.工件以圆孔定位,(2)圆柱定位销：主要用于D50mm的小孔定位,注意：当L/D=1时，为长圆柱销与孔配合，限制4个自由度（绕轴线的转动、沿轴线的移动）；反之，为短圆柱销与孔配合，限制2个自由度（具体限制哪两个自由度依定位系统确定）,(3)锥销:用于工件孔端定位,限制工件三个自由度（具体限制哪三个自由度依定位系统确定）。,左端结构

12、：用于已加工过的孔。 右端结构：用于未加工过的孔。 与夹具体的连接方式同圆柱销：固定式与可更换式,（1）V形块:用得最广泛的外圆表面定位元件。,常用定位元件有V形块、定位套、半圆定位座、自定心夹紧机构等。,长V形块与外圆接触定位（L/d=1)：限制4个自由度。 单个短V形块与外圆接触定位（L/d=1)：限制2个自由度。,三.工件以外圆柱面定位,V形块基本尺寸： D标准心轴直径，即工件定位用外圆直径的平均值 (mm); HV形块高度(mm); NV形块的开口尺寸 (mm); T对标准心轴而言，V形块的标准定位高度； V形块两工作平面间的夹角（多用90）。,V形块的结构与基本尺寸已标准化。现设工件

13、定位基面的直径为d，求尺寸T？,移动式V形块的应用 定位元件：两个支承环，两个V形块，其中右端的位置可调整。 两个支承环构成一个定位平面，限制1移2转共3个自由度。 左端V形块限制2个移动自由度。 右端V形块限制1个转动自由度。同时还有“夹紧”、“补偿”作用。,(2)定位套筒(组合表面定位）,定位套筒装在夹具体上，用以支承外圆表面，起定位作用。其结构简单，但定心精度不高，当工件外圆与定位孔配合较松时，还易使工件偏斜，因而常采用套筒内孔与端面一起定位，以减少偏斜。若工件端面较大，为避免过定位，定位孔应做短些，若定位孔较长，则端面要小。定位套筒所限制的自由度要具体分析（一般为5）,(3)半圆孔定位

14、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，半圆孔定位座适用于大型轴类工件的定位。,(4)外圆定心夹紧机构,实现定心的同时，将工件夹紧的机构，称为定心夹紧机构，如三爪自定心卡盘、弹簧夹头等。弹簧夹头适用于工件尺寸比较一致的场合；如果工件尺寸的变化大，可能需要采用卡爪卡盘以适应尺寸范围宽的加工工件。,常见定位元件及其组合所限制的自由度：p90 表4-3 （要求会分析）,以工件上的几个表面同时定位的，称为“组合表面定位”。 常用的有：一面二孔、一孔一端面，一外圆一端面等。 如果工件以一组几何元素作为定位基准，那么定位元件也应当有

15、多个，并联合起来构成一个定位系统。 有没有这些可能：两个定位元件限制同一个自由度？某些一类自由度未被限制？。,四、工件以组合表面定位,因此，在组合定位系统中，可能出现下列几种情况： 1、完全定位：定位系统限制了工件全部6个自由度。 2、部分定位：定位系统限制的工件自由度数6，若第一类自由度都限制了，仍为正确定位；否则为欠定位。 3、欠定位：工件的第一类自由度没有得到完全限制。显然这是不能容许的。 4、过定位（重复定位、超定位）：工件的某一自由度被两个以上的定位元件限制，此时会出现定位干涉问题。,（1） “重复定位”分析举例：一孔与一平面组合定位（孔轴线与平面平行）（p92-93，图4-28）,

16、箱体的某加工工序，要保证两个尺寸，本工序前，底面和孔（两端）都已加工好。坐标系如图所示（注意：与书上的有所不同）。 显然，除沿X向移动外，其余5个自由度为第一类自由度。现讨论如下的定位方案：,短销限制: Y、Z方向的移 动自由度,端面限制: X方向的移动自由度 Y、Z的转动自由度,大平面限制: Z方向的移动自由度 Y、 X的转动自由度,1、Z向移动 若在夹具体和工件上，底面与孔轴线的距离 分别记为H1、H2, 若二者不等，则或孔、销装配不上，或底面脱离接触。解决方案：用菱形销。,这样，有两个自由度被重复限制：Z向移动、Y向转动,2、Y向转动 实际上，底面与侧面不能同时作为Y向转动的定位面。由于

17、底面是已加工面，因此应以其为主定位面，侧面改用两个与底面平行的定位钉为好。,加工尺寸要求不同时，一个孔和一个平行于孔中心线的平面组合定位时的解决方案：,图中所示两个零件，均需以大孔及底面定位，加工两小孔。视其加工尺寸要求的不同，图a零件选用图定位方案，图b零件选用图d定位方案，均能避免过定位，并保证工件要求。,（2）一面两销组合定位（销轴线与平面平行）,大平面限制: Z 方向的移动自由度 X、 Y 的转动自由度,防转菱形销限制: Z 方向转动自由度,短销限制: X、 Y 方向的移动 自由度,如果小端的菱形销改为短圆柱销，会出现什么问题？,解决“一面两孔”的定位干涉问题的途径： (1)减小一个销

18、的直径； (2)将一个销做成削边销（其中菱形销最常用）。 如何求B、b、b1? （可见表4-4）,干涉最严重：两孔距离最长、两销距离最短（或反之） 孔的尺寸最小、 销的尺寸最大,干涉方向：两销的连心线方向,现设孔1与销1轴线重合，则干涉最严重时，孔2与销2的轴心偏移量为：,求得,由于,关于合理利用重复定位：,应该限制: Z方向的移动自由度 X、 Y 的转动自由度,四点配作: 增强工件定位 的稳定性。,夹持较长: Y、Z方向的移动自由度 Y、Z的转动自由度,夹持较长 X、Y、Z方向的移动自由度 Y、Z的转动自由度,顶尖限制: Y、Z 方向 转动自由度,一夹一顶（或一夹一中心架）且夹持部分较长时，

19、会出现重复定位。但。 解决方案：将夹盘夹持长度减小；此时，如果X有定位要求，则应加定位支撑点,重复限制: Y、Z 方向转动自由度,作业：分析下列定位系统，并回答提出的问题（4-184-21，P137）,五、定位误差的分析与计算,考虑几个问题： 1、工序尺寸b、A靠什么保证？ 2、定位系统所限制的自由度数？ 3、在工序图上，尺寸A的工序基准是什么？在定位系统中，工件的定位基准是什么？夹具的对刀基准是什么？,对刀、定位基准,工序基准,（一）定位误差 首先，考虑工序基准与定位基准（或对刀基准）不重合的影响。 现设定位孔、轴间隙为零，如果工序尺寸为C，则基准重合。但现在工序尺寸为A，基准是外圆最下端母

20、线，因此基准不重合。如果工序尺寸基准D有尺寸偏差，则加工得到的尺寸A也会有偏差，偏差的最大值是A的极限偏差，称其为基准不重合误差： jb=0.5Tdg,c,称基准不重合误差与基准位移误差之和为定位误差： d= jb + jy 。,此外，如果定位孔、轴（定位基面）因制造误差而产生间隙，则在工序尺寸方向上，孔的轴线在工序尺寸方向相对定位轴的轴线产生位移，由此会导致加工得到的尺寸A有偏差。如果设心轴水平放置，轴与孔总在上母线接触，则： Amax=Dmax-dmin Amin=Dmin-dmax jy=Amax-Amin=TD+Td,例1：求前例中尺寸A的定位误差,基准不重合误差：大端外圆直径dg存在

21、制造误差，因此将引起工序尺寸产生变化，其最大值是：,基准位移误差：定位基面和定位元件的制造误差，使得定位基准在工序尺寸方向发生位移，在芯轴水平布置时，工件向单一方向运动，故最大偏移为：,定位误差：工序基准沿工序尺寸方向发生的最大偏移量,定位误差产生的一般规律和计算方法：,1)定位误差只产生在采用调整法加工一批工件的场合,如一批工件逐个按试切法加工，则不产生定位误差 2) 定位误差分两部分：基准不重合误差； 基准位移误差。在一个具体问题中，定位误差包括哪部分要具体分析。,3)定位误差计算方法： 极限位置法:画出工件定位时引起工序尺寸变化的两个极限位置,由几何关系,找出工序基准的位置变化量在工序尺

22、寸方向上的分量,即为工序尺寸定位误差。 单项计算合成法：根据定义，分别求基准不重合误差和基准位移误差，然后进行合成。,例2：求尺寸A、B的定位误差,对尺寸A： 显然jb的大小应等于定位基准与工序基准不重合而造成的加工尺寸的变动范围，即： jb=Amax-Amin =Smax-Smin=S S是定位基准E与工序基准F间的距离尺寸。当工序基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时， b就等于定位基准与工序基准间尺寸的公差。jb=S。,对尺寸B，因定位基准与工序基准重合，故基准不重合误差为零。,如果E面与底面垂直，则jy=0。（不垂直呢？）,例3.如下图所示，用角度铣刀铣削斜面，求加工距离尺寸为390.0

23、4mm的定位误差。,解：定位基准与工序基准重合（为什么？），故无基准不重合误差，基准位移误差为：Td/2sin45 （方向：垂直） 在工序尺寸方向上 jy=Tdcos30/2sin45 定位误差 d=jy,Td/2sin45,Tdcos30/2sin45,1.工件以平面定位 jb是否存在决定于基准是否重合。 jy是否存在取决于定位平面是否加工过，以及定位面与工序尺寸的方向是否一致？,（二）典型定位方式的定位误差计算,如果，E面与底面不垂直则存在jy。,例 ：如下图所示，以A 面（已加工表面）定位加工20H8孔，求加工尺寸400.1mm的定位误差。,因为定位基面为加工后的平面 jy=0mm. d

24、=jb=0.15mm,解:工序基准B与定位基准A不重合，因此将产生基准不重合误差。 jb=0.15mm ？（为什么）,定位基准偏移的方向有两种： 一是可以在任意方向上偏移，例如垂直放置； 二是只能在某一方向上偏移，例如水平放置。,2.工件以圆孔在圆柱销上定位 工件以圆孔在圆柱销定位、其定位基准为孔的中心线，定位基面为内孔表面。,(1)心轴 (或定位销)水平放置,2)心轴 (定位销)垂直放置,3.工件以外圆定位（只讨论V形块定位）,(1)以外圆轴线为工序基准,定位基准与工序基准重合（轴线）。 jb=0.,jy=? 定位基面（外圆）存在误差Td，因此引起工序基准（轴线）的串动，即有jy.,所以，

25、d= jy,(2)以外圆下母线为工序基准,定位基准:轴线 工序基准:外圆下母线基准不重合. jb=-Td/2.？,定位基面（外圆）存在误差Td，因此引起工序基准（轴线）的串动，故有jy.,？,(3)以外圆上母线为工序基准,定位基准:轴线;工序基准:外圆下母线;基准不重合. jb=+Td/2 ？.,定位基面（外圆）存在误差Td，因此引起工序基准（轴线）的串动，即jy.,1、基准不重合误差与基准位移误差都是有方向性的； 2、从减小定位误差来考虑，以外圆下母线作为工序基准效果最佳。,同样的定位方案，三种标注方式有不同的定位误差。由此我们可以明确以下两个问题：,以上三种定位方式（平面、孔、外圆），是最

26、常用、最基础的定位方式，必须深刻理解、熟练掌握。,4、工件以组合表面定位时的定位误差（以一面两销定位系统为例）,加工M1、M2孔，保证尺寸A、B、E、F，求定位误差,工序基准：孔I的中心、孔I与II的中心连线 定位基准：与工序基准重合（定位平面不考虑） 定位误差：基准位移误差(定位孔、销的制造误差所致）,1、定位点（孔I的中心）沿连心线方向的位移（影响尺寸A、E）（称为纵向定位误差）： 属于工件以孔定位、轴线垂直放置的情况，故基准位移误差为：,2、定位中心连线的转动位移（影响尺寸B、F）： 显然，I孔、II孔的轴线在垂直于连心线方向的两极限位置的距离分别为：,对于M1孔而言，在尺寸B的方向上，

27、连心线的最大位移是：,对于M2孔而言，在尺寸F的方向上，连心线的最大位移是：,表4-5（p103105）列出了常见定位方式的定位误差计算式，设计定位系统时可直接选用。（要求会分析）,思考：对一面两销定位系统，减小定位误差的措施？ 1、减小孔、销本身的尺寸误差，即提高制造精度； 2、增大中心距，（公差通常取双边对称形式）。 以上分析方法适用于各种组合表面定位系统的定位误差分析。,例：表4-5序号5、序号6中的公式,序号5中的公式前面已经推导过 序号6中的公式如何求出？这些误差属于基准不重合误差还是基准位移误差？,例：表4-5序号9、序号10中的公式,序号9中的公式前面已经推导过 序号10中的公式

28、如何求出？这些误差属于基准不重合误差还是基准位移误差？,例：表4-5序号14中的公式,公式1（尺寸A）：平面定位（基准不重合误差） 公式2（尺寸A1）：平面定位（基准不重合误差） 公式3（尺寸A2）：平面定位（基准重合，无误差） 公式4（尺寸B）：工件以孔在圆柱销中（削边销）定位（基准位移误差） 公式5（尺寸B1）：工件以孔在圆柱销中定位。基准不重合误差+基准位移误差,常见定位方式的定位误差,常见定位方式的定位误差,常见定位方式的定位误差,（三）加工误差不等式,(1)定位误差:工件定位时,由定位系统所产生的误差d。,(2)对刀误差:如对刀和导向元件与定位元件间的位置误差、定位元件与夹具安装基面

29、间的位置误差等（dd）。,(3)安装误差:夹具安装不准确而引起的误差a 。,(4)其他误差:加工中其他原因引起的加工误差，如机床误差、刀具误差、热变形及弹性变形引起的误差等c 。,要求：,夹具设计中，可将三部分误差处理为各占三分之一,例题：圆盘形工件外径80（0/-0.15)mm，按尺寸30（0.07/-0.07)mm，然后通过图2-9给出的定位元件定位加工内孔20（0.045/0)mm。试计算孔加工后由于定位所产生的与外圆的同轴度误差。,解：工件的两个极限位置分别出现在外圆与平面尺寸最大、最小时。分析时可这样考虑：设平面尺寸一定，考虑外圆尺寸变化引起的孔心位置变化（=OO）；设外圆尺寸一定，

30、考虑平面尺寸变化引起的孔心位置变化（ =OO）;合成后得到。,作业：p138：4-22（c、d、e）、4-26,一、夹紧装置的组成和设计要求 使工件在定位后被固定，并在加工过程中保持位置不变的装置称为夹紧装置。夹紧装置设计是夹具设计中最有难度的工作。,第五节 工件的夹紧及夹紧装置,1.夹紧装置的组成,（1）动力装置 产生夹紧力的动力源，所产生的力为原始动力。 若夹紧装置的夹紧力来自人力的，称为手动夹紧； 若夹紧力来自气动、液压和电力等动力源，称为机动夹紧。,(2)中间传力机构 变原始动力为夹紧力的传力环节。如铰链杠杆、斜楔等。它们的作用主要有三个：改变夹紧力大小改变夹紧力方向实现目锁。,(3)

31、夹紧元件：夹紧元件是执行夹紧的最终元件，如各种螺钉、压板等，它们是直接与工件接触的。,2夹紧机构应满足的要求：,1)夹紧时应保证工件的定位，而不能破坏工件的定位。,2)夹紧力大小应适宜,要保证工件在加工过程中位置不变,同时还不能使工件产生大的变形和表面损伤等。,3)应根据生产类型设计相应的夹紧机构。尽量做到结构简单，操作安全，省力、方便，提高工作效率。,4)为防止夹紧后自动脱开，夹紧机构须具备良好的自锁性能。,3、夹紧力的确定原则,夹紧力:大小、方向和作用点三个要素.,(1)夹紧力作用点的确定原则,夹紧元件与工件表面的接触位置即为夹紧力作用点,1)夹紧力应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支

32、承平面之内。,2）夹紧力应落在工件刚性较好的部位上，这对刚性差的工件尤为重要。,3)为提高夹紧的可靠性，防止和减少工件的振动，夹紧力应尽可能靠近加工面。,(2)夹紧力的方向,1)垂直于工件的主要定位基面 (限制自由度最多或定位精度要求高的定位面)，以保证加工精度。,保证平行度,保证垂直度,2）应选择所需夹紧力较小的方向。,(3) 夹紧力大小的确定,1）、平衡计算法：一般只考虑切削力（或切削力矩），根据能量或力（力矩）平衡原理，求出理论夹紧力Fc ，实际夹紧力可取为：,粗加工取K2.53， 精加工取K1.52。,夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，必须考虑工件的结构特点、加工工艺方法、定位元件

33、的结构和布置等多种因素。,2）、经验类比法：根据经验确定,二、几种常用典型夹紧机构,1斜楔夹紧机构：利用楔块的斜面将楔块的推力转变为夹紧力，从而夹紧工件。,夹紧力计算：,摩擦角,（f摩擦系数）,自锁条件：,（水平方向）,水平,特点： 1)斜楔机构具有增力作用。 一般增力比为:ic=Fc/Fex3; 2）夹紧行程增大多少倍，夹紧力就增加多少倍;（思考：为什么？） 3）斜楔机构的自锁条件： 1 +2 一般铁的摩擦系数为0.10.15,取1 =2 = 57,故1014;为了安全可靠,取= 57。 4）简单斜楔机构操作不便（例如需敲击），常与其他机构结合使用(见后图）。 常用材料：通常用20钢渗碳，淬

34、硬5862HRC 偏心轮、凸轮、螺旋均为楔块的变形.,2螺旋夹紧机构 工作原理：类似楔块。 特点： 结构简单，增力大（扩力比ic=60100）。 夹紧可靠,能保证自锁。 夹紧动作慢,适合手动夹紧。 分类：分简单螺旋夹紧机构、螺旋压板夹紧机构两类。,简单螺旋夹紧机构,螺旋压板夹紧机构,受力分析,摩擦半径 的值可见p113图4-49-,夹紧特点： 结构简单，制造方便。 夹紧迅速，操作灵活。 受偏距影响，夹紧行程小，增力小，自锁能力差。 适合夹紧力小、振动小的场合。 自锁条件：D/e 1420,3偏心夹紧机构,工作原理：利用转动中心与几何中心偏移的圆盘或轴作为夹紧元件。,工作表面：P点附近30的范围

35、EF段,原理：在基圆与工件之间楔入斜楔,夹紧力分析,忽略,扩力比：,当=0.5Dcosp，=0.15，L=（22.5）D，tan p =1/7时，ic=12,自锁条件：,夹紧行程：,设：B点、C点分别为夹紧最大极限尺寸工件、最小极限尺寸工件时工件与圆盘的接触点，则夹紧行程为：,其它的设计计算： 偏心轮直径取D=14e20e. 手柄长取L=(22.5)D. 偏心轮材料：20钢或20Cr；表面渗碳淬火5560HRC，磨光、发蓝（碱液高温浸泡，防腐）。,设计圆偏心轮的大体过程是： 1)根据T、S1S3确定夹紧行程h。 2)根据h确定偏心量e（130,290，用试凑法），一般推荐标准偏心距e=1.3-

36、7mm。 3)根据自锁条件选定偏心轮直径D，并进行夹紧力验算。 4)按夹紧要求选取标准结构的偏心轮。,4、定心夹紧机构,5、铰链杠杆增力机构,具有扩力系数大和摩擦损失小的优点，自锁性较差 多用作夹紧装置的中间传力机构，可扩大夹紧力，用于需要较大夹紧力的场合,6、多件多位夹紧机构,（1）多件平行夹紧机构 （2）多件顺序夹紧机构 （3）多位夹紧机构,一、准备工作 1、生产纲领；2、零件图与工序图；3、工序内容,第七节 夹具设计的方法和步骤,二、确定定位方案、分析定位误差 分析：应该限制的自由度数目：5 定位方案：长V型块，并排2个 定位基准：不同的工序尺寸（或形位公差）的定位基准？ 工序基准：不同的工序尺寸（或形位公差）的工序基准？,四、确定夹紧方案（见图）:偏心圆盘下压机构 根据工件结构特点，采取的定位方案来确定夹紧方案，同时由确定夹紧力的原则，确定夹紧力的作用点及方向，必要时进行夹紧力计算，进而选用或设计夹紧机构 五、绘制夹具总图（要求见书P134） 六、标注尺寸与技术要求、编写零件明细表 1、夹具的轮廓尺寸 2、定位元件与定位基准间的配合尺寸及定位元件的位置公差 3、夹具与刀具的联系尺寸（对刀尺寸必须标注） 4、夹具与机床的联系尺寸（夹具安装尺寸） 5、其它配合尺寸(如定位元件与夹具体的配合） 七、绘制零件图（略）,三、对刀元件和导向元件的选择、对刀尺寸计算,