汽車制造工藝學

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1、第二章工件的裝夾與機床夾具 2-1 基 準 的 概 念 2-2 工 件 的 裝 夾 方 法 2-3 專 用 機 床 夾 具 的 組 成 及 其 分 類 2-4 工 件 在 機 床 夾 具 中 的 定 位 2-5 定 位 誤 差 的 分 析 與 計 算 2-6 工 件 的 夾 緊 和 裝 置 2-7 典 型 的 機 床 夾 具 一 、 基 準 的 類 別 基 準 就 是 用 來 確 定 生 產(chǎn) 對 象 上 幾 何 要 素 間 的 幾 何關 系 所 依 據(jù) 的 那 些 點 、 線 、 面 。 根 據(jù) 基 準 的 不 同 作 用 ， 常 將 基 準 分 為 設 計 基 準 和工 藝 基 準 兩 大

2、類 。 工 藝 基 準 因 不 同 的 工 藝 內(nèi) 容 又 分為 工 序 基 準 、 定 位 基 準 、 測 量 基 準 、 裝 配 基 準 。 2-1 基 準 的 概 念 基 準 的 分 類基 準 設 計 基 準工 藝 基 準 工 序 基 準定 位 基 準測 量 基 準裝 配 基 準 O1 CH3H2H1 O2A B H4二 .設 計 基 準1. 定 位 基 準 2-1基 準 的 概 念 在 零 件 工 程 圖 上所 采 用 的 基 準 。 A C 圖 示 零 件 在 加 工 C面 時 ，若 裝 夾 基 面 為 A面 ， 則 加 工 C面 的 定 位 基 準 為 A面 。 是 指 在 加 工

3、 過 程 中 采 用 的 基 準 。三 .工 藝 基 準 DA B L1 b L2 工 序 基 準 CH 1H 測 量 基 準 工 序 基 準 是 工 序 圖 上 所 采 用 的 基準 。 在 圖 中 ， C面 位 置 由 尺 寸 L1確 定 ，其 設 計 基 準 為 B面 ； 但 加 工 時 從 工 藝 上考 慮 ， 需 按 尺 寸 L2加 工 ， 則 L2為 本 道工 序 的 工 序 尺 寸 ， A面 即 為 工 序 基 準 。 測 量 基 準 是 指 在 測 量 時 所 采 用 的基 準 。 如 圖 所 示 的 零 件 ， 鍵 槽 深 度 的設 計 尺 寸 為 H， 零 件 加 工 后

4、， 則 需 測量 尺 寸 H 1來 檢 驗 鍵 槽 深 度 ， 則 圓 柱 表面 是 其 測 量 基 準 。 2.工 序 基 準3.測 量 基 準 2-1基 準 的 概 念 L34.裝 配 基 準 DA B L2 L1 D面 的 設 計 是 B面 ， 但L1的 尺 寸 測 量 不 方 便 ， 故 D面 的 測 量 基 準 為 A面 。 裝 配 基 準 是 指裝 配 時 ， 用 來 確 定零 件 或 部 件 在 產(chǎn) 品中 的 相 對 位 置 所 采用 的 基 準 。 A3 A 2A1A0 2-1基 準 的 概 念 2-2 工 件 的 裝 夾 方 法一 、 工 件 裝 夾 的 定 義 為 了 使

5、工 件 成 形 ， 工 件 與 刀 具 之 間 要 有 相 對 運 動 。因 此 工 件 相 對 于 刀 具 的 位 置 要 確 定 ， 并 且 在 切 削 過 程中 ， 工 件 的 相 對 位 置 需 保 持 不 變 。 定 位 ： 工 件 在 機 床 或 夾 具 上 占 有 正 確 位 置 的 過程 被 稱 之 為 定 位 。 夾 緊 ： 保 持 工 件 定 位 時 的 正 確 位 置 不 變 的 過 程 被稱 之 為 夾 緊 。 裝 夾 （ 安 裝 ） ： 定 位 和 夾 緊 的 過 程 。 隨 著 批 量 、 加 工 精 度 要 求 、 工 件 的 大 小 不 同 ， 工 件 在 裝夾

6、 中 的 定 位 方 法 也 不 同 。二 、 裝 夾 方 式 用 劃 針 、 百 分 表 等 測 量 工 具 直接 在 機 床 上 找 正 工 件 的 位 置 。 例 ： 在 四 爪 卡 盤 上 加 工 一 套 類 零件 ， 要 求 待 加 工 表 面 A與 外 圓 表 面B同 軸 。 可 按 外 圓 表 面 用 劃 針 、 百分 表 來 找 正 。 四 爪 卡 A B適 應 范 圍 ： 零 件 形 狀 簡 單 、 定 位 精 度 要 求 低 。 工 件 批 量 小 、 采 用 夾 具 不 經(jīng) 濟 。 對 工 件 的 定 位 精 度 要 求 特 別 高 ， 采 用 夾 具 不 能 保 證 精

7、 度 時 ，只 能 用 精 密 量 具 直 接 找 正 定 位 。 （ 0.010.005mm） 1. 直 接 找 正 定 位 的 裝 夾 2-2 工 件 的 裝 夾 方 法 2. 按 劃 線 找 正 定 位 的 裝 夾 劃 出 對 稱 線 、 中 心 線 、 各待 加 工 表 面 的 加 工 線 ， 并 檢 查它 們 與 各 不 加 工 表 面 的 尺 寸 與位 置 ， 然 后 按 照 劃 好 的 線 找 正工 件 在 機 床 上 的 位 置 。適 應 范 圍 ： 工 件 批 量 小 、 零 件 形 狀 復 雜 。 尺 寸 及 重 量 都 很 大 的 鑄 件 或 鍛 件 。 毛 坯 的 尺

8、寸 及 公 差 很 大 ， 表 面 很 粗 糙 ， 一 般 無 法直 接 采 用 夾 具 。 2-2 工 件 的 裝 夾 方 法 3. 用 夾 具 定 位 的 裝 夾 目 前 ， 對 于 中 、 小 尺 寸 的 工 件 ， 都 用 夾 具 定 位 來裝 夾 。 工 件 按 定 位 原 理 在 夾 具 中 定 位 并 夾 緊 ， 夾 具 以 一定 的 位 置 安 裝 在 機 床 上 ， 不 需 要 進 行 找 正 。用 夾 具 定 位 的 裝 夾 適 應 范 圍 ： 工 件 批 量 較 大 。 中 小 尺 寸 。 較 高 的 定 位 精 度 要 求 ， 且 穩(wěn) 定 。 2-2 工 件 的 裝 夾

9、 方 法 工 件 2-3 機 床 專 用 夾 具 的 組 成 及 分 類一 、 夾 具 的 組 成定位元件導向元件夾緊裝置連接元件夾具體 定 位 元 件 夾 緊 裝 置 對 刀 引 導 元 件 連 接 元 件 夾 具 體 其 它 件 1) 工 件 通 過 定 位 元 件 在 夾 具 上 占 有 一 個 正 確 的位 置 2) 工 件 通 過 夾 緊 元 件 保 證 加 工 過 程 中 始 終 保 持原 有 的 正 確 位 置 3) 夾 具 通 過 對 刀 元 件 相 對 刀 具 保 持 正 確 位 置 4) 夾 具 通 過 連 接 元 件 ， 相 對 于 機 床 保 持 一 個 正確 位 置

10、5) 夾 具 通 過 其 他 裝 置 ， 完 成 其 他 要 求 6) 夾 具 體 把 上 述 的 幾 種 元 件 組 合 成 一 個 整 體 。 連 接元 件 定 位元 件 對 刀 、 導引 元 件夾 緊裝 置 其 它 機 構與 裝 置機 床 工 件 刀 具夾 具 體夾 具專 用 機 床 夾 具 的 組 成 及 其 與 工 件 、 機 床 、 刀 具 間 的 關 系 二 、 專 用 機 床 夾 具 的 分 類1. 專 用 夾 具 這 類 夾 具 是 針 對 某 一 種 工 件 的 某 一 個 工 序 專 門 設計 的 ， 因 用 途 專 一 而 得 名 。 上 例 鉆 孔 夾 具 就 是 一

11、 個 專用 夾 具 。2. 組 合 夾 具 這 類 夾 具 是 由 一 套 完 全 標 準 化 的 元 件 ， 根 據(jù) 零 件的 加 工 要 求 拼 裝 而 成 的 夾 具 。 就 好 像 搭 積 木 一 樣 ， 不同 元 件 的 不 同 組 合 和 連 接 ， 可 構 成 不 同 結(jié) 構 和 用 途 的夾 具 。 這 類 夾 具 的 特 點 是 靈 活 多 變 ， 萬 能 性 強 ， 制 造周 期 短 ， 元 件 可 以 重 復 使 用 。 3. 成 組 夾 具 指 在 多 品 種 、 中 小 批 量 生 產(chǎn) 中 采 用 成 組 加 工 時 ，為 每 個 工 件 組 設 計 制 造 的 機

12、床 專 用 夾 具 。 這 類 夾 具 的 特 點 是 夾 具 的 部 分 元 件 可 以 更 換 ， 部分 裝 置 可 以 調(diào) 整 ， 以 適 應 不 同 零 件 的 加 工 。4. 隨 行 夾 具 這 是 一 種 在 自 動 線 或 柔 性 制造 系 統(tǒng) 中 使 用 的 夾 具 。 工 件 安 裝在 隨 行 夾 具 上 ， 除 完 成 對 工 件 的定 位 和 夾 緊 外 ， 還 載 著 工 件 由 運輸 裝 置 送 往 各 機 床 ， 并 在 各 機 床上 被 定 位 和 夾 緊 。 二 、 專 用 機 床 夾 具 的 分 類 三 爪 卡 盤 四 爪 卡 盤 萬 向 平 口 鉗回 轉(zhuǎn) 工

13、 作 臺 分 度 頭通 用 夾 具 專 用 夾 具 組 合 夾 具 實 例 鏜孔組合夾具 零 件 工 序 簡 圖43 D LL D43 D43 L DL 3 4DL 43 DL3 4成 組 （ 部 分 元 件 可 更 換 ） 夾 具 KH1KH2 KH3 KH4 三 、 機 床 夾 具 的 作 用(1)保 證 加 工 精 度 ， 降 低 工 人 等 級加 工 精 度 包 括 ： 尺 寸 精 度 、 幾 何 形 狀 精 度 、 表 面 相 互 位 置精 度 。 使 用 夾 具 最 有 利 于 保 證 表 面 相 互 位 置 精 度 。如 ： 在 搖 臂 鉆 加 工 孔 系 夾 具 ： 可 達 0

14、.10 0.20mm 劃 線 找 正 ： 0.4 1.0mm(2) 提 高 勞 動 生 產(chǎn) 率 ， 降 低 加 工 成 本 無 找 正 ， 對 刀 等 時 間 ， 工 件 裝 卸 迅 速 ， 從 而 大 大 減 少 了 工 件安 裝 的 輔 助 時 間 ， 同 時 易 于 實 現(xiàn) 多 件 加 工 ， 多 工 位 加 工 ， 特 別適 用 于 加 工 時 間 短 ， 輔 助 時 間 長 的 中 、 小 工 件 的 加 工 。(3) 擴 大 機 床 工 藝 范 圍 擴 大 機 床 的 功 能 ， 實 現(xiàn) 一 機 多 用 。 如 在 車 床 上 利 用 鏜 夾 具 ， 進 行 鏜 孔 。 利 用 銑

15、 夾 具 ， 進 行 銑 槽 。 (4) 減 輕 工 人 勞 動 強 度 ， 保 證 安 全 生 產(chǎn) 。 2-4 定 位 原 理 x yzx yz一 、 剛 體 假 設 把 工 件 在 機 床 或 夾 具上 的 定 位 轉(zhuǎn) 化 為 剛 體 在 空間 直 角 坐 標 系 中 約 束 自 由度 的 情 況 來 分 析 。 一個物體在空中間可以有六個獨立的運動。它在直角坐標系可以有3個平移運動和3個轉(zhuǎn)動。 如果要確定剛體在直角坐標系中的位置，需對其自由度進行約束。即對 進行約束。 ,x ,y ,z ,x ,y zx y z 二 、 定 位 原 理 x yz 在端面布置一個約束點6，則限制剛體的自由度

16、： x 在側(cè)面布置兩個約束點4、5，則限制剛體的自由度：z,y 4 5 6 布置3個不共線的約束點1、2、3，則限制剛體的自由度：,z ,x y 1個 約 束 點 限 制 剛體 的 1個 自 由 度 。21 3 用 六 個 點 (實 際 上 相 當 于支 承 點 的 定 位 元 件 )與 工 件 接觸 ， 每 個 固 定 點 限 制 工 件 的 一個 自 由 度 ， 這 樣 圖 中 剛 體 的 六個 自 由 度 完 全 限 制 了 。 不 能 移 動 ， 也 不 能 轉(zhuǎn) 動 ， 剛 體 在 空 間 的 位 置 是 確 定 的 。 由 此 可見 ， 要 使 工 件 完 全 定 位 就 必 須 限

17、 定 工 件 在 空 間 的 六 個 自 由 度 ，這 一 定 律 就 稱 為 六 點 定 位 原 則 。 六 個 支 承 點 完 全 限 制 了剛 體 的 六 個 自 由 度 ， 工 件 既 1、 六 點 定 位 原 理 是 使 工 件 在 機 床 上 (或 夾 具 中 )占 有 正 確 的 位 置 ， 也 就 是 使 它 相 對 于 刀 具 刀 刃 有 正 確 的 相 對 位 置 ,以 保 證 工 件 的 加 工 要 求 。 2、 工 件 定 位 之 目 的 假 定 工 件 也 是 一 個 剛 體 ， 要 使 工 件 在 機 床 上 完 全 定 位 ，必 須 限 制 它 在 空 間 的 六

18、 個 自 由 度 。 工 件 的 正 確 定 位 ， 就 是 工序 基 準 的 正 確 定 位 ， 由 其 加 工 要 求 和 工 序 基 準 的 形 式 決 定 。 3、 工 件 定 位 的 實 質(zhì) 若 工 件 脫 離 定 位 支 承 點 而 失 去 了 定 位 ， 這 是 由 于 工 件 還 沒有 夾 緊 的 緣 故 。 因 此 ， 定 位 是 使 工 件 占 有 一 個 正 確 的 位 置 ， 夾緊 才 使 它 不 能 移 動 和 轉(zhuǎn) 動 ， 把 工 件 保 持 在 一 個 正 確 的 位 置 ， 所以 定 位 與 夾 緊 是 兩 個 概 念 ， 決 不 能 混 淆 。 4、 定 位 與

19、 夾 緊 完 全 定 位 ： 全 部 限 定 工 件 的 六 個 自 由 度 。 不 完 全 定 位 ： 至 少 有 一 個 自 由 度 未 被 限 制 。 注 ： 不 需 完 全 定 位 的 加 工 工 序 中 ， 采 用 完 全 定 位 固 然 可以 ， 但 增 加 了 夾 具 的 復 雜 程 序 。 在 機 械 加 工 中 ， 一 般為 了 簡 化 夾 具 的 定 位 元 件 結(jié) 構 ， 只 要 對 影 響 本 工 序 的加 工 尺 寸 的 自 由 度 加 以 限 制 即 可 。 5、 完 全 定 位 和 不 完 全 定 位 Z X ZY XY XY ZYXYX Y Z X Z YX Z

20、 X Zz yx x z zZ(a) (b) (c) 圖 （ a） 中 ， 工 件 上 銑 鍵 槽 ， 在 沿 x,y,z三 個 軸 的 移 動 和 轉(zhuǎn) 動 方向 上 都 有 尺 寸 要 求 ， 所 以 加 工 時 必 須 將 全 部 六 個 自 由 度 限 制 。 圖 （ b） 為 工 件 上 銑 臺 階 面 ， 只 要 限 制 五 個 自 由 度 就 夠 了 ; 圖 （ c） 為 工 件 銑 上 平 面 ， 它 只 需 保 持 高 度 尺 寸 z， 只 要 在 工 件 底 面 上 限 制 三 個 自 由 度 就 已 足 夠 ， 這 也 是 不 完 全 定 位 。 6、 過 定 位 與 欠

21、定 位 欠 定 位 ： 加 工 中 ， 工 件 定 位 點 數(shù) 少 于 應 限 制 的 自 由 度數(shù) 。 會 產(chǎn) 生 不 良 后 果 。 過 定 位 ： 工 件 的 某 個 自 由 度 被 限 制 兩 次 以 上 。2.過 定 位 是 否 允 許 ?一 般 來 說 過 定 位 將 使 工 件 定 位 不 確 定 ， 夾緊 后 會 使 工 件 或 定 位 元 件 產(chǎn) 生 變 形 。1.分 析 ： 工 件 的 定 位 支 承點 少 于 應 限 制 的 自 由 度 數(shù)時 ， 會 造 成 什 么 后 果 ？結(jié) 果 ： 應 限 制 了 自 由 度 未被 限 制 ， 導 致 加 工 時 達 不到 要 求

22、的 加 工 精 度 。 定 位 情 況 ： 銷 ： 限 制 了 (移 動 ） (轉(zhuǎn) 動 ） 四 個 自 由 度 支 承 板 ： 限 制 (移 動 )和 (轉(zhuǎn) 動 ) 三 個 自 由 度 擋 銷 ： 限 制 (轉(zhuǎn) 動 ) 結(jié) 果 ： 重 復 限 制 連 桿 的 過 定 位 后 果 ： 當 工 件 定 位 孔 與 端 面 垂 直 度 誤 差 較 大 ， 而 且 孔 與 長 銷 的間 隙 又 很 小 時 ： 若 長 銷 剛 度 好 ， 工 件 被 壓 歪 ， 連 桿 變 形 ； 若 長 銷 剛 度 不 足 時 ， 長 銷 被 夾 歪 。 兩 種 情 況 均 會 引 起 加 工 的 左 孔 的 位 置

23、 精 度 ， 使 連 桿 大 小 頭 孔 軸 線 不 能 平 行 。 x z,y ,z,x y,x y ,x y 1)方 法 問 題 ： 根 據(jù) 工 序 加 工 技 術 要 求 和 工 件 形 狀 的 特 點 ， 確定 應 限 制 那 些 自 由 度 ， 而 用 相 應 的 定 位 點 數(shù) 目 去 消 除 。 分 析 時 也 可 反 過 來 分 析 哪 幾 個 自 由 度 可 不 必 限制 ， 剩 下 的 就 是 要 限 制 的 了 。 (2)過 定 位 有 時 是 允 許 的 ， 而 欠 定 位 決 不 允 許 ， 欠 定 位 的后 果 只 導 致 加 工 時 達 不 到 加 工 精 度 。

24、 過 定 位 優(yōu) 點 ： 使 定 位 可 能 更 為 可 靠 ， 如 冰 箱 有 四 個 支承 點 。 缺 點 ： 易 使 工 件 的 定 位 精 度 受 影 響 ， 使 工 件 或 夾 具 夾緊 后 產(chǎn) 生 變 形 。 7、 應 用 六 點 定 位 原 則 應 注 意 的 問 題 (3)過 定 位 一 般 會 造 成 如 下 不 良 影 響 : a.使 接 觸 點 不 穩(wěn) 定 ， 增 加 了 同 批 工 件 在 夾 具 中 位 置 不 同 一 性 b.增 加 了 工 件 和 夾 具 的 夾 緊 變 形 c.導 致 部 分 工 件 不 能 順 利 與 定 位 元 件 定 位 d.干 擾 了 設

25、 計 意 圖 的 實 現(xiàn) 因 此 ， 大 多 情 況 下 ， 應 避 免 過 定 位 過 定 位 常 出 現(xiàn) 在 精 中 工 工 序中 。 (4) 必 須 結(jié) 合 定 位 基 和 定 位 元 件 的 接 觸 情 況 來 分 析 、 建 立 相 對 概 念 。 12 12 Q8、 定 位 符 號 的 表 示 方 法 手 動 夾 緊固 定 頂 尖 浮 動 頂 尖 根據(jù)加工工序要求，圖 a、 圖 b 、 圖 c 、 圖 d所示工件應約束的自由度？圖 a 加 工 上 表 面 圖 b 加 工 通 槽圖 c 加 工 不 通 槽 圖 d 加 工 徑 向 孔 定 位 原 理 把 工 件 在 機 床 或 夾 具

26、 上 的 定 位 轉(zhuǎn) 化 為 剛 體 在 空 間 直 角坐 標 系 中 約 束 自 由 度 的 情 況 來 分 析 。 1個 約 束 點 限 制 剛 體 的 1個 自 由 度 。 工 件 應 約 束 的 自 由 度 的 數(shù) 目 完 全 由 工 序 要 求 來 決 定 。注 意 的 問 題1. 完 全 定 位 工 件 的 6個 自 由 度 完 全 被 約 束 的 定 位 。2. 不 完 全 定 位 工 件 被 約 束 的 的 自 由 度 少 于 6個 的 定 位 。 3. 欠 定 位 工 件 被 約 束 的 的 自 由 度 數(shù) 目 少 于 工 件 的 工 序 要求 應 被 約 束 的 自 由 度

27、 數(shù) 目 的 定 位 。4. 過 定 位 一 個 自 由 度 被 重 復 約 束 的 現(xiàn) 象 。三 .常 用 定 位 元 件 及 定 位 分 析1.工 件 以 平 面 定 位 平 面 定 位 的 主 要 形式 為 支 承 定 位 。 定 位 方 式 用 六 點 定 位 原 理 進 行 定 位 分 析 時 ， 以 定 位 點 來消 除 自 由 度 ， 在 實 際 應 用 中 ， 不 可 能 是 點 ， 而 應 該是 各 種 定 位 元 件 ， 工 件 的 定 位 表 面 有 各 種 形 式 ： 如平 面 ， 內(nèi) 孔 ， 外 圓 ， 成 型 面 ， 組 合 表 面 等 ， 對 這 些表 面 應 采

28、 用 不 同 的 方 法 來 實 現(xiàn) 。 4. 4 工 件 在 夾 具 上 的 定 位 一 、 常 用 定 位 方 式 與 定 位 元 件工 件 常 用 定 位 表 面 以 平 面 定 位以 內(nèi) 孔 定 位以 外 圓 表 面 定 位以 平 面 定 位 基 本 支 承輔 助 支 承 固 定 支 承可 調(diào) 支 承自 位 支 承 支 承 釘 、 支 承 板基 本 支 承 ： 限 制 自 由 度 ， 真 正 起 定 位 作 用 輔 助 支 承 ： 不 限 制 自 由 度 ， 起 預 定 位 、 增 加 工 件 和 夾 具 剛 性 等 作 用 （ 一 ） 工 件 以 平 面 定 位 1 基 本 支 承

29、(1)固 定 支 承 ： 安 裝 到 夾 具 上 后 ， 不 可 拆 卸 或 調(diào) 節(jié) 。 分 為 支 承 板和 支 承 釘 。 支 承 釘 ： 用 于 小 平 面 未 加 工 或 已 加 工 表 面 的 定 位 。a.分 類 ： 平 頭 ： 用 于 經(jīng) 過 精 加 工 的 表 面 ， 面 接 觸 ， 用 于 支 承 精 基 準 。球 頭 ： 點 接 觸 ， 可 保 證 接 觸 位 置 相 對 穩(wěn) 定 ， 但 易 磨 損 ， 夾 緊 時使 加 工 表 面 產(chǎn) 生 壓 陷 ， 產(chǎn) 生 較 大 安 裝 誤 差 ， 不 易 使 幾 個 支 承 釘保 持 在 同 一 平 面 內(nèi) ， 用 于 精 加 工

30、中 支 承 粗 基 準網(wǎng) 紋 頂 面 ： 與 定 位 面 摩 擦 力 較 大 ， 可 住 阻 礙 工 件 移 動 ， 加 強 定位 穩(wěn) 定 性 ， 網(wǎng) 中 易 積 屑 ， 多 用 在 粗 糙 表 面 的 側(cè) 面 定 位 。 （ 1） 固 定 支 承 支 承 釘a) 平頭支承釘b) 球頭支承釘c) 網(wǎng)紋（鋸齒）頭支承釘 支 承 塊 （ 板 ） 用 于 較 大 已 加 工 平 面 的 定 位 ， 常 出 現(xiàn) 在 精基 準 定 位 中 ， 一 個 支 承 板 的 作 用 ， 相 當 于 兩個 支 承 釘 ， 消 除 兩 個 自 由 度 。A型 平 面 型 支 承 板 ： 制 造 簡 單 ， 常 用于

31、 工 件 側(cè) 面 和 頂 面 的 定 位B型 帶 斜 槽 型 支 承 板 ： 切 有 斜 槽 ， 易 于 清 屑 ， 常 用 于 工 件 底 面 的 定 位 平 面 定 位 的 幾 種 情 況 。 Z X YZX Y ZX YZX Y工 件 以 平 面 定 位ZX Y ZX Y 對粗基準：使用三個支承釘（三點構成一個平面）作為定位元件，限制工件三個自由度對精基準：可用支承板代替支承釘定位，同樣限制工件的三個自由度 圖:支承釘、支承板及其用法 (2)可 調(diào) 支 承 可 調(diào) 支 承 :適 用 于 毛 坯 分 批 制 造 ， 其 形 狀 和 尺 寸 變 化 較大 的 粗 基 準 定 位 并 適 用

32、于 同 一 夾 具 加 工 形 狀 相 同 而 尺 寸不 同 的 工 件 及 專 用 可 調(diào) 夾 具 或 組 合 夾 具 中 。 方 法 ：一 批 工 件 調(diào)整 一 次 ， 調(diào)整 后 應 鎖 緊 。 (3)自 位 支 承 （ 浮 力 支 承 ）1 2 3(a)(b) (c)自 位 支 承 特 點 ： 有 定 位 元 件 有 多 個 工 作 點 與 工 件 接 觸 ， 定 位元 件 在 定 位 過 程 中 所 處 的 位 置 ， 隨 工 件 定 位 基 準面 位 置 的 變 化 而 自 動 與 之 適 應 ， 其 作 用 相 當 于 一個 固 定 支 承 ， 因 此 ， 只 限 制 一 個 自

33、由 度 。 由 于 增加 了 與 工 件 定 位 基 準 面 接 觸 的 點 數(shù) ， 故 可 提 高 工件 的 安 裝 剛 性 ， 適 用 于 以 粗 基 準 定 位 ， 剛 性 不 足或 不 連 續(xù) 表 面 的 定 位 。 2、 輔 助 支 承a. 特 點 ： 根 據(jù) 六 點 定 位 原 理 ， 工 件 定 位 原 理 ， 工 件 定 位 夾 緊后 ， 若 工 件 剛 性 很 差 ， 在 切 削 力 和 夾 緊 力 的 影 響 下 ， 會 發(fā)生 變 形 和 振 動 。 為 此 ， 需 增 加 輔 助 支 承 ， 減 小 變 形 ， 以 提高 剛 性 和 穩(wěn) 定 性 。 輔 助 支 承 的 作

34、 用 0+TA A31 2 b.作 用 ： 由 于 輔 助 支 承 是 在 工 件 定 位 后 才 參 與 支 承 ， 因 此 不 起任 何 消 除 自 由 度 作 用 ， 只 起 減 小 工 件 變 形 和 振 動 的 作 用 。 各種 輔 助 支 承 在 每 次 卸 下 工 件 后 ， 必 須 松 開 ， 裝 上 工 件 后 再 進行 調(diào) 整 和 鎖 緊 ， 另 外 ， 輔 助 支 承 不 應 破 壞 原 有 定 位 。 c.應 用 場 合 ： 起 預 定 位 作 用 提 高 夾 具 工 件 的 穩(wěn) 定 性 提 高 工 件 的 剛 性 d.結(jié) 構 形 式 ： 螺 旋 式 ： 結(jié) 構 簡 單

35、 ， 易 頂 起 工 件 ， 用 限 力 板 手 ， 逐 個 調(diào) 整 、效 率 低 、 常 用 于 單 件 小 批 生 產(chǎn) 中 自 位 式 ： 效 率 高 ， 彈 簧 力 不 可 太 大 ， tg f， 保 證 自 鎖 推 引 式 ：適 用 于 工件 較 重 ，切 削 負 荷大 的 場 合 2.工 件 以 圓 柱 孔 定 位 三 .常 用 定 位 元 件 及 定 位 分 析x yz 心 軸 結(jié) 構 形 式 很 多 ， 上 圖 為 幾 種 常 見 的 剛 性 心 軸 ，其 中 a為 過 盈 配 合 心 軸 ， b為 間 隙 配 合 心 軸 ， c為 小 錐 度心 軸 。 小 錐 度 心 軸 的

36、錐 度 為 1:50001:1000。 工 件 安 裝時 輕 輕 敲 入 或 壓 入 ， 通 過 孔 和 鈾 接 觸 表 面 的 彈 性 變 形 來夾 緊 工 件 。 使 用 小 錐 度 心 軸 定 位 可 獲 得 較 高 的 定 位 精 度 。 （ 1） 心 軸 xx， zz， xx， zz，xy， z, ，x zz， x y, 2.工 件 以 圓 柱 孔 定 位 三 .常 用 定 位 元 件 及 定 位 分 析（ 1） 心 軸 ，x z心 軸工 件 當 接 觸 線 比 較 長 ， 即 ： L x yzd 當 接 觸 線 比 較 短 ， 即 ： ,1dL ,1dL 約 束 4個 自 由 度

37、。約 束 2個 自 由 度 。 （ 2） 定 位 銷 三 .常 用 定 位 元 件 及 定 位 分 析 圖 示 為 國 家 標 準 規(guī) 定 的 圓 柱 定 位 銷 ， 其 工 作 部 分 直徑 d通 常 根 據(jù) 加 工 要 求 和 考 慮 便 于 裝 夾 ， 按 g5、 g6、 f6或 f7制 造 。 定 位 銷 與 夾 具 體 的 連 接 可 采 用 過 盈 配 合 (如圖 a、 b、 c所 示 )， 也 可 以 采 用 間 隙 配 合 (如 圖 d)； 圓 柱定 位 銷 通 常 限 制 工 件 的 2個 移 動 自 由 度 。 （ 3） 菱 形 銷 與 圓 錐 銷菱 形 銷 圓 錐 銷三

38、.常 用 定 位 元 件 及 定 位 分 析約 束 1個 自 由 度 。 約 束 3個 自 由 度 。 三 .常 用 定 位 元 件 及 定 位 分 析3.工 件 以 外 圓 定 位 x yz長 接 觸 ： 工 件 被 約 束 的 自 由 度 為 ： ，,x z ,x z短 接 觸 ： 工 件 被 約 束 的 自 由 度 為 ： ,x z （ 1） 定 位 套 x yz長 接 觸 ：短 接 觸 ：（ 2） V型 塊 工 件 V型 塊分 析 同 定 位 套 。三 .常 用 定 位 元 件 及 定 位 分 析 四 .組 合 定 位 實 際 生 產(chǎn) 中 經(jīng) 常 遇 到 的 不 是 單 一 表 面 定

39、 位 ， 而 是 幾 個 定 位 表面 的 組 合 。 常 見 的 定 位 表 面 組 合 有 ： 平 面 與 平 面 的 組 合 ， 平 面與 圓 孔 的 組 合 ， 平 面 與 外 圓 表 面 的 組 合 、 平 面 其 它 表 面 的 組 合 ，錐 面 與 錐 面 的 組 合 等 。1. 前 、 后 頂 尖 x yz ,x ,y z ,x z 2. 一 面 一 銷 定 位x yz 3. 兩 面 一 銷 定 位 4. 一 面 兩 銷 定 位,x ,y zx yz 一 面 兩 銷 定 位 時 ， 若 為 兩 圓 柱 銷 ， 則 會 產(chǎn) 生 過定 位 現(xiàn) 象 。 解 決 辦 法 ： 一 銷 縮

40、 小 直 徑 ； 菱 形 銷 對 刀 塊 工 件支 承 塊連 接 鍵 連 接 鍵 J活 動 V型 塊固 定 V型 塊5.采 用 兩 V 型 塊 ， 左 端 固 定 、 右 端 活 動 。輔 助 支 承支 承 塊 2-5 定 位 誤 差 的 分 析 與 計 算一 、 定 位 誤 差 的 定 義 及 產(chǎn) 生 的 原 因 用 調(diào) 整 法 加 工 一 批 工 件 時 ， 工 件 在 定 位 過 程 中 會 遇到 如 下 情 況 ： 工 序 基 準 與 定 位 基 準 不 重 合 定 位 副 制 造 不 準 確 導 致 工 件 的 工 序基 準 偏 離 理 想 位 置而 產(chǎn) 生 加 工 誤 差 。定 位

41、 誤 差 ： 工 件 在 夾 具 （ 或 機 床 ） 上 定 位 不 準 確 （ 工序 基 準 偏 離 理 想 位 置 ） 而 引 起 的 加 工 誤 差 。定 位 誤 差 值 的 大 小 ： 工 序 基 準 沿 工 序 尺 寸 方 向 發(fā) 生 的 最 大 位 移 量 。 d H1 H41. 基 準 不 重 合 引 起 的 定 位 誤 差BAO1 CH3H2H1 O2 H4 HH 1minH 1max如 圖 所 示 ， 用 調(diào) 整 法 加 工 C面 。 工 序 基 準 ： B面 。 工 件 的 工 序 基 準 與 定位 基 準 不 重 合 。 由 于 尺 寸 H1的 誤 差 會 使 工 件 頂

42、 面 位 置 發(fā) 生 變 化 ， 從而 使 工 序 尺 寸 H4產(chǎn) 生 誤 差 。 jb 一 、 定 位 誤 差 的 定 義 及 產(chǎn) 生 的 原 因 基 準 不 重 合 誤 差 ： jb 工 件 外 圓 直 徑 尺 寸 有 大 有 小 ， 會 使 外 圓 中 心 位 置發(fā) 生 變 化 ， 從 而 導 致 工 序 尺 寸 H的 變 化 基 準 發(fā) 生位 移 導 致 工 序 尺 寸 H的 加 工 誤 差 。H 如 圖 所 示 ， 用 調(diào) 整 法 加 工 鍵槽 。 工 序 基 準 ： O點 。 一 、 定 位 誤 差 的 定 義 及 產(chǎn) 生 的 原 因 O2. 定 位 副 制 造 不 準 確 引 起

43、 的 定 位 誤 差基 準 位 移 誤 差 ： jy jyd 綜 上 所 述 ： 定 位 誤 差 產(chǎn) 生 的 原 因 為 ：即 ： 一 、 定 位 誤 差 的 定 義 及 產(chǎn) 生 的 原 因 工 序 基 準 與 定 位 基 準 不 重 合 引 起 的 基 準 不 重 合 誤 差 定 位 副 制 造 不 準 確 引 起 的 基 準 位 移 誤 差 jyjbd 因 此 ， 要 提 高 定 位 精 度 ， 應 使 工 序 基 準 與 定 位基 準 重 合 ； 提 高 定 位 副 （ 工 件 的 定 位 基 面 、 定 位 元件 ） 的 制 造 精 度 ， 減 小 配 合 間 隙 。 H 21.工 件

44、 以 平 面 定 位 0 jyjbd 二 、 定 位 誤 差 的 分 析 與 計 算 H 3 )( 1 min1max1HT HHjb H 1解 ： （ 1） 工 序 尺 寸 為 H2 銑 削 臺 肩 面 ， 定 位 方 式 如 圖 ，高 度 尺 寸 H1的 公 差 為 T(H1)， 試分 析 銑 臺 肩 面 的 工 序 尺 寸 分 別 為H2和 H3的 定 位 誤 差 。0jy 0jb （ 2） 工 序 尺 寸 為 H30jy )( 1)( 3 HTjyjbHd 2.工 件 以 內(nèi) 孔 定 位兩 種 情 況 ： （ 1） 任 意 邊 接 觸 如 果 工 件 的 工 序 基 準 為 孔 心 ，

45、 則其 定 位 誤 差 與 孔 銷 的 配 合 間 隙 有 關 。過 盈 配 合 時 ， 不 產(chǎn) 生 基 準 位 移 誤 差 ；間 隙 配 合 時 ， 將 產(chǎn) 生 基 準 位 移 誤 差 。 o 1 o o2jy)(21 minmax dDjy minmax dDjy jyjbd 0jbminmax dDd 二 、 定 位 誤 差 的 分 析 與 計 算 銑 鍵 槽 ， 安 裝 方 式 如 圖 。 已 知 定 位 心 軸 與 工 件孔 的 配 合 為 ： 分 析 銑 鍵 槽 的 定 位 誤 差 。 037.0)967.29021.30(5.0)( Hd （ 2） 單 邊 接 觸 二 、 定 位

46、 誤 差 的 分 析 與 計 算H ,6730 fH解 ： 020.0 033.030630 f 021.0030730 H單 邊 接 觸0jb )(21 minmax dDjy 如 果 預 先 留 配 合間 隙 ， 其 定 位 誤 差又 如 何 計 算 ？ 3.工 件 以 外 圓 定 位 二 、 定 位 誤 差 的 分 析 與 計 算H 1O （ 1） 工 序 尺 寸 H1 此 時 ， 定 位 基 準與 工 序 基 準 重 合0jb o1o2o 21oojy ppopooo 2121 )2sin2/(max1 dpo )2sin2/(min2 dpo )2/sin(2 minmax)( dd

47、Hd )2/sin(2 )()( dTHd 即 ：dTd 二 、 定 位 誤 差 的 分 析 與 計 算H 2O（ 2） 工 序 尺 寸 H2 此 時 ， 定 位 基 準 與 工 序 基 準 不 重 合 o1o2omin22 )2/1( dco p)1)2/sin(1(2 )()( dTHd )(21)2/sin(2 )()( dTdTHd 即 ： 1c2c11222121)( cocoooccHd max11 )2/1( dco )(Hd 二 、 定 位 誤 差 的 分 析 與 計 算H 3O（ 3） 工 序 尺 寸 H3此 時 ， 定 位 基 準 與 工 序 基 準 不 重 合 o1o2o

48、112112 gooogo p)1)2/sin(1(2 )()( dTHd )(21)2/sin(2 )()( dTdTHd 即 ： 1g2g2212)( gogoHd )(Hd 定 位 方 案 的 選 擇 V型 塊 的 對 中 性 V型 塊 夾 角 的 影 響 三 、 加 工 誤 差 不 等 式 在 機 械 加 工 中 ， 產(chǎn) 生 加 工 誤 差 的 因 素 很 多 ， 其 主要 原 因 有 ：1.定 位 誤 差2.對 刀 誤 差3.安 裝 誤 差4.其 他 誤 差 d dd, ac Tcaddd ,31 31 31 因 此 ， 在 夾 具 設 計 時 ， 其 定 位 方 案 的 確 定 需

49、 依 據(jù)定 位 誤 差 的 計 算 ， 若 ： Td 31 ， 則 定 位 方 案 可 行 。 2-6 工 件 的 夾 緊 和 夾 緊 裝 置一 、 夾 緊 裝 置 的 組 成 工 件1.力 源 裝 置 產(chǎn) 生 夾 緊 力的 動 力 裝 置 。2.夾 緊 元 件 直 接 用 于 加 緊 工 件 的 元 件 。3.中 間 傳 力 機 構 將 原 動 力 以 一 定 的 大 小 和 方 向 傳 遞 給 夾 緊 元 件 的 機 構 。夾 緊 元 件 + 中 間 傳 力 機 構 = 夾 緊 機 構 2-6 工 件 的 夾 緊 和 夾 緊 裝 置二 、 對 夾 緊 的 基 本 要 求1.夾 緊 時 不

50、破 壞 工 件 在 定 位 時 所 處 的 正 確 位 置 。2.夾 緊 力 大 小 要 適 當 ， 應 使 工 件 在 加 工 中 的 位 置 穩(wěn) 定 不 變 ， 不 允 許 產(chǎn) 生 振 動 、 變 形 和 表 面 損 傷 。3.夾 緊 機 構 應 盡 量 簡 單 ， 操 作 簡 便 、 安 全 ， 便 于 維 護 。4.具 有 良 好 的 自 鎖 性 能 。 工 件F 2-6 工 件 的 夾 緊 和 夾 緊 裝 置三 、 夾 緊 力 的 確 定力 的 三 要 素 大 小 、 方 向 、 作 用 點 。 工 件 在 加 工 過 程 中 會 受 到 切 削 力 、 慣 性 力 、 重 力等 外

51、 力 的 作 用 ， 若 不 夾 緊 ， 工 件 在 加 工 過 程 中 就 可 能發(fā) 生 移 動 。 工 件 移 動 會 破 壞 其 在 定 位 過 程 中 獲 得 的 既定 位 置 ， 會 損 壞 刀 具 及 機 床 ， 甚 至 導 致 人 身 事 故 。1.夾 緊 力 作 用 點 的 選 擇 原 則 工 件 夾 緊 力 作 用 點 應 正 對 支 承 元 件或 支 承 元 件 所 形 成 的 支 承 面 內(nèi) ，以 保 證 工 件 已 獲 得 的 定 位 保 持 不變 。 2-6 工 件 的 夾 緊 和 夾 緊 裝 置2.夾 緊 力 作 用 方 向 的 選 擇 原 則 夾 緊 力 作 用

52、點 應 處 于 工 件 剛 性好 的 部 位 。 夾 緊 力 作 用 點 應 盡 量 靠 近 加 工 表面 ， 以 減 少 切 削 力 對 夾 緊 點 的 力 矩 ，防 止 和 減 少 加 工 時 的 振 動 。 夾 緊 力 的 作 用 方 向 應有 利 于 工 件 的 準 確 定 位 ，而 不 能 破 壞 定 位 。 夾緊力的作用方向應盡量與工件剛度最大的方向相一致，以減工件的變形。 夾緊力的作用力方向應盡可能與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。 2-6 工 件 的 夾 緊 和 夾 緊 裝 置3.夾 緊 力 大 小 的 估 算 估 算 夾 緊 力 的 一 般 方 法 是 將 工 件

53、 看 成 整 體 ， 并 分析 作 用 在 工 件 上 的 各 種 力 ， 再 根 據(jù) 力 系 平 衡 條 件 ， 確定 保 持 工 件 平 衡 所 需 最 小 夾 緊 力 。 最 小 夾 緊 力 乘 以 一 合 適 的 安 全 系 數(shù) 即 為 計 算 夾 緊 力 。（ 安 全 系 數(shù) ： 粗 加 工 k=2.53 ,精 加 工 k=1.52） 在 專 用 機 床 夾 具 設 計 中 ， 夾 緊 力 的 確 定 并 非 所 有情 況 下 都 需 要 理 論 計 算 ， 通 常 可 根 據(jù) 經(jīng) 驗 或 類 比 法 估算 確 定 所 需 的 夾 緊 力 。 對 于 關 鍵 工 序 ， 則 可 通

54、過 工 藝實 驗 實 測 切 削 力 ， 然 后 進 行 夾 緊 力 的 計 算 。 2-6 工 件 的 夾 緊 和 夾 緊 裝 置四 、 常 用 夾 緊 機 構1.斜 楔 夾 緊 機 構工 件2.螺 旋 夾 緊 機 構 工 件工 件 3.圓 偏 心 夾 緊 機 構 工 件夾 緊 裝 置 銑 平 面 夾 具 2-7 典 型 的 機 床 夾 具 四 、 定 位 誤 差 的 分 析 計 算 題1. 在 圖 2-76所 示 階 梯 軸 上 銑 一 平 面 ， 其 工 序 尺 寸 為習 題 解 答 ，mm0 28.030有 圖 a、 b、 c、 d、 e所 示 五 種 定 位 方 案 。 試 計 算

55、：（ 1） 如 果 不 考 慮 階 梯 軸 兩 外 圓 柱 同 軸 度 誤 差 ， 五 種 定 位 方 案的 定 位 誤 差 。（ 2） 如 果 考 慮 階 梯 軸 兩 外 圓 柱 同 軸 度 公 差 ， 五 種方 案 的 定 位 誤 差 。 并 指 出 哪 幾 種 方 案 能 可 靠 保 證 加 工 要 求 。mm03.0a) b) c) d) 解 ： （ 1） 不 考 慮 階 梯 軸 兩 外 圓 柱 同 軸 度 誤 差圖 a） 由 于 大 圓 的 制 造 誤 差 引起 的 中 心 高 度 變 化 為 ：05.021.021 djb T 由 于 小 圓 的 制 造 誤 差引 起 的 基 準

56、位 移 誤 差 為 ：08.0216.02 2 djy T 在 工 序 尺 寸 方 向 上 ， 定位 誤 差 為 ： 13.008.005.0 d 圖 b） ， 同 圖 a） 13.008.005.0 d 05.0451 d 0 16.02 35d 圖 c） 08.0216.0 jy 由 于 大 圓 的 制 造 誤 差 引 起 的中 心 高 度 變 化 為 ：1 0 0.1 0.072sin45 2djb T 由 于 小 圓 的 制 造 誤 差 引起 的 基 準 位 移 誤 差 為 ： 在 工 序 尺 寸 方 向 上 ， 定 位 誤 差 為 ：15.008.007.0 d 圖 d） 08.02

57、16.0 jy 由 于 大 圓 的 制 造 誤 差 ， 不會 引 起 中 心 在 工 序 尺 寸 方 向 上的 工 序 尺 寸 變 化 。 由 于 小 圓 的 制 造 誤 差 引起 的 基 準 位 移 誤 差 為 ： 在 工 序 尺 寸 方 向 上 ， 定 位 誤 差 為 ： 08.0d 圖 e） 08.0216.0 jy 由 于 雙 移 動 式 V型 塊 具 有自 動 對 中 的 能 力 ， 大 圓 的制 造 誤 差 ， 不 會 引 起 中 心在 工 序 尺 寸 方 向 上 的 工 序尺 寸 變 化 。 由 于 小 圓 的 制 造 誤 差 引起 的 基 準 位 移 誤 差 為 ： 在 工 序 尺 寸 方 向 上 ， 定 位 誤 差 為 ： 08.0d （ 2） 考 慮 階 梯 軸 兩 外 圓 柱 同 軸 度 誤 差圖 a） 145.0015.008.005.0 d圖 b） 145.0015.008.005.0 d圖 c） 165.0015.015.0 d圖 d） 095.0015.008.0 d因 為 ： 28.0435.03145.0 28.0495.03165.0 28.0285.03095.0 所 以 ， 圖 a) 、 圖 b) 、 圖 c)、 圖 d)、 圖 e） 皆 不 能保 證 加 工 要 求 。圖 e） 095.0015.008.0 d