1、第一章 工件的装夹 了解、掌握常用的夹紧机构的设计方法、主要特点及适用范围，了解夹紧力的分析与计算。 1、夹紧机构的组成和基本要求 2、夹紧力确定的基本原则 3、典型夹紧机构 4、螺旋夹紧机构 5、斜楔夹紧机构 6、偏心夹紧机构 7、铰链夹紧机构 8、定心及联动夹紧机构 工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。 工件在夹具中定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。 将工件定位后的位置固定下来，称为夹紧。 工件夹紧的任务是：使工件在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下不离开已经占据的正确位置，以保证机械加工的正常进行。 1第一节 工件定位的基本原理 一、六点定则 一个尚未定位的
2、工件，其空间位置是不确定的，这种位置的不确定性可描述如下。 如图11所示，将未定位工件(双点划线所示长方体)放在空间直角坐标系中，工件可以沿X、Y、Z轴有不同的位置，称作工件沿X、Y和Z轴的位置自由度，用XG、YG、ZG表示；也可以绕X、Y、Z轴有不同的位置，称作工件绕X、Y和Z轴的角度自由度，用X、Y、Z表示。 用以描述工件位置不确定性的XG、YG、ZG和X、Y、Z，称为工件的六个自由度。 2限制工件自由度的固定点，称为定位支承点，简称支承点。 用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。 六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承点作用的是一定形状的几何体，这些
3、用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。 3456二、限制工件自由度与加工要求的关系 工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。 工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位。 工件被限制的自由度少于六个保证加工要求的定位称为不完全定位。 在工件定位时，以下几种情况允许不完全定位： 1) 加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。 2) 毛坯(本工序加工前)是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。 3) 加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加上向的轴的角度自由度。 按照加工要求应限制的自
4、由度没有被限制的定位称为欠定位。 确定工件在夹具中的定位方案时，欠定位是决不允许发生的。因为欠定位保证不了工件的加工要求。 789三、重夏定位 重复定位分两种情况： 1、当工件的一个或几个自由度被重复限制，并对加工产生有害影响的重复定位，称为不可用重复定位，不可用重复定位是不允许的； 2、当工件的一个或几个自由度被重复限制，但仍能满足加工要求，即不但不产生有害影响，反而可增加工件装夹刚度的定位，称为可用重复定位。 在生产实际中，可用重复定位被大量采用。 判断可用重复定位的条件 10避免不可用重复定位的方法是改变定位装置结构。如图l6所示 长条支承板能否限制Z向两个自由度？ 11孔系组合夹具元件
5、与元件之间的定位都采用一面两圆柱销定位，如图18所示。 为避免重复定位，采用一面两销定位装置。 在实际生产中，当工件精度不高时，有时也利用重复定位来提高工件的刚度，只要不影响加工要求，就属可用重复定位。 12第二节 基准、定位副及对定位元件的基本要求 一、 基准及定位副 在工件加工的工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，称为工序基准。 可通过工序图上标注的加工尺寸与形位公差来确定工序基准。 当工件以回转面(圆柱面、圆锥面、球面等)与定位元件接触(或配合)时，工件上的回转面称为定位基面，其轴线称为定位基准。 如图l9a所示，工件以圆孔在心轴上定位，工件的内孔面称为定位基面，它的轴线称为定位
6、基准。 与此对应，心轴的圆柱面称为限位基面，心轴的轴线称为限位基准。 工件以平面与定位元件接触时，如图19b所示，工件上那个实际存在的面是定位基面，它的理想状态(平面度误差为零)是定位基准。 13二、定位符号和夹紧符号的标注 在选定定位基准及确定了夹紧力的方向和作用点后，应在工序图上标注定位符号和夹紧符号。 定位、夹紧符号已有机械工业部的部颁标准(JBT 506191)，可参看附表l。图110为典型零件定位、夹紧符号的标注。 三、对定位元件的基本要求 1、足够的精度 2、足够的强度和刚度 3、耐磨性好 4、工艺性好 1415第三节 定位基面与定位元件 一、工件以平面定位时的定位元件 工件以平面
7、作为定位基面时，常用的定位元件如下所述。 1主要支承 主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用。 固定支承 1、支承钉GBT 222691 A、平头（精基准）； B、球头（粗基准）； C、齿纹头（侧面防滑） 2、支承板GBT 223691 A、无斜槽（侧面、顶面）； B、带槽（底面，清屑）。 如图111所示。在使用过程中，它们都是固定不动的。 16调节支承：（GB/T22791GB/T223091） 每个工件一调或每批工件一调。 注意：调好后应锁紧。 17自位支承（浮动支承） 能自动调节位置，只限制一个自由度。 二点式自位支承： 三点式自位支承： 18、辅助支承 提高装夹刚度和稳定性，不起定位
8、作用。 注意：在工件定位后才与工件接触，然后锁紧，否则会产生过定位。 （1）螺旋式辅助支承 （2）自位式辅助支承 （3）推引式辅助支承。 19二、工件以圆孔定位时的定位元件 （1） 定位销： A型称圆柱销，B型称菱形销 20（2） 圆柱心轴： a、间隙配合心轴 D公差：h6，g6，f7， 结构简单，精度低，常孔端面组合定位； 21b、 过盈配合心轴 D公差：e8，r6，h6 c、花键心轴 由定心方式来确定心轴结构。 （3） 圆锥销 限制三个自由度。 22单独定位易倾斜，一般由其它元件组合定位，定心精度高。 23（4）锥度心轴（小锥度心轴） 定心精度高，轴向位移大。 三、 工件以外圆柱面定位时的
9、定位元件 241、V型块 对中心性好，适用于粗、精基准面，圆柱面和圆弧面； V型块两斜面夹角为60、90、120。90最常用。 25图126a用于较短的精定位基面； 图126b用于粗定位基面和阶梯定位面； 图126c用于较长的精定位基面和相距较远的两个定位面。 V形块不一定采用整体结构的钢件，可在铸铁底座上镶淬硬支承板或硬质合金板，如图126d所示。 V形块有活动式(GBT 221191)、固定式(GBT 220991)和可调整式(GBT 221091)之分，活动V形块的应用见图127。图12627a为加工轴承座孔时的定位方式，活动V形块除限制工件一个自由度之外，还兼有夹紧作用。图127b中的
10、V形块只起定位作用，限制工件一个自由度。 2、定位套 273、半圆套 4、圆锥套 28第四节 定位误差的分析与计算 定位误差：因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸上的最大变动量。 D一、 造成定位误差的原因 1、基准不重合误差B ：定位基准与工序基准不重合引起的误差。 误差大小：等于定位尺寸公差。 S定位尺寸：定位基准与工序基准之间的尺寸。S 基准不重合误差分析：在工序图上寻找定位尺寸的公差。 S当工序基准的变动方向与加工尺寸的方向不一致，存在一夹角时，基准不重合误差等于定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影，即 29 cos (15) BS当工序基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时 (16) BS2、基准位移误差 Y：定位基准与限位基准不重合引起的误差。 这是由于定位基面和限位基面的1、制造公差和2、间隙造成的。 定位基准与限位基准的最大变动量 =A -AYmax min = i -imimax n = i定位基准的变动方向与工序尺寸方向相同时：基准位移误差Y= i不同时: Y=i cos O1、O2不同一线？ 30
