机床夹具在机械加工中的作用

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1、上一讲内容提要上一讲内容提要:机床夹具在机械加工中的作用。机床夹具在机械加工中的作用。机床夹具的分类。机床夹具的分类。机床夹具的组成。机床夹具的组成。本课程的性质和任务。本课程的性质和任务。本讲主要内容：本讲主要内容：六点定则。六点定则。限制工件自由度与加工要求的关系。限制工件自由度与加工要求的关系。重复定位。重复定位。基准、定位副及对定元件的基本要求基准、定位副及对定元件的基本要求本讲重点和难点：本讲重点和难点：根据工件的加工要求合理确定工件所必须限制的自由度。根据工件的加工要求合理确定工件所必须限制的自由度。 工件的装夹是指工件的定位和夹紧，定位的任务是使工件在夹具工件的装夹是指工件的定位

2、和夹紧，定位的任务是使工件在夹具中占据一正确的位置，而夹紧是使工件保持定位后的正确位置。中占据一正确的位置，而夹紧是使工件保持定位后的正确位置。 第一节第一节 工件定位的基本原理图工件定位的基本原理图 一、六点定则一、六点定则 一尚未定位的工件，其空间位置是不确的一尚未定位的工件，其空间位置是不确的.如图如图11所示，将工件放在空间直角坐标系中，所示，将工件放在空间直角坐标系中，工件存在六个方向的自由度。工件存在六个方向的自由度。 三个移动自由度：三个移动自由度： 三个转动自由度：三个转动自由度： X Y Z X Y Z 用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点用合理分布的六个

3、支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则，如图定则，如图12所示。所示。 支承点支承点1、2、3限制了限制了 三个自由度，称为主支承点。三个自由度，称为主支承点。 支承点支承点4、5限制了限制了 两两个自由度，导向支承点。个自由度，导向支承点。 支承点支承点6限制了限制了 一个自一个自由度，止推支承点。由度，止推支承点。 六点共限制了工件六个自由六点共限制了工件六个自由度。度。Z X Y x z Y 二、限制工件自由度与加工要求的关系二、限制工件自由度与加工要求的关系 工件定位时，应该限制的自由度数目，主要由工件加工要求确定，工件定位时，应该限制的自由度数目，主要由工件加工要求确定，一般讲

4、，工件定位所需限制自由度的数目一般讲，工件定位所需限制自由度的数目6个。各定位元件限制的个。各定位元件限制的自由度原则上不允许重复或干涉。自由度原则上不允许重复或干涉。 如图如图13所示在工件上铣通槽，为所示在工件上铣通槽，为保证槽底面与工件底面的平行度和尺寸保证槽底面与工件底面的平行度和尺寸两项加工要求，必须限制两项加工要求，必须限制 三个三个自由度；这保证槽侧面与工件前后侧面自由度；这保证槽侧面与工件前后侧面的平行度和尺寸两项加工要求，还必须的平行度和尺寸两项加工要求，还必须限制限制 两个自由度，共计五个自由度。两个自由度，共计五个自由度。Z X Y X Z 1、工件定位的几种情况工件定位

5、的几种情况 完全定位：工件的六个自由度完全定位：工件的六个自由度全全 部被限制的定位。部被限制的定位。 如图如图14所示，所示，在工件上铣槽，为保证槽在三个方向在工件上铣槽，为保证槽在三个方向上的位置要求，必须限制上的位置要求，必须限制六个自由度。六个自由度。 欠定位：工件定位时，应该限制的欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没有被全部限制的定位。实际定位自由度没有被全部限制的定位。实际定位时不允许发生。时不允许发生。图图14 不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位，其没有限制自不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位，其没有限制自由度不影响加工要求。由度不影响加工要求。 如图如图15所示，

6、在工件上铣通槽，所示，在工件上铣通槽，保证槽宽和槽的上下、左右位置要求，保证槽宽和槽的上下、左右位置要求，沿槽方向的自由度可不限制。沿槽方向的自由度可不限制。 重复定位（过定位）：工件定重复定位（过定位）：工件定位时，几个定位元件重复限制工件一位时，几个定位元件重复限制工件一个或几个自由度的定位。个或几个自由度的定位。 2、允许不完全定位的几种情况允许不完全定位的几种情况 加工通槽或通孔时，沿贯通轴的移动自由度可不限制。加工通槽或通孔时，沿贯通轴的移动自由度可不限制。 毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的转动自由度可毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的转动自由度可不限制，如车光轴的

7、内、外圆。不限制，如车光轴的内、外圆。 加工贯通的平面时除可不限加工贯通的平面时除可不限制沿两个贯通轴的移动自由度外，制沿两个贯通轴的移动自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的还可不限制绕垂直加工面的轴的转动自由度，如图所示转动自由度，如图所示16磨工磨工件的上表面，保证件的上表面，保证h和上、下表和上、下表面的平行度，可以不限制面的平行度，可以不限制：X Y Z 图图16 三、重复定位三、重复定位 重复定位分两种情：不可用重复定位和可用重复定位。重复定位分两种情：不可用重复定位和可用重复定位。 当工件的一个或几个自由度被重复当工件的一个或几个自由度被重复限制时，对加工产生有害影响的重复限制时

8、，对加工产生有害影响的重复定位，称为不可用重复定位，如图定位，称为不可用重复定位，如图17所示所示 当工件的一个或几个自由度被重当工件的一个或几个自由度被重复限制时，仍能满足加工要求，即不复限制时，仍能满足加工要求，即不但不产生有害影响，反而可增加装夹但不产生有害影响，反而可增加装夹刚度的定位，称为可用重复定位。刚度的定位，称为可用重复定位。图图17 X Y 如图如图18所示的插齿常用夹具，工件所示的插齿常用夹具，工件3以内孔在心轴以内孔在心轴1上定位，限上定位，限制工件四个自由度；又以端面在支承凸台制工件四个自由度；又以端面在支承凸台2上定位，限制工件三个自度上定位，限制工件三个自度其中，其

9、中， 被子重复限制了。当齿被子重复限制了。当齿坯孔与端面的垂直度较高时可能是坯孔与端面的垂直度较高时可能是可用重复定位。可用重复定位。 其判断条件是：齿坯孔与端面其判断条件是：齿坯孔与端面的垂直度误差小于孔与定位轴的最的垂直度误差小于孔与定位轴的最小间隙和允许的定位副弹性变形量小间隙和允许的定位副弹性变形量时，为可用重复定位，否则为不可时，为可用重复定位，否则为不可用重复定位。用重复定位。图图18 第二节第二节 基准、定位副及对定元件的基本要求基准、定位副及对定元件的基本要求 一、基准及定位副一、基准及定位副 1、基准：零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的要素基准：零件上用以确定其它点、线

10、、面位置所依据的要素(点、点、线、面线、面)。基准的种类很多，这里只讨论定位基准。基准的种类很多，这里只讨论定位基准。 定位基准：确定工件在夹具中位置的基准，即与夹具定位元件接触定位基准：确定工件在夹具中位置的基准，即与夹具定位元件接触的工件上的点、线、面。的工件上的点、线、面。n 当工件以回转面与定位元件接触定位时，工件上的回转面称为定位当工件以回转面与定位元件接触定位时，工件上的回转面称为定位基面，其轴线称为定位基准，定位心轴的圆柱面称为限位基面，心轴的基面，其轴线称为定位基准，定位心轴的圆柱面称为限位基面，心轴的轴线称为限位基准。轴线称为限位基准。n 当工件以平面与定位元件接触定位时，工

11、件上的实际存在的面是定当工件以平面与定位元件接触定位时，工件上的实际存在的面是定 位基面，它的理想状态是定位基准。定位元件上的限位平面就限位基位基面，它的理想状态是定位基准。定位元件上的限位平面就限位基准（基面）。准（基面）。 2、定位副：工件上的定位基面和与之相接触（配合）的定位元定位副：工件上的定位基面和与之相接触（配合）的定位元件的限位基面合称为一对定位副。件的限位基面合称为一对定位副。 二、定位符号和夹紧符号的标注二、定位符号和夹紧符号的标注 在工件上定位和夹紧部位标注的符号称为定位符号和夹紧符号。在工件上定位和夹紧部位标注的符号称为定位符号和夹紧符号。详见教材附表详见教材附表1 三、

12、对定位元件的基本要求三、对定位元件的基本要求 1、足够的精度足够的精度 2、足够的强度和刚度足够的强度和刚度 3、耐磨性好耐磨性好 4、工艺性好工艺性好本讲小结：本讲小结： 1、六点定位原则六点定位原则 主支承点：限制工件三个自由度。主支承点：限制工件三个自由度。 导向支承点：限制工件两个自由度。导向支承点：限制工件两个自由度。 止推支承点：限制工件一个自由度。止推支承点：限制工件一个自由度。 2、工件定位的几种情况工件定位的几种情况 完全定位：工件的六个自由度全完全定位：工件的六个自由度全 部被限制的定位。部被限制的定位。 欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没有被全部限制的定位。欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没有被全部限制的定位。 不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位，其没有限制自由度不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位，其没有限制自由度不影响加工要求。不影响加工要求。 重复定位（过定位）：工件定位时，几个定位元件重复限制工件一重复定位（过定位）：工件定位时，几个定位元件重复限制工件一个或几外自由度的定位。个或几外自由度的定位。复习思考题：复习思考题：