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1、机械制造技术基础机械制造技术基础太原理工大学太原理工大学 机械工程学院机械工程学院2013-7-192013-7-19机 械 制 造技 术 基 础机 械 制 造技 术 基 础 第第6 6章章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理 （第十讲）主讲 姚新改机 械 制 造技 术 基 础6.3.2.4 定心夹紧装置6.3.2.4 6.3.2.4 定心夹紧装置定心夹紧装置 在切削加工中，若工件是以中心线或对称面为工序基准，为使C定0，可采用一种保证工件准确定心或对中的装置，使工件的定位和夹紧过程同时完成，而定位元件与夹紧元件合二为一。这种装置称为定心夹紧装置。 第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术
2、基 础(1) 定心夹紧装置的原理6.3.2.4 6.3.2.4 定心夹紧装置定心夹紧装置 利用等速移动或均匀的弹性变形，使定位夹紧元件或工件定位基准的尺寸制造误差均匀分布在工件定位面上，保证工件的中心或对称位置不变。 图6.58 为圆柱面定位的情况。 对比图(a)和图(b)图658 圆柱面的定心与夹紧第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础(2) 定心夹紧装置的类型定心夹紧装置种类很多，按其工作原理可分为两大类。 此类定心夹紧装置，由于制造误差和组成元件间的间隙较大，故定心精度不高。 但夹紧力和夹紧行程较大，所以常用于粗加工和半精加工。 1） 定位夹紧元件等速移动的装置图659 等
3、速移动式定心夹紧装置1一拉杆；2一滑块；3一斜楔6.3.2.4 6.3.2.4 定心夹紧装置定心夹紧装置第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础2）定位夹紧元件均匀弹性变形的装置 常用定心夹紧装置有：弹簧夹头、蝶型簧片式定心夹紧装置、液性塑料定心夹紧装置、鼓膜式定心夹紧装置。当定心精度要求较高时，一般都利用这类定心夹紧装置。6.3.2.4 6.3.2.4 定心夹紧装置定心夹紧装置1一压环；2一压套；3一夹紧螺钉；46一右、左蝶形弹簧片；5一中间套图660 弹性变形式定心夹紧装置第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤6.4 6.4 机
4、床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤6.4.1 对机床夹具的基本要求 （1）稳定地保证工件的加工精度； （2）提高机械加工的劳动生产率； （3）结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件； （4）应能降低工件的制造成本。 考虑上述四方面要求时，应在满足加工要求的前提下，根据具体情况处理好生产率与劳动条件、生产率与经济性的关系，解决主要矛盾。 应在设计过程中深入生产实际进行调查研究，广泛征求操作者的意见，吸收国内外有关的先进经验，在此基础上拟出初步设计方案，经过讨论，然后定出合理的方案进行具体设计。第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础6.4.2 夹具设计的工作步骤6
5、.4 6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤6.4.2.1 研究原始资料，明确设计任务 （1）分析研究工件的结构特点、材料、生产规模和本工序加工的技术要求以及前后工序的联系； （2）了解加工所用设备、辅助工具中与设计夹具有关的技术性能和规格； （3）了解工具车间的技术水平等； （4）必要时还要了解同类工件的加工方法和所使用夹具的情况，作为设计的参考。第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础6.4.2.2 考虑和确定夹具的结构方案，绘制结构草图6.4 6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤（1）根据六点定位原理确定工件的组合定位方式
6、，并选择和设计相应的定位装置；（2）确定刀具的引导方法，并设计引导元件或对刀装置；（3）确定工件的夹紧方式和设计夹紧装置；（4）确定其它元件或装置的结构型式，如定向键，分度装置等；（5）考虑各种装置、元件的布局，确定夹具体和总体结构。确定夹具的结构方案时，主要解决如下问题： 对夹具的总体结构，最好考虑几个方案，画出草图，经过分析比较，从中选取较合理的方案。第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础6.4.2.3 绘制夹具总图6.4 6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤 （1）夹具总图应遵循国家标准绘制，图形大小的比例尽量取1:1，使所绘的夹具总图有良好的直
7、观性，如工件过大时可用1:2或1:5的比例，过小时可用2:1的比例。 （2）总图中的视图应尽量少，但必须能够清楚地表示出夹具的工作原理和构造，表示各种装置或元件之间的位置关系等。主视图应取操作者实际工作时的位置，以作为装配夹具的依据并供使用时参考。第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础 绘制总图的顺序是：先用双点划线绘出工件的轮廓外形；然后把工件视为透明体，按照工件的形状及位置依次绘出定位、导向、夹紧及其它元件或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个夹具整体。6.4 6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基
8、 础6.4.2.4确定并标注有关尺寸和夹具技术要求6.4 6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤（1）应标注的尺寸及公差 在夹具总图上应标注的尺寸、公差有下列五类： 工件与定位元件的联系尺寸：常指工件以孔为定位基准在心轴或定位销上（或工件以外圆为定位基准在内孔中）定位时，工件定位表面与夹具上定位元件间的配合尺寸。 夹具与刀具的联系尺寸：用来确定夹具上对刀、导引元件位置的尺寸。对于铣，刨床夹具，是指对刀元件与定位元件的位置尺寸；对于钻，镗床夹具，则是指钻（镗）套与定位元件间位置尺寸，钻（镗）套之间的位置尺寸，以及钻（镗）套与刀具导向部分的配合尺寸等。第6章 机床夹具设计
9、原理机 械 制 造技 术 基 础6.4 6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤 夹具与机床的联系尺寸：用于确定夹具在机床上正确位置的尺寸。对于车，磨床夹具，主要是指夹具与主轴端的配合尺寸；对于铣，刨床夹具，则是指夹具上的定位键与机床工作台上的T型槽的配合尺寸。 夹具内部的配合尺寸：它们与工件，机床，刀具无关，主要是为了保证夹具装配后能满足规定的使用要求。 夹具的外廓尺寸：一般是指夹具最大外形轮廓尺寸。若夹具上有可动部分，应包括可动部分处于极限位置所占的尺寸空间。第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础6.4 6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基
10、本要求和设计步骤 上述诸尺寸公差的确定可分为两种情况处理： 一是夹具上定位元件之间，对刀、导引元件之间的尺寸公差，直接对工件上相应的加工尺寸发生影响，因此可根据工件的加工尺寸公差确定，一般可取工件加工尺寸公差的1/31/5。 二是定位元件与夹具体的配合尺寸，夹紧装置各组成零件间的配合尺寸公差等，则应根据其功用和装配要求，按一般公差与配合原则决定。第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础6.4 6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤在夹具总图上应标注的技术条件（位置精度要求）有四个方面： 定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求。其作用是保证工件加工面
11、与工件定位基准面间的位置精度。 定位元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。例如为保证键槽与工件轴心线平行，定位元件V型块的中心线必须与夹具定向键侧面平行。（2）应标注的技术条件第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础6.4 6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤 对刀元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。如对刀块的侧对刀面向对于两定向键侧面的平行度要求，是为了保证所铣键槽与工件轴心线的平行度 定位元件与导引元件的位置要求。如图61所示，若要求所钻孔的轴心线与定位基准面垂直，必须以夹具上钻套轴线与定位元件工作表面垂直及定位元件工作表面与夹具体底面平行
12、为前提。 上述技术条件是保证工件相应的加工要求所必需的，其数值应取工件相应技术要求所定的数值的1/31/5。 当加工的技术要求较高时，应进行工序精度分析。第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础 6.4.2.5绘制夹具零件图 夹具中的非标准零件都必须绘制零件图。在确定这些零件的尺寸、公差或技术条件时，应注意使其满足夹具总图的要求。6.4 6.4 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤 在夹具设计图纸全部绘制完毕后，设计工作没有结束。因为所设计的夹具还有待于实践的验证，在试用后有时可能要对原设计作必要的修改。第6章 机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础第6章 机床夹具设计原理 机床夹具是由定位元件、夹紧装置、对刀元件、夹具体等部分组成，其中定位与夹紧两个环节是夹具设计的重点。 机床夹具设计应根据具体设计任务，遵循夹具设计的基本要求和步骤进行设计，逐步提高设计水平。第六章第六章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理机 械 制 造技 术 基 础第6章 机床夹具设计原理（第十讲）谢谢 谢！谢！