1、機械制造工程學機械制造工程學Machine Manufacturing Engineering機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學 從廣義上來說，為使工藝過程的任何工序保證從廣義上來說，為使工藝過程的任何工序保證質量，提高生產率，減輕工人勞動強度及工作安全質量，提高生產率，減輕工人勞動強度及工作安全等的一切附加裝置都稱為夾具。等的一切附加裝置都稱為夾具。 機床夾具是將工件進行定位、夾緊，將刀具進機床夾具是將工件進行定位、夾緊，將刀具進行導向或對刀，以保證工件和刀具間相對位置關系行導向或對刀，以保證工件和刀具間相對位置關系的附加裝置，簡稱夾具。如：卡盤、平口鉗、各種的附加裝置

2、，簡稱夾具。如：卡盤、平口鉗、各種鉆模等。鉆模等。 將刀具在機床上進行定位、夾緊的裝置，稱為將刀具在機床上進行定位、夾緊的裝置，稱為輔助工具。如：鉆夾頭、刀夾、銑刀桿等。輔助工具。如：鉆夾頭、刀夾、銑刀桿等。 加工過程中使用的刀具、夾具、量具及其他輔加工過程中使用的刀具、夾具、量具及其他輔助工具統稱為工藝裝備。助工具統稱為工藝裝備。 機械制造工程學機械制造工程學1 1、安裝概念、安裝概念 定位：把工件安放在機床工作臺上或夾具中，使定位：把工件安放在機床工作臺上或夾具中，使它和刀具之間有相對正確的位置。它和刀具之間有相對正確的位置。 夾緊：工件定位后，將工件固定，使其在加工過夾緊：工件定位后，將

3、工件固定，使其在加工過程中保持定位位置不變。程中保持定位位置不變。機械制造工程學機械制造工程學2 2、工件在機床或夾具上的三種安裝方式、工件在機床或夾具上的三種安裝方式 直接找正安裝直接找正安裝 劃線找正安裝劃線找正安裝 夾具安裝夾具安裝 機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學1. 定位元件：起定位作用，保證定位元件：起定位作用，保證工件相對于夾具的位置。工件相對于夾具的位置。2. 夾緊裝置：將工件夾緊，以保夾緊裝置：將工件夾緊，以保持工件在加工時的既得位置。持工件在加工時的既得位置。3. 導向元件和對刀裝置：保證刀導向元件和對刀裝置：保證刀具相對夾具的位置。具相對夾具的位置

4、。4. 連接元件：用來保證夾具和機連接元件：用來保證夾具和機床工作臺之間的相對位置。床工作臺之間的相對位置。5. 夾具體：用于連接夾具各元件夾具體：用于連接夾具各元件及裝置使其成為一個整體的基及裝置使其成為一個整體的基礎件。礎件。6. 其它元件：如動力裝置、分度其它元件：如動力裝置、分度裝置等。裝置等。機械制造工程學機械制造工程學如相互位置精度的保證，精如相互位置精度的保證，精度一致性的保證等。度一致性的保證等。 用夾具裝夾工件，避免了工件逐用夾具裝夾工件，避免了工件逐件找正和對刀，縮短了安裝工件件找正和對刀，縮短了安裝工件的時間；用夾具容易實現多件、的時間；用夾具容易實現多件、多工位加工，提

5、高了勞動生產率；多工位加工，提高了勞動生產率；且還可邊加工邊安裝工件，使機且還可邊加工邊安裝工件，使機動時間與輔助時間重合，進一步動時間與輔助時間重合，進一步縮短輔助時間，從而降低了生產縮短輔助時間，從而降低了生產成本。成本。 如可用氣動、電動夾緊。如可用氣動、電動夾緊。 如在銑床上加一個轉臺或分度如在銑床上加一個轉臺或分度裝置，可以加工有等分要求的裝置，可以加工有等分要求的零件；在車床上或鉆床上安放零件；在車床上或鉆床上安放鏜模后可以進行箱體孔系的鏜鏜模后可以進行箱體孔系的鏜削加工，使車床、鉆床具有鏜削加工，使車床、鉆床具有鏜床的功能。床的功能。 機械制造工程學機械制造工程學與通用機床配套與

6、通用機床配套( (作為通用作為通用機床的附件機床的附件) )。如三爪卡盤、。如三爪卡盤、四爪卡盤、虎鉗、分度頭四爪卡盤、虎鉗、分度頭和轉臺等。和轉臺等。機械制造工程學機械制造工程學根據零件工藝過程中某根據零件工藝過程中某工序的要求專門設計的工序的要求專門設計的夾具，此夾具只為該零夾具，此夾具只為該零件用，一般都是成批和件用，一般都是成批和大量生產中所需，數量大量生產中所需，數量也比較大。也比較大。 機械制造工程學機械制造工程學適用于一組零件的夾具，一適用于一組零件的夾具，一般都是同類零件，經過調整般都是同類零件，經過調整( (如更換、增加一些元件如更換、增加一些元件) )可可用來定位、夾緊一組

7、零件。用來定位、夾緊一組零件。 機械制造工程學機械制造工程學由許多標準件組合而成，由許多標準件組合而成，可根據零件加工工序的可根據零件加工工序的需要拼裝，用完后再拆需要拼裝，用完后再拆卸，可用于單件、小批卸，可用于單件、小批生產。生產。 機械制造工程學機械制造工程學用于自動線上，工件在用于自動線上，工件在夾具上由輸送裝置送往夾具上由輸送裝置送往各機床，并在機床夾具各機床，并在機床夾具或機床工作臺上進行定或機床工作臺上進行定位和夾緊。位和夾緊。機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學由于定位不準確造成的加工誤差由于定位不準確造成的加工誤差調整誤差調整誤

8、差T T和安裝誤差和安裝誤差A A的統的統稱。稱。與加工過程中一些因素有關的加與加工過程中一些因素有關的加工誤差。如：受力變形、受熱變工誤差。如：受力變形、受熱變形、磨損等。形、磨損等。通常：通常：D D+ +T-AT-A+ +G GTT工件工件機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學沒有完全限制工件的六沒有完全限制工件的六個自由度，但已能滿足個自由度，但已能滿足加工要求的定位，稱為加工要求的定位，稱為不完全定位。不完全定位。 機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程

9、學機械制造工程學零件某一個自由度同時由多個定位元件限制。零件某一個自由度同時由多個定位元件限制。機械制造工程學機械制造工程學零件某一個自由度同時由多個定位元件限制。零件某一個自由度同時由多個定位元件限制。機械制造工程學機械制造工程學零件某一個自由度同時由多個定位元件限制。零件某一個自由度同時由多個定位元件限制。機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學“輔助支承輔助支承”與與“可調支可調支承承” ” 的區別：的區別： 輔助支承是在工件定位后輔助支承是在工件定位后才參與支承的元件，其高才參與支承的元件，其高度是由工件確定的，因此度是由工件確定的，因此它不

10、起定位作用，但輔助它不起定位作用，但輔助支承鎖緊后就成為固定支支承鎖緊后就成為固定支撐，能承受切削力。撐，能承受切削力。 機械制造工程學機械制造工程學H2tg2N2sin2DT 定位套：定位套：V形塊：形塊：機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學兩孔中心距為：兩孔中心距為：L LT Tlklk/2/2，兩銷中心距為：兩銷中心距為：L LT TlXlX/2/2 。兩孔與兩。兩孔與兩銷的最小間隙分別是銷的最小間隙分別是1min1min， 2min2min。機械制造工程學機械制造工程學222222ABAOACAO 222222

11、2222122 bDTTbDminlxlk 22222224121 minminlxlklxlkD)TT(TTblxlkmin22TTDb 機械制造工程學機械制造工程學06. 080L)7H(12018. 00 孔孔已知兩孔尺寸：已知兩孔尺寸：02.080L04.0T)5131(Tlklx 銷銷取取：006. 0017. 0)6g(126g7H ，則則圓圓銷銷尺尺寸寸：取取配配合合：機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學lxlkmin22TTDb 053. 012)04. 012. 0(4DTTb2lxlkmin2 947.11053. 012DddDmin22max2max

12、22min2 取菱形銷的精度為：取菱形銷的精度為：g6g6，TdTd2 2=0.011=0.011d d2min2min=d=d2max2max-Td-Td2 2=11.947-0.011=11.936=11.947-0.011=11.936053. 0064. 0212d 機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學如圖為鉆削如圖為鉆削連桿大孔工連桿大孔工序的定位簡序的定位簡圖，根據六圖，根據六點定位原理，點定位原理，試分析各個試分析各個定位元件所定位元件所限制的自由限制的自由度。度。 練習練習1：機械制造工程學機械制造工程學圖圖ad分別為連桿分別為連

13、桿及圓盤鑄件中孔加及圓盤鑄件中孔加工的定位方案。鑄工的定位方案。鑄件兩端面均已加工件兩端面均已加工過，其余表面未加過，其余表面未加工。試分析各定位工。試分析各定位方案中，各個定位方案中，各個定位元件所消除的自由元件所消除的自由度。如果屬于過定度。如果屬于過定位或欠定位，請指位或欠定位，請指出可能出現什么不出可能出現什么不良后果，并提出改良后果，并提出改進方案。進方案。 練習練習2：機械制造工程學機械制造工程學如圖如圖所示，所示，根據工件加根據工件加工要求，確工要求，確定工件在夾定工件在夾具中定位時具中定位時應限制的自應限制的自由度。由度。 機械制造工程學機械制造工程學如圖如圖所示，所示，根據工

14、件加根據工件加工要求，確工要求，確定工件在夾定工件在夾具中定位時具中定位時應限制的自應限制的自由度。由度。 機械制造工程學機械制造工程學如圖如圖所示，所示，根據工件加根據工件加工要求，確工要求，確定工件在夾定工件在夾具中定位時具中定位時應限制的自應限制的自由度。由度。 機械制造工程學機械制造工程學如圖如圖所示，所示，根據工件加根據工件加工要求，確工要求，確定工件在夾定工件在夾具中定位時具中定位時應限制的自應限制的自由度。由度。 機械制造工程學機械制造工程學如圖如圖所示，所示，根據工件加根據工件加工要求，確工要求，確定工件在夾定工件在夾具中定位時具中定位時應限制的自應限制的自由度。由度。 機械制

15、造工程學機械制造工程學如圖如圖所示，所示，根據工件加根據工件加工要求，確工要求，確定工件在夾定工件在夾具中定位時具中定位時應限制的自應限制的自由度。由度。 機械制造工程學機械制造工程學定位誤差（定位誤差（D D）是指由于定位不準而造成某一工序尺）是指由于定位不準而造成某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。寸或位置要求方面的加工誤差。定位誤差定位誤差基準位移誤差基準位移誤差( (Y Y) ) 基準不重合誤差基準不重合誤差( (B B) ) 零件定位基準不準確零件定位基準不準確夾具上定位元件不準確夾具上定位元件不準確T31D 機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學min14321

16、YTdTDOOOO Td21AA21B Td21TdTDmin1BYD 機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學 tg)hH(23DA21BATA tg)hH( 21YA21BA1YA1DATAtg)hH( 2 機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學機械制造工程學111DHOOHH 2sin2TD2sinAO2sinAOOO 2sin2TD1DH 或根據：或根據：D D= =Y Y+ +B B1YH1BHOO0 ，2sin2TD1YH1DH 機械制造工程學機械制造工程學DHCCHH 222CO)COOO(COCOCC D21CO),TDD(21C

17、O2sin2TDOO TD212sin2TD2DH 機械制造工程學機械制造工程學333DHKKHH KO)KOOO(KOKOKK )TDD(21KO,D21KO2sin2TDOO TD212sin2TD3DH 機械制造工程學機械制造工程學0Tdd 01Td1d 機械制造工程學機械制造工程學0Tdd 01Td1d 2212maxminminmaxYdDdDOOOO )TdTD(21Y minminmaxYTdTDdD 機械制造工程學機械制造工程學0B )TdTD(21Y1DH TD21B Td21BY2DH TD21B Td21TDTD21Td21TD21BY3DH 1BTd21 )TdTdTD

18、(21Td21)TdTD(2111BY4DH 0Tdd 01Td1d 機械制造工程學機械制造工程學222TdTD 111TdTD 111YTdTD LOOOOtg22111 L2TdTDTdTDtg2221111 機械制造工程學機械制造工程學有一批工件，如圖有一批工件，如圖(a)所示，采用鉆模夾具鉆削工件上所示，采用鉆模夾具鉆削工件上5mm和和8mm兩孔，除保證圖紙尺寸要求外，還要求保證兩孔聯心線兩孔，除保證圖紙尺寸要求外，還要求保證兩孔聯心線通過通過 mm的軸線，其對稱度差為的軸線，其對稱度差為0.08mm。現采用如圖。現采用如圖(b)、(c)、(d)三種定位方案，若定位誤差不得大于加工允差

19、的三種定位方案，若定位誤差不得大于加工允差的1/2。試問這三種定位方案是否都可行。試問這三種定位方案是否都可行(90)？ 01060. 練習練習1：機械制造工程學機械制造工程學對于圖對于圖(b) )mm.(mm.)sin(.)sin(TTsinTDDDDO211002012901210121221221 )mm.(mm.)sin(.)sin(TTsinTDDDDO2125012012901210121221222 ).(mm210800 對對稱稱機械制造工程學機械制造工程學對于圖對于圖(c) )mm.(mm.)sin(.)sin(TTsinTDDDDO211012012901210121221

20、221 )mm.(mm.)sin(.)sin(TTsinTDDDDO2125002012901210121221222 )2108. 0(0 mm對對稱稱機械制造工程學機械制造工程學對于圖對于圖(d) 212502110050210221mm.mm.mm.TDDODO).(mm.sin.sinTD2108007029021022 對對稱稱機械制造工程學機械制造工程學從以上分析計算可知，只有圖從以上分析計算可知，只有圖(b)定位方案可行，定位方案可行，其定位誤差滿足要求。其定位誤差滿足要求。 機械制造工程學機械制造工程學有一批直徑為有一批直徑為 軸類鑄坯零件，欲軸類鑄坯零件，欲在兩端面同時打中在

21、兩端面同時打中心孔，工件定位方心孔，工件定位方案如圖所示，試計案如圖所示，試計算加工后這批毛坯算加工后這批毛坯上的中心孔與外圓上的中心孔與外圓可能出現的最大同可能出現的最大同軸度誤差，并確定軸度誤差，并確定最佳定位方案。最佳定位方案。 0Tdd 練習練習2：機械制造工程學機械制造工程學圖圖(a)、(b)引起中心孔與外圓引起中心孔與外圓的最大同軸度誤差為：的最大同軸度誤差為： 22 sinTdD圖圖(c)引起中心孔與外圓的最大引起中心孔與外圓的最大同軸度誤差為：同軸度誤差為： 圖圖(d)引起中心孔與外圓的最大同軸度誤差為：引起中心孔與外圓的最大同軸度誤差為： 0 D2dDT 因此，最佳定位方案為

22、圖因此，最佳定位方案為圖(c)。 機械制造工程學機械制造工程學練習練習3：如圖所示，在工如圖所示，在工件上銑一鍵槽，件上銑一鍵槽，其要求見圖示，其要求見圖示，試計算試計算該該方案在方案在尺寸尺寸 及及槽寬對稱度方面槽寬對稱度方面的定位誤差？的定位誤差？mm0 2 . 045 2 . 0311295. 01 . 0025. 021)013. 0021. 0(21BY45D 2 . 0310295. 0025. 021)013. 0021. 0(2145 BYD05. 0310 對稱對稱D機械制造工程學機械制造工程學練習練習3：如圖所示，在工如圖所示，在工件上銑一鍵槽，件上銑一鍵槽，其要求見圖示，

23、其要求見圖示，試計算試計算該該方案在方案在尺寸尺寸 及及槽寬對稱度方面槽寬對稱度方面的定位誤差？的定位誤差？mm0 2 . 045 2 . 0311295. 01 . 0025. 021)013. 0021. 0(21BY45D 2 . 0311295. 0025. 0211 . 0)013. 0021. 0(2145 BYD05. 0310 對稱對稱D機械制造工程學機械制造工程學a. 改變力的大小，通常為增力機改變力的大小，通常為增力機構；構；b. 改變夾緊力的方向；改變夾緊力的方向；c. 使夾具具有一定的自鎖性，以使夾具具有一定的自鎖性，以保證夾緊可靠。保證夾緊可靠。產生原始的作用力產生原始的作用力執行夾緊的最終元件，執行夾緊的最終元件，直接與工件接觸。直接與工件接觸。中中間間傳傳力力機機構構機械制造工程學機械制造工程學夾緊應有助于定位，不能破壞定位；夾緊應有助于定位，不能破壞定位；夾緊可靠、可調，應保證工件在加工過程中不發生位置變動和夾緊可靠、可調，應保證工件在加工過程中不發生位置變動和振動；振動；夾緊產生的工件變形應在允許的范圍之內；夾緊產生的工件變形應在允許的范圍之內；夾緊裝置操作應安全、方便、省力，結構應簡單合理，便于制夾緊裝置操作應安全、方便、省力，結構應簡單合理，便于制造；造；手動夾緊時，應有自