【文章內(nèi)容簡介】 花鍵軸，當(dāng)內(nèi)孔帶有花鍵槽時，可在圓柱 心軸上設(shè)置鍵槽配裝鍵塊；當(dāng)工件內(nèi)孔精度很高，而加工時工件力矩很小時，可選用小錐度心軸定位。 定位誤差分析 六點定位原則解決了消除工件自由度的問題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題。但是，由于一批工件逐個在夾具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準(zhǔn)確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差稱為定位誤差，用Δ D表示。 在工件的加工過程中，產(chǎn)生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分 ，為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過工件加工公差 T的 1/5~1/3， 即： Δ D≤ (1/5～ 1/3)T 式中 Δ D──定位誤差，單位為 mm； T ──工件的加工誤差，單位為 mm。 定位誤差產(chǎn)生的原因 工件逐個在夾具中定位時，各個工件的位置不一致的原因主要是基準(zhǔn)不重合，而基準(zhǔn)不重合又分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差；二是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差。 由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn) 在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用Δ Y 表示。不同的定位方式，基準(zhǔn)位移誤差的計算方式也不同。 如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，如圖所示，心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸 H 中附加了工件定位基準(zhǔn)變動誤差，其變動量即為最大配合間隙?？砂聪率接嬎悖? `` 13 Δ Y = amax amin = 1/2 (Dmax dmin) = 1/2（δ D +δ d） 式中 Δ Y──基準(zhǔn)位移誤差單位為 mm； Dmax──孔的最大直徑單位為 mm； dmin──軸的最小直徑單位為 mm。 δ D ──工件孔的最大直徑公差，單位為 mm； δ d──圓柱心軸和圓柱定位銷的直徑公差，單位為 mm。 基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。減小定位配合間隙，即可減小基準(zhǔn)位移誤差Δ Y值，以提高定位精度。 加工尺寸的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線時，定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔的中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用Δ B表示。此時除定位基準(zhǔn)位移誤差外，還有基準(zhǔn)不重合誤差。 常見的定位方式中基準(zhǔn)位移誤差 、圓柱心軸中心定位 計算式：Δ Y＝ Xmax=δ D+δ d0+Xmin（定位心軸較短） Xmax 工件定位后最大配合間隙 δ D 工件定位基準(zhǔn)孔的直徑公差 δ d0 圓柱定位銷或圓柱心軸的直徑公差 Xmin 定位所需最小間隙，由設(shè) 計而定 注意：基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。 當(dāng)工件用長定位心軸定位時，需考慮平行度要求 計算式：Δ Y＝ Xmax=（δ D+δ d+Xmin） L1／ L2 L1 加工面長度 L2 定位孔長度 計算式：Δ Y＝ Xmax=δ D0+δ d+Xmin δ D0 定位套的孔徑公差 δ d 工件定位外圓的直徑公差 注意：基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。 平面支承定位的位移誤差較容易計算，當(dāng)忽略支承誤差且定位基準(zhǔn)制作精度較高時，工序尺寸的基準(zhǔn)位移誤差視為零。 `` 14 形體定心定位 若不計 V形體制造誤差，僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時，工件的定位中心會發(fā)生偏移即 O1O2＝ T1－ T2，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。 即：Δ Y＝ O1O2= T1－ T2 故： 對于 90176。 V形體Δ Y＝ d 定位誤差的合成 定位誤差是兩誤差的合成即：Δ D=Δ B+Δ Y 在圓柱間隙配合定位和 V形塊中心定位中，當(dāng)基準(zhǔn)不重合誤差和位移誤差都存在時，定位誤差的合成需判斷“＋”、“－”號。 例如： V形塊中 Δ B＝δ d／ 2 當(dāng)Δ B與Δ Y 的變動方向相同時Δ D＝Δ B＋Δ Y＝δ d／ 2+Δ Y 當(dāng)Δ B與Δ Y 的變動方向相反時Δ D＝Δ B－Δ Y＝δ d／ 2－Δ Y 工件的夾緊 在機械加工過程中，工件會受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。 第一節(jié)、夾緊裝置的組成及其設(shè)計原則 工件定位后，將工件固定并使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。 夾緊裝置的組成 夾緊裝置的組成由以下三部分組成。 動力源裝置 它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分為手動夾緊和機動夾緊兩種。手動夾緊的力源來自人力，用時比較費時費力。為了改善勞動條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機動夾緊。機動夾緊的力源來自氣動、液壓、氣液聯(lián)動、電磁、真空等動力夾緊裝置。 傳力機構(gòu) 它是介于動力源和夾緊元件之間傳遞動力的機構(gòu)。傳力機構(gòu)的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大?。痪哂幸欢ǖ淖枣i性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保`` 15 證整個夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點在手動夾緊時尤為重。 夾緊元件 它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元 件。 夾緊裝置的設(shè)計原則 在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則： 工件不移動原則 夾緊過程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。 工件不振動原則 對剛性較差的工件，或者進行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動。 安 全可靠原則 夾緊傳力機構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。 經(jīng)濟實用原則 夾緊裝置的自動化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。 定夾緊力的基本原則 設(shè)計夾緊裝置時，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。 夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時必須遵守以下準(zhǔn)則： 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主 要定位基面。 夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動強度。 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。由于工件在不同方向上剛度是不等的。不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。 `` 16 夾緊力作用點是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點的問題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點的位置和數(shù)目。夾緊力作用點的選擇是達(dá)到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點必須遵守以下準(zhǔn)則： 夾緊力的作用點應(yīng)落在定 位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點與支承點對應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。如夾緊力作用在支承面范圍之外，會使工件傾斜或移動，夾緊時將破壞工件的定位。 夾緊力的作用點應(yīng)選在工件剛性較好的部位。這對剛度較差的工件尤其重要，如將作用點由中間的單點改成兩旁的兩點夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加可靠。 夾緊力可的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動和變形，提高定位的穩(wěn)定性和靠性。 夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當(dāng)。夾緊力 過小則夾緊不牢靠，在加工過程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過大會使工件變形，也會對加工質(zhì)量不利。 理論上，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計算是很復(fù)雜的。因此，實際設(shè)計中常采用估算法、類比法和試驗法確定所需的夾緊力。 當(dāng)采用估算法確定夾緊力的大小時，為簡化計算，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮重力、慣性力等） 的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力，即 Fwk = KFw 式中 Fwk—— 實際所需夾緊力，單位為 N； Fw—— 在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為 N； K—— 安全系數(shù)，粗略計算時，粗加工取 K＝ ~3，精加工取 K＝ ~2。 夾緊力三要素的確定，實際是 一個綜合性問題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設(shè)計出較為理想的夾緊`` 17 裝置。 減小夾緊變形的措施 有時，一個工件很難找出合適的夾緊點。如較長的套筒在車床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的夾緊點。這時可以采取以下措施減少夾緊變形。 ，以便獲得變形量的統(tǒng)計平均值，通過調(diào)整刀具適當(dāng)消除部分變形量，也可以達(dá)到所要求的加工精度。）增加輔助支承和輔助夾緊點 。 若高支座可采用增加一個輔助支承點及輔助夾緊 力，就可以使工件獲得滿意的夾緊狀態(tài)。 ，用一塊活動壓板將夾緊力的著力點分散成兩個或四個，從而改變著力點的位置，減少著力點的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。 ，在壓板下增加墊環(huán)，使夾緊力通過剛性好的墊環(huán)均勻地作用在薄壁工件上，避免工件局部壓陷。 ，應(yīng)保證形 加工薄壁套筒時，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時，除減小夾緊力外，工件能產(chǎn)生。 對于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達(dá)不到所要求的精 度而需要進行機械加工時，上述各種措施通常難以滿足需要，可以采用一種凍結(jié)式夾具。這類夾具是將極薄的特形工件定位于一個隨行的型腔里，然后澆灌低熔點金屬，待其固結(jié)后一起加工，加工完成后，再加熱熔解取出工件。低熔點金屬的澆灌及熔解分離，都是在生產(chǎn)線上進行的。 工件的組合定位 工件組合定位應(yīng)注意問題 工件常以平面、外圓柱面、內(nèi)圓柱面、圓錐面等的各種組合，工件組合定位時，應(yīng)注意的幾個關(guān)鍵性問題。 1．合理選擇定位元件，實現(xiàn)工件的完全定位或不安全定位。 2．按基準(zhǔn)重合原則選擇定位基 準(zhǔn)。 3．組合定位中，一些定位元件單獨使用時限制沿坐標(biāo)方向的自由度，而在組合定位時則轉(zhuǎn)化為限制繞坐標(biāo)軸方向的自由度。 4．從多種定位方案中選擇定位元件時，應(yīng)特別注意定位元件所限制的自由度與加`` 18 工精度關(guān)系，以滿足加工要求。 因工件在夾具上定位時，定位基準(zhǔn)發(fā)生位移、定位基準(zhǔn)與工序其準(zhǔn)不重合產(chǎn)生定