机械加工技术基础首页和教案(8)

（3）夹紧与其他动作联动 六、夹紧动力源装置

夹具的动力源有手动、气压、液压、电动、电磁、弹力、离心力、真空吸力等等。随着机械制造工业的迅速发展，自动化和半自动化设备的推广，以及在大批量生产中要求尽量减轻操作人员的劳动强度，现在大多采用气动、液压等夹紧来代替人力夹紧，这类夹紧机构还能进行远距离控制，其夹紧力可保持稳定，机构也不必考虑自锁，夹紧质量也比较高。

设计夹紧机构时，应同时考虑所采用的动力源。选择动力源时通常应遵循两条原则： 1）经济合理。采用某一种动力源时，首先应考虑使用的经济效益，不仅应使动力源设施的投资减少，而且应使夹具结构简化，降低夹具的成本。

2）与夹紧机构相适应。动力源的确定很大程度上决定了所采用的夹紧机构，因此动力源必须与夹紧机构结构特性、技术特性以及经济价值相适应。

1．手动动力源

选用手动动力源的夹紧系统一定要具有可靠的自锁性能以及较小的原始作用力，故手动动力源多用于螺栓螺母施力机构和偏心施力机构的夹紧系统。设计这种夹紧装置时，应考虑操作者体力和情绪的波动对夹紧力的大小波动的影响，应选用较大的裕度系数。

2．气动动力源

它包括三个组成部分：第一部分为气源，包括空气压缩机2、冷却器3、贮气罐4等，这一部分一般集中在压缩空气站内。第二部分为控制部分，包括分水滤气器6（降低湿度）、调压阀7（调整与稳定工作压力）、油雾器9（将油雾化润滑元件）、单向阀10、配气阀11（控制气缸进气与排气方向）、调速阀12（调节压缩空气的流速和流量）等，这些气压元件一般安装在机床附近或机床上。第三部分为执行部分，如气缸13等，它们通常直接装在机床夹具上与夹紧机构相连。

气缸是将压缩空气的工作压力转换为活塞的移动，以此驱动夹紧机构实现对工件夹紧的执行元件。它的种类很多，按活塞的结构可分为活塞式和膜片式两大类，按安装方式可分固定式、摆动式和回转式等；按工作方式还可分为单向作用和双向作用气缸。

气动动力源的介质是空气，故不会变质和不产生污染，且在管道中的压力损失小，但气压较低，一般为0.4~0.6MPa，当需要较大的夹紧力时，气缸就要很大，致使夹具结构不紧凑。另外，由于空气的压缩性大，所以夹具的刚度和稳定性较差。此外，还有较大的排气噪声。

3．液压动力源

液压动力源夹紧系统是利用液压油为工作介质来传力的一种装置。它与气动夹紧比较，液压夹紧机构具有压力大、体积小、结构紧凑、夹紧力稳定、吸振能力强、不受外力变化的影响等优点。但结构比较复杂、制造成本较高，因此仅适用于大量生产。液压夹紧的传动系统与普通液压系统类似，但系统中常设有蓄能器，用以储蓄压力油，以提高液压泵电动机的使用效率。在工件夹紧后，液压泵电动机可停止工作，靠蓄能器补偿漏油，保持夹紧状态。 4．气-液组合动力源

气-液组合动力源夹紧系统的动力源为压缩空气，但要使用特殊的增压器，比气动夹紧

装置复杂

5．电动电磁动力源

电动扳手和电磁吸盘都属于硬特性动力源，在流水作业线常采用电动扳手代替手动，不仅提高了生产效率，而且克服了手动时施力的波动，并减轻了工人的劳动强度，是获得稳定夹紧力的方法之一。电磁吸盘动力源主要用于要求夹紧力稳定的精加工夹具中。

重庆市工业高级技工学校教案（理论）

第三节 定位误差的计算 授课时数 授课班级 08数高合 授课方法 授课时间 讲授 教具 实物 教学目的 1、了解定位误差产生的原因 2、掌握定位误差的计算 教学重点 教学难点 定位误差产生的原因，定位误差的计算 定位误差产生的原因，定位误差的计算 课 后 记

一、定位误差产生的原因

工件逐个在夹具中定位时，各个工件的位置不一致的原因主要是基准不重合，而基准不重合又分为两种情况：一是定位基准与限位基准不重合，产生的基准位移误差；二是定位基准与工序基准不重合，产生的基准不重合误差。

1．基准位移误差ΔY

由于定位副的制造误差或定位副配合间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用ΔY表示。不同的定位方式，基准位移误差的计算方式也不同。

0??b件以圆柱孔在心轴上定位铣键槽，要求保证尺寸内b0??b 和a?由铣刀?a。其中尺寸b00保证，而尺寸a??a按心轴中心调整的铣刀位置保证。如果工件内孔直径与心轴外圆直径做

成完全一致，作无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，如图所示，心轴和工件内孔都有制造误差。于是工件套在心轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。可按下式计算：

ΔY = amax - amin = 1/2 (Dmax - dmin) = 1/2（δ式中 ΔY──基准位移误差单位为mm； Dmax──孔的最大直径单位为mm； dmin──轴的最小直径单位为mm。 δ

D ──工件孔的最大直径公差，单位为

D +δd）

mm；

δd──圆柱心轴和圆柱定位销的直径公差，单位为mm。

基准位移误差的方向是任意的。减小定位配合间隙，即可减小基准位移误差ΔY值，以提高定位精度。

2．基准不重合误差ΔB

加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合所导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用ΔB表示。此时除定位基准位移误差外，还有基准不重合误差。基准位移误差应为Δ

，基准不重合误差则为 Y = 1/2（δD +δd0）

ΔB = 1/2δd 式中 ΔB──基准不重合误差单位为mm；

δd──工件的最大外圆面积直径公差，单位为mm。 因此，尺寸h的定位误差为

ΔD = ΔY + ΔB = 1/2（δ

D +δd0）+ 1/2δd

计算基准不重合误差时，应注意判别定位基准和工序基准。当基准不重合误差由多个尺寸影响时，应将其在工序尺寸方向上合成。

基准不重合误差的一般计算式为

ΔB = Σδi cosβ

式中 δi──定位基准与工序基准间的尺寸链组成环的公差，单位为mm；

β──δi的方向与加工尺寸方向间的夹角，单位为（°）。

二、定位误差的计算

计算定位误差时，可以分别求出基准位移误差和基准不重合误差，再求出它们在加工尺寸方向上的矢量和；也可以按最不利情况，确定工序基准的两个极限位置，根据几何关系求出这两个位置的距离，将其投影到加工方向上，求出定位误差。

（1）ΔB = 0、ΔY≠0时，产生定位误差的原因是基准位移误差，故只要计算出ΔY即可，即

ΔD = ΔY

例3-1 用单角度铣刀铣削斜面，求加工尺寸为39±0.04mm的定位误差。 〖解〗 由图可知，工序基准与定位基准重合，ΔB = 0。 根据V型槽定位的计算公式，得到沿z方向的基准位移误差为 ΔY =δd /22sin（α/2）= 0.707δ = 0.70730.04mm = 0.028mm 将ΔY值投影到加工尺寸方向，则 ΔD = ΔY 2cos30°

= 0.02830.866mm = 0.024mm

(2)ΔB≠0、ΔY=0时，产生定位误差的原因是基准不重合误差ΔB，故只要计算出Δ即可，即

ΔD=Δ

尺寸为20±0.15mm的定位误差。

〖解〗 由图可知，以B面定位加工C面时，平面B与支承接触好，ΔY=0。 由图4-28a可知，工序基准是A面，定位基准是B面，故基准不重合。 按式（4-4）得 ΔB = Σδicosβ

= 0.28cos0°mm = 0.28mm 因此 ΔD = ΔB = 0.28mm

而加工尺寸（20±0.15）mm的公差为0.30mm，留给其它的加工误差仅为0.02mm，在实际加工中难以保证。为保证加工要求，可在前工序加工A面时，提高加工精度，减小工序基准与定位基准之间的联系尺寸的公差值。也可以改为如图4-28b所示的定位方案，使工序基准与定位基准重合,则定位误差为零。但改为新的定位方案后，工件需从下向上夹紧，夹紧方案不够理想，且使夹具结构复杂。

（3）ΔB≠0、ΔY≠0时，造成定位误差的原因是相互独立的因素时（δd、δD、δ等），应将两项误差相加，即

ΔD = ΔB + ΔY

综上所述，工件在夹具上定位时，因定位基准发生位移、定位基准与工序其准不重合产生定位误差。基准位移误差和基准不重合误差分别独立、互不相干，它们都使工序基准位置

i

B

B

d

例3-2 如图所示以B面定位，铣工件上的台阶面C，保证尺寸20±0.15mm，求加工

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