机电控制工程系毕业设计（论文）
过度盘主轴专用夹具压快图2-8 过 渡 盘
2．2．5 夹具的平衡
由于加工时夹具随同主轴旋转，如果夹具的重心不在主轴旋转轴线上就会产生离心力，这样不仅加剧机床主轴和轴承的磨损，而且会产生振动，影响加工质量和刀具寿命且不安全。所以对于角铁式夹具，要有平衡要求，平衡的方法是设置平衡块。平衡块重心的位置应可以调节，可在平衡块上（或夹具体上）开径向槽或环形槽，以使夹具装配时调整其位置。
图2-9 平 衡 块
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2．2．6 对夹具总体结构的要求
⑴结构要紧凑，悬伸量要短，使重心尽可能靠近主轴。车床夹具的悬伸长度过大，会加剧主轴轴承的磨损，同时引起振动，影响加工质量。因此，夹具的悬伸长度L与轮廓直径D之比应控制如下：
a. 直径小于150mm的夹具，L/D≤2.5； b. 直径在150~300mm之间的夹具，L/D≤0.9； c. 直径大于300mm的夹具，L/D≤0.6。
⑵车床夹具的夹具体应制成圆形，夹具上（包括工件在内）的各元件不应伸出夹具体的轮廓之外，当夹具上有不规则的突出部分，或有切削液飞溅及切屑缠绕时，应加设防护罩。
⑶夹具的结构应便于工件在夹具上安装和测量，切屑能顺利排出或清理。 2．2．7 绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。
角铁式车床夹具.11-螺栓 2-压板 3-摆动V形快 4-过度盘 5-夹具体 6-平衡快 7-盖板 8-固定支撑板 9-活动菱形销 10-活动支撑板 图2-10 角铁式车床夹具
图2-10为加工图2-1开合螺母φ400+0.027mm孔的专用夹具。由角铁式的专用夹具和过渡盘两部分组成，专用夹具以夹具体5上定位止口和过渡盘4的凸缘相配合并加以紧固，形成一个夹具整体。在装配时应使夹具体止口的轴线（代表专用夹具的回转轴线）和过渡盘的定位圆孔同轴。为保
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持夹具回转运动时平衡，在角铁的另一端设置了平衡块。
2．3 夹具的精度分析
工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具在夹具上的定位误差△D、夹具误差△J、夹具在主轴上的安装误差△A和加工方法误差△G的影响。
以下对尺寸45±0.05mm的精度问题作一分析。 1）定位误差△D
一批工件逐个在夹具上定位时，由于工件及定位元件存在公差，使各个工件所占据的位置不完全一致，加工后形成加工尺寸的不一致，为加工误差。这种只与工件定位有关的加工误差，称为定位误差△D。
造成定位误差的原因有两个：
一是定位基准与工序基准不重合，由此产生基准不重合误差△B。基准不重合误差△
B
是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准与工序基准不重合而造成的加工误差，其
大小为定位尺寸的公差δS在加工尺寸方向上的投影。
二是定位基准与限位基准不重合，由此产生基准位移误差△Y。基准位移误差△Y是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准相对于限位基准的最大变化范围δi在加工尺寸方向上的投影。
定位误差△D常用合成法进行计算。
由于定位基准与工序基准不重合以及定位基准与限位基准不重合是造成定位误差的原因，因此，定位误差应是基准不重合误差△B与基准位移误差△Y的合成。计算时，可先算出△B和△Y，然后将两者合成而得△D。
由于C面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差△B为零。
工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准（支承板8、10平面）是重合的，基准位移误差△Y也为零。
因此，尺寸45±0.05mm的定位误差△D等于零。 2）夹具误差△J
因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差△J。
夹具误差△J主要包含定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差△J1；定位元件相对于对刀或导向元件（包括导向元件之间）的尺寸或位置误差△J2；导向元件相对于安
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装基准的尺寸或位置误差△J3。以上几项共同组成夹具误差△J。
图2-10中，夹具误差△J为限位基面（支承板8、10的平面）与止口轴线间的距离误差，即夹具总图上尺寸45±0.05mm的公差0.04mm，以及限位基面相对于安装基面D、C的平行度和垂直度误差0.01mm（两者公差兼容）。
3）夹具的安装误差△A
因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差△A。产生夹具的安装误差的因素有：
⑴夹具定位元件对夹具体安装基面的相互位置误差。
⑵夹具安装基面本身的制造误差及其与机床卡面间的间隙所产生的连接误差。
△A = X1max + X2max
式中
X1max——过渡盘与主轴间的最大配合间隙； X2max——过渡盘与夹具体间的最大配合间隙。
设过渡盘与车床主轴间的配合尺寸为φ92H7/js6，查表：φ92H7为φ920+0.035mm，φ92js6为φ92±0.011mm，因此
X1max = （0.035+0.011）mm = 0.046mm
过渡盘与夹具体间的配合尺寸为φ160H7/js6，查表：φ160H7为φ1600+0.040mm，φ160js6为φ160±0.0125mm，因此
X2max = （0.040+0.0125）mm = 0.0525mm
故
△A =（0.0462 + 0.05252）0.5 =0.0698mm
4）加工方法误差△G
因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差△G。
车床夹具的加工方法误差，如车床主轴上安装夹具基准（圆柱面轴线、圆锥面轴线或圆锥孔轴线）与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取
△G =δK/3=0.1/3=0.033mm
5）总加工误差∑△
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工件在夹具中加工时，总加工误差∑△为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是
∑△=（△D+△J +△A +△G）0.5≤δ
既工件的总加工误差∑△应不大于工件的加工尺寸公差δK。
为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早损废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量JC。因此将上式改写为
JC=δK-∑△≥0
当JC≥0时，夹具能满足工件的加工要求。JC值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值δJ确定得是否合理。
图1-2夹具的总加工误差为 ∑△=（△2D+△2J +△2A +△2G）0.5
=（0+0.042+0.012+0.0462+0.05252+0.0332）0.5 =0.088mm
精度储备 JC=（0.1-0.088）mm=0.012mm
K
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