《工件的安装与装夹》PPT课件.ppt
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1、第九章 工件的安装和装夹定位:定位:工件在机床上加工时,为保证加工精度和工件在机床上加工时,为保证加工精度和提高生产率,必须使工件在机床上相对刀具占有提高生产率,必须使工件在机床上相对刀具占有正确的位置,这个过程称为定位。正确的位置,这个过程称为定位。夹紧:夹紧:为克服切削过程中工件受外力的作用而破为克服切削过程中工件受外力的作用而破坏定位,必须对工件施加夹紧力,这个过程称为坏定位,必须对工件施加夹紧力,这个过程称为夹紧。夹紧。装夹:装夹:定位和加紧综合称为装夹。定位和加紧综合称为装夹。机床夹具:机床夹具:完成装夹的工艺设备称为机床夹具。完成装夹的工艺设备称为机床夹具。第一节第一节 机床夹具的
2、概述机床夹具的概述一、工件的安装 定位定位+夹紧夹紧=安装安装小结:小结:定位在前,夹紧在后定位在前,夹紧在后 定位是首要的定位是首要的二、安装方式二、安装方式 1 1、直接找正安装法、直接找正安装法 是用百分表、划针或用目测,在机床上是用百分表、划针或用目测,在机床上直接找正工件,使工件获得正确位置的直接找正工件,使工件获得正确位置的方法。方法。效率低,适于单件小批生产和定位精度效率低,适于单件小批生产和定位精度要求较高的情况。要求较高的情况。直接找正法示例直接找正法示例a a)磨内孔时工件的找正)磨内孔时工件的找正 b b)刨槽时工件的找正)刨槽时工件的找正 2 2、划、划线找正安装法找正
3、安装法 当零件形状很复杂时,可先用划针在工件当零件形状很复杂时,可先用划针在工件上画出中心线、对称线或各加工表面的加上画出中心线、对称线或各加工表面的加工位置,然后再按划好的线来找正工件在工位置,然后再按划好的线来找正工件在机床上的位置的方法。机床上的位置的方法。适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型工件粗加工。工件粗加工。划线找正法示例划线找正法示例 3 3、夹具安装法具安装法 机械加工中所使用的机床夹具是一种能使工件在机机械加工中所使用的机床夹具是一种能使工件在机床上快速实现定位并夹紧的附加工艺装置。它在工床上快速实现定位并夹紧的附加工艺装置。它在工件未安
4、装前已预先调整好机床与刀具间正确的相对件未安装前已预先调整好机床与刀具间正确的相对位置,所以加工一批工件时,不必再逐个找正定位,位置,所以加工一批工件时,不必再逐个找正定位,将工件安装在夹具中,就能保证加工的技术要求。将工件安装在夹具中,就能保证加工的技术要求。效率高,易保证质量,广泛用于批量生产。效率高,易保证质量,广泛用于批量生产。用专用夹具用专用夹具 安装工件安装工件支承板支承板支承板支承板支承钉支承钉支承钉支承钉支承钉支承钉钻套钻套三三.机床夹具的功用机床夹具的功用(1)保证加工精度)保证加工精度 零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互
5、 位置精度。夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。位置精度。(2)提高生产率,降低生产成本)提高生产率,降低生产成本 快速将工件定位夹紧,免除了找正、对刀等,缩短快速将工件定位夹紧,免除了找正、对刀等,缩短 辅助时间,提高了成品率,降低了成本。辅助时间,提高了成品率,降低了成本。(3)扩大机床的加工范围)扩大机床的加工范围 如在车床上加镗夹具,可完成镗孔加工。如在车床上加镗夹具,可完成镗孔加工。(4)减轻工人劳动强度)减轻工人劳动强度四四.机床夹具的分类机床夹具的分类按使用特点分:按使用特点分:(1 1)通用夹具)通用夹具 (2 2)专用夹具)专用夹具
6、 (3 3)成组夹具)成组夹具 (4 4)组合夹具)组合夹具 (5 5)随行夹具)随行夹具 按使用机床分:按使用机床分:车床夹具、铣床夹具、车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具钻床夹具、镗床夹具 按动力源分:按动力源分:手动夹具、气动夹具、液压夹具、手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等电动夹具、磁力夹具、真空夹具等 1.1.夹具的组成夹具的组成(1 1)定位元件)定位元件 (2 2)夹紧元件)夹紧元件 (3 3)导向元件)导向元件(钻套、(钻套、对刀块对刀块)(4 4)夹具体)夹具体 此外有此外有连接元件、分度机构、接元件、分度机构、操作元件等。操作元件等。一、六点定
7、位原则一、六点定位原则 物体的六个自由度物体的六个自由度第二节第二节 定位原理和定位类型定位原理和定位类型 未定位工件在空间有六个自由度,未定位工件在空间有六个自由度,定位就是限制其自由度。定位就是限制其自由度。合理布置六个定位支承点,使工合理布置六个定位支承点,使工 件上的定位基面与其接触,一个件上的定位基面与其接触,一个 支承点限制工件一个自由度,使支承点限制工件一个自由度,使 工件六个自由度被完全限制,在工件六个自由度被完全限制,在 空间得到唯一确定的位置,此即空间得到唯一确定的位置,此即 六点定位原理六点定位原理长方体工件定位示例:长方体工件定位示例:六点定位简图六点定位简图定位基准:
8、主要定位基准、导向定位基准、止推定位基准。定位基准:主要定位基准、导向定位基准、止推定位基准。定位与夹紧的区别:定位与夹紧的区别:定位是使工件占有一个正定位是使工件占有一个正确的位置,夹确的位置,夹紧是使工件保持这个正确位置,使工件紧是使工件保持这个正确位置,使工件不离开各个定位元件。不离开各个定位元件。因此夹紧不能取代定位。因此夹紧不能取代定位。二、定位支撑点的演化 一个实际的夹具中往往看不到上述的那种抽象化的定位一个实际的夹具中往往看不到上述的那种抽象化的定位点,而是实实在在的各种各样的定位元件,或者说,定位点,而是实实在在的各种各样的定位元件,或者说,定位点是以定位元件来实现的。六点定位
9、原则中,一个定位点点是以定位元件来实现的。六点定位原则中,一个定位点可用来限制一个自由度,两个定位点可用来限制两个自由可用来限制一个自由度,两个定位点可用来限制两个自由度,也可以这样理解:度,也可以这样理解:某个定位元件限制工件几个自由度,某个定位元件限制工件几个自由度,则可认为它相当于几个定位点。则可认为它相当于几个定位点。三、根据加工要求决定所需限制的自由度 考虑定位方案时,需根据零件加工要求而定,应考虑定位方案时,需根据零件加工要求而定,应限制哪几个自由度,再以相应定位点去限制。限制哪几个自由度,再以相应定位点去限制。由此,引出两种常见的两种定位类型:由此,引出两种常见的两种定位类型:完
10、全定位:完全定位:工件的六个自由度需完全被限工件的六个自由度需完全被限制的定位情况。制的定位情况。不完全定位:不完全定位:工件的六个自由度不需完工件的六个自由度不需完全被限制的定位情况。全被限制的定位情况。四、欠定位四、欠定位与与过定位过定位 工件应限制的自由度未被限制的定位,为工件应限制的自由度未被限制的定位,为欠定位,欠定位,在实际生产中是绝对不允许的。在实际生产中是绝对不允许的。工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的 定位称为定位称为过定位过定位或或重复定位。重复定位。一般来说也是不合一般来说也是不合 理的。理的。过定位造成的后果:过定位造成
11、的后果:(1 1)使工件定位不确定、安装不平稳;)使工件定位不确定、安装不平稳;(1 1)使工件或夹具元件变形,引起加工误差;)使工件或夹具元件变形,引起加工误差;(2 2)使部分工件不能安装,产生定位干涉(如一面两销)使部分工件不能安装,产生定位干涉(如一面两销)过定位一般是不允许的,但在精加工时也可看到。过定位一般是不允许的,但在精加工时也可看到。消除过定位及其干涉的途径:消除过定位及其干涉的途径:1.1.改改变定位元件定位元件结构,消除构,消除对自由度的重复自由度的重复 限制,如限制,如长销改成短改成短销;2.2.提高工件与定位基面之提高工件与定位基面之间的位置精度,提的位置精度,提 高
12、高夹具定位元件之具定位元件之间的位置精度,减少或消除的位置精度,减少或消除过定位引起的干涉,精加工定位引起的干涉,精加工时可增加可增加刚度和定度和定位位稳定性。定性。五、常用定位元件限制自由度的情况1 1、在、在圆柱体上铣贯穿键槽上铣贯穿键槽长长V形块限制四个自由度,短形块限制四个自由度,短V形块限制两个自由度。形块限制两个自由度。2 2、两顶尖定位车外圆、两顶尖定位车外圆 固定的短锥面相当于三个定位点,活动的短锥面相当于固定的短锥面相当于三个定位点,活动的短锥面相当于两个定位点。两个定位点。3 3、顶尖磨削、顶尖磨削 长锥面相当于五个定位点。长锥面相当于五个定位点。4 4、套筒以中心孔定位磨
13、外圆及台阶面、套筒以中心孔定位磨外圆及台阶面结论:小平面(含挡销、止销)相当于一个定位点;小平面(含挡销、止销)相当于一个定位点;长圆柱销面相当于四个定位点;短圆柱面相当于两个长圆柱销面相当于四个定位点;短圆柱面相当于两个定位点。定位点。5 5、平板上铣一条不通槽、平板上铣一条不通槽6 6、圆柱体用三爪夹头定位并夹紧钻一通空、圆柱体用三爪夹头定位并夹紧钻一通空 长三爪夹头相当于四个定位点,而短三爪夹头相当长三爪夹头相当于四个定位点,而短三爪夹头相当于两个定位点。于两个定位点。第三节第三节 定位方式及定位元件定位方式及定位元件一、一、工件以平面定位工件以平面定位 基本支承基本支承 辅助支承辅助支
14、承 固定支承固定支承可调支承可调支承自位支承自位支承支承钉支承钉支承板支承板 基本支撑基本支撑用来用来限制工件的自由度限制工件的自由度,是真正具有,是真正具有独立定位工作的定位元件;而独立定位工作的定位元件;而辅助支撑辅助支撑是用来加是用来加强工件的刚性,强工件的刚性,不起限制工件自由度的作用不起限制工件自由度的作用。(1 1)固定支承(固定支承(支承钉、支撑板支承钉、支撑板)1)、支撑钉)、支撑钉(1 1)固定支承(固定支承(支承钉、支承板支承钉、支承板)2 2)支撑板)支撑板A型适用于侧面和顶面定位型适用于侧面和顶面定位B型适用于底面的定位型适用于底面的定位(2)2)可可调支承支承 多用于
15、毛面定位,每批调整一次多用于毛面定位,每批调整一次,以补偿各批以补偿各批 毛坯误差毛坯误差(3 3)自位支承)自位支承 支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应,支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应,一般只限制一般只限制 一个自由度,一个自由度,即一点定位。即一点定位。一般用于毛坯一般用于毛坯表面或不连续表面或不连续的表面的定位中。的表面的定位中。4)4)辅助支承助支承 在工件定位后才参与支承的元件,不限制自由度,在工件定位后才参与支承的元件,不限制自由度,主要用于提高工件的主要用于提高工件的刚度和定位度和定位稳定性。定性。平平面面定定位位常常用用定定位位元元件件 支支承承板板可调支承
16、可调支承 自位支承自位支承辅助支承辅助支承 平面型支承板平面型支承板:侧面和顶面定位:侧面和顶面定位带斜槽型支承板带斜槽型支承板:适于作底面定位准面:适于作底面定位准面平头支承钉平头支承钉:用于支承精基准面:用于支承精基准面球头支承钉球头支承钉:用于支承粗基准面:用于支承粗基准面网纹顶面支承钉网纹顶面支承钉:用在工件以粗基准:用在工件以粗基准定位且要求较大摩擦力的表面定位定位且要求较大摩擦力的表面定位支支承承钉钉 二、工件以外圆定位常用定位元件二、工件以外圆定位常用定位元件lV形块形块应用实例:用用V形块定位,工件的定位基准始终在形块定位,工件的定位基准始终在V形块两定位面的对称中心平面内,对
17、中性能形块两定位面的对称中心平面内,对中性能好。好。一个短一个短V形块限制两个自由度;两个短形块限制两个自由度;两个短V形块组合或一个长形块组合或一个长V形块限制四个自由度;浮形块限制四个自由度;浮动式动式V形块只限制一个自由度。形块只限制一个自由度。2 2、定位套筒、定位套筒 在工件以端面为主要定位基面的场合,短定位套孔限制工在工件以端面为主要定位基面的场合,短定位套孔限制工件的两个自由度;在工件以外圆柱表面为主要定位基面的场合,件的两个自由度;在工件以外圆柱表面为主要定位基面的场合,长定位套孔限制工件的四个自由度。长定位套孔限制工件的四个自由度。3 3、半圆定位座、半圆定位座 常用于大型轴
18、类工件的定位常用于大型轴类工件的定位 当工件尺寸较大,用圆柱孔定位不方便时,可将圆柱孔当工件尺寸较大,用圆柱孔定位不方便时,可将圆柱孔改成两半,下半孔用作定位,上半孔用于压紧工件。改成两半,下半孔用作定位,上半孔用于压紧工件。短半圆孔定位限制工件的二个自由度;长半圆孔定位限短半圆孔定位限制工件的二个自由度;长半圆孔定位限制工件的四个自由度。制工件的四个自由度。三、工件以圆孔定位三、工件以圆孔定位 1 1、在圆柱销上定位、在圆柱销上定位 分固定式和可换式分固定式和可换式用定位销定位时,短圆柱销限制两个自由度;用定位销定位时,短圆柱销限制两个自由度;长圆柱销可以限制四个自由度。长圆柱销可以限制四个
19、自由度。2心轴心轴几种常用的心轴结构形式如下图:几种常用的心轴结构形式如下图:过盈配合心轴,限制工件四个自由度;过盈配合心轴,限制工件四个自由度;间隙配合心轴,限制工件五个自由度(心轴间隙配合心轴,限制工件五个自由度(心轴外圆部分限制四个自由度,轴肩面限制一个外圆部分限制四个自由度,轴肩面限制一个自由度);小锥锥度心轴,装夹工件时,通自由度);小锥锥度心轴,装夹工件时,通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件,使用小锥度心轴定位可获得较高的定位件,使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度,它可以限制五个自由度。精度,它可以限制五个自由度。2 2)圆锥销)圆
20、锥销 常用于工件孔端的定位,可限制三个自由度常用于工件孔端的定位,可限制三个自由度 五、组合表面定位五、组合表面定位 在实际生产中,为满足加工要求,有时采在实际生产中,为满足加工要求,有时采用几个定位面相组合的方式进行定位。常见用几个定位面相组合的方式进行定位。常见的组合形式有:的组合形式有:两顶尖孔、一端面一孔、一两顶尖孔、一端面一孔、一端面一外圆、一面两孔端面一外圆、一面两孔等,与之相对应的定等,与之相对应的定位元件也是组合式的。位元件也是组合式的。几个表面同时参与定位时,各定位基准几个表面同时参与定位时,各定位基准(基面)在定位中所起的作用有主次之分。(基面)在定位中所起的作用有主次之分
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