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夹具及定位_图

发布日期:2021-02-15 15:44 作者:电竞竞猜 点击:

  第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 ?工件在夹具中的定位 ?常用定位元件及定位方式 ?机床夹具概述 ?定位误差分析 ?工件的夹紧 ?数控夹具的选用 ?通用具夹的选用 ?课堂讨论 ?专用夹具 1 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 机床夹具概述 在机械制造中,为完成需要的加工工序、装 配工序及检验工序等,使用着大量的夹具。 利用夹具,可以提高劳动生产率,提高加工 精度,减少废品;可以扩大机床的工艺范围, 改善操作的劳动条件。因此,夹具是机械制 造中的一项重要的工艺装备。机床夹具是在 机床上用以装夹工件的一种装置,其作用是 使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置, 并在加工过程中保持这个位置不变 2 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 机床夹具概述 定位装置 作用是使工件在夹具中占据正确的位置 作用是将工件压紧夹牢,保证工件在加工 过程中受到外力作用时不离开已经占据的 正确位置 将夹具上的所有组成部分,联接成为一个 整体的基础件 夹具 的组成 夹紧装置 夹具体 其它装置 或元件 包含对刀元件、导向元件、分度装置、连 接元件等 3 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 机床夹具概述 夹具的分 类 按用途分类 通 用 夹 具 专 用 夹 具 可 调 夹 具 组 合 夹 具 成 组 夹 具 4 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 机床夹具概述 夹具的分 类 按适用机床分类 车 床 夹 具 铣 床 夹 具 钻 床 夹 具 镗 床 夹 具 磨 床 夹 具 5 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件在夹具中的定位 定位 使工件相对于机床及刀 具处于正确的位置 在机械加工中,要求加工出来的表面, 对加工件的其它表面保持规定的位置 尺寸。因为加工表面是由切削刀具和 机床的综合运动所造成,所以在加工 时,必须使加工件上的规定表面(线、 点)对刀具和机床保持正确的位置才 能加工出合格的产品 工件:在加工中保持这一正 确位置不变 夹紧 6 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件在夹具中的定位 工件定位 基本原理 六点定位原则 任何一个自由刚体,在空间均有六个自由 度,即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的 移动和绕此三坐标轴的转动。工件定位的 实质就是限制工件的自由度 基准轴 第二定位 基准面 第三定位 基准面 基准轴 基准轴 主定位 基准面 工件定位时,用合理分布的六个支承点 与工件的定位基准相接触来限制工件的 六个自由度,使工件的位置完全确定, 称为“六点定则”。六点定则是工件定 位的基本法则,用于实际生产时,起支 承作用的是一定形状的几何体,这些用 来限制工件自由度的几何体就是定位元 件 7 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件在夹具中的定位 工件完全定位 加工时,工件的六个自由 度被完全限制了的定位 在夹具中限制 工件的自由度 不完全定位 在满足加工要求的前提下, 工件的六个自由度没有被完 全限制的现象 欠定位 过定位 根据加工要求应该限制的自 由度而没有限制的现象 工件的某个自由度被重复限 制的现象称为过定位 8 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件在夹具中的定位 完全定位 9 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件在夹具中的定位 不完全 定位: Z轴旋 转未限 制 10 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件在夹具中的定位 X Z Z a) b) 不完全定位: Z轴旋转未限制 11 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件在夹具中的定位 不完全定位: a图:完全自由 b、c、d图:可以沿Y轴方向移动,e图:可以沿x、Y轴方向移动,绕Z轴旋转 12 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 连杆的定位分析(a正确的定位 b 过定位) 1—短销 2—长销 13 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 常用定位元件及定位方式 以平面定位 A型用于精基准,B型用于粗基准,C型用于侧 面定位。支承钉与夹具孔的配合为H7/r6或 H7/n6。若支承钉需经常更换时可加衬套,其 外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6, 内径与支承钉的配合为H7/js6。使用几个A型 支承钉时,装配后应磨平工作表面,以保证 等高性 支承订 适用于精基准。A型用于侧面和顶面定位,B 型用于底面定位。支承板用螺钉紧固在夹具 体上。若受力较大或支承板有移动趋势时, 应增加圆锥销或将支承板嵌入夹具体槽内。 采用两个以上支承板定位时,装配后应磨平 工作表面,以保证等高性 支承板 14 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 常用定位元件及定位方式 以平面定位 适用于毛坯(如铸件)分批制造,其形状和尺 寸变化较大的粗基准定位。亦可用于同一夹具 加工形状相同而尺寸不同的工件,或用于专用 可调整夹具和成组夹具中。在一批工件加工前 调整一次,调整后用锁紧螺母锁紧 调节支承 支承本身在定位过程中所处的位置,随工件 定位基准面位置的变化而自动与之适应,其 作用相当于一个固定支承,只限制一个自由 度。由于增加了与定位基准面接触的点数, 故可提高工件的安装刚性和稳定性。适用于 工件以粗基准定位或刚性不足的场合 自位支承 15 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 常用定位元件及定位方式 调节支承应用实例 16 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 常用定位元件及定位方式 以平面定位 旨在提高工件的装夹刚性和定位的稳定性 ,并不起消除自由度的作用。使用时必须 逐个工件进行调整,以适应工件支承表面 的位置变化结构简单,但效率较低 螺旋式辅助支承 支承销的高度高于主要支承,当工件装 夹在主要支承上后,支承销被工件定位 基准面压下,并与其他主要支承一起与 工件定位基准面保持接触,然后锁紧。 适用于工件重量较轻,垂直作用的切削 负荷较小的场合 自位螺旋式辅助支承 17 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 常用定位元件及定位方式 以圆柱孔定位 当工作部分直径D3mm时采用小定位 销(JB/T 8014.1-1999),夹具体上 应有沉孔,使定位销圆角部分沉入孔内 而不影响定位。大批量生产时,应采用 可换定位销(JB/T 8014.3-1999)。 工作部分的直径,可根据工件的加工要 求和安装方便,按g5、g6、f6、f7制造 ,与夹具体配合为H7/r6或H7/n6,衬套 外径与夹具体配合为H7/h6,其内径与 定位销配合为H7/h6或H7/h5。当采用 工件上孔与端面组合定位时,应该加上 支承垫板或支承垫圈 定位销 18 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 常用定位元件及定位方式 以圆柱孔定位 图a为间隙配合心轴,心轴工作部分按基孔 制h6、g6或f7制造。装卸工件较方便,但定 心精度不高;图b为过盈配合心轴,引导部 分直径D3按e8制造,其基本尺寸为基准孔的 最小极限尺寸,其长度约为基准孔长度的一 半。工作部分直径按r6制造,其基本尺寸为 基准孔的最大极限尺寸。当工件基准孔的长 径比L/D1时,心轴的工作部分应稍带锥度 ,直径D1按r6制造,其基本尺寸为孔的最大 极限尺寸;直径D2按r6制造,其基本尺寸为 基准孔的最小极限尺寸。心轴上的凹槽供车 削工件端面时退刀用。这种心轴制造简便, 定心准确,但装卸工件不便,且易损伤工件 定位孔。多用于定心精度要求较高的场合; 图c为花键心轴,用于以花键孔为定位基准 的工件 定位心轴 19 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 常用定位元件及定位方式 以外圆柱面定位 对中性好,能使工件的定位基准轴线在V 形块两斜面的对称平面上,而不受定位基 准直径误差的影响,并且安装方便。可用 于粗、精基准 固定V型块 用于定位夹紧机构中,起消除一个自由 度的作用 活动V型块 20 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 常用定位元件及定位方式 活动V型块应用实例 21 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 常用定位元件及定位方式 以外圆柱面定位 图a中外圆柱面为第二定位基准;图b 中外圆柱面为主定位基准;图c中定 位元件为半圆形衬套,上半圆起夹紧 作用,下半圆孔的最小直径应取工件 定位基准外圆的最大直径。适用于大 型轴类零件 定位套 22 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 常用定位元件及定位方式 组合定位方式 一面两孔定位 应用实例 连杆盖工序图 一面两孔定位 23 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 定位误差分析 定位误差:因工件定位而产生的工序基 准在工序尺寸上的最大变动量△D 基准不重合 误差 △B 定位基准与工序基准 不重合引起的误差 大小等于定位 基准与工序基 准之间的尺寸 公差 定位误差 的组成 基准位移 误差△Y 定位基准与限位基准 不重合引起的误差 由于定位基面 和限位基面的 制造公差和间 隙造成的 24 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 定位误差分析 定位误差:指一批工件在夹具中的位置不一致而 引起的误差。用△D表示。 误差产生原因:基准不重合误差△B与 基准位 移误差△Y 定位误差的计算:△D=△B±△Y 当工件以平面定位时: △D=△B,(△Y=0) 当工件以内孔定位时:△Y=1/2(?D+?d) 当工件以外圆柱面定位时: △Y=0.707?D (90°V型块定位) 25 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 定位误差分析 定位误差计算实例 例:用α =90°的V形块定位铣轴 上键槽,计算定位误差;若不考 虑其它误差,判断其加工精度能 否满足加工要求? 解: ? D =0.207 ? D = 0.207×0.12=0.025 ㎜ ? D 为0.025 ㎜,远小于工 件尺寸公差0.25 ㎜,所以能够 满足加工要求 26 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 方向 ?夹紧力方向有助于定位; ?夹紧力应指向主要定位面 ?落在支承范围内 ; ?落在工件刚性较好的方向或部位 ; ?靠近加工表面 主要根据切削力大小,由计算法或 类比法确定确定 夹紧力 的确定 作力点 大小 27 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 夹紧力应指向主要定位面 28 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 夹紧力作力点的位置 29 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 作用力点落在工件刚性较好的方向或部位 30 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 作用力靠近加工面 31 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 螺旋夹 紧机构 单螺旋夹 紧机构 螺旋压板 夹紧机构 特点:动作慢,费时 特点:夹紧力可靠,应 用广泛 基本夹 紧机构 斜楔夹 紧机构 偏心夹 紧机构 特点:夹紧力小,费 时→组合 用偏心件直接或间接 夹紧工件的机构。 定心:位于中心、对 中 32 定心夹 紧机构 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 单螺旋夹紧机构 33 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 典型螺旋压板夹紧机构 34 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 压 紧 件 螺旋压板夹紧机构中,压紧件主要用于将工件压紧在夹具体上,以保证工 件定位后的正确位置,并使工件在切削力的作用下位置保持不变。压紧件 的类型较多,用途广泛,适当使用可以改善夹具的压紧结构,提高效。 压板 35 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 紧 固 件 紧固件在夹具系统中所占的比例较大,数量约占一半以上, 主要用于连接夹具系统中的各类元件及紧固被加工工件 36 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 常用夹紧元件的使用 37 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 斜楔夹紧:是铣床夹具中使用最普遍 的是机械夹紧机构,这类机构大多数是利 用机械摩擦的原理来夹紧工件的。斜楔夹 紧是其中最基本的形式,螺旋、偏心等机 构是斜楔夹紧机构的演变形式 38 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 斜楔夹紧机构 39 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 斜楔夹紧机构结构简图 l一斜楔;2一滑柱;3一浮动压板;4一工件 40 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 偏心夹紧机构 41 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 工件的夹紧 螺旋式定心夹紧机构 42 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 数控夹具的选用 组合夹具的特点 组合夹具的优缺点: 优点:使用组合夹具可节省夹具的材料费、设计费、制造费,方 便库存保管;另外,其组合时间短,能够缩短生产周期,反复拆装, 不受零件尺寸改动限制,可以随时更换夹具定位易磨损件; 缺点:组合夹具需要经常拆卸和组装;其结构与专用夹具相比显 得复杂、笨重;对于定型产品大批量生产时,组合夹具的生产效率不 如专用夹具生产效率高 组合夹具的适用范围: 1.组合夹具适用于新产品研制,单件、小批量生产,适用于产品品 种多,生产周期短的产品结构; 2.机床设备适用于钻床、加工中心、镗床、铣床、磨床,也可以组 合成装配工装、检查的检具和焊接夹具 43 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 数控夹具的选用 孔系组 合夹具 组的 合类 夹型 具 槽系组 合夹具 根据零件的加工要求,用孔系列 组合夹具元件即可快速地组装成 机床夹具。该系列元件结构简单, 以孔定位,螺栓连接,定位精度 高,刚性好,组装方便 夹具元件是靠基础板定位基准槽、 键来连接各元件而组合成的夹具, 所有元件可以拆卸、反复组装, 重复使用。元件按其用途可分为 基础件、支承件、定位件、导向 件、压紧件、紧固件、合件、其 它件八大类进行组合 44 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 数控夹具的选用 孔系组合夹具 45 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 数控夹具的选用 孔系组合夹具应用实例 46 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 数控夹具的选用 孔系组合夹具应用实例 47 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 数控夹具的选用 孔系组合夹具应用举例 第一步——决定工件的定位基准面 第二步——选择组合夹具定位元件 第三步——选择组合夹具夹紧元件并装夹工件 48 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 数控夹具的选用 槽系组合夹具 l一长方形基础板; 2一方形支撑件; 3一菱形定位盘; 4一快换钻套; 5一叉形压板; 6一螺栓; 7一手柄杆; 8一分度合件 49 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 数控夹具的选用 槽系组合夹具应用实例 50 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 通用具夹的选用 通用夹具是指已经标准化、无需调 整或稍加调整就可以用来装夹不同工件 的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口 虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用 于单件小批生产 51 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 通用具夹的选用 液压 三爪卡盘:用 于回转工件的自动装卡 卡盘的夹紧过程 四爪单动卡盘:用于 非回转体或偏心件的装卡 52 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 通用具夹的选用 工件在平口钳 上的夹紧 平口钳分固定侧与活动侧,固定侧与底 面作为定位面,活动侧用于夹紧 53 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 通用具夹的选用 正弦平口钳,通过钳身上的孔及滑槽来 改变角度,可用于斜面零件的装夹 54 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 通用具夹的选用 平口钳可选附件 55 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 通用具夹的选用 通用夹具的装 卡过程 56 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 课堂讨论 1. 2. 工件的定位与夹紧 有什么区别? 确定工件在夹具中 应限制自由度数目 的依据是什么? 什么是欠定位?为 什么不能采用欠定 位?试举例说明。 试分析右图中的定 位元件分别限制了 哪些自由度?有哪 些夹紧元件? 3. 4. 57 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 专用夹具 。专用夹具指专为某一工件的某一加 工工序而设计制造的夹具。结构紧凑, 操作方便,主要用于固定产品的大批大 量生产 58 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 专用夹具 连杆加工专用夹具该夹具靠工作台T形槽和夹具体上定位键 确定其在数控铣床上的位置,并用T形螺栓紧固 59 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 专用夹具 连杆加工专用铣槽夹具 结构夹具 l一夹具体;2一压板; 3、7一螺母;4、5一垫 圈:6一螺栓;8一弹簧; 9一定位键;10一菱形 销;11一圆柱销 60 第二章 数控机床工件装夹及夹具选用 谢 谢 观 看 61

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