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2018/3/19 数 控 加 技 术 实 训 数控加 技术实训 l邢台职业技术学院机电系 l数控技术教研室 1
数 控 加 技 术 实 训 单元4 件的定位与装夹 2018/3/19 内容提要: Ø 实训目的与要求 Ø 机床夹具概述 4 单 元 Ø 件的定位 Ø 定位基准的选择 件 的 定 位 与 装 夹 Ø 常见定位方式及定位元件 Ø 定位误差 Ø 件的夹紧 Ø 实训内容 2
数 控 加 技 术 实 训 4. 1 实训目的与要求 2018/3/19 4. 1. 1 实训目的: 通过对数控机床加 件定位与装夹知识的学习和训 练,了解和掌握数控加 中 件的定位和夹紧,在数 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 控加 中会合理选用夹具对 件进行定位和夹紧。 4. 1. 2 实训要求: 了解机床夹具的功能、分类、组成等;理解 件定位 和夹紧的基本知识;认识数控加 中的常用夹具,在 数控加 中会根据具体的零件合理选用通用夹具对 件进行定位和夹紧。 3
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 在机械加 过程中,为了保证加 精度,固定 件,使之占有确定位 置以接受加 或检测的 艺装备统称 件 的 定 位 与 装 夹 为机床夹具,简称夹具。例如车床上 4 单 元 使用的三爪自定心卡盘、铣床上使用 的平口钳等都是机床夹具。 4
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 件在夹具中的装夹 装夹又称安装,包括定位和夹紧两项内容。 定位 使 件相对于机床及刀 具处于正确的位置。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 在机械加 中,要求加 出来的表面, 对加 件的其它表面保持规定的位置 尺寸。因为加 表面是由切削刀具和 机床的综合运动所造成,所以在加 时,必须使加 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 出合格的产品。 件:在加 中保持这一正 确位置不变 夹紧 5
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 2 机床夹具概述 一、夹具的分类 按用途分类 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 通 用 夹 具 专 用 夹 具 可 调 夹 具 组 合 夹 具 随 行 夹 具 6
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 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 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。 专用夹具指专为某一 件的某一加 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。 组合夹具是指按一定的 艺要求,由一套 预先制造好的通用标准元件和部件组装而成的夹具。使用 完毕后,可方便地拆散成元件或部件,待需要时重新组合 成其他加 过程的夹具。适用于数控加 、新产品的试制 和中、小批量的生产。 7
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 可调夹具 2018/3/19 可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具, 它们都是通过调整或更换少量元件就能加 一定范围内的 件,兼有通用夹具和专用夹具的优点。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 随行夹具 自动或半自动生产线上使用的夹具,虽然它 只适用于某一种 件,但毛坯装上随行夹具后,可从生产 线开始一直到生产线终端在各位置上进行各种不同 序的 加 。根据这一点,随行夹具的结构也具有适用于各种不 同 序加 的通用性。 8
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 2018/3/19 4. 2 机床夹具概述 按使用机床分类 车 床 夹 具 铣 床 夹 具 钻 床 夹 具 镗 床 夹 具 磨 床 夹 具 齿 轮 机 床 夹 具 其 它 机 床 夹 具 9
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 按动力源分类 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 2018/3/19 手 动 夹 具 气 动 夹 具 液 压 夹 具 气 液 增 压 夹 具 电 动 夹 具 磁 力 夹 具 真 空 夹 具 离 心 力 夹 具 其 它 10
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 定位 装置 夹 具 的 组 成 作用是使 件在夹具中占据 正确的位置。 夹紧 装置 作用是将 件压紧夹牢,保证 件在加 过程中受到外力作用时 不离开已经占据的正确位置。 夹 具体 其它 装置 或元 件 将夹具上的所有组成部分,联接 成为一个整体的基础件。 包含对刀元件、导向元件、 分度装置、连接元件等。 11
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 连杆加 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 12
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 13
4 数 4. 2 机床夹具概述 控 加 (1) 定位元件 技 术 定位元件保证 件在 实 训 夹具中处于正确的位置。 如图所示,钻后盖上的φ10 ㎜孔,其钻夹具如图所示。 夹具上的圆柱销5、菱形销 单 9和支承板 4都是定位元件, 元 通过它们使 件在夹具中 占据正确的位置。对刀或 导向装置用于确定刀具相 件 对于定位元件的正确位置。 的 定 如图中钻套l和钻模板 2组 位 成导向装置,确定了钻头 与 装 轴线相对定位元件的正确 夹 位置。铣床夹具上的对刀 1—钻套 2—钻模板 3—夹具体 6—开口垫圈 7—螺母 8—螺杆 块和塞尺为对刀装置。 2018/3/19 4—支承板 5—圆柱销 9—菱形销 14
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 (2) 夹紧装置的作用是将 件压紧夹牢,保证 件在加 过程中受 到外力(切削力等)作 用时不离开已经占据 的正确位置。图中的 螺杆8(与圆柱销合成 一个零件)、螺母7和 开口垫圈6就起到了上 述作用。 1—钻套 2—钻模板 3—夹具体 4—支承板 5—圆柱销 6—开口垫圈 7—螺母 8—螺杆 9—菱形销 15
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 (3)对刀或导向装置用 于确定刀具相对于定 位元件的正确位置。 如图中钻套l和钻模板 2 组成导向装置,确定 了钻头轴线相对定位 元件的正确位置。铣 床夹具上的对刀块和 1—钻套 2—钻模板 3—夹具体 6—开口垫圈 7—螺母 8—螺杆 塞尺为对刀装置。 4—支承板 5—圆柱销 9—菱形销 16
4 数 4. 2 机床夹具概述 控 加 技 (4) 连接元件 术 实 训 连接元件是确定夹具在机 床上正确位置的元件。如 图中夹具体 3的底面为安装 单 基面,保证了钻套 1的轴线 元 垂直于钻床 作台以及圆 柱销5的轴线平行于钻床 件 作台。因此,夹具体可兼 的 定 作连接元件。车床夹具上 位 与 的过渡盘、铣床夹具上的 装 夹 定位键都是连接元件。 2018/3/19 1—钻套 2—钻模板 3—夹具体 4—支承板 5—圆柱销 6—开口垫圈 7—螺母 8—螺杆 9—菱形销 17 17
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 2018/3/19 4. 2 机床夹具概述 (5) 夹具体是机 床夹具的基础件, 如图中的件 3,通 过它将夹具的所 有元件连接成一 个整体。 1—钻套 2—钻模板 3—夹具体 4—支承板 5—圆柱销 6—开口垫圈 7—螺母 8—螺杆 9—菱形销 18
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 (6)其它装置或元件 它们是指夹具中 因特殊需要而设置的 装置或元件。若需加 按一定规律分布的 多个表面时,常设置 分度装置;为了能方 便、准确地定位,常 设置预定位装置;对 于大型夹具,常设置 1—钻套 2—钻模板 3—夹具体 吊装元件等。 6—开口垫圈 7—螺母 8—螺杆 4—支承板 5—圆柱销 9—菱形销 19
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 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 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 。 20
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 通用具夹的选用 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 液压 三爪 卡盘:用于回 转 件的自动 装卡 四爪单动卡盘: 用于非回转体或偏心 件的装卡 21
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 通用具夹的选用 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 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。 22
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 通用具夹的选用 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 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 23
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 通用具夹的选用 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 平口钳可选附件 24
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 通用具夹的选用 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 25
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 专用夹具 。 专用夹具指专为某一 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 件的某一加 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 26
数 控 加 技 术 实 训 4. 2 机床夹具概述 2018/3/19 专用夹具 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 连杆加 专用夹具 该夹具靠 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。 27
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 3 件的定位 2018/3/19 六点定位原理 任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度—— 用 表示 要确定其空间位置,就需要限制其 6 个自由度 Z 将 6 个支承抽象 为 6个“点”,6个点 限制了 件的6 个 自由度,这就是六 点定位原理。 Y X 28
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 2018/3/19 4. 3 件的定位 注意: Ø 定位支承点限制 件自由度的作用,应理解为定位支承点与 件定 位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离,则意味着失去定位作用。 Ø 一个定位支承点仅限制一个自由度,一个 件仅有六个自由度,所 设置的定位支承点数目,原则上不应超过六个。 Ø分析定位支承点的定位作用时, 不考虑力的影响。 件的某一 自由度被限制,并非指 件在 受到使其脱离定位支承点的外 力时,不能运动。欲使其在外 力作用下不能运动,是夹紧的 任务;反之, 件在外力作用 下不能运动,即被夹紧,也并 非是说 件的所有自由度都被 限制了。所以,定位和夹紧是 两个概念,绝不能混淆。 Z X Y 件以平面 3点定位 29
2018/3/19 数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 30
数 控 加 技 术 实 训 4. 3 件的定位 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 31
数 控 加 技 术 实 训 4. 3 件的定位 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 32
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 3 件的定位 2018/3/19 完全定位与不完全定位 Ø 件的6个自由度均被限制,称为完全定位。 件 6个 自由度中有1个或几个自由度未被限制,称为不完全定 位。 Ø不完全定位主要有两种情况: ① 件本身相对于某个点、线是完全对称的,则 件 绕此点、线旋转的自由度无法被限制(即使被限制也 无意义)。例如球体绕过球心轴线的转动,圆柱体绕 自身轴线的转动等。 ② 件加 要求不需要限制某一个或某几个自由度。 如加 平板上表面,要求保证平板厚度及与下平面的 平行度,则只需限制 3 个自由度就够了。 33
数 控 加 技 术 实 训 4. 3 件的定位 2018/3/19 例如如图所示的 件上铣槽 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 完全定位示例分析 34
数 控 加 技 术 实 训 4. 3 件的定位 在车床上加 通孔 2018/3/19 平板 件磨平面 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 不需要限制 和 两个自由度 不完全定位示例 35
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 3 件的定位 欠定位 Ø 件 加 时 必 须 限 制 的 自 由 度 未 被 完 全 限 制 , 称 为 欠 定 位。欠定位不能保证 件的正确安装,因而是不允许的。 Z Y X B B a) b) 欠定位示例 36
数 控 加 技 术 实 训 4. 3 件的定位 2018/3/19 过定位 Ø 过定位—— 件某一个自由度(或某几个自由度) 被两个(或两个以上)约束点约束,称为过定位。 Ø 过定位是否允许,要视具体情况而定: 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 1)如果 件的定位面经过机械加 ,且形状、尺寸、 位置精度均较高,则过定位是允许的。有时还是必要 的,因为合理的过定位不仅不会影响加 精度,还会 起到加强 艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。 2)反之,如果 件的定位面是毛坯面,或虽经过机械 加 ,但加 精度不高,这时过定位一般是不允许的, 因为它可能造成定位不准确,或定位不稳定,或发生 定位干涉等情况。 37
数 控 加 技 术 实 训 4. 3 件的定位 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 38
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 3 件的定位 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 过定位示例 (a) 长销和大端面定位 消除过定位的措施 (b) 平面和两短圆柱销定位 (a) 大端面加球面垫圈 (b) 大端面改为小端面 39
数 控 加 技 术 实 训 4. 3 件的定位 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 40
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 3 件的定位 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 1—压紧螺母 2—垫圈 4— 件 5—支承凸台 3—压板 6— 作台 7—心轴 41
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 3 件的定位 过定位分析(桌子与三角架) 过定位分析 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 过定位分析 42
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 3 件的定位 2、六点定位原理应用举例 1)、在长方体 件上铣通槽 单 元 应该限制五个自由度: 不完全定位 4 2)、在长方体 件上铣不通槽 件 的 定 位 与 装 夹 应该限制六个自由度: Z O Y 完全定位 X 43
数 控 加 技 术 实 训 4. 3 件的定位 2018/3/19 3)、在球面上铣平面 应该限制一个自由度: 单 元 4 4)、在车床上车外圆 件 的 定 位 与 装 夹 不完全定位 应该限制四个自由度: Z O Y X 不完全定位 44
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 一、基准及其分类 基准 4 单 元 零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的 那些点、线、面。 件 的 定 位 与 装 夹 设计基准 零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。 艺基准 零件加 、测量和装配过程中使用的基准。分 为定位基准、 序基准、测量基准和装配基准。 45
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 4 定位基准的选择 设计图样上所采 用的基准就是设 计基准。 在加 时用于 件 定位的基准,称为 定位基准。 设计基准 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 基准 定位基准 艺基准 用于确定零件上 其它点、线、面 位置所依据的那 些点、线、面。 加 、测量、 装配过程中使 用的基准。 测量基准 装配基准 序基准 在 序图上使用的基准。 1、粗基准 2、精基准 3、辅助基准 4、主要基准 5、附加基准 在加 中或加 后用来测量 件 时采用的基准 在装配时用来确定零 件或部件在产品中相 对位置所采用的基准 46
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 艺基准是在 艺过程中所使用的基准。 艺过程是一个复杂的过程,按用途不同 艺基准 又可分为定位基准、 序基准、测量基准和装配基准。 艺基准是在加 、测量和装配时所使用的,必须是实在的。然而作为基准的点、线、面有 时并不一定具体存在(如孔和外圆的中心线,两平面的对称中心面等),往往通过具体的表面来 体现,用以体现基准的表面称为基面。例如图 3 -1(b) 所示钻套的中心线是通过内孔表面来体 47 现的,内孔表面就是基面。
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 (1) 定位基准 在加 中用作定位的基准,称为定位基准。它是 件上与夹具定位 元件直接接触的点、线或面。如图 3 -1(a)所示零件,加 平面 3和6时是通过平面l和 4放在夹具上定位的,所以,平面 1和4是加 平面 3和6的定位基准;如图 3 -1(b)所 示的钻套,用内孔装在心轴上磨削φ40 h 6外圆表面时,内孔表面是定位基面,孔 48 的中心线就是定位基准。
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 (2) 序基准 在 序图上,用来标定本 序被加 面尺寸和位置所采用的 装 基准,称为 序基准。它是某一 序所要达到加 尺寸(即 序尺寸)的 夹 起点。如图 3 -1(a)所示零件,加 平面 3时按尺寸H 2进行加 ,则平面l即 为 序基准,加 尺寸H 2叫做 序尺寸。 49
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 (3) 测量基准 零件测量时所采用的基准,称为测量基准。如图 3 -1(b)所示,钻套以内 孔套在心轴上测量外圆的径向圆跳动,则内孔表面是测量基面,孔的中心线就是外圆 的测量基准;用卡尺测量尺寸l和L,表面A是表面B、C的测量基准。 (4) 装配基准 装配时用以确定零件在机器中位置的基准,称为装配基准。如图 3 -1(b) 50 所示的钻套,φ40 h 6外圆及端面B即为装配基准。
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 51
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 4 定位基准的选择 二、定位基准的选择 粗基准:用未加 过的表面所作的定位基准。 精基准:用已加 过的表面所作的定位基准。 (1)粗基准的选择原则 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 选择粗基准时,主要考虑的问题是如何 使各道 序均有足够的加 余量以及 件安 装的稳定性。 选择原则为: ① 为了保证加 面与不加 面之间的位 置要求,应选不加 面为粗基准; 若 件上有几个不需加 的表面,应选 其中与加 表面间的位置精度要求较高者为 粗基准。 粗基准选择的实例 52
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 ② 合理分配各加 表面的余量 考虑两点: 第一,为了保证各加 表面都有 足够的加 余量,应选择毛坯余 量最小的面为粗基准; 阶梯轴粗基准选择 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 图示套筒法兰零件,表面为不加 表面,为保证镗 孔后零件的壁厚均匀,应选表面作粗基准镗孔、车外圆、 车端面。 53
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 4 定位基准的选择 第二,为了保证重要加 面的余量均匀,应选择重要加 面为粗基准。 在床身零件中,导 轨 面是最重要的表面,它不仅 精度要求高,而且要求导 轨 面具有均匀的金相组 织 和较 高的耐磨性。由于在铸 造床身时 ,导 轨 面是倒扣 在砂箱的最底部浇 铸 成型的,导 轨 面材料质 地致密,砂眼、气孔相对 较 少, 因此要求加 床身时 ,导 轨 面的实 际 切除量要尽可能地小而均匀,故应 选 导 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 轨 面作粗基准加 床身底面,然后再以加 过 的床身底面作精基准加 导 轨 面,此时从导轨面上去除的加 余量可较小而均匀。 ③ 尽量选用面积大而平整的表 面为粗基准,以保证定位准确、 夹紧可靠。 ④ 粗基准一般不重复使用,同 一尺寸方向的粗基准一般只能使 用一次。 床身粗基准选择 54
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 (2) 精基准的选择原则 选择精基准时,主要考虑的问题是如何保证零件的加 精度以及安装可靠。 选择原则为: ① 基准重合原则。 即选择设计基准作为定位基准,以避免基准不重合误差。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 如图,对于尺寸A来说,由于定位 基准为底面,而设计基准为顶面,两 基准之间的距离C的误差δc 将会反映到 尺寸A上,δc即为基准不重合误差。 55
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 表面间距离尺寸精度的获得通常有两种方法:试切法和调整法。 试切法是通过试切——测量加 尺寸——调整刀具位置——试切的反复过程来获得距 离尺寸精度的。由于这种方法是在加 过程中,通过多次试切才能获得距离尺寸精度,所 以加 前 件相对于刀具的位置可不必确定。例如图 3 -24 a 中为获得尺寸 l ,加 前 件 在三爪自定心卡盘中的轴向定位置可以不必严格规定。试切法多用于单件小批生产中。 调整法是一种加 前按规定的尺寸调整好刀具与 件相对位置及进给行程,从而保证 在加 时自动获得所需距离尺寸精度的加 方法。这种加 方法在加 时不再试切。生产 率高,其加 精度决定于机床、夹具的精度和调整误差,用于大批量生产。图 3 -24 中示出 了按调整法获得距离尺寸精度的两个实例。图 b 是通过三爪反装和挡铁来确定 件和刀具 的相对位置;图 c 是通过夹具中的定位元件与导向元件的既定位置来确定 件与刀具的相 对位置。 件 的 定 位 与 装 夹 56
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 ② 基准统一原则 即尽可能选用统一的定位基准加 各个表面,以保证各表面间的位置精度。 例如,加 轴类零件时,一般都采用两个顶尖孔作为统一精基准来加 轴类 零件上的所有外圆表面和端面,这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对 轴心线的垂直度。 ③ 自为基准原则 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 当精加 某些重要表面时,常用其加 表面本身为定位基准。可以提高加 面本身的尺寸和形状精度,但不能提高加 面的位置精度。(如图) 57
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 ④ 互为基准 对于有位置精度要求较高的表面,采用互为基准反复加 ,更有利于精度的 保证。例如加 精密齿轮时,先以内孔定位加 齿形面,齿面淬硬后需进行磨 齿。因齿面淬硬层较薄,所以要求磨削余量小而均匀。此时可用齿面为定位基 准磨内孔,再以内孔为定位基准磨齿面,从而保证齿面的磨削余量均匀,且与 齿面的相互位置精度又较易得到保证。 ⑤ 保证 件定位准确、夹紧可靠、 操作方便的原则。 件 的 定 位 与 装 夹 如图 3 -39 b ,当加 C 面时,如 果采用“基准重合”原则,则选择 B 面作为定位基准, 件装夹如图 3 -40 所示。这样不但 件装夹不便, 夹具结构也较复杂;但如果采用 图 3 -39 a 所示的以 A 面定位,虽 然夹具结构简单、装夹方便,但 基准不重合,定位误差较大。 4 单 元 58
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 (2)辅助基准的选择原则 件定位时,为了保证加 表面的位置精度,大多优先选择设计基准 或装配基准作为主要定位基准,这些基准一般为零件上的主要表面。但 有些零件在加 中,为装夹方便或易于实现基准统一,人为地制造一种 定位基准。如毛坯上的 艺凸台和轴类零件加 时的中心孔。这些表面 不是零件上的 作表面,只是为满足 艺需要而在 件上专门设计的定 位基准称为辅助基准。 此外某些零件上的次要表面(非配合表面),因 艺上宜作定位基准 而提高其加 精度和表面质量以便定位时使用。这种表面也称为辅助基 准。例如,丝杠的外圆表面,从螺纹副的传动来看,它是非配合的次要 表面,但在丝杠螺纹的加 中,外圆表面往往作为定位基准,它的圆度 和圆柱度直接影响到螺纹的加 精度,所以要提高外圆的加 精度,并 降低其表面粗糙度值。 59
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 艺凸台 60
数 控 加 技 术 实 训 4. 4 定位基准的选择 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 61
2018/3/19 数 4. 5 常用的定位方式和定位元件 控 加 技 件上的定位基准面与相应的定位元件合称为 术 实 定位副。定位副的选择及其制造精度直接影响 件 训 的定位精度和夹具的 作效率以及制造使用性能等。 下面按不同的定位基准面分别介绍其所用定位元件 的结构形式。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 一、 件以平面定位 概念:在机械加 中,利用 件上的一个或几个平 面作为定位基面来定位 件的方式,称为平面定位。 定位元件:固定支承、可调支承和自位支承。 62
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 (1)固定支承:包括固定支承钉、固定支承板。 固定支承钉 B型 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 2018/3/19 A型 C型 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H 7/r 6 或H 7/n 6。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 H 7/r 6或 H 7/n 6,内径与支承钉 的 配 合 为 H 7/js 6。 使 用几个A型支承钉时, 装配后应磨平 作表 面,以保证等高性。 63
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 固定支承板 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 固定支承板多用于 件上已加 表面的定位,有时可用一块支承 板代替两个支承钉。左图A型结构简单,但埋头螺钉处易堆积切屑, 故用于 件侧面或顶面定位。而右图B型支承板可克服这一缺点,主 要用于 件的底面定位。 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 作表面,以保证等高性。 64
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 ( 2 )调节支承 2018/3/19 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 形状相同而尺寸不同的 件, 或用于专用可调整夹具和成组夹具中。在 一批 件加 前调整一次,调整后用锁紧 螺母锁紧。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 65
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 (3)自位支承(浮动支承) 支承本身的位置在定位过程中,能自动适应 件 定位基准面位置变化的一类支承,其作用相当于一个 固定支承,只限制一个自由度。自位支承能增加与 件定位面的接触 点数目,使单位 面积压力减小, 故多用于刚度不 足的毛坯表面或 不连续的平面的 定位。 66
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 (4)辅助支承 在生产中,有时为了提高 件的刚度和定位 稳定性,常采用辅助支承。如图所示阶梯零件, 当用平面 1定位铣平面 2时,于 件右部底面增设 辅助支承 3,可避免加 过程中 件的变形。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 67
数 控 加 技 术 实 训 旨在提高 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 件进行 调整,以适应 件支承表 面的位置变化结构简单, 但效率较低。 支承销的高度高于主要支承,当 件装夹在主要支承上后,支承销被 件定位基准面压下,并与其他主要 支承一起与 件定位基准面保持接触, 然后锁紧。适用于 件重量较轻,垂 直作用的切削负荷较小的场合。 4 单 元 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 件 的 定 位 与 装 夹 68
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 二、 件以外圆柱面定位在生产中是常见的,如轴套类 零件等。常用的定位元件有V形块、定位套、半圆定位座。 4 单 元 (1)V形块(架) V形块是用得最广泛的外圆表面定位元件。V形 件 的 定 位 与 装 夹 架定位的最大优点是对中性好。即使作为定位基面的 外圆直径存在误差,仍可保证一批 件的定位基准轴 线始终处在V形架的对称面上;并且使安装方便。 69
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 下图为常用V形架结构。图(a)用于较短的精基准面的定 位,图(b)和图(c)用于较长的或阶梯轴的圆柱面,其中图(b) 用于粗基准面,图(c)用于精基准面;图(d)用于 件较长且 定位基面直径较大的场合,V形架做成在铸铁底座上镶装 淬火钢垫板的结构。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 70
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 V形架可分为固定式和活动式。固定式V形架在夹具体 上的装配,一般用螺钉和两个 定位销连接。活动V形架除 限制 件一个自由度外,还兼有夹紧作用,其应用见图。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 71
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 (2)定位套筒 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 定位套筒装在夹具体上,用以支承外圆表面, 起定位作用。 定位元件结构简单,但定心精度不高,当 件 外圆与定位孔配合较松时,还易使 件偏斜,因而, 常采用套筒内孔与端面一起定位,以减少偏斜。若 件端面较大,为避免过定位,定位孔应做短些。 72
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 (3)半圆孔定位座 将同一圆周面的孔分成两半圆,下半圆部分装在夹具体 上,起定位作用,上半圆部分装在可卸式或铰链式盖上,起 夹紧作用,半圆孔定位座适用于大型轴类 件的定位。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 73
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 (4)外圆定心夹紧机构 在实现定心的同时,能将 件夹紧的机构,称为定心夹 紧机构,如三爪自定心卡盘、弹簧夹头等。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 弹簧夹头的速度是有弹性的,如果 件尺寸是一致的, 弹簧夹头的速度会更快。如果 件尺寸的变化大,可能需要 采用卡爪卡盘以适应尺寸范围宽的加 件。 74
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 三、 件以圆孔定位 有些 件,如套筒、法兰盘、拨叉等以孔作 为定位基准,此时采用的定位元件是:圆柱销和 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 各种心轴。这种定位方式的基本特点是:定位孔 与定位元件之间处于配合状态,并要求确保孔中 心线与夹具规定的轴线相重合。孔定位还经常与 平面定位联合使用。 75
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 (1)定位销 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 定位销头部应做出倒角或圆角,以便于装 入 件定位孔。主要用于直径小于50 mm的中小 孔定位。图(a)、(b)、(c)是最简单的定位销, 用于不经常需要更换的情况下。图(d)带衬套可 换式定位销。 76
2018/3/19 数 4. 5 常用的定位方式和定位元件 控 加 (2) 圆柱心轴 技 心轴主要用于套筒类和空心盘类 件的车、铣、磨及齿轮加 。 术 实 下图为常用圆柱心轴的结构形式。其中(a)为间隙配合心轴,(b)为 训 过盈配合心轴,(c)是花键心轴。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 (a) 间隙配合心轴 1—引导部分 2— 作部分 (b) 过盈配合心轴 (c)是花键心轴 3—传动部分 77
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 (2)锥销 件以圆柱孔在圆锥销上定位。孔端与锥销接触,其交线是 一个圆,相当于三个止推定位支承,可限制 件三个自由度,常 用于 件孔端的定位。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 (a) 精基准定位 (b) 粗基准定位 78
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 (4) 小锥度心轴 这种定位方式的定心精度较高,可达 0. 01~0. 02 mm, 但 件的轴向位移误差较大,适用于 件定位孔精度不低 于IT 7的精车和磨削加 ,不能加 端面。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 79
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 三、 件以一面两孔定位 一个平面和二个与其垂直的孔的组合在箱体、连杆、 盖板等类零件加 中,常采用这种组合定位,俗称“一面 二孔”定位。(会出现定位干涉问题) 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 80
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 “一面两孔”的两圆柱销重复限制了沿x方 向的移动自由度,属于过定位。由于 件上两孔 的孔心距和夹具上两销的销心距均会有误差,因 而会出现上图所示的相互干涉现象。 81
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 解决“一面两孔”的定位干涉问题的途径: (1)减小一个销的直径; (2)将一个销 做成削边销。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 82
数 控 加 技 术 实 训 4. 5 常用的定位方式和定位元件 2018/3/19 一面两孔定位 组合定位方式 应用实例 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 连杆盖 序图 一面两孔定位 83
数 控 加 技 术 实 训 4. 6 定位误差 2018/3/19 一批 件逐个在夹具上定位时,各 个 件在夹具上所占据的位置不可能完 4 单 元 全一致,以致使加 后各 件的加 尺 寸存在误差,这种因 件定位而产生的 件 的 定 位 与 装 夹 序基准在 序尺寸上的最大变动量, 称为定位误差,用 D表示。 84
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 6 定位误差 2018/3/19 一. 定位误差及其产生原因 定位误差由基准不重合误差和定位副制造不准确 误差组成。 1)基准不重合误差: 须明确的概念: a)设计基准:在零件图上用来确定某一表面的尺寸、位置 所依据的基准。 b) 序基准:在 序图上用来确定本 序被加 表面加 后的尺寸、位置所依据的基准。 c)基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在 序尺 寸方向上的最大变动量,用 。 85
数 控 加 技 术 实 训 4. 6 定位误差 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 加 顶面 2,以底面和侧面定位,此时定位 基准和设计基准都是底面 3,即基准重合。 定位误差: 86
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 6 定位误差 2018/3/19 加 台阶面 1,定位同 序一,此时定位基准为底 面 3,而设计基准为顶面 2,即基准不重合。即使 本 序刀具以底面为基准调整得绝对准确,且无 其它加 误差,仍会由于上一 序加 后顶面 2在 范围内变动,导致加 尺寸 变为 其误差为 2 H。 基准不重合误差: 87
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 6 定位误差 2018/3/19 序二改进方案使基准重合了( =0)。这种方案 虽然提高了定位精度,但夹具结构复杂, 件安装 不便,并使加 稳定性和可靠性变差,因而有可能 产生更大的加 误差。 v从多方面考虑,在满足加 要求的前提下,基准 不重合的定位方案在实践中也可以采用。 88
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 6 定位误差 2)基准位移误差 件定位面与夹具定位元件共同构成定 位副,由于定位副制造得不准确和定位副间 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 的配合间隙引起的 件最大位置变动量,称 为基准位移误差, 。 89
例如在轴上铣键槽, 要求保证槽底至轴心的距离 H。若采用V 型块定位,键 槽铣刀按规定尺寸 H调整好 位置(如图)。实际加 时, 由于 件直径存在公差,会 使轴心位置发生变化。不考 虑加 过程误差,仅由于轴 心位置变化而使 序尺寸 H 也发生变化。 O 1 H 4. 6 定位误差 ΔY 数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 O O 2 A 图 定位误差 90
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 6 定位误差 2018/3/19 件以内孔中心O为定 位基准,套在心轴上, 铣上平面, 序尺寸 为 。从定位角度 看,孔心线与轴心线 重合,即设计基准与 定位基准重合, =0。 91
数 控 加 技 术 实 训 4. 6 定位误差 实际上,定位心轴和 件内孔都有制造误 差,而且为了便于 件套在心轴上,还应 留有间隙,故安装后 孔和轴的中心必然不 重合,使得两个基准 发生位置变动。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 2018/3/19 基准位移误差: 92
数 控 加 技 术 实 训 4. 6 定位误差 二. 定位误差的计算方法 n 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 2018/3/19 定位误差由基准不重合误差与基准位移误差两 项组合而成。计算时,先分别算出 B和 Y,然 后将两者组合而成 D。组合方法为: n 如果 序基准不在定位基面上: D = Y + B n 如果 序基准在定位基面上: D = Y B 93
数 控 加 技 术 实 训 4. 6 定位误差 n n n 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 n 2018/3/19 式中“+”、“-”号的确定方法如下: 1) 分析定位基面直径由小变大(或由大变小) 时,定位基准的变动方向。 2) 当定位基面直径作同样变化时,设定位基 准的位置不变动,分析 序基准的变动方向。 3) 两者的变动方向相同时,取“+”号,两者的 变动方向相反时,取“-”号。 94
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 一、夹紧装置的组成及基本要求 机械加 过程中, 件会受到切削力、离心力、重力、惯性力等的 作用,在这些外力作用下,为了使 件仍能在夹具中保持已由定位元件 所确定的加 位置,而不致发生振动或位移,保证加 质量和生产安全, 一般夹具结构中都必须设置夹紧装置将 件可靠夹牢。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 1.夹紧 装置的组 成 如图为夹紧装置组成示意图,它主要由以下三部分组成: (1) 力源装置 产生夹紧作用力的装置。所产生的力称为原始力,如气 动、液动、电动等,图中的力源装置是气缸 1。对于手动夹紧来说,力 源来自人力。 95
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 (2) 中间传力机构 介于力源和夹紧元件之间传递力的机构,如图中的 连杆2。在传递力的过程中,它能够改变作用力的方向和大小,起增 力作用;还能使夹紧实现自锁,保证力源提供的原始力消失后,仍能 可靠地夹紧 件,这对手动夹紧尤为重要。 (3) 夹紧元件 夹紧装置的最终执行件,与 件直接接触完成夹紧作用, 如图中的压板 3。 96
2018/3/19 4 数 4. 7 件的夹紧 控 加 技 2.对夹具装置的要求 术 实 必须指出,夹紧装置的具体组成并非一成不变,须根据 训 件的加 要求、安装方法和生产规模等条件来确定。但无 论其组成如何,都必须满足以下基本要求: (1)夹紧时应保持 件定位后所占据的正确位置。 单 (2) 夹紧力大小要适当。夹紧机构既要保证 件在加 过程 元 件 的 定 位 与 装 夹 中不产生松动或振动。同时,又不得产生过大的夹紧变形和 表面损伤。 (3) 夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和 件的生产规模 相适应,并有良好的结构 艺性,尽可能采用标准化元件。 (4) 夹紧动作要迅速、可靠,且操作要方便、省力、安全。 97
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 二. 夹紧力的确定 1. 确定夹紧力方向的原则: 1)夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好, 保证 件定位准确可靠。当 件由几个表面组合定 位时,在各相应方向都应施加夹紧力,且主要夹紧 力的方向应朝向主要定位基面; 件 的 定 位 与 装 夹 98
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 2)理想的夹紧力的方向应尽量与 件受到的切削力、 重力等的方向一致,以减小夹紧力; 4 单 元 件 的 定 位 以上三种夹紧力、切削力、重力的三种方向 与 装 夹 关系中,图a)所需夹紧力最小,图c)所需夹紧力 最大。 99
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 3)夹紧力的方向应与 件刚度最大的方向一致, 以减小 件变形。夹紧薄壁 件时,尤应注意 这种情况。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 100
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 2. 夹紧力作用点的确定 1)夹紧力的作用点应正对支承元件或位于支承元件 所形成的支承面内; 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 以上两种夹紧方案,相较而言b)方案是合理的。 101
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 2)夹紧力作用点应位于 件刚性较好的部位; 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 通过对比以上两种方案,将作用在壳体中部的单 点改为在 件外缘处的两点夹紧, 件的变形大 大改善,夹紧也更可靠。此项原则对刚性差的 件尤为重要。 102
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 3)夹紧力的作用点应尽量靠近加 表面,以减 小切削力对夹紧点的力矩,防止或减少 件 的加 振动或弯曲变形。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 103
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 3. 夹紧力大小的估算 夹紧力的大小可根据切削力、 件重力 单 元 的大小、方向和相互位置关系具体计算。为 4 安全起见,计算出的夹紧力应乘以安全系数K, 件 的 定 位 与 装 夹 故实际夹紧力一般比理论计算值大 2∼ 3倍。 104
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 进行夹紧力计算时,通常将夹具和 件 看作一刚性系统,以简化计算。根据 件在 切削力、夹紧力 (重型 件要考虑重力,高 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 速时要考虑惯性力)作用下处于静力平衡,列 出静力平衡方程式,即可算出理论夹紧力。 105
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 一般来说,手动夹紧时不必算出夹紧力 的确切值,只有机动夹紧时,才进行夹紧力 4 单 元 计算,以便决定动力部件 (如气缸、液压缸 直径等)的尺寸。 件 的 定 位 与 装 夹 106
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 方向 夹紧力 的确定 作力点 l夹紧力方向有助于定位; l夹紧力应指向主要定位面; l落在支承范围内 ; l落在 件刚性较好的方向或部位 ; l靠近加 表面。 4 单 元 2018/3/19 件 的 定 位 与 装 夹 大小 主要根据切削力大小,由计算法或 类比法确定确定。 107
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 三. 典型夹紧机构是夹紧装置的重要组成部分, 因为无论采用何种动力源装置,都必须通过 夹紧机构将原始力转化为夹紧力、各类机床 夹具应用的夹紧机构多种多样,以下介绍几 种利用机械摩擦实现夹紧,并可自锁的典型 夹紧机构。 108
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 1. 斜楔夹紧 特点: 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 (1)有增力作用; (2)夹紧行程小; (3)结构简单,但操作 不方便。 109
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 斜楔夹紧的受力分析 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 夹紧时,FP、FQ、FR三力平衡。 夹紧力: 110
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 件夹紧后力FP消失,则斜楔 应能自锁。 斜楔夹角的自锁条件: 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 通常为安全起见,取 111
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 2. 螺旋夹紧 特点: (1)夹紧结构简单,夹紧可靠,在夹 具中得到广泛应用; 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 (2)夹紧力比斜楔夹紧力大,螺旋夹 紧行程不受限制,所以在手动夹 紧中应用极广; (3)螺旋夹紧动作慢,辅助时间长, 效率低,在实际生产中,螺旋一 压板组合夹紧比单螺旋夹紧用的 更为普遍。 112
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 7 件的夹紧 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 单螺旋夹紧机构 113
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 7 件的夹紧 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 典型螺旋压板夹紧机构 114
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 压 紧 件 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 螺旋压板夹紧机构中,压紧件主要用于将 件压紧在夹具体上,以保证 件定位后的正确位置,并使 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。 115
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 紧 固 件 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 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 件 116
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 117
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 3. 偏心夹紧 特点:由于圆偏心夹 紧时的夹紧力小,自 锁性能不是很好,且 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 夹紧行程小,故多用 于切削力小,无振动, 件尺寸公差不大的 场合,但是圆偏心夹 紧机构是一种快速夹 紧机构。 118
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 7 件的夹紧 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 圆偏心夹紧及其圆偏心展开图 (a) 偏心轮夹紧 (b) 圆偏心展开图 119
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 120
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 2018/3/19 4. 7 件的夹紧 基本夹 紧机构 特点:动作慢,费时。 螺旋压板 夹紧机构 螺旋夹 紧机构 单螺旋夹 紧机构 特点:夹紧力可靠,应 用广泛 。 斜楔夹 紧机构 特点:夹紧力小,费 时→组合。 偏心夹 紧机构 用偏心件直接或间接 夹紧 件的机构。 定心夹 紧机构 定心:位于中心、对 中。 121
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 螺旋式定心夹紧机构 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 122
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 四. 夹紧动力源装置 1. 气动夹紧 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 1—雾化器 2—减压阀 3—止回阀 4—转向阀 5—调速阀 6—气压表 7—气缸 123
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 图为单作用气缸, 夹紧靠气压顶紧,松 开由弹簧推回,用于 夹紧行程较短的情况。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 活塞在压缩空气作用 下产生的原始推动力。 原始推动力: 124
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 右图为双作用气 缸,活塞的双向移动 均由压缩空气驱动, 用于行程较大或往复 均需动力推动的情况。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 压缩空气进入无杆腔一侧时,活塞杆的推力: 压缩空气作用在有杆腔一侧时,活塞杆的拉力: 125
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 2. 液压夹紧 特点: (1) 作压力高,传动力大, 不需增力机构,夹具结构 简单; (2)油液不可压缩,夹紧刚 性大, 作平稳,夹紧可 靠; (3)噪声小,劳动条件好。 (4)适用于重力切削或加 大型 件时的多处夹紧。 126
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 7 件的夹紧 3. 气-液压组合夹紧 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 1—气缸 2—增压缸 3—活塞杆 4—活塞杆 5— 作缸 6—活塞 127
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 由于 ,故增压器输出的油压比输入的 气压增大 倍( 为总效率),这是它的 主要优点。其缺点是行程小。因油液容积不变, 故活塞 6的行程 和活塞 3的行程 与相应的活塞、 活塞杆面积成反比,即 128
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 7 件的夹紧 数控夹具的选用 2018/3/19 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。 129
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 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 中心、镗床、铣 床、磨床,也可以组合成装配 装、检查的检具 和焊接夹具。 130
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 数控夹具的选用 孔系组 合夹具 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 2018/3/19 的组 类合 型夹 具 槽系组 合夹具 根据零件的加 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。 131
数 控 加 技 术 实 训 2018/3/19 4. 7 件的夹紧 数控夹具的选用 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 孔系组合夹具 132
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 数控夹具的选用 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 孔系组合夹具应用实例 133
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 数控夹具的选用 槽系组合夹具 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 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 134
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 数控夹具的选用 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 槽系组合夹具应用实例 135
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 2018/3/19 数控夹具的选用 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 槽系组合夹具应用实例 136
数 控 加 技 术 实 训 4. 7 件的夹紧 课堂讨论 1. 件的定位与夹紧 有什么区别? 2. 确定 件在夹具中 应限制自由度数目 的依据是什么? 3. 什么是欠定位?为 什么不能采用欠定 位?试举例说明。 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 2018/3/19 4. 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? 137
数 控 加 技 术 实 训 4 单 元 件 的 定 位 与 装 夹 4. 8 实训内容 2018/3/19 项目 1:数控机床典型夹具实训 1.技能要求: 通过本项目的训练,了解各种数控机床典型夹具的结构、功能,掌握各种夹具 的安装、调整和使用方法。 2.训练内容: 认识各种典型夹具,观察夹具的结构,认识其组成元件(定位元件、夹紧装置、 夹具体等),了解它们的功用。 掌握车床典型夹具的安装、找正方法;掌握铣床典型夹具的安装、找正方法; 掌握孔系列组合夹具的使用方法。 实验装置:孔系组合夹具、槽系组合夹具、三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳、压 板、顶尖。 量具:常用 具、量具一套。 3.训练步骤: (1)认识并区分几种典型夹具的名称及功能; (2)对典型夹具进行拆装,了解该夹具的结构特征; (3)使用卡盘、平口钳和组合夹具装夹 件分别完成指定零件的装夹; 138 (4)拆卸 件,清理实验设备、装置、 量具及实验台。
数 控 加 技 术 实 训 4. 8 实训内容 2018/3/19 项目 2: 件的定位与夹紧实训 1.技能要求: 通过本项目几个典型零件的定位与夹紧的训练,了解常用数控机床夹具 的定位与夹紧原理及方法。 2.训练内容: 了解使用孔系组合夹具、槽系组合夹具、三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳 件 的 定 位 与 装 夹 装夹 件时定位与夹紧原理及方法。 3.训练步骤: 4 单 元 等典型夹具装夹 件的方法,分析在使用一夹一顶、两顶尖、平口钳 (1)选择两种典型夹具(组合夹具必须选择); (2)使用所选夹具装夹指定零件; (3)分析定位与夹紧原理; (4)拆卸零件; (5)清理实验设备、 量具及实验台。 139
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