工件在夹具中的定位(共61张PPT)

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,*,*,*,2024/11/28,61,第二章数控机床工件装夹及夹具选用,*,*,*,2024/11/28,42,2024/11/28,42,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,第1页，共61页。,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,机床夹具概述,第2页，共61页。,机床夹具概述,夹具,的组成,定位装置,夹紧装置,夹具体,其它装置或元件,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,包含对刀元件、导向元件、分度装置、连接元件等,第3页，共61页。,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。,若不考虑其它误差，判断其加工精度能否满足加工要求？,夹紧力应指向主要定位面,特点：夹紧力小，费时组合,常用定位元件及定位方式,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。,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。,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。,常用定位元件及定位方式,工件的某个自由度被重复限制的现象称为过定位,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。,不完全定位：Z轴旋转未限制,不完全定位：Z轴旋转未限制,机床夹具概述,夹具的,分类,通,用,夹,具,可,调,夹,具,专,用,夹,具,组,合,夹,具,成,组,夹,具,按用途分类,第4页，共61页。,机床夹具概述,车床,夹,具,钻床,夹,具,铣床,夹,具,镗床,夹,具,磨床,夹,具,按适用机床分类,夹具的,分类,第5页，共61页。,工件在夹具中的定位,夹紧,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,第6页，共61页。,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,主定位基准面,基准轴,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,工件在夹具中的定位,第7页，共61页。,工件完全定位,不完全定位,在夹具中限制工件的自由度,欠定位,过定位,加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位,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,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,工件在夹具中的定位,第8页，共61页。,完全定位,工件在夹具中的定位,第9页，共61页。,不完全定位：,Z,轴旋转未限制,工件在夹具中的定位,第10页，共61页。,a),b),不完全定位：,Z,轴旋转未限制,Z,X,Z,工件在夹具中的定位,第11页，共61页。,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,工件在夹具中的定位,第12页，共61页。,连杆的定位分析（,a,正确的定位,b,过定位）,1,短销,2,长销,第13页，共61页。,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,第14页，共61页。,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,常用定位元件及定位方式,第15页，共61页。,调节支承,应用实例,常用定位元件及定位方式,第16页，共61页。,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,常用定位元件及定位方式,第17页，共61页。,以圆柱孔定位,当工作部分直径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,常用定位元件及定位方式,第19页，共61页。,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,活动,V,型块,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,常用定位元件及定位方式,第20页，共61页。,活动,V,型块,应用实例,常用定位元件及定位方式,第21页，共61页。,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,常用定位元件及定位方式,第22页，共61页。,常用定位元件及定位方式,连杆盖工序图,一面两孔定位,应用实例,一面两孔定位,组合定位方式,第23页，共61页。,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,定位误差,的组成,基准不重合误差 ,基准位移误差,定位基准与工序基准不重合引起的误差,定位基准与限位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,由于定位基面和限位基面的制造公差和间隙造成的,第24页，共61页。,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=BY,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）,第25页，共61页。,例,：用,=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： =0.207 = 0.2070.12=0.025,为0.025,，远小于工件尺寸公差0.25 ，所以能够满足加工要求,定位误差计算实例,定位误差分析,第26页，共61页。,工件的夹紧,夹紧力的确定,方向,作力点,大小,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,第27页，共61页。,夹紧力应指向主要定位面,工件的夹紧,第28页，共61页。,夹紧力作力点的位置,工件的夹紧,第29页，共61页。,作用力点落在工件刚性较好的方向或部位,工件的夹紧,第30页，共61页。,作用力靠近加工面,工件的夹紧,第31页，共61页。,基本夹紧机构,斜楔夹紧机构,偏心夹紧机构,定心：位于中心、对中,用偏心件直接或间接夹紧工件的机构。,螺旋夹紧机构,特点：夹紧力小，费时组合,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,定心夹紧机构,工件的夹紧,第32页，共61页。,单螺旋夹紧机构,工件的夹紧,第33页，共61页。,典型螺旋压板夹紧机构,工件的夹紧,第34页，共61页。,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,工件的夹紧,第35页，共61页。,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,工件的夹紧,第36页，共61页。,常用夹紧元件的使用,工件的夹紧,第37页，共61页。,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,工件的夹紧,第38页，共61页。,斜楔夹紧机构,工件的夹紧,第39页，共61页。,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,工件的夹紧,第40页，共61页。,偏心夹紧机构,工件的夹紧,第41页，共61页。,螺旋式定心夹紧机构,工件的夹紧,第42页，共61页。,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,数控夹具的选用,组合夹具的特点,第43页，共61页。,的类型,组合夹具,孔系组合夹具,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,数控夹具的选用,第44页，共61页。,孔系组合夹具,数控夹具的选用,第45页，共61页。,孔系组合夹具应用实例,数控夹具的选用,第46页，共61页。,特点：夹紧力小，费时组合,如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。,第三步选择组合夹具夹紧元件并装夹工件,将夹具上的所有组成部分，联接成为一个整体的基础件,连杆加工专用铣槽夹具结构夹具,多用于定心精度要求较高的场合；,包含对刀元件、导向元件、分度装置、连接元件等,不完全定位：Z轴旋转未限制,误差产生原因：基准不重合误差B与 基准位移误差Y,加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位,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。,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,定位基准与工序基准不重合引起的误差,支承钉与夹具孔的配合为H7/r6或H7/n6。,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。,数控夹具的选用,孔系组合夹具应用实例,第47页，共61页。,数控夹具的选用,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,孔系组合夹具应用举例,第48页，共61页。,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,数控夹具的选用,第49页，共61页。,槽系组合夹具应用实例,数控夹具的选用,第50页，共61页。,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,通用具夹的选用,第51页，共61页。,液压,三,爪,卡盘：用于回转工件的自动装卡,四爪单动卡盘,：用于非回转体或偏心件的装卡,卡盘的夹紧过程,通用具夹的选用,第52页，共61页。,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,通用具夹的选用,第53页，共61页。,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,通用具夹的选用,第54页，共61页。,平口钳可选附件,通用具夹的选用,第55页，共61页。,通用夹具的装卡过程,通用具夹的选用,第56页，共61页。,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？,课堂讨论,第57页，共61页。,。,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,专用夹具,第58页，共61页。,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,专用夹具,第59页，共61页。,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,专用夹具,第60页，共61页。,谢 谢 观 看,第61页，共61页。,