裝夾與找正.doc

數(shù)控加工操作基礎(chǔ)篇（一）裝夾與找正目的：1. 掌握夾具的分類、組成和作用，了解各典型夾具的結(jié)構(gòu)和功能。2. 掌握六點(diǎn)定位原理與常見定位方式與元件，了解基準(zhǔn)的概念及基準(zhǔn)的使用。3.一：裝夾的定義 裝夾是工件在開始加工前，首先必須使工件在機(jī)床上或夾具中占有某一正確位置，這個(gè)過程稱為定位。為了使定好位的工件不至于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程中始終保持正確的位置，還需將工件壓緊夾牢，這個(gè)過程稱為夾緊。定位和夾緊的整個(gè)過程合起來稱為裝夾。二：基準(zhǔn) 1.基準(zhǔn)的概念及其分類 基準(zhǔn)是零件上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面?；鶞?zhǔn)根據(jù)功用不同，它可以分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是在零件圖上所采用的基準(zhǔn)，它是標(biāo)注設(shè)計(jì)尺寸的起點(diǎn)，如圖3-12中的A面是B面和C面長(zhǎng)度尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；D面為E面和F面長(zhǎng)度尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，又是兩孔水平方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 圖3-12 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（2）工藝基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)是在工藝過程中所使用的基準(zhǔn)。工藝過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，按用途不同工藝基準(zhǔn)又可分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。 工序基準(zhǔn) 在工序圖上，用來標(biāo)定本工序被加工面尺寸和位置所采用的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。所標(biāo)定的被加工表面位置的尺寸，稱為工序尺寸。如圖3-13所示，通孔為加工表面，要求其中心線與A面垂直，并與B面及C面保持距離L1、L2，因此表面A、表面B和表面C均為本工序的工序基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn) 定位時(shí)據(jù)以確定工件在夾具中位置的點(diǎn)、線、面稱為定位基準(zhǔn)。這些作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面既可以是工件與定位元件實(shí)際接觸的3-14所示，零件的內(nèi)孔套在心軸上加工40h6外圓時(shí)，內(nèi)孔軸線即為定位基準(zhǔn)。 測(cè)量基準(zhǔn) 測(cè)量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。圖3-14所示的零件，當(dāng)以內(nèi)孔為基準(zhǔn)（套在檢驗(yàn)心軸上）去檢驗(yàn)40h6外圓的徑向圓跳動(dòng)和端面B的端面圓跳動(dòng)時(shí)，內(nèi)孔軸線即測(cè)量基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用以確定零件在機(jī)器中位置的基準(zhǔn)。 2.基準(zhǔn)的選擇原則2.1粗基準(zhǔn)的選擇原則 l 應(yīng)保證各加工面有足夠的余量，并盡快獲得精基面。l 若要求保證某重要表面加工余量均勻，選該表面為粗基準(zhǔn)。l 若要求保證加工面與不加工面間的位置，選不加工表面為粗基準(zhǔn)。l 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次。 l 粗基準(zhǔn)表面，應(yīng)平整光潔。2.2精基準(zhǔn)的選擇原則 l 基準(zhǔn)重合原則：選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。l 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面。l 自為基準(zhǔn)原：選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。l 互為基準(zhǔn)原則：工件上兩個(gè)相互位置要求很高的表面加工時(shí)，互相作為基準(zhǔn)。3.定位副 通常將工件上的定位基面和與之相接觸（或配合）的定位元件的限位基面合稱為定位副。圖3-15中，工件以圓孔在心軸上定位，工件的內(nèi)孔面稱為定位基面，它的軸線稱為定位基準(zhǔn)；與之對(duì)應(yīng)，心軸的圓柱面稱為限位基面，心軸的軸線稱為限位基準(zhǔn)；而工件的內(nèi)孔表面與定位元件心軸的圓柱表面就合稱為一對(duì)定位副。 為使工件順利地裝到定位銷上，可把定位銷B上與工件孔壁相碰的那部分削去，即做成削邊銷。為保證削邊銷的強(qiáng)度，一般多采用菱形結(jié)構(gòu)，故又稱為菱形銷，見表3-2中圖。三：六點(diǎn)定位原理 夾具用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)，分別限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，稱為“六點(diǎn)定位原理”。圖3-6 工件六個(gè)自由度 圖3-7 點(diǎn)定位原理個(gè)自由度 常用定位方式所能限制的自由度表3-1所示為常見定位方式所能限制的自由度四：機(jī)床夾具4.1.機(jī)床夾具的概念 在機(jī)床上使工件占有正確的加工位置并使其在加工過程中始終保持不變的工藝裝備稱為機(jī)床夾具。例如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口鉗等都是機(jī)床夾具。 4.2機(jī)床夾具的分類按使用特點(diǎn)：1.通用夾具 2.專用夾具 3.成組夾具 4.組合夾具 5.隨行夾具按使用機(jī)床：1.車床夾具 2.銑床夾具 3.鉆床夾具 4.鏜床夾具按動(dòng)力源分: 手動(dòng)夾具 氣動(dòng)夾具 電動(dòng)夾具 液壓夾具 磁力夾具 真空夾具4.3機(jī)床夾具的組成 (1)定位元件 定位元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。如圖3-1所示的圓柱銷5、菱形銷9和支承板4。定位元件的定位精度直接影響工件加工的精度。(2)夾緊裝置夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。如圖3-1中的螺母7。(3)連接定向元件 這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?4)對(duì)刀元件或?qū)蛟?這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對(duì)刀元件；用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件，如圖3-1所示的鉆套1。（5）夾具體 夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體，如圖3-1所示的零件3。常用的夾具體有鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。(6)其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。 4.4夾緊裝置的要求 必須指出，夾緊裝置的具體組成并非一成不變，須根據(jù)工件的加工要求、安裝方法和生產(chǎn)規(guī)模等條件來確定。但無論其組成如何，都必須滿足以下基本要求： 夾緊過程中不破壞工件在定位時(shí)已獲得的正確位置。夾緊力大小要適當(dāng)。夾緊機(jī)構(gòu)既要保證工件在加工過程中不產(chǎn)生松動(dòng)或振動(dòng)。同時(shí)，又不得產(chǎn)生過大的夾緊變形和表面損傷。夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作方便、安全省力，以便減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。夾緊機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)和工件的生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，并有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。 4.5夾緊力的確定 設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)，必須首先合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn)（1）夾緊力方向的確定夾緊力方向應(yīng)指向主要定位表面 如圖3-38所示直角支座鏜孔，要求孔與A面垂直，故應(yīng)以A面為主要定位基準(zhǔn)，且夾緊力方向與之垂直，則較容易保證質(zhì)量。反之，若壓向B面，當(dāng)工件A、B兩面有垂直度誤差，就會(huì)使孔不垂直A面而可能報(bào)廢。 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛度較好的方向 由于工件在不同方向上剛度是不等的。不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時(shí)，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛度最好的方向。夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力的大小 應(yīng)盡量與工件受到的切削力、重力等的方向一致，以減小夾緊力，如圖3-39所示。 （2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件所形成的支撐面內(nèi) 如圖3-40a）中夾緊力作用在支承面范圍之內(nèi)，所以是合理的；而圖3-40b）中夾緊力作用在支承面范圍之外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，是錯(cuò)誤的a) b)圖3-40 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在支承面內(nèi)a)正確；b) 錯(cuò)誤夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛度較好的部位，不損傷工件表面 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)施加于工件剛度較好的方向和部位，這一原則對(duì)剛度差的工件特別重要。如圖3-41a)所示，薄壁套筒零件的軸向剛度比徑向剛度好，應(yīng)沿軸向施加夾緊力；如圖3-41b）所示薄壁箱體零件，應(yīng)作用于剛度較好的凸邊上；箱體沒有凸邊時(shí)，可以將單點(diǎn)夾緊改為三點(diǎn)夾緊(見圖3-41c),從而改變了著力點(diǎn)的位置，降低了著力點(diǎn)的壓強(qiáng)，減少了工件的變形。 a) b) c)圖3-41 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在工件剛度較大的地方薄壁套筒零件；b) 有凸邊箱體；c)無凸邊箱體夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面 夾緊力的作用點(diǎn)靠近加工表面，可以減小切削力對(duì)夾緊點(diǎn)的力矩，防止或減小工件的加工振動(dòng)或彎曲變形。如圖3-43所示，增加輔助支承，同時(shí)給予夾緊力F2。這樣翻轉(zhuǎn)力矩小又增加了工件的剛度，既保證了定位夾緊的可靠性，又減小了振動(dòng)和變形。 圖3-43 夾緊力的作用點(diǎn)靠近加工表面（3）夾緊力大小的確定 夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當(dāng)。夾緊力過小則夾緊不牢靠，在加工過程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報(bào)廢甚至發(fā)生安全事故；夾緊力過大會(huì)使工件變形，也會(huì)對(duì)加工質(zhì)量不利?？傊?，定位過程與夾緊過程都可能使工件偏離所要求的正確位置而產(chǎn)生定位誤差與夾緊誤差。裝夾誤差：定位誤差與夾緊誤差之和。工件裝夾方法1.直接找正裝夾法 用劃針、百分表等工具直接找正工件位置并加以夾緊的方法稱直接找正裝夾。此法生產(chǎn)率低，精度取決于工人的技術(shù)水平和測(cè)量工具的精度，一般只用于單件小批生產(chǎn)或要求位置精度特別高的工件。如圖2-2所示，在車床上用四爪單動(dòng)卡盤裝夾工作過程中，采用百分表進(jìn)行內(nèi)孔表面的找正。 圖3-4 直接找正法 2.劃線找正裝夾法 先用劃針畫出要加工表面的位置，再按劃線用劃針找正工件在機(jī)床上的位置并加以夾緊。如圖3-5所示為在牛頭刨床上按劃線找正裝夾。劃線找正的定位精度不高，主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件的粗加工。 圖3-5 劃線找正法 3.夾