數(shù)控加工工藝及刀具夾具教學(xué)課件ppt作者胡建新

1、數(shù)控加工工藝與刀具夾具 主編 胡建新模塊一數(shù)控加工用夾具數(shù)控加工工藝與刀具夾具模塊一數(shù)控加工用夾具課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析(常用定位元件與定位方法)課題1.4對(duì)各種組合定位的分析(關(guān)于重復(fù)定位)課題1.5工件在夾具中的夾緊方法【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解機(jī)床夾具的功用，了解常用機(jī)床夾具的基本分類。2.了解工件定位、夾緊和安裝概念。課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)【學(xué)習(xí)任務(wù)的提出】1.1.1機(jī)床夾具的功用圖1-1工件的鍵槽銑削加工課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具

2、的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-2不貫通平鍵槽的銑削加工課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-3鍵槽的幾種位置誤差課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)【相關(guān)知識(shí)】1.1.2 機(jī)床夾具基本概念1.機(jī)床夾具 機(jī)床夾具是在加工工位上用于裝夾工件的裝置。圖1 4中的機(jī)用平口鉗就是用于裝夾工件的夾具。對(duì)工件進(jìn)行正確的裝夾包括定位和夾緊兩個(gè)過程。2.定位 令工件在工位上處于正確空間位置的操作稱為對(duì)工件的“定位”。3.夾緊 令工件在定位位置上緊固不動(dòng)的操作稱為對(duì)工件的“夾緊”。4.安裝 在夾具定位概念中，把工件在工位上的“定位”和“夾緊”過程稱為對(duì)工件的“安

3、裝”。習(xí)慣上也稱為工件在加工工位上的“裝夾”課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-4工件在機(jī)用平口鉗中的裝夾和加工1鉗座2定位塊3固定鉗口4工件5銑刀6活動(dòng)鉗口課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)1.1.3機(jī)床夾具的分類工件在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，幾乎都要借助于機(jī)床夾具對(duì)其進(jìn)行夾持。數(shù)控機(jī)床夾具可以劃分為若干不同種類。1.通用夾具通用夾具是指在各類數(shù)控機(jī)床上都能夠廣泛應(yīng)用的夾具，例如三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、機(jī)用平口鉗、回轉(zhuǎn)分度頭和數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)等。2.專用夾具專用夾具是指僅適用于某一工件或者僅適用于工件的一道或數(shù)道工序加工而專門設(shè)計(jì)的夾具。課題

4、1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-5套筒零件的鉆孔專用夾具1夾具體2定位平面3短圓柱銷4開口墊圈5夾緊螺母6鉆套 7鉆模板課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)3.拼裝夾具由預(yù)先制造好的各類標(biāo)準(zhǔn)元件經(jīng)組合拼裝而成的夾具稱為拼裝型夾具。(1)組合夾具組合夾具屬于早期的拼裝類夾具，由簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)定位元件、支撐元件、夾緊元件、基礎(chǔ)件及其他組件組合而成。課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1 6所示為一臺(tái)組裝好的鉆孔組合夾具。它由矩形基礎(chǔ)板1和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)8組成整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)鉆頭的鉆套4由支撐件2支撐，對(duì)工件的定位和夾緊由定位件3和夾緊

5、件5和緊固件6完成。圖1-6鉆孔組合夾具1基礎(chǔ)板2支承件3定位件4鉆套(導(dǎo)向件) 5夾緊件6緊固件7其他件8回轉(zhuǎn)工作臺(tái)課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)(2)模塊化夾具模塊夾具應(yīng)用組合夾具的組合拼裝原理，發(fā)展了比組合夾具更趨完善的標(biāo)準(zhǔn)模塊化的工作臺(tái)、連接支撐板、標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)定位元件和機(jī)動(dòng)性較強(qiáng)的夾緊單元和模塊，以及其他組件總成。圖1-7槽系組合夾具1圓形基礎(chǔ)板2直角方支承3、11夾緊螺釘4、6、9長支承 5方支承板7、12螺母8 V形支承10圓形支承13連接板課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-8孔系定位組合夾具課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)

6、床夾具的基本類型)圖1-9組合夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-10模塊夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)合件a)可調(diào)頂尖支承b)可調(diào)V形支承c)擺動(dòng)支承d)移動(dòng)、擺動(dòng)支承課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-11可調(diào)V形支承合件課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-12多性能拼裝虎鉗課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-13在拼裝平口鉗安裝上多工件課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-14立式拼裝虎鉗課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)圖1-15虎鉗與回

7、轉(zhuǎn)臺(tái)模塊的組合課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)【思考與練習(xí)】1.什么叫定位、夾緊和安裝？2.機(jī)床夾具的主要功用是什么？3.機(jī)床夾具可以劃分為哪幾個(gè)大類？4.組合夾具有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？5.模塊化拼裝夾具有什么特點(diǎn)？6.通用夾具有什么特點(diǎn)？7.專用夾具有什么特點(diǎn)?應(yīng)用在什么場(chǎng)合?課題1.1鍵槽加工對(duì)夾具的定位要求(機(jī)床夾具的基本類型)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解工件定位時(shí)的六個(gè)空間位置自由度概念及其表達(dá)符號(hào)。2.了解工件六點(diǎn)定位的基本原理。3.學(xué)會(huì)對(duì)箱體類、蓋板類和軸類工件的常用定位方法。課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)圖1-16工件的平面銑削加工夾具【學(xué)習(xí)任務(wù)的

8、提出】1.2.1軸的平面銑削加工夾具設(shè)計(jì)試對(duì)圖1 16所示工件的平面銑削加工夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)【相關(guān)知識(shí)】1.2.2工件的安裝方法由工件的加工要求確定工件的安裝方法，有各種裝夾方案可供選擇。圖1 17給出了最為普通的加工方法利用虎鉗夾緊。但是這種方法會(huì)產(chǎn)生很多問題，如在活動(dòng)鉗口對(duì)工件施行夾緊后，經(jīng)常出現(xiàn)工件底部墊塊接觸不實(shí)的情況。這主要是由于參加定位的工件表面是回轉(zhuǎn)圓柱面所致。為使安裝比較穩(wěn)定，有如圖1 18所示為各種裝夾方案。課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)圖1-17虎鉗夾緊方案課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定

9、位基本原理)圖1-18工件裝夾的各種方案課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)1.2.3空間物體的六個(gè)位置自由度1.工件定位時(shí)的六個(gè)位置自由度如圖1 19所示，若不采取相應(yīng)的定位措施，工件在夾具中被夾緊時(shí)的空間位置將不確定。為描述工件空間位置的不確定性，引入位置自由度概念：工件在參與定位時(shí)，其空間位置的不確定程度，可以通過工件所在空間直角坐標(biāo)系中的空間坐標(biāo)和角度等六個(gè)獨(dú)立的位置參量進(jìn)行描述和比較，稱為六個(gè)位置自由度。課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)圖1-19工件的六個(gè)空間位置自由度課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)1)工件沿X軸方向最終

10、移動(dòng)位置的不確定，見圖1-19a，稱為工件沿X軸方向的移動(dòng)自由度，用符號(hào)表示。2)工件繞X軸方向的最終轉(zhuǎn)動(dòng)位置的不確定，見圖1-19b，稱為工件繞X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，用符號(hào)表示。3)工件沿Y軸方向最終移動(dòng)位置的不確定，見圖1-19c，稱為工件沿Y軸方向的移動(dòng)自由度，用符號(hào)表示。 4)工件繞Y軸方向的最終轉(zhuǎn)動(dòng)位置的不確定，見圖1-19d，稱為工件繞Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，用符號(hào)表示。5)工件沿Z軸方向最終移動(dòng)位置的不確定，見圖1-19e，稱為工件沿Z軸方向的移動(dòng)自由度，用符號(hào)表示。6)工件繞Z軸方向的最終轉(zhuǎn)動(dòng)位置的不確定，見圖1-19f，稱為工件繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，用符號(hào)表示。課題1.2在小軸上進(jìn)行平面

11、銑削加工(工件定位基本原理)2.位置自由度(位置度)概念用于描述工件在某一預(yù)先設(shè)定的空間直角坐標(biāo)系中定位時(shí)，其空間位置不確定程度的六個(gè)獨(dú)立位置參量，稱為工件在此坐標(biāo)系中的六個(gè)位置不確定度。在夾具定位理論中簡(jiǎn)稱其為六個(gè)位置自由度，或直接稱為位置度。課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)1.2.4六點(diǎn)定位基本原理1.工件的六點(diǎn)定位基本原理在工件的定位中，用在空間合理分布的最多六個(gè)定位點(diǎn)限制工件的最多六個(gè)空間位置自由度，這一原理稱為工件的六點(diǎn)定位基本原理，簡(jiǎn)稱六點(diǎn)定位原理。2.六點(diǎn)定位原理在箱體類工件定位中的應(yīng)用圖1-20箱體類零件的常用定位方法課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工

12、件定位基本原理)3.六點(diǎn)定位原理在盤類工件定位中的應(yīng)用六點(diǎn)定位原理在盤類工件定位中的應(yīng)用如圖1 21所示。4.六點(diǎn)定位原理在軸類工件定位中的應(yīng)用六點(diǎn)定位原理在軸類工件定位中的應(yīng)用，可用圖1 22表示。圖1-21盤類零件的六點(diǎn)定位應(yīng)用課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)圖1-22軸類零件的六點(diǎn)定位課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)1.2.5課堂小結(jié)本課從小軸平面銑削加工的定位安裝要求出發(fā)，引出了工件定位的六點(diǎn)定位基本原理。并對(duì)箱體類、盤類和軸類零件的常用定位方法進(jìn)行了基本介紹。其中的六個(gè)空間位置度和定位原理是本課程重點(diǎn)內(nèi)容。六點(diǎn)定位原理的各種具體應(yīng)用將會(huì)在后

13、續(xù)課程中進(jìn)一步進(jìn)行討論與分析。課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)【思考與練習(xí)】1.工件定位時(shí)，具有哪幾個(gè)位置度？2.箱體工件一般如何定位？3.盤類工件一般采用什么方法定位？4.軸類工件一般采用什么方法定位？課題1.2在小軸上進(jìn)行平面銑削加工(工件定位基本原理)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道常用定位元件的基本類型。2.會(huì)運(yùn)用常用定位手段與方法對(duì)工件定位。3.能夠運(yùn)用各種定位方法的原理與基本分析方法，分析常用定位元件的定位約束作用。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析【學(xué)習(xí)任務(wù)的提出】1.3.1用三爪自定心卡盤裝夾工件圖1 23所示為工件在三爪自定心卡盤上進(jìn)行定位和夾緊，試分析車床

14、卡盤對(duì)工件的定位約束作用?？ㄗ?duì)工件提供了幾個(gè)點(diǎn)的約束？消除了工件的哪幾個(gè)位置自由度？對(duì)圖思考同樣問題。圖1-23三爪自定心卡盤裝夾工件課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-24卡盤與頂尖裝夾工件課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析 【相關(guān)知識(shí)】1.3.2夾具中的常用定位元件根據(jù)一般箱體類、盤類及軸類工件定位中的六點(diǎn)定位原理，夾具對(duì)工件的定位約束作用，是靠夾具上設(shè)置的具有各種定位幾何形面和形狀的定位元件而實(shí)現(xiàn)的。這些特定形狀的幾何形面是對(duì)工件進(jìn)行位置約束的最為基本的要素，稱為基本定位體。夾具定位元件的定位面均由這些最基本的幾何形體所組成。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分

15、析1.支承釘支承釘是基本定位元件，可以用其直接體現(xiàn)定位約束點(diǎn)。支承釘在實(shí)際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。圖1-25三種標(biāo)準(zhǔn)支承釘a)A型：平頭b)B型：球頭c)C型：齒紋頭課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-26支承釘?shù)亩ㄎ患s束作用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析2.支承板工件上幅面跨度較大的大型精加工平面，常被用于作為第一定位基準(zhǔn)。為使工件安裝穩(wěn)固、可靠，夾具上的定位元件多選用支承板體現(xiàn)定位平面。圖所示為兩種常用支承板的結(jié)構(gòu)形式。圖1-27兩種支承板a)A型支承板b)B型支承板課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-28平面定位元件的定位作用課題1.3三爪

16、自定心卡盤裝夾工件的定位分析3.各種自位支承自位支承是指能夠根據(jù)工件實(shí)際表面的起伏情況，自動(dòng)調(diào)整支承方向和接觸部位的浮動(dòng)支承，如圖1 29所示。1)保證不同接觸條件下的穩(wěn)固接觸，提高安裝穩(wěn)定性。2)增大支承點(diǎn)的局部剛性。3)利用浮動(dòng)結(jié)構(gòu)消除重復(fù)定位所造成的夾緊彈性變形。4)適合于各類復(fù)雜表面的點(diǎn)定位。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-29各種自位支承圖1 29所示為幾種常用自位支承結(jié)構(gòu)。其中圖1 29a為球面副浮動(dòng)結(jié)構(gòu)自位支承。這種浮動(dòng)結(jié)構(gòu)利用凹球面座與浮動(dòng)頭凸球面相接觸，其接觸應(yīng)力較小，耐磨損，適合于承受大的載荷。但浮動(dòng)頭的摩擦較大，擺動(dòng)靈敏度差，而且內(nèi)外球面副的制造較困難,一

17、般只用于重載荷情況下。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-30定位銷課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析1)自位支承在其支撐部位僅提供了一個(gè)點(diǎn)的約束，即它僅在該部位消除一個(gè)移動(dòng)位置不確定度。2)擺動(dòng)杠桿式浮動(dòng)結(jié)構(gòu)在裝配時(shí)，其擺動(dòng)方向應(yīng)與工件表面的誤差方向相對(duì)應(yīng)；若不能預(yù)先確定工件毛坯的誤差方向，應(yīng)改用圖1-29a、b所示的球面浮動(dòng)結(jié)構(gòu)。3)浮動(dòng)結(jié)構(gòu)的跨度不要過大，以免造成附加的轉(zhuǎn)動(dòng)位置自由度。4.定位銷當(dāng)箱體類、蓋板類工件以圓柱孔作為定位表面時(shí)，夾具定位元件最常用的是各類圓柱形定位銷。對(duì)于工件上較大尺寸(50mm)的定位孔，圓柱銷的尺寸及結(jié)構(gòu)需要根據(jù)工件的定位要求及定位孔的尺

18、寸公差帶具體確定；而對(duì)于常用尺寸范圍(150mm)的圓柱銷，由于應(yīng)用廣泛，均已標(biāo)準(zhǔn)化，并簡(jiǎn)稱為定位銷。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析5.各類心軸各類定位心軸常應(yīng)用于車、磨、銑類機(jī)床上對(duì)內(nèi)孔尺寸較大的套筒類、盤類工件進(jìn)行定位安裝。(1)間隙配合心軸其常用結(jié)構(gòu)見圖1-31。當(dāng)軸向夾緊工件時(shí)，心軸體往往需設(shè)置一個(gè)軸肩端面，形成平面和長銷組合的重復(fù)定位結(jié)構(gòu)。為防止因工件端面誤差較大而引起各種不良重復(fù)定位，一般多采用減小心軸軸肩環(huán)形支撐平面的半徑尺寸，以減小夾緊后的心軸彎曲量。圖1-31間隙配合心軸課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-32球面浮動(dòng)的端面支承結(jié)構(gòu)課題1.3三爪自定心

19、卡盤裝夾工件的定位分析圖1-33過盈配合心軸(2)過盈配合心軸其常用結(jié)構(gòu)見圖1-33。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析 6.頂尖類各種不同類型的普通頂尖及內(nèi)撥頂尖廣泛應(yīng)用于車床、磨床、銑床等機(jī)床上，完成對(duì)各類工件孔的定位。其中，夾具標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)撥頂尖如圖1 34 a所示。圖1 34b和圖1 34c為普通頂尖的應(yīng)用。圖1 34d和圖1 34e所示的外撥頂尖和內(nèi)錐孔頂尖一般用于對(duì)小型工件進(jìn)行直接切削驅(qū)動(dòng)。當(dāng)定位中的頂尖不產(chǎn)生軸向移動(dòng)時(shí)，對(duì)工件有三個(gè)點(diǎn)的約束作用，消除了工件、三個(gè)移動(dòng)位置不確定度。當(dāng)距離較遠(yuǎn)的工件另一端采用活動(dòng)頂尖時(shí)，對(duì)該端有兩點(diǎn)約束作用。對(duì)于整個(gè)工件消除了、兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置度，見表

20、1 1的短圓錐銷定位約束作用。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-34各類頂尖的應(yīng)用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析表1-1常用定位幾何要素的約束作用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析表1-1常用定位幾何要素的約束作用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析表1-1常用定位幾何要素的約束作用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析7.V形塊圖1-35V形塊課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-36V形塊的應(yīng)用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-37V形塊的長與短課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析1.3.3常用定位元件的定位約束作用

21、 由以上定位元件的應(yīng)用情況可以推知，不同定位元件的幾何要素對(duì)工件的定位約束作用亦不同。表1 1也給出了常用定位要素的基本定位作用，可以分析和判斷定位方案中各個(gè)元件所發(fā)揮的定位作用。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析【問題的結(jié)論】1.3.4三爪自定心卡盤的定位約束三爪自定心卡盤是一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)定心并夾緊的夾具。它利用工件的回轉(zhuǎn)圓柱表面對(duì)工件進(jìn)行自動(dòng)定位和夾緊?？ㄗο喈?dāng)于自動(dòng)定心的V形塊。現(xiàn)根據(jù)卡爪對(duì)工件的夾持長度，分析對(duì)工件提供的約束作用。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析 【實(shí)踐與練習(xí)】1.3.5卡盤其他裝夾方法的定位分析圖1 24的裝夾對(duì)工件提供了幾個(gè)點(diǎn)的約束？課題1.3三

22、爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析1.3.6課堂小結(jié)1)空間自由物體都具有六個(gè)表達(dá)和描述其當(dāng)前空間位置的位置參量，稱為位置自由度，簡(jiǎn)稱“位置度”。2)用空間合理分布的六個(gè)定位點(diǎn)，可以消除工件的六個(gè)位置自由度，這一原理稱為工件的六點(diǎn)定位基本原理，簡(jiǎn)稱“六點(diǎn)定則”。3)夾具中經(jīng)常采用8種基本定位體為工件提供定位約束。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位) 1.4.2重復(fù)定位1.4.3課堂小結(jié)1.4.4定位分析實(shí)踐課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解完全定位、不完全定位、重復(fù)定位的概念。2.了解重復(fù)定位的干涉問題及其

23、解決方法。3.會(huì)正確運(yùn)用重復(fù)定位裝夾工作。課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)【學(xué)習(xí)任務(wù)的提出】1.4.1工件的完全定位與不完全定位對(duì)圖1 38所示工件進(jìn)行通槽銑削加工，試分析其定位要求。圖1-38通槽工件圖1-39工件銑削通槽課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-40不需要完全定位的加工課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)【相關(guān)知識(shí)】1.工件的完全定位工件在夾具中定位時(shí)，六個(gè)位置自由度全部被消除稱完全定位。圖1 20箱體類工件、圖1 21盤類工件及圖1 22軸類工件的六點(diǎn)定位都是完全定位的例子。2.工件的不完全定位根據(jù)工件不同的加工需要，有些工序

24、的加工不需要對(duì)工件進(jìn)行完全定位，只要消除部分位置度即可滿足加工要求。工件的六個(gè)位置度沒有全部被消除的定位，稱為不完全定位。圖1 39、圖1 40的工件加工都屬于不完全定位。課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)1.4.2重復(fù)定位1.重復(fù)定位實(shí)例分析2.重復(fù)定位概念3.重復(fù)定位的后果課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-41平面長銷組合定位1環(huán)形平面2長圓柱銷課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-42環(huán)形平面和短圓錐銷定位課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-43平面雙銷定位1平面2、3短圓柱銷課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)

25、于重復(fù) 定位)3.重復(fù)定位的后果(1)重復(fù)定位會(huì)造成定位質(zhì)量不穩(wěn)定，降低定位精度整批工件的同一個(gè)位置度被夾具不同的定位元件重復(fù)限制，往往造成各個(gè)工件之間此項(xiàng)位置度最終被限制的不確定性，如圖1-44a所示。(2)重復(fù)定位可能引起夾緊變形和虛假接觸由于工件不可避免地存在加工誤差，因此重復(fù)定位結(jié)構(gòu)往往引起定位元件的夾緊變形而破壞定位原狀，甚至造成定位元件與工件的虛假接觸。，課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-44工件端面垂直度誤差對(duì)重復(fù)定位的影響課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1 45為心軸由于工件端面的垂直度誤差，造成夾緊時(shí)的彎曲變形。圖1 46為卡盤的卡爪

26、對(duì)長工件的夾持長度不合適，造成重復(fù)定位，給右邊的頂尖順利頂入工件的頂尖孔帶來干涉，造成頂尖孔與頂尖的虛假接觸，如圖1 47所示。圖1-45重復(fù)定位引起心軸的夾緊變形課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-46卡爪對(duì)工件的重復(fù)定位帶來頂尖的干涉課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-47重復(fù)定位造成頂尖的虛假接觸課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-48雙圓柱銷結(jié)構(gòu)的安裝干涉(3)重復(fù)定位會(huì)造成工件安裝困難重復(fù)定位經(jīng)常會(huì)使工件在工位上的安裝困難。課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)當(dāng)采用雙銷定位結(jié)構(gòu)時(shí)，第二銷的作用是防止轉(zhuǎn)動(dòng)，所以只

27、需要提供一點(diǎn)即可滿足定位要求。如圖所示，可以把銷的一部分留下，而把不需要的部分材料去除;圖1 49b、c也可以改善工件孔的干涉，使工件較容易插入銷中，完成安裝。圖1-49削邊銷結(jié)構(gòu)改善干涉課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-50平面、活動(dòng)錐銷組合定位結(jié)構(gòu)課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)1.4.3課堂小結(jié)1)工件在夾具中定位時(shí)，六個(gè)位置度全部被消除的定位，稱為完全定位。2)六個(gè)位置度沒有完全被消除的定位，稱為不完全定位。3)工件應(yīng)該消除的位置度沒有被消除的定位稱為欠定位。4)欠定位在實(shí)際生產(chǎn)中不允許出現(xiàn)。5)具有重復(fù)限制位置度的定位稱為重復(fù)定位。6)如果工件

28、的定位表面加工誤差較大，重復(fù)定位會(huì)造成定位混亂、安裝困難。課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)1.4.4定位分析實(shí)踐1.什么叫完全定位？2.什么叫不完全定位？3.什么叫欠定位？4.什么叫重復(fù)定位？5.生產(chǎn)中允許欠定位嗎？6.重復(fù)定位在什么情況下可以采用？應(yīng)該注意什么問題？7.試對(duì)圖1-52圖1-56的工件安裝進(jìn)行定位情況分析。課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-51車床安裝工件的定位分析課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-52內(nèi)撥頂尖與活動(dòng)頂尖課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-53固定V形塊與活動(dòng)V形塊課題1.4對(duì)各種

29、組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-54平面、短圓柱銷定位課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-55平面、短圓柱銷定位課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)圖1-56平面、V形塊定位課題1.4對(duì)各種組合定位的分析 (關(guān)于重復(fù) 定位)課題1.5工件在夾具中的夾緊方法1.5.1薄壁套筒的裝夾1.5.2對(duì)夾具夾緊裝置的基本要求1.5.3夾緊力方向的合理確定1.5.4夾緊力作用點(diǎn)的合理確定1.5.5對(duì)薄壁套筒的裝夾1.5.6對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具的基本要求1.5.7數(shù)控車床常用夾具1.5.8數(shù)控車床常用其他夾具與附件1.5.9數(shù)控銑床與加工中心用夾具課題1.5工件在夾具中的夾

30、緊方法【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道機(jī)床夾具對(duì)工件的夾緊要求，學(xué)會(huì)常用機(jī)床夾具的夾緊方法。2.知道工件夾緊注意事項(xiàng)，學(xué)會(huì)數(shù)控夾具的常用夾緊方法。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法【學(xué)習(xí)任務(wù)1的提出】1.5.1薄壁套筒的裝夾 圖1-57薄壁套筒的裝夾課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-58薄壁套筒的夾緊變形課題1.5工件在夾具中的夾緊方法【相關(guān)知識(shí)】1.5.2對(duì)夾具夾緊裝置的基本要求1.夾緊要可靠夾緊裝置的基本功能是夾固工件，以使工件在切削力、重力、離心慣性力等外力作用下，能穩(wěn)固地維持其定位位置不動(dòng)，保證切削加工的順利、安全進(jìn)行。故夾緊可靠是對(duì)夾緊裝置所提出的首要要求。2.夾緊不允許破壞定位夾緊應(yīng)保證維持

31、工件的定位位置，工件的精確定位是保證加工合格的先決條件，所以，夾緊不允許破壞工件的原有定位狀態(tài)。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法3.夾緊變形要盡量小，且不能壓傷工件對(duì)工件的夾緊不應(yīng)引起工件有較大的夾緊變形，以免松開夾緊后的彈性恢復(fù)造成加工表面的形狀、位置精度下降。另外，夾緊不應(yīng)造成工件表面的壓傷，以免影響工件表面質(zhì)量；當(dāng)夾緊力較大時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膲壕o點(diǎn)或采用墊塊、壓腳等結(jié)構(gòu)，以防壓潰工件表面。4.操作要方便夾具的操作機(jī)構(gòu)應(yīng)力求使操作方便、省力、安全，有利于快速裝卸工件，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，以提高工作效率。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法1.5.3夾緊力方向的合理確定1.主要夾緊力的方向應(yīng)盡量指

32、向工件的主要定位基準(zhǔn)表面 2.夾緊力的方向應(yīng)盡量與切削力、重力方向保持一致3.夾緊力的方向應(yīng)盡量施于工件剛性較強(qiáng)的方向4.夾緊力的作用線應(yīng)分布于工件有效支撐面范圍以內(nèi)，以防止工件發(fā)生傾覆課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-59夾緊力作用線應(yīng)分布于支承范圍內(nèi)課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-60夾緊力的作用部位選擇課題1.5工件在夾具中的夾緊方法1.5.4夾緊力作用點(diǎn)的合理確定1.夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)選擇工件剛性較好的部位夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在使工件夾緊變形小的凸緣、耳座、肋、隔板等剛性較好的部位。只有選擇這些部位，才能使工件夾得實(shí)，壓得牢；同時(shí)，所產(chǎn)生的夾緊變形也較小。圖1 61a的夾緊方案把

33、作用點(diǎn)選在工件剛性最差的薄壁空腔頂部的中央，會(huì)造成工件頂部較大的壓緊變形；圖1 61b把夾緊點(diǎn)設(shè)置在工件底部的凸緣處，夾緊變形就很??；圖1 61c表示工件無壓緊凸緣可利用時(shí)，可以利用浮動(dòng)壓板，把夾緊點(diǎn)分散到肋板和箱壁厚度較大處，可以有效減小壓緊變形。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-61夾緊力的作用點(diǎn)要合理選擇課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-62工件的鏜孔加工課題1.5工件在夾具中的夾緊方法2.夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近工件要加工的部位夾緊力作用點(diǎn)越靠近加工部位，加工振動(dòng)越小，切削越平穩(wěn)，加工質(zhì)量越高。圖1-63夾緊力方向的選擇課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-64對(duì)薄壁套筒進(jìn)行軸

34、向夾緊課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-65開口套夾緊工件1套筒2開口套1.5.5對(duì)薄壁套筒的裝夾課題1.5工件在夾具中的夾緊方法【其他相關(guān)知識(shí)】1.5.6對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具的基本要求1.高精度數(shù)控機(jī)床本身的精度很高，一般用于高精度加工。對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具也提出較高的定位安裝精度要求和較高的轉(zhuǎn)位、對(duì)定精度要求。2.快速裝夾工件為適應(yīng)高效、自動(dòng)化加工的需要，夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)快速裝夾的需要，以減少工件裝夾輔助時(shí)間，提高機(jī)床切削運(yùn)轉(zhuǎn)利用率。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法3.夾具應(yīng)具有良好的敞開性數(shù)控機(jī)床加工為刀具自動(dòng)走刀加工。夾具及工件應(yīng)為刀具的快速移動(dòng)和換刀等快速動(dòng)作提供較寬敞的運(yùn)行空間。尤其對(duì)于多刀

35、、多工序加工，夾具結(jié)構(gòu)更應(yīng)簡(jiǎn)單、開敞，使刀具容易進(jìn)入，以防刀具運(yùn)動(dòng)中與夾具工件系統(tǒng)相碰撞。4.夾具本身的機(jī)動(dòng)性要好5.夾具在機(jī)床坐標(biāo)系中坐標(biāo)關(guān)系明確，數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單，便于進(jìn)行編程坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換計(jì)算6.部分?jǐn)?shù)控機(jī)床夾具應(yīng)為刀具提供明確的對(duì)刀點(diǎn)課題1.5工件在夾具中的夾緊方法1.5.7數(shù)控車床常用夾具1.車床常用夾具車床常用夾具一般包括卡盤類、頂尖類、心軸類三大類。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-66三爪自定心卡盤1卡盤扳手孔2錐齒輪3大錐齒輪4卡爪5平面螺旋齒盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-67四爪單動(dòng)卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-68四爪單動(dòng)卡盤的應(yīng)用課題1.5工件在夾具中的夾

36、緊方法圖1-69三種常用頂尖課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-70雞心夾課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-71雞心夾的應(yīng)用1卡盤2工件3雞心夾4頂尖課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-72彈簧卡頭課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-73各種錐形心軸課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-74兩爪卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-75跟刀架的應(yīng)用課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-76中心架的應(yīng)用課題1.5工件在夾具中的夾緊方法2.車床夾具的特點(diǎn)臥式車床上常用的三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、各類頂尖及通用夾頭等夾具在工作時(shí)，大多需要與車床主軸一起帶動(dòng)工件進(jìn)行高速回轉(zhuǎn)，所以，車

37、床夾具一般具有下述特點(diǎn)：1)車床夾具多具有足夠的強(qiáng)度、剛性和可靠的夾緊裝置，以保證能牢固夾持工件隨同主軸高速回轉(zhuǎn)，并克服離心慣性力和切削力。2)車床夾具一般都具有較勻稱的結(jié)構(gòu)，以減少高速回轉(zhuǎn)時(shí)的不平衡離心慣性力。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法3)車床夾具多為自動(dòng)定心夾具(如三爪自定心卡盤、彈性夾頭、彈性脹套等)。4)夾具工作時(shí)，其對(duì)稱軸線與機(jī)床主軸保持同軸，故夾具相對(duì)機(jī)床主軸的安裝多具有較完善的對(duì)定結(jié)構(gòu)(如定心錐柄、定心軸頸、止口等)。5)只要結(jié)構(gòu)空間允許，夾具都應(yīng)設(shè)置必要的安全操作防護(hù)裝置，例如護(hù)板、護(hù)罩及封閉型結(jié)構(gòu)。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法3.數(shù)控車床的新型夾具圖1 77所示為數(shù)

38、控車床上常用的伸縮卡爪式液動(dòng)卡盤。其卡爪的伸縮動(dòng)作靠卡盤內(nèi)自帶的液壓缸帶動(dòng)。圖1 78為短行程伸縮卡爪式液動(dòng)卡盤。圖1 79所示為伸縮卡爪式液動(dòng)卡盤在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工中的生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)例。圖1-77伸縮卡爪式液動(dòng)卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-78短行程伸縮卡爪式液動(dòng)卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-79數(shù)控車床伸縮卡爪式液動(dòng)卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-80移動(dòng)卡爪式液動(dòng)卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-81氣動(dòng)卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-82超薄型三爪自定心卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-83超薄型四爪單動(dòng)卡盤課題1.5工件在夾具中的

39、夾緊方法圖1-84利用鋼球鎖緊裝置的快速拼裝平面卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法1.5.8數(shù)控車床常用其他夾具與附件1.液動(dòng)中心架在數(shù)控車床上，有時(shí)也用到跟刀架和中心架。圖1 85所示為一種在數(shù)控車床上應(yīng)用的液動(dòng)中心架。使用它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的自動(dòng)化支承裝夾操作。2.數(shù)控車床用對(duì)刀儀圖1 86所示為一種數(shù)控車床用的新型對(duì)刀儀。以往，這類對(duì)刀儀僅應(yīng)用在數(shù)控銑床上進(jìn)行銑刀Z軸方向的對(duì)刀，現(xiàn)在將其工作面轉(zhuǎn)位90，應(yīng)用到數(shù)控車床上進(jìn)行刀尖位置偏移參數(shù)的精確測(cè)量。它屬于機(jī)床測(cè)量輔具。圖1-85一種液動(dòng)中心架課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-86一種數(shù)控車床用對(duì)刀儀課題1.5工件在夾具中的夾緊方法3.數(shù)控尾座圖1 87所示為一種安裝有伺服控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床尾座，該尾座可以通過程序來