工業(yè)生產(chǎn)過程5基準、定位等概念;夾具、量具與獲得加工精度的方法概述

1、2014-10-8工業(yè)生產(chǎn)過程工業(yè)生產(chǎn)過程基準、定位等概念；夾具、量具和基準、定位等概念；夾具、量具和獲得加工精度的方法概述獲得加工精度的方法概述 ZZQ2014-10-8本節(jié)課內(nèi)容：本節(jié)課內(nèi)容：l基準、定位等概念；基準、定位等概念；l夾具、量具和獲得加工精度夾具、量具和獲得加工精度的方法概述。的方法概述。 2014-10-8今天的課程學完后，預期學習結果今天的課程學完后，預期學習結果 ：l熟悉基準、定位等概念；l了解六點定位原理及有關概念；l了解常見夾具與量具；l了解獲得加工精度的方法。 2014-10-8CDIOCDIO相關能力在今天課程中的培養(yǎng)：相關能力在今天課程中的培養(yǎng)：l應用基礎科學

2、知識與工程基礎知識，實行工程推理并解決問題。 l對各項學習任務進行合理的時間安排，有效高質(zhì)量地完成。 2014-10-8套筒零件及鉆夾具套筒零件及鉆夾具l1快換鉆套 2導向套3鉆模板 4開口墊圈 5螺母6定位銷 7夾具體2014-10-8基準的概念基準的概念l基準就是在零件上用以確定其它點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面。作為基準的點、線、面在工件上不一定具體存在，例如幾何中心、對稱線、對稱平面等。根據(jù)基準的功用不同可分為設計基準和工藝基準兩大類。2014-10-8設計基準設計基準l在產(chǎn)品或零件圖上使用的基準稱為設計基準。例如，在下頁圖a所示的鉆套，軸線O-O是外圓40h6及內(nèi)孔D的設計基準；

3、端面A是端面B、C的設計基準；內(nèi)孔D的軸心線是40h6外圓的徑向圓跳動和B面端面圓跳動的設計基準。同樣，圖b中的D面是F面的設計基準，也是兩孔和在Y方向的設計基準；E面是兩孔和在X方向的設計基準；而孔的設計基準是孔和。2014-10-8設計基準設計基準 2014-10-8工藝基準工藝基準l在零件的加工和裝配等工藝過程中所使用的基準稱為工藝基準。工藝基準按用途又可分為以下4種：l1）工序基準 在工序圖上使用的基準稱為工序基準。如前面套筒零件及鉆孔夾具，圖a所示的套筒零件鉆孔工序圖中，25H7的內(nèi)孔軸線和左端面（工序尺寸為37.50.02）為加工6H7孔的工序基準。2014-10-8工藝基準工藝基

4、準l2）定位基準 加工時，使工件在機床或夾具中占有一正確位置時所用的基準稱為定位基準。如前面套筒零件及鉆孔夾具，圖b所示夾具中，工件25H7的內(nèi)孔軸線（25H7內(nèi)孔表面稱為定位基面）和左端面是加工6H7孔的定位基準。 l3）測量基準 工件在測量時使用的基準稱為測量基準。l4）裝配基準 在裝配時，用來確定零件或部件在機器中的位置所用的基準稱為裝配基準。如前面（設計基準）圖a所示套筒，端面B和外圓40h6是裝配基準。l必須注意：應盡可能選設計基準作為工藝基準。2014-10-8工件的定位與夾緊工件的定位與夾緊l工件在加工前，必須使工件在機床上或夾具中占有某一正確的位置，這個過程稱為定位。為了使定位

5、好的工件在加工過程中始終保持正確的位置，不受切削力、慣性力等力的作用而發(fā)生位移，還需要將工件壓緊夾牢，這個過程稱為夾緊。定位和夾緊的整個過程合稱為裝夾。l工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(chǎn)率、加工成本及操作安全都有直接影響。2014-10-8工件定位工件定位直接找正定位直接找正定位l此法是用百分表、劃線盤或目測直接在機床上找正工件，使其獲得正確位置的定位方法。直接找正時工件的定位基準是所找正的表面。如下頁圖 所示。圖a為在磨床上用四爪單動卡盤裝夾套筒磨內(nèi)孔，先用百分表找正工件的外圓再夾緊，以保證磨削后的內(nèi)孔與外圓同軸，工件的定位基準是外圓。圖b為在牛頭刨床上用直接找正法刨槽，以保證槽的側(cè)面

6、與工件右側(cè)面平行，工件的定位基準是右側(cè)面。直接找正法生產(chǎn)率低，找正精度取決于工人的技術水平，一般多用于單件小批生產(chǎn)或位置精度要求特別高的工件。2014-10-8工件定位工件定位直接找正定位直接找正定位2014-10-8工件定位工件定位劃線找正定位劃線找正定位l此法是先在毛坯上按照零件圖劃出中心線、對稱線和各待加工表面的加工線及找正線（找正線和加工線之間的距離一般為5mm），然后將工件裝上機床，按照劃好的線找正工件在機床上的正確位置。劃線找正時工件的定位基準是所劃的線。如下頁圖所示,圖a)為某箱體的加工要求（局部），劃線過程如下：找出鑄件孔的中心O，并劃出孔的中心線和，按尺寸A和B檢查E、F面的

7、余量是否足夠，如果不夠再調(diào)整中心線； 按照圖紙尺寸A要求，以孔中心為劃線基準，劃出E面的找正線；按照圖紙尺寸B劃出F面的找正線，見圖b)。2014-10-8工件定位工件定位劃線找正定位劃線找正定位l加工時，將工件放在可調(diào)支承上，通過調(diào)整可調(diào)支承的高度來找正劃好的線，見圖c)。這種定位方法生產(chǎn)率低，精度低，一般多用于單件小批生產(chǎn)中加工復雜而笨重的零件，或毛坯精度低而無法直接采用夾具定位的場合。2014-10-8工件定位工件定位用夾具定位用夾具定位l夾具是按照被加工工序要求專門設計的，夾具上的定位元件能使工件相對于機床與刀具迅速占有正確位置，不需要劃線和找正就能保證工件的定位精度。用夾具定位生產(chǎn)率

8、高，定位精度較高，廣泛用于成批及大量生產(chǎn)中。2014-10-8六點定位原理六點定位原理l工件在未定位前，可以看成是空間直角坐標系中的自由物體，它可以沿三個坐標軸的平行方向放在任意位置，即具有沿著三個坐標軸移動的自由度，記為 、 、（下頁圖）；同樣，工件沿三個坐標軸轉(zhuǎn)角方向的位置也是可以任意放置的，即具有繞三個坐標軸轉(zhuǎn)動的自由度，記為 、 、 。因此，要使工件在夾具中占有一致的正確位置，就必須對工件的自由度加以限制。l采用六個按一定規(guī)則布置的約束，可限制工件的六個自由度，實現(xiàn)完全定位，這就是六點定位原理。 2014-10-8工件的六個自由度工件的六個自由度2014-10-8長方體工件定位長方體工

9、件定位2014-10-8圓環(huán)形工件定位圓環(huán)形工件定位l在如下頁圖a所示圓環(huán)形工件上鉆孔，要求保證孔的軸線到左端面A的距離與端面平行，并保證與大孔軸線正交且通過鍵槽的對稱中心?，F(xiàn)用圖c所示的定位方案，工件端面A與夾具短圓柱銷B的臺階面接觸，限制 、 、 三個自由度；工件內(nèi)孔與短圓柱銷外圓配合，限制 、 兩個自由度；嵌入鍵槽的銷C限制 自由度。相當于用6個支承點限制了工件的6個自由度。2014-10-8圓環(huán)形工件定位圓環(huán)形工件定位2014-10-8注意注意2014-10-8完全定位與不完全定位完全定位與不完全定位l工件限制幾個、限制哪幾個自由度完全取決于加工技術要求。l完全定位工件的六個自由度全被

10、限制的定位方式。l不完全定位按照技術要求，工件的六個自由度沒有被全部限制的定位方式。2014-10-8欠定位與過定位欠定位與過定位l欠定位應該消除的自由度沒有消除，不允許。l過定位幾個支承點重復限制某個自由度，一般不允許，應用是有條件的。l正確處理過定位提高工件定位表面與定位元件之間的位置精度；或改變定位元件的結構。2014-10-8正確配置支承點正確配置支承點l一般按三、二、一布置。l主要定位表面受力面積越大越好。l在具體的夾具中，與工件為點接觸的支承點是由對工件起定位作用的定位元件如支承釘、支承板、圓柱銷等來體現(xiàn)的。一個定位元件可以體現(xiàn)一個或多個支承點。某一定位元件相當支承點的數(shù)目，由該定

11、位元件限制的工件自由度數(shù)來判斷。2014-10-8思考思考l完全定位，即工件的六個自由度全完全定位，即工件的六個自由度全被限制的情況下，是否可能欠定位？被限制的情況下，是否可能欠定位？l不完全定位，即工件的六個自由度不完全定位，即工件的六個自由度沒有被全部限制的情況下，是否可沒有被全部限制的情況下，是否可能過定位？能過定位？l為什么？為什么？ 2014-10-8定位實例定位實例1 12014-10-8不完全定位方法不完全定位方法1 12014-10-8不完全定位方法不完全定位方法2 22014-10-8定位實例定位實例2 2：不完全定位：不完全定位2014-10-8定位實例定位實例3 3：完全

12、定位完全定位2014-10-8欠定位實例欠定位實例2014-10-8過定位實例過定位實例1 12014-10-8過定位實例過定位實例2 22014-10-8解決方法解決方法1 12014-10-8解決方法解決方法2 22014-10-8解決方法解決方法3 32014-10-8過定位實例過定位實例3 32014-10-8解決方法解決方法2014-10-8課堂課堂練習練習 l試分析下圖所示各零件加工所必須限制的自由度：l圖a）在球上打盲孔B，保證尺寸H；圖b）在套筒零件上加工B孔，要求與D孔垂直相交，且保證尺寸L；圖c）在軸上銑橫槽，保證槽寬B以及尺寸H和L；圖d）在支座零件上銑槽，保證槽寬B和槽

13、深H及與4分布孔的位置度。 2014-10-8套筒零件及鉆夾具套筒零件及鉆夾具l1快換鉆套 2導向套3鉆模板 4開口墊圈 5螺母6定位銷 7夾具體2014-10-8機床夾具的作用機床夾具的作用l如前所述，用夾具定位生產(chǎn)率高，定位精度較高，廣泛用于成批及大量生產(chǎn)中。夾具能：l較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度 用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具（或機床）的位置由夾具來保證，基本不受工人技術水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度。如前面套筒零件及鉆孔夾具，圖 a所示套筒零件的6H7孔加工，就用圖 b所示的專用鉆床夾具完成。工件以內(nèi)孔和端面在定位銷6上定位，旋緊螺母

14、5，通過開口墊圈4將工件夾緊，然后由裝在鉆模板3上的快換鉆套1引導鉆頭或絞刀進行鉆孔或鉸孔。2014-10-8機床夾具的作用機床夾具的作用l提高勞動生產(chǎn)率提高勞動生產(chǎn)率 采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，可顯著地減少輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率。如采用前面圖 b所示專用鉆孔夾具，省去了加工前在工件加工位置劃十字中心線、在交點打沖孔的時間，也省去了找正沖孔位置的時間。l擴大機床的使用范圍擴大機床的使用范圍 使用專用夾具可以改變機床的用途和擴大機床的使用范圍。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可對箱體孔系進行鏜削加工。l改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全 使用專用機

15、床夾具可減輕工人的勞動強度、改善勞動條件、降低對工人操作技術水平的要求，保證安全。2014-10-8機床夾具機床夾具的分類的分類l機床夾具通常有三種分類方法，即按應用范圍、使用機床、夾緊動力來源來分類，如圖所示。2014-10-8機床夾具的組成機床夾具的組成l雖然機床夾具的種類繁多，但它們的組成均可概括為下面五個部分。l定位元件定位元件 定位元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置。在前面圖b中，夾具上的圓柱銷5、菱形銷9和支承板4都是定位元件，通過它們使工件在夾具中占據(jù)了正確的位置。l夾緊裝置夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件夾緊夾牢，保證工件在加工過程中正確位置不變。夾緊裝置包括夾緊元件或其組

16、合以及動力源。前面圖 b中的螺桿8（與圓柱銷合成的一個零件）、螺母7和開口墊圈6組成了夾緊裝置。2014-10-8機床夾具的組成機床夾具的組成l對刀及導向裝置對刀及導向裝置 對刀及導向裝置的作用是迅速確定刀具與工件間的相對位置，防止加工過程中刀具的偏斜。前面圖b中的鉆套1與鉆模板2就是為了引導鉆頭而設置的導向裝置。l夾具體夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，如前面圖 b中的件3，通過它將夾具的所有部分連接成一個整體。l其他裝置或元件其他裝置或元件 機床夾具除有上述五部分外，還有一些根據(jù)需要設置的其他裝置或元件，如分度裝置，夾具與機床之間的聯(lián)接元件等。2014-10-8量具量具分類及其作用分類及其

17、作用l量具是用來檢驗或測量工件的幾何量是否合格的一種工藝裝備。l量具按照其通用性，可分為通用量具和專用量具。通用量具，如鋼尺、各種游標尺、各種千分尺、各種量儀等等，都有刻度，能測量出一定范圍內(nèi)幾何量的具體數(shù)值；專用量具是為工件某特定參數(shù)設計的，用于檢驗該參數(shù)的加工合格與否，不能測量出該參數(shù)的具體數(shù)值。在成批和大量生產(chǎn)中，為減少測量時間，常采用專用量具。2014-10-8光滑極限量規(guī)光滑極限量規(guī)l量規(guī)是一種專用量具，檢驗工件參數(shù)合格與否，就是檢驗工件參數(shù)是否在規(guī)定的兩個極限尺寸范圍內(nèi)，光滑極限量規(guī)是用通端和止端檢驗光滑工件極限尺寸的專用量具。檢驗孔用的量規(guī)稱為塞規(guī)，檢驗軸用的量規(guī)稱為卡規(guī)。l塞規(guī)

18、和卡規(guī)的結構形式很多，主要的結構如圖所示。為識別量規(guī)的通端和止端，?？逃凶帜浮癟”（通端）和“Z”（止端）。另外，通端的尺寸一般較長，而止端的尺寸較短。由于通端在檢驗時要通過工件，其工作表面會磨損，應留一定的磨損儲量，以增加量規(guī)的使用壽命。2014-10-8量具量具孔用量規(guī)孔用量規(guī)l孔用量規(guī)的形式孔用量規(guī)的形式2014-10-8量具量具軸用量規(guī)軸用量規(guī)l軸用量規(guī)的形式軸用量規(guī)的形式2014-10-8獲得加工精度的方法獲得加工精度的方法l工件的加工精度分為三個方面，即尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度。機械加工的目的就是要保證工件的加工精度符合圖紙要求。2014-10-8獲得尺寸精度的方法獲得

19、尺寸精度的方法l1）試切法試切法 就是通過試切、測量、調(diào)整、再試切，反復進行到被加工尺寸達到要求為止的加工方法。工件的尺寸精度取決與操作者的調(diào)整精度。試切法的效率低，對工人技術水平要求高，主要適合于單件、小批生產(chǎn)。l2）調(diào)整法調(diào)整法 先調(diào)整好刀具和工件在機床上的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這個位置不變，以保證被加工尺寸的方法。工件的尺寸精度取決于調(diào)整精度。調(diào)整法的生產(chǎn)率高，廣泛用于各類半自動、自動機床和自動線上，適合于成批、大量生產(chǎn)。（在在“先進制造先進制造”二級項目的機二級項目的機械加工工藝規(guī)程設計中，主要考慮這一方法械加工工藝規(guī)程設計中，主要考慮這一方法） 2014-10-8試切

20、法試切法2014-10-8鏜刀靜調(diào)整法鏜刀靜調(diào)整法2014-10-8銑刀靜調(diào)整法銑刀靜調(diào)整法2014-10-8動調(diào)整法動調(diào)整法2014-10-8思考思考l在成批生產(chǎn)中，采用調(diào)整法對刀，刀在成批生產(chǎn)中，采用調(diào)整法對刀，刀具調(diào)整好后不宜改變位置。那么，安具調(diào)整好后不宜改變位置。那么，安排采用普通機床來排采用普通機床來加工時，可否在一時，可否在一個工序中安排需要采用多把刀具的不個工序中安排需要采用多把刀具的不同工步？同工步？l安排采用普通車床來安排采用普通車床來加工時，可否在時，可否在一個工序中安排粗車工步和半精車工一個工序中安排粗車工步和半精車工步？步？2014-10-8獲得尺寸精度的方法獲得尺寸

21、精度的方法l3）定尺寸刀具法定尺寸刀具法 用刀具的相應尺寸來保證工件尺寸的方法，如鉆孔、拉孔和攻螺紋等。工件的尺寸精度主要取決于刀具的精度。這種方法的生產(chǎn)率較高，但刀具制造較復雜，常用于孔、螺紋和成形表面的加工。l4）自動控制法自動控制法 在加工過程中，通過尺寸測量裝置、進給機構和控制機構來自動完成切削加工、尺寸測量和刀具的調(diào)整、補償?shù)姆椒?。工件的尺寸精度取決于機床的精度。常用于用數(shù)控機床上加工。2014-10-8定尺寸刀具法定尺寸刀具法2014-10-8主動測量法主動測量法2014-10-8獲得幾何形狀精度的方法獲得幾何形狀精度的方法l1）軌跡法軌跡法 是利用刀尖運動的軌跡來獲得工件表面形狀

22、的。工件的形狀精度取決于成形運動的精度即機床的精度。普通的車削、刨削、銑削和磨削等都屬于軌跡法。l2）成形刀具法成形刀具法 是利用成形刀具的幾何形狀來代替機床的某些成形運動，獲得工件的表面形狀。工件的加工精度主要取決于刀刃的形狀精度。l3）展成法展成法 是利用刀具與工件作展成運動所形成的包絡面獲得工件的表面形狀。展成法常用于各種齒形加工，工件的形狀精度取決于刀具精度以及機床的展成運動精度。2014-10-8獲得相互位置精度的方法獲得相互位置精度的方法l工件表面間的相互位置是通過直接找正法，劃線找正法和夾具定位法獲得的。位置精度取決于有關的劃線精度、找正精度、機床精度及夾具精度。2014-10-

23、8齒輪軸齒輪軸加工加工實訓實訓l題目題目:分析如圖所示齒輪軸由哪些表面組成，選擇它們的加工方法。l目的目的: :掌握根據(jù)工件表面的形狀選擇合適的加工方法及機床、刀具、夾具、量具，并確定工件加工時的定位方法。2014-10-8逐一分析每一加工要素逐一分析每一加工要素l齒輪軸由外圓柱面、端面、外螺紋、齒輪、鍵槽、退刀槽和平面等表面組成。l外圓柱面的粗加工和半精加工，以及端面、外螺紋、退刀槽等可以在普通車床上加工；工件通過外圓和頂尖孔定位，裝夾在三爪卡盤和后頂尖間，分別用外圓車刀、端面車刀、螺紋車刀和切槽刀加工，在單件小批生產(chǎn)時，除螺紋外，都可以用游標卡尺進行檢驗，產(chǎn)量大時，可用專用量具檢驗；螺紋可以用螺紋