工業(yè)生產(chǎn)過程5基準(zhǔn)、定位等概念;夾具、量具和獲得加工

1、工業(yè)消費(fèi)過程基準(zhǔn)、定位等概念；夾具、量具和獲得加工精度的方法概述 ZZQ.本節(jié)課內(nèi)容：基準(zhǔn)、定位等概念；夾具、量具和獲得加工精度的方法概述。 .今天的課程學(xué)完后，預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果 ：熟習(xí)基準(zhǔn)、定位等概念；了解六點(diǎn)定位原理及有關(guān)概念；了解常見夾具與量具；了解獲得加工精度的方法。 .CDIO相關(guān)才干在今天課程中的培育：運(yùn)用根底科學(xué)知識(shí)與工程根底知識(shí)，實(shí)行工程推理并處理問題。 對(duì)各項(xiàng)學(xué)習(xí)義務(wù)進(jìn)展合理的時(shí)間安排，有效高質(zhì)量地完成。 .套筒零件及鉆夾具1快換鉆套 2導(dǎo)向套3鉆模板 4開口墊圈 5螺母6定位銷 7夾詳細(xì).基準(zhǔn)的概念基準(zhǔn)就是在零件上用以確定其它點(diǎn)、線、面的位置所根據(jù)的點(diǎn)、線、面。作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線

2、、面在工件上不一定詳細(xì)存在，例如幾何中心、對(duì)稱線、對(duì)稱平面等。根據(jù)基準(zhǔn)的功用不同可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在產(chǎn)品或零件圖上運(yùn)用的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。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(shè)計(jì)基準(zhǔn)；端面A是端面B、C的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；內(nèi)孔D的軸心線是40h6外圓的徑向圓跳動(dòng)和B面端面圓跳動(dòng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。同樣，圖b中的D面是F面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是兩孔和在Y方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；E面是兩孔和在X方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；而孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔和。.設(shè)計(jì)基準(zhǔn) .工藝基準(zhǔn)在零件的加工和裝配等工藝過程中所運(yùn)用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途又可分為以下4種：1工序基準(zhǔn) 在工序圖上運(yùn)用的基準(zhǔn)稱為工

3、序基準(zhǔn)。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(zhǔn)。.工藝基準(zhǔn)2定位基準(zhǔn) 加工時(shí)，使工件在機(jī)床或夾具中占有一正確位置時(shí)所用的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。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)孔外表稱為定位基面和左端面是加工6H7孔的定位基準(zhǔn)。 3丈量基準(zhǔn) 工件在丈量時(shí)運(yùn)用的基準(zhǔn)稱為丈量基準(zhǔn)。4裝配基準(zhǔn) 在裝配時(shí)，用來確定零件或部件在機(jī)器中的位置所用的基準(zhǔn)稱為裝配基準(zhǔn)。如前面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)圖a所示套筒，端面B和外圓40h6是裝配基準(zhǔn)。必需留意：應(yīng)盡能夠選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工藝基準(zhǔn)。.工件的定

4、位與夾緊工件在加工前，必需使工件在機(jī)床上或夾具中占有某一正確的位置，這個(gè)過程稱為定位。為了使定位好的工件在加工過程中一直堅(jiān)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，還需求將工件壓緊夾牢，這個(gè)過程稱為夾緊。定位和夾緊的整個(gè)過程合稱為裝夾。工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)消費(fèi)率、加工本錢及操作平安都有直接影響。.工件定位直接找正定位此法是用百分表、劃線盤或目測(cè)直接在機(jī)床上找正工件，使其獲得正確位置的定位方法。直接找正時(shí)工件的定位基準(zhǔn)是所找正的外表。如下頁圖 所示。圖a為在磨床上用四爪單動(dòng)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(zhǔn)是

5、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)面與工件右側(cè)面平行，工件的定位基準(zhǔn)是右側(cè)面。直接找正法消費(fèi)率低，找正精度取決于工人的技術(shù)程度，普通多用于單件小批消費(fèi)或位置精度要求特別高的工件。.工件定位直接找正定位.工件定位劃線找正定位此法是先在毛坯上按照零件圖劃出中心線、對(duì)稱線和各待加工外表的加工線及找正線找正線和加工線之間的間隔普通為5mm，然后將工件裝上機(jī)床，按照劃好的線找正工件在機(jī)床上的正確位置。劃線找正時(shí)工件的定位基準(zhǔn)是所劃的線。如下頁圖所示,圖a)為某箱體的加工要求部分，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面的余量能否足夠，假設(shè)不夠再調(diào)

6、整中心線； 按照?qǐng)D紙尺寸A要求，以孔中心為劃線基準(zhǔn)，劃出E面的找正線；按照?qǐng)D紙尺寸B劃出F面的找正線，見圖b)。.工件定位劃線找正定位加工時(shí)，將工件放在可調(diào)支承上，經(jīng)過調(diào)整可調(diào)支承的高度來找正劃好的線，見圖c)。這種定位方法消費(fèi)率低，精度低，普通多用于單件小批消費(fèi)中加工復(fù)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(chǎng)所。.工件定位用夾具定位夾具是按照被加工工序要求專門設(shè)計(jì)的，夾具上的定位元件能使工件相對(duì)于機(jī)床與刀具迅速占有正確位置，不需求劃線和找正就能保證工件的定位精度。用夾具定位消費(fèi)率高，定位精度較高，廣泛用于成批及大量消費(fèi)中。.六點(diǎn)定位原理工件在未定位前，可以看成是空間直角坐標(biāo)系中

7、的自在物體，它可以沿三個(gè)坐標(biāo)軸的平行方向放在恣意位置，即具有沿著三個(gè)坐標(biāo)軸挪動(dòng)的自在度，記為 、 、下頁圖；同樣，工件沿三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)角方向的位置也是可以恣意放置的，即具有繞三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自在度，記為 、 、 。因此，要使工件在夾具中占有一致的正確位置，就必需對(duì)工件的自在度加以限制。采用六個(gè)按一定規(guī)那么布置的約束，可限制工件的六個(gè)自在度，實(shí)現(xiàn)完全定位，這就是六點(diǎn)定位原理。 .工件的六個(gè)自在度.長方體工件定位.圓環(huán)形工件定位在如下頁圖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的間隔與端面平行，并保證與大孔軸線正交且經(jīng)過鍵槽的對(duì)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(tái)

8、階面接觸，限制 、 、 三個(gè)自在度；工件內(nèi)孔與短圓柱銷外圓配合，限制 、 兩個(gè)自在度；嵌入鍵槽的銷C限制 自在度。相當(dāng)于用6個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的6個(gè)自在度。.圓環(huán)形工件定位.留意.完全定位與不完全定位工件限制幾個(gè)、限制哪幾個(gè)自在度完全取決于加工技術(shù)要求。完全定位工件的六個(gè)自在度全被限制的定位方式。不完全定位按照技術(shù)要求，工件的六個(gè)自在度沒有被全部限制的定位方式。.欠定位與過定位欠定位應(yīng)該消除的自在度沒有消除，不允許。過定位幾個(gè)支承點(diǎn)反復(fù)限制某個(gè)自在度，普通不允許，運(yùn)用是有條件的。正確處置過定位提高工件定位外表與定位元件之間的位置精度；或改動(dòng)定位元件的構(gòu)造。.正確配置支承點(diǎn)普通按三、二、一布置。

9、主要定位外表受力面積越大越好。在詳細(xì)的夾具中，與工件為點(diǎn)接觸的支承點(diǎn)是由對(duì)工件起定位作用的定位元件如支承釘、支承板、圓柱銷等來表達(dá)的。一個(gè)定位元件可以表達(dá)一個(gè)或多個(gè)支承點(diǎn)。某一定位元件相當(dāng)支承點(diǎn)的數(shù)目，由該定位元件限制的工件自在度數(shù)來判別。.思索完全定位，即工件的六個(gè)自在度全被限制的情況下，能否能夠欠定位？不完全定位，即工件的六個(gè)自在度沒有被全部限制的情況下，能否能夠過定位？為什么？ .定位實(shí)例1.不完全定位方法1.不完全定位方法2.定位實(shí)例2：不完全定位.定位實(shí)例3：完全定位.欠定位實(shí)例.過定位實(shí)例1.過定位實(shí)例2.處理方法1.處理方法2.處理方法3.過定位實(shí)例3.處理方法.課堂練習(xí) 試分析

10、以下圖所示各零件加工所必需限制的自在度：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和槽深H及與4分布孔的位置度。 .套筒零件及鉆夾具1快換鉆套 2導(dǎo)向套3鉆模板 4開口墊圈 5螺母6定位銷 7夾詳細(xì).機(jī)床夾具的作用如前所述，用夾具定位消費(fèi)率高，定位精度較高，廣泛用于成批及大量消費(fèi)中。夾具能：較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具或機(jī)床的位置由夾具來保證，根本不受工人技術(shù)程度的影響，因此能較容易、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

11、，圖 a所示套筒零件的6H7孔加工，就用圖 b所示的公用鉆床夾具完成。工件以內(nèi)孔和端面在定位銷6上定位，旋緊螺母5，經(jīng)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(dǎo)鉆頭或絞刀進(jìn)展鉆孔或鉸孔。.機(jī)床夾具的作用提高勞動(dòng)消費(fèi)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(shí)間，提高勞動(dòng)消費(fèi)率。如采用前面圖 b所示公用鉆孔夾具，省去了加工前在工件加工位置劃十字中心線、在交點(diǎn)打沖孔的時(shí)間，也省去了找正沖孔位置的時(shí)間。擴(kuò)展機(jī)床的運(yùn)用范圍 運(yùn)用公用夾具可以改動(dòng)機(jī)床的用途和擴(kuò)展機(jī)床的運(yùn)用范圍。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可對(duì)箱體孔系進(jìn)展鏜削加工。改善勞動(dòng)條件、保證消

12、費(fèi)平安 運(yùn)用公用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件、降低對(duì)工人操作技術(shù)程度的要求，保證平安。.機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具通常有三種分類方法，即按運(yùn)用范圍、運(yùn)用機(jī)床、夾緊動(dòng)力來源來分類，如下圖。.機(jī)床夾具的組成雖然機(jī)床夾具的種類繁多，但它們的組成均可概括為下面五個(gè)部分。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，經(jīng)過它們使工件在夾具中占據(jù)了正確的位置。夾緊安裝 夾緊安裝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。夾緊安裝包括夾緊元件或其組合以及動(dòng)力源。前面圖 b中的螺桿8與圓柱銷合成的一個(gè)零件、螺母7和開

13、口墊圈6組成了夾緊安裝。.機(jī)床夾具的組成對(duì)刀及導(dǎo)向安裝 對(duì)刀及導(dǎo)向安裝的作用是迅速確定刀具與工件間的相對(duì)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(dǎo)鉆頭而設(shè)置的導(dǎo)向安裝。夾詳細(xì) 夾詳細(xì)是機(jī)床夾具的根底件，如前面圖 b中的件3，經(jīng)過它將夾具的一切部分銜接成一個(gè)整體。其他安裝或元件 機(jī)床夾具除有上述五部分外，還有一些根據(jù)需求設(shè)置的其他安裝或元件，如分度安裝，夾具與機(jī)床之間的聯(lián)接元件等。.量具分類及其作用量具是用來檢驗(yàn)或丈量工件的幾何量能否合格的一種工藝配備。量具按照其通用性，可分為通用量具和公用量具。通用量具，如鋼尺、各種游標(biāo)尺、各種千分尺、各種量儀等等，都有刻度，能丈

14、量出一定范圍內(nèi)幾何量的詳細(xì)數(shù)值；公用量具是為工件某特定參數(shù)設(shè)計(jì)的，用于檢驗(yàn)該參數(shù)的加工合格與否，不能丈量出該參數(shù)的詳細(xì)數(shù)值。在成批和大量消費(fèi)中，為減少丈量時(shí)間，常采用公用量具。.光滑極限量規(guī)量規(guī)是一種公用量具，檢驗(yàn)工件參數(shù)合格與否，就是檢驗(yàn)工件參數(shù)能否在規(guī)定的兩個(gè)極限尺寸范圍內(nèi)，光滑極限量規(guī)是用通端和止端檢驗(yàn)光滑工件極限尺寸的公用量具。檢驗(yàn)孔用的量規(guī)稱為塞規(guī)，檢驗(yàn)軸用的量規(guī)稱為卡規(guī)。塞規(guī)和卡規(guī)的構(gòu)造方式很多，主要的構(gòu)造如下圖。為識(shí)別量規(guī)的通端和止端，常刻有字母“T通端和“Z止端。另外，通端的尺寸普通較長，而止端的尺寸較短。由于通端在檢驗(yàn)時(shí)要經(jīng)過工件，其任務(wù)外表會(huì)磨損，應(yīng)留一定的磨損儲(chǔ)量，以添加

15、量規(guī)的運(yùn)用壽命。.量具孔用量規(guī)孔用量規(guī)的方式.量具軸用量規(guī)軸用量規(guī)的方式.獲得加工精度的方法工件的加工精度分為三個(gè)方面，即尺寸精度、幾何外形精度和相互位置精度。機(jī)械加工的目的就是要保證工件的加工精度符合圖紙要求。.獲得尺寸精度的方法1試切法 就是經(jīng)過試切、丈量、調(diào)整、再試切，反復(fù)進(jìn)展到被加工尺寸到達(dá)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(duì)工人技術(shù)程度要求高，主要適宜于單件、小批消費(fèi)。2調(diào)整法 先調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置，并在一批零件的加工過程中堅(jiān)持這個(gè)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)整法的消費(fèi)率高，廣泛用于各類半自

16、動(dòng)、自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)線上，適宜于成批、大量消費(fèi)。在“先進(jìn)制造二級(jí)工程的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中，主要思索這一方法 .試切法.鏜刀靜調(diào)整法.銑刀靜調(diào)整法.動(dòng)調(diào)整法.思索在成批消費(fèi)中，采用調(diào)整法對(duì)刀，刀具調(diào)整好后不宜改動(dòng)位置。那么，安排采用普通機(jī)床來加工時(shí)，可否在一個(gè)工序中安排需求采用多把刀具的不同工步？安排采用普通車床來加工時(shí)，可否在一個(gè)工序中安排粗車工步和半精車工步？.獲得尺寸精度的方法3定尺寸刀具法 用刀具的相應(yīng)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。這種方法的消費(fèi)率較高，但刀具制造較復(fù)雜，常用于孔、螺紋和成形外表的加工。4自動(dòng)控制法 在加工過程中，

17、經(jīng)過尺寸丈量安裝、進(jìn)給機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)來自動(dòng)完成切削加工、尺寸丈量和刀具的調(diào)整、補(bǔ)償?shù)姆椒?。工件的尺寸精度取決于機(jī)床的精度。常用于用數(shù)控機(jī)床上加工。.定尺寸刀具法.自動(dòng)丈量法.獲得幾何外形精度的方法1軌跡法 是利用刀尖運(yùn)動(dòng)的軌跡來獲得工件外表外形的。工件的外形精度取決于成形運(yùn)動(dòng)的精度即機(jī)床的精度。普通的車削、刨削、銑削和磨削等都屬于軌跡法。2成形刀具法 是利用成形刀具的幾何外形來替代機(jī)床的某些成形運(yùn)動(dòng)，獲得工件的外表外形。工件的加工精度主要取決于刀刃的外形精度。3展成法 是利用刀具與工件作展成運(yùn)動(dòng)所構(gòu)成的包絡(luò)面獲得工件的外表外形。展成法常用于各種齒形加工，工件的外形精度取決于刀具精度以及機(jī)床的展

18、成運(yùn)動(dòng)精度。.獲得相互位置精度的方法工件外表間的相互位置是經(jīng)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(guān)的劃線精度、找正精度、機(jī)床精度及夾具精度。.齒輪軸加工實(shí)訓(xùn)標(biāo)題:分析如下圖齒輪軸由哪些外表組成，選擇它們的加工方法。目的:掌握根據(jù)工件外表的外形選擇適宜的加工方法及機(jī)床、刀具、夾具、量具，并確定工件加工時(shí)的定位方法。.逐一分析每一加工要素齒輪軸由外圓柱面、端面、外螺紋、齒輪、鍵槽、退刀槽和平面等外表組成。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；工件經(jīng)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，在單件小批消費(fèi)時(shí)，除螺紋外，都可以用游標(biāo)卡尺進(jìn)展檢驗(yàn)，產(chǎn)量大時(shí)，可用公用量具檢驗(yàn)；螺紋可以用螺紋環(huán)規(guī)和螺紋塞規(guī)檢驗(yàn)。外圓柱面的精加工磨削 粗糙度處可以在外圓磨床或外圓萬能磨床上加工，工件經(jīng)過雞心夾，裝夾在磨床兩頂尖間，用百分尺檢驗(yàn)。.逐一分析每一加工要素鍵槽可以在立式銑床或萬能銑床上加工，采用一夾一頂?shù)姆绞綄⒐ぜb夾在銑床任務(wù)臺(tái)上，用鍵槽銑刀加工，用深度游標(biāo)尺檢驗(yàn)。平面可以在立式銑床或萬能銑床上加工，采用分度頭一夾一頂?shù)姆绞綄⒐ぜb夾在銑床任務(wù)臺(tái)上，用立銑刀加工，用游標(biāo)尺檢驗(yàn)。齒面應(yīng)在滾齒