機(jī)械加工項(xiàng)目四電子教案

知識(shí)目標(biāo)：(1)了解工件定位與夾緊的概念，了解常見(jiàn)夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理

(2)熟悉常用的定位元件的定位方式及各種夾具夾緊裝置的組成、要求

教學(xué)

目標(biāo)(3)掌握六點(diǎn)定位原理，掌握基準(zhǔn)的概念、分類及定位基準(zhǔn)的選擇原則

能力目標(biāo)：掌握夾具知識(shí)

素質(zhì)目標(biāo)：具有較扎實(shí)的基本功和良好的職業(yè)素養(yǎng)，具有較強(qiáng)的獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神

教學(xué)工件定位、夾緊，六點(diǎn)定位原理；基準(zhǔn)的概念、分類和選擇原則；夾緊裝置的要求、夾緊力

重點(diǎn)作用方向及位置

教學(xué)

定位基準(zhǔn)中粗、精基準(zhǔn)的選擇

難點(diǎn)

教學(xué)

實(shí)物演示；教學(xué)板書(shū)；錄像插件；電子課件。

手段

教學(xué)

10

學(xué)時(shí)

教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)注釋

項(xiàng)目四夾具

任務(wù)一夾具概述

"壬務(wù)分析n

根據(jù)工藝裝備的定義我們可知，工藝裝備包含在機(jī)械加工中所使用的各種刀具、

夾具、量具和輔助工具等，其中夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛應(yīng)用于機(jī)械

制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。常用的夾具是如何

進(jìn)行分類的？夾具的作用有哪些？機(jī)床夾具的組成有哪些元件和裝置？本任務(wù)就來(lái)

介紹解決這些問(wèn)題。明確任務(wù)。

1知識(shí)準(zhǔn)備11

一、夾具概述

在機(jī)械加工過(guò)程中，依據(jù)工件的加工要求，使工件相對(duì)機(jī)床、刀具占有正確的位

置，并能迅速、可靠地夾緊工件的機(jī)床附加裝置，稱為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱夾具。

二、夾具的分類

1.按使用特點(diǎn)分類

夾具按使用特點(diǎn)可以分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和隨行夾具。

(1)通用夾具。

(2)專用夾具。

(3)可調(diào)夾具。

(4)組合夾具。

(5)隨行夾具。

2.按夾具使用的機(jī)床分類

夾具按其使用的機(jī)床可以分為車(chē)床夾具、銃床夾具、鉆床夾具(鉆模)、鋒床

夾具(鋒模)、磨床夾具等。

3.按夾具的動(dòng)力源分類

夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液動(dòng)夾具、氣液增力夾具、

電磁夾具及真空夾具等。

三'夾具的作用

1.保證產(chǎn)品的質(zhì)量

2.提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低加工成本

3.解決機(jī)床加工、裝夾中的特殊困難

4.擴(kuò)大機(jī)床加工范圍(工藝范圍)

四、機(jī)床夾具的組成

(1)定位裝置。

(2)夾緊裝置。

(3)對(duì)刀或?qū)蛟?/p>

(4)其他元件及裝置。

(5)夾具體。

任務(wù)二工件的定位

"壬務(wù)分析』

工件的定位是由工件的定位基準(zhǔn)(面)與夾具定位元件的工作表面(定位表面)

相接觸或相配合實(shí)現(xiàn)的。工件位置正確與否用加工要求來(lái)衡量，一批工件逐個(gè)在夾具

上定位時(shí)，每個(gè)工件在夾具中占據(jù)的位置不可能絕對(duì)一致，但每個(gè)工件的位置變動(dòng)量

必須控制在加工要求所允許的范圍內(nèi)。

1知識(shí)準(zhǔn)備』

一'定位和基準(zhǔn)的基本概念

實(shí)物演示間隙和

1.工件的定位

配合。

定位可以保證工件在車(chē)床或夾具中相對(duì)刀具有一個(gè)正確的加工位置。

2.基準(zhǔn)的概念

基準(zhǔn)是確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面，或者說(shuō)基

準(zhǔn)就是“依據(jù)”的意思。

基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。工藝基準(zhǔn)又可分為定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)

和裝配基準(zhǔn)。

二、工件的六點(diǎn)定位原理

位于任意空間的剛體是一個(gè)自由體，它對(duì)于相互垂直的三個(gè)坐標(biāo)軸共有六個(gè)自

由度，這六個(gè)自由度是工件在空間位置不確定的最高程度。六點(diǎn)定位原理是指在夾具

中用合理適當(dāng)分布的與工件接觸的六個(gè)支承點(diǎn)來(lái)限制工件六個(gè)自由度的原理。

三、定位基本原理的幾種情況

1.完全定位

2.不完全定位（部分定位）

3.重復(fù)定位（過(guò)定位）

4.欠定位

四、定位支承點(diǎn)的分布

1.長(zhǎng)方體工件定位

2.軸類工件的定位

3.盤(pán)類工件定位

"壬務(wù)實(shí)施』

一、任務(wù)引入

在數(shù)控銃床上加工圖4-28所示的平板類零件，試確定零件的定位方法。

二、分析及解決問(wèn)題

該零件為一簡(jiǎn)單的平板類零件，加工面為輪廓面，零件在x,y,z三個(gè)方向上

都有加工精度要求，根據(jù)定位的基本原理可知，零件在機(jī)床用平口虎鉗定位時(shí)應(yīng)限制

六個(gè)自由度，即沿X,y,z軸方向移動(dòng)和繞x,y,z軸移動(dòng)的六個(gè)自由度。零件加

工時(shí)用安裝在數(shù)控銃床工作臺(tái)上的機(jī)床平口虎鉗裝夾，裝夾時(shí)，工件的底面用兩塊等

高墊鐵支撐，側(cè)面與固定鉗口貼緊，加工前通過(guò)對(duì)刀確定左右方向的加工位置，零件

定位后用機(jī)床用平口虎鉗夾緊，由此可知，工件定位方式為：等高墊鐵限制工件的三學(xué)生完成任務(wù)。

個(gè)自由度，固定鉗口限制兩個(gè)自由度，對(duì)刀限制一個(gè)自由度，共限制工件的六個(gè)自由

度。

圖4-28平板類零件

任務(wù)三工件的定位方式和定位元件

"壬務(wù)分析U

工件的定位，除根據(jù)工件的加工要求選擇合適的表面作為定位基準(zhǔn)面外，還必須

選擇正確的定位方法，將定位基面支承在適當(dāng)分布的定位支承點(diǎn)上，然后將各支承點(diǎn)明確任務(wù)。

按定位基面的具體結(jié)構(gòu)形狀，再具體化為定位元件。

工件的定位基準(zhǔn)面有多種形式，如平面、外圓柱面、內(nèi)孔等。本任務(wù)主要研究的

就是如何根據(jù)工件上定位基準(zhǔn)面的不同采用不同的定位元件，使定位元件的定位面和

工件的定位基準(zhǔn)面相接觸或配合，實(shí)現(xiàn)工件的定位。

工知識(shí)準(zhǔn)備n

一'工件以平面定位

當(dāng)工件以平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，由于工件的定位平面和定位件的表面不可能是絕

對(duì)的理想平面（特別是毛坯面作為定位基準(zhǔn)時(shí)），只可能由最凸出的三點(diǎn)接觸，并且

在一批工件中這三點(diǎn)的位置都不一樣。

工件以平面定位時(shí)的定位元件主要有以下幾種：

（1）支承釘。支承釘?shù)臉?biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)有平頭式（A型）、球面式（B型）、網(wǎng)紋頂

面式（C型）

（2）支撐。

（3）可調(diào)支承。

（4）輔助支撐。

二'工件以外圓定位

工件以外圓定位最常見(jiàn)的定位元件有V形鐵、定位套筒、定位環(huán)、半圓弧定位裝

置。

1.工件在V形鐵上定位

工件以外圓柱面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，主要是保證外圓柱面的軸線在夾具中占有預(yù)定

的位置。如圖4-34所示，V形鐵是由兩個(gè)定位平面并形成夾角a的一種定位元件。結(jié)合例題講解標(biāo)

a有60°、90。、120。三種。長(zhǎng)V形鐵可以限制工件的x,/記,：國(guó)木自由準(zhǔn)公差數(shù)值計(jì)

導(dǎo)A-ZT-。

度，短V形鐵可以限制工件的x,z兩個(gè)自由度。特點(diǎn)：當(dāng)工件定位外圓直徑變化

時(shí)，可保證圓柱體軸向在水平方向上（x軸方向）沒(méi)有定位誤差，但在垂直平面方向

上（z軸方向）有定位誤差，即對(duì)中性好。

2.在半圓弧上定位

這種裝置的下半圓弧固定在夾具體上，起定位作用。

三、工件以圓柱孔定位

1.在圓柱心軸上定位

2.在小錐度心軸上定位

3.圓錐心軸

4.螺紋心軸

5.花鍵心軸

四、工件以兩孔一面定位

當(dāng)工件以兩個(gè)平行孔與跟其相垂直的平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，可用一個(gè)圓柱銷(xiāo)、一

個(gè)菱形銷(xiāo)和一個(gè)平面作為定位元件來(lái)定位。該種定位限制了工件的六個(gè)自由度。

任務(wù)四工件在夾具中的加緊

"壬務(wù)分析』

工件在夾具上定位以后，必須采用一些裝置將工件夾緊壓牢，使其在加工過(guò)程中

不會(huì)因受切削力、慣性力等作用而使工件產(chǎn)生位移或振動(dòng)。這類將工件夾緊壓牢的裝

置及夾緊力的分析就是本任務(wù)所要學(xué)習(xí)的知識(shí)。

教師講解基本偏

1知識(shí)準(zhǔn)備H

差數(shù)值。

工件選定以后，由于在加工過(guò)程中所受到的切削力、慣性力及工件自重等因素的

影響將使工件產(chǎn)生位移或振動(dòng)，從而破壞工件以確定的加工位置。因此，在夾具中應(yīng)

設(shè)有夾緊裝置，以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膴A緊力把工件夾緊，使工件在加工過(guò)程中始終固定在正

確的位置上。

夾緊裝置：工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的裝置。

一、對(duì)夾緊裝置的基本要求對(duì)夾緊裝置的基本要求如下。

(1)牢：夾緊后應(yīng)保證工件在加工過(guò)程中的位置不發(fā)生變化。

(2)正：夾緊時(shí)應(yīng)不破壞工件的正確定位。

(3)快：操作方便，安全省力，加緊迅速。

(4)簡(jiǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，有足夠的剛性和強(qiáng)度，便于制造。

二、夾緊力和夾緊時(shí)的注意事項(xiàng)

夾緊力的確定包括夾緊力的大小、方向、作用點(diǎn)三個(gè)要素。

1.夾緊力的大小

夾緊力必須保證工件在加工過(guò)程中位置不發(fā)生變化，但夾緊力也不能過(guò)大，過(guò)大

會(huì)造成工件變形。夾緊力的大小可以計(jì)算，但一般用經(jīng)驗(yàn)預(yù)估計(jì)法獲得。

2.夾緊力的方向

(1)夾緊力的方向應(yīng)盡可能垂直于工件的主要定位基準(zhǔn)面，使加緊穩(wěn)定可靠保

證加工質(zhì)量。

(2)夾緊力的方向應(yīng)盡量與切削力的方向一致。

3.夾緊力的作用點(diǎn)

知道公差帶代號(hào)

(1)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能地落在主要定位面上，這樣可以保證加緊穩(wěn)定可

的組成。

靠。

(2)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)，并盡量作用在工件剛性較好的部位。

(3)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，防止工件產(chǎn)生振動(dòng)，如圖4-45所示。

若無(wú)法靠近，可采用輔助軸承。

任務(wù)五基本夾緊機(jī)構(gòu)

"壬務(wù)分析1

夾緊裝置的種類有很多，在實(shí)際生產(chǎn)加工中應(yīng)當(dāng)選擇合理、適當(dāng)?shù)亩ㄎ辉M(jìn)行

支承來(lái)限制工件的相應(yīng)自由度以此來(lái)達(dá)到加工出合格工件的目的。能較好地對(duì)定位元

件支承點(diǎn)及自由度限制進(jìn)行分析是本任務(wù)所要研究的主要內(nèi)容。

[[知識(shí)準(zhǔn)備?

譬定位元件支撐點(diǎn)部分饕自

I位基準(zhǔn)由度

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國(guó)**華

避而支W

外

圓

柱

面

教師講解國(guó)家標(biāo)

準(zhǔn)推薦選用的尺

寸公差帶。

工作定限制自

定位元件支撐點(diǎn)部分

位基準(zhǔn)由度

柱

z

z

"壬務(wù)實(shí)施1

鉆床夾具設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)在搖臂鉆床上加工圖4-46所示杠桿臂零件上孔Q10mm和Q13mm的鉆

夾具。

圖4-46杠桿臂零件零件圖

一、杠桿臂加工工藝分析

該工件的結(jié)構(gòu)形狀比較不規(guī)則，臂部剛性不足，加工孔Q10mm位于懸臂結(jié)構(gòu)

處，且該孔精度和表面粗糙度要求高，故工藝規(guī)程中分鉆、擴(kuò)、錢(qián)多個(gè)工序。

二、定位方案與定位元件

明確任務(wù)。

1.確定定位方案

定位方案如圖4-47所示。

2.選用定位元件

定位元件如圖4-48所示。

可調(diào)支承釘

10

圖4-48定位元件圖4-47定位方案

舉例說(shuō)明基準(zhǔn)配

合制的選擇。

三、夾緊方案設(shè)計(jì)

夾緊機(jī)構(gòu)如圖4-49所示。