机械加工工艺设计：工件的装夹和数控夹具的选用.ppt

工件在夹具中的装夹与定位常用定位元件及定位方式定位误差分析机床夹具概述工件的夹紧数控夹具的选用通用夹具的选用课堂讨论专用夹具,工件装夹的方法,找正法,划线找正法,图2-3 被加工零件,直接找正法,用夹具装夹,工件在夹具中的定位,夹紧,工件定位基本原理,六点定位原则,任何一个自由刚体，在空间均有六个自由度，即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和绕此三坐标轴的转动。工件定位的实质就是限制工件的自由度,基准轴,第二定位基准面,第三定位基准面,基准轴,主定位基准面,基准轴,工件定位时，用合理分布的六个支承点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定位原则”。六点定位原则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件,工件在夹具中的定位,使工件在夹具中获得惟一确定的位置；使工件的定位基准与定位元件紧贴接触。,工件在夹具中的定位,例 图2-6,常用定位元件及定位方式,以平面定位,A型用于精基准，B型用于粗基准，C型用于侧面定位。支承钉与夹具孔的配合为H7/r6或H7/n6。若支承钉需经常更换时可加衬套，其外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6，内径与支承钉的配合为H7/js6。使用几个A型支承钉时，装配后应磨平工作表面，以保证等高性,支承钉,适用于精基准。A型用于侧面和顶面定位，B型用于底面定位。支承板用螺钉紧固在夹具体上。若受力较大或支承板有移动趋势时，应增加圆锥销或将支承板嵌入夹具体槽内。采用两个以上支承板定位时，装配后应磨平工作表面，以保证等高性,支承板,固定支承,常见定位元件及限制的自由度,以平面定位,适用于毛坯（如铸件）分批制造，其形状和尺寸变化较大的粗基准定位。亦可用于同一夹具加工形状相同而尺寸不同的工件，或用于专用可调整夹具和成组夹具中。在一批工件加工前调整一次，调整后用锁紧螺母锁紧,可调支承,支承本身在定位过程中所处的位置，随工件定位基准面位置的变化而自动与之适应，其作用相当于一个固定支承，只限制一个自由度。由于增加了与定位基准面接触的点数，故可提高工件的安装刚性和稳定性。适用于工件以粗基准定位或刚性不足的场合,自位支承,常用定位元件及定位方式,可调支承应用实例,常用定位元件及定位方式,以平面定位,旨在提高工件的装夹刚性和定位的稳定性，并不起消除自由度的作用。使用时必须逐个工件进行调整，以适应工件支承表面的位置变化结构简单，但效率较低,螺旋式辅助支承,支承销的高度高于主要支承，当工件装夹在主要支承上后，支承销被工件定位基准面压下，并与其他主要支承一起与工件定位基准面保持接触，然后锁紧。适用于工件重量较轻，垂直作用的切削负荷较小的场合,自位螺旋式辅助支承,常用定位元件及定位方式,以圆柱孔定位,当工作部分直径D3mm时采用小定位销（JB/T 8014.11999），夹具体上应有沉孔，使定位销圆角部分沉入孔内而不影响定位。大批量生产时，应采用可换定位销（JB/T 8014.31999）。工作部分的直径，可根据工件的加工要求和安装方便，按g5、g6、f6、f7制造，与夹具体配合为H7/r6或H7/n6，衬套外径与夹具体配合为H7/h6，其内径与定位销配合为H7/h6或H7/h5。当采用工件上孔与端面组合定位时，应该加上支承垫板或支承垫圈,定位销,常用定位元件及定位方式,以圆柱孔定位,图a为间隙配合心轴，心轴工作部分按基孔制h6、g6或f7制造。装卸工件较方便，但定心精度不高；图b为过盈配合心轴，引导部分直径D3按e8制造，其基本尺寸为基准孔的最小极限尺寸，其长度约为基准孔长度的一半。工作部分直径按r6制造，其基本尺寸为基准孔的最大极限尺寸。当工件基准孔的长径比L/D1时，心轴的工作部分应稍带锥度，直径D1按r6制造，其基本尺寸为孔的最大极限尺寸；直径D2按r6制造，其基本尺寸为基准孔的最小极限尺寸。心轴上的凹槽供车削工件端面时退刀用。这种心轴制造简便，定心准确，但装卸工件不便，且易损伤工件定位孔。多用于定心精度要求较高的场合；图c为花键心轴，用于以花键孔为定位基准的工件,定位心轴,常用定位元件及定位方式,以外圆柱面定位,对中性好，能使工件的定位基准轴线在V形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，并且安装方便。可用于粗、精基准,活动V型块,固定V型块,用于定位夹紧机构中，起消除一个自由度的作用,常用定位元件及定位方式,活动V型块应用实例,常用定位元件及定位方式,以外圆柱面定位,图a中外圆柱面为第二定位基准；图b中外圆柱面为主定位基准；图c中定位元件为半圆形衬套，上半圆起夹紧作用，下半圆孔的最小直径应取工件定位基准外圆的最大直径。适用于大型轴类零件,定位套,常用定位元件及定位方式,常用定位元件及定位方式,定位误差分析,定位误差：因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸上的最大变动量,定位误差的组成,基准不重合误差,基准位移误差,定位基准与工序基准不重合引起的误差,定位基准与限位基准不重合引起的误差,大小等于定位基准与工序基准之间的尺寸公差,由于定位基面和限位基面的制造公差和间隙造成的,定位误差分析,例：用=90的V形块定位铣轴上键槽，计算定位误差；若不考虑其它误差，判断其加工精度能否满足加工要求？解：=0.207=0.2070.12=0.025 为0.025，远小于工件尺寸公差0.25，所以能够满足加工要求,定位误差计算实例,定位误差分析,在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品；可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。,机床夹具组成,机床夹具组成,夹具的组成,定位装置,夹紧装置,夹具体,其它装置或元件,作用是使工件在夹具中占据正确的位置,作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置,将夹具上的所有组成部分，联接成为一个整体的基础件,包含对刀元件、导向元件、分度装置、连接元件等,夹紧过程可靠,夹紧力大小适当,结构性好,不改变工件定位后所占据的正确位置。,既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变、振动小，又要使工件不会产生过大的夹紧变形。,操作简单、方便、省力、安全。,夹紧装置的结构力求简单、紧凑，便于制造和维修。,操作性好,工件的夹紧,夹紧装置应满足的要求,工件的夹紧,夹紧力的确定,方向,作力点,大小,夹紧力方向有助于减小夹紧力大小夹紧力应指向主要定位面,落在支承范围内；落在工件刚性较好的方向或部位；靠近加工表面,主要根据切削力大小，由计算法或类比法确定,工件的夹紧,机床夹具分类,夹具的分类,机床夹具分类,夹具的分类,机床夹具分类,夹具的分类,通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产,通用具夹的选用,液压 三爪卡盘：用于回转工件的自动装卡,四爪单动卡盘：用于非回转体或偏心件的装卡,卡盘的夹紧过程,通用具夹的选用,工件在平口钳上的夹紧,平口钳分固定侧与活动侧，固定侧与底面作为定位面，活动侧用于夹紧,通用具夹的选用,正弦平口钳，通过钳身上的孔及滑槽来改变角度，可用于斜面零件的装夹,通用具夹的选用,平口钳可选附件,通用具夹的选用,通用夹具的装卡过程,通用具夹的选用,工件的定位与夹紧有什么区别？确定工件在夹具中应限制自由度数目的依据是什么？什么是欠定位？为什么不能采用欠定位？试举例说明。试分析右图中的定位元件分别限制了哪些自由度？有哪些夹紧元件？,课堂讨论,。,专用夹具指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大批大量生产,专用夹具,连杆加工专用夹具该夹具靠工作台T形槽和夹具体上定位键确定其在数控铣床上的位置，并用T形螺栓紧固,专用夹具,连杆加工专用铣槽夹具结构夹具l一夹具体；2一压板；3、7一螺母；4、5一垫圈：6一螺栓；8一弹簧；9一定位键；10一菱形销；11一圆柱销,专用夹具,组合夹具的优缺点：优点：使用组合夹具可节省夹具的材料费、设计费、制造费，方便库存保管；另外，其组合时间短，能够缩短生产周期，反复拆装，不受零件尺寸改动限制，可以随时更换夹具定位易磨损件；缺点：组合夹具需要经常拆卸和组装；其结构与专用夹具相比显得复杂、笨重；对于定型产品大批量生产时，组合夹具的生产效率不如专用夹具生产效率高,组合夹具的适用范围：1.组合夹具适用于新产品研制，单件、小批量生产，适用于产品品种多，生产周期短的产品结构；2.机床设备适用于钻床、加工中心、镗床、铣床、磨床，也可以组合成装配工装、检查的检具和焊接夹具,数控夹具的选用,组合夹具的特点,数控夹具的选用,谢 谢 观 看,完全定位,工件在夹具中的定位,不完全定位：Z轴旋转未限制,工件在夹具中的定位,a),b),不完全定位：Z轴旋转未限制,工件在夹具中的定位,不完全定位：a图：完全自由b、c、d图：可以沿Y轴方向移动，e图：可以沿x、Y轴方向移动，绕Z轴旋转,工件在夹具中的定位,欠定位,连杆的定位分析（a正确的定位 b 过定位）,1短销 2长销,图2-27 夹紧力与切削力、重力关系,夹紧力应指向主要定位面,工件的夹紧,夹紧力作力点的位置,工件的夹紧,作用力点落在工件刚性较好的方向或部位,工件的夹紧,工件的夹紧,作用力靠近加工面,单螺旋夹紧机构,工件的夹紧,典型螺旋压板夹紧机构,工件的夹紧,压紧件,螺旋压板夹紧机构中，压紧件主要用于将工件压紧在夹具体上，以保证工件定位后的正确位置，并使工件在切削力的作用下位置保持不变。压紧件的类型较多，用途广泛，适当使用可以改善夹具的压紧结构，提高效。,工件的夹紧,工件的夹紧,常用夹紧元件的使用,工件的夹紧,斜楔夹紧：是铣床夹具中使用最普遍的是机械夹紧机构，这类机构大多数是利用机械摩擦的原理来夹紧工件的。斜楔夹紧是其中最基本的形式，螺旋、偏心等机构是斜楔夹紧机构的演变形式,工件的夹紧,斜楔夹紧机构,工件的夹紧,斜楔夹紧机构结构简图l一斜楔；2一滑柱；3一浮动压板；4一工件,工件的夹紧,偏心夹紧机构,工件的夹紧,螺旋式定心夹紧机构,工件的夹紧,孔系组合夹具,数控夹具的选用,孔系组合夹具应用实例,数控夹具的选用,数控夹具的选用,孔系组合夹具应用实例,数控夹具的选用,第一步决定工件的定位基准面,第二步选择组合夹具定位元件,第三步选择组合夹具夹紧元件并装夹工件,孔系组合夹具应用举例,槽系组合夹具l一长方形基础板；2一方形支撑件；3一菱形定位盘；4一快换钻套；5一叉形压板；6一螺栓；7一手柄杆；8一分度合件,数控夹具的选用,槽系组合夹具应用实例,数控夹具的选用,