第3讲工件定位与夹紧课件.pptx

第第1 1页页机械制造工程机械制造工程工件定位及夹紧u工件定位的原理与实现u工件夹紧的原理与实现u定位误差分析与计算第1页/共73页第第2 2页页机械制造工程机械制造工程工件定位及夹紧u工件定位的原理与实现工件定位的原理工件定位的原理常用定位方法与定位元件常用定位方法与定位元件工件定位类型工件定位类型u工件夹紧的原理与实现u定位误差分析与计算第2页/共73页第第3 3页页机械制造工程机械制造工程六点定位原理第3页/共73页第第4 4页页机械制造工程机械制造工程六点定位原理第4页/共73页第第5 5页页机械制造工程机械制造工程常用定位方法与定位元件u常用定位方法平面定位平面定位圆孔定位圆孔定位外圆柱面定位外圆柱面定位圆锥孔定位圆锥孔定位第5页/共73页第第6 6页页机械制造工程机械制造工程平面定位支承钉u常见的平面定位元件有支承钉和支承板两种u用支承钉的平面定位方法：第6页/共73页第第7 7页页机械制造工程机械制造工程平面定位支承钉u支承钉可分为固定支承钉、可调支承钉、自定位支承钉和辅助支承四种u固定支承钉： A型：已加工表面型：已加工表面 B型：毛坯表面型：毛坯表面 C型：防滑型：防滑第7页/共73页第第8 8页页机械制造工程机械制造工程平面定位支承钉u可调支承钉：可调整支承面的高度 毛坯制造精度低，尺寸变化大，粗基准毛坯制造精度低，尺寸变化大，粗基准 一般与固定支承钉配合使用一般与固定支承钉配合使用第8页/共73页第第9 9页页机械制造工程机械制造工程平面定位支承钉u自定位支承：浮动支承 大尺寸、平面误差较大的毛坯面大尺寸、平面误差较大的毛坯面 限制一个自由度限制一个自由度第9页/共73页第第1010页页机械制造工程机械制造工程平面定位支承钉u辅助支承：不起限制自由度的作用，不破坏原来的定位 工件定位后，才起支承作用，以提高定位的稳定性工件定位后，才起支承作用，以提高定位的稳定性第10页/共73页第第1111页页机械制造工程机械制造工程平面定位支承钉第11页/共73页第第1212页页机械制造工程机械制造工程平面定位支承板u支承板根据其宽度与定位面大小的关系，分为窄板和宽板 窄板相当于二个支承钉：限制窄板相当于二个支承钉：限制2个自由度个自由度 宽板相当于三个支承钉：限制宽板相当于三个支承钉：限制3个自由度个自由度第12页/共73页第第1313页页机械制造工程机械制造工程平面定位支承板uA型支承板uB型支承板：易于排屑第13页/共73页第第1414页页机械制造工程机械制造工程圆孔定位圆柱定位销u 圆孔定位常用定位销、心轴等来定位u 定位销分为圆柱销和圆锥销两种 圆柱销又可分为长销和短销圆柱销又可分为长销和短销第14页/共73页第第1515页页机械制造工程机械制造工程圆孔定位圆柱定位销u 菱形销（削边销）u 圆柱销与平面的组合定位 长销与小平面的组合长销与小平面的组合 短销与大平面的组合短销与大平面的组合第15页/共73页第第1616页页机械制造工程机械制造工程圆孔定位圆柱定位销第16页/共73页第第1717页页机械制造工程机械制造工程圆孔定位圆锥销u圆锥销：一般限制3个移动自由度第17页/共73页第第1818页页机械制造工程机械制造工程圆孔定位心轴u心轴可分为：长圆柱心轴、短圆柱心轴、小锥度心度第18页/共73页第第1919页页机械制造工程机械制造工程外圆柱面定位V形块u外圆柱面常用V形块来定位 V形块分为短形块分为短V形块和长形块和长V形块形块 V形块具有自动对中的功能形块具有自动对中的功能第19页/共73页第第2020页页机械制造工程机械制造工程圆锥孔定位u圆锥孔定位：顶尖、锥度心轴第20页/共73页第第2121页页机械制造工程机械制造工程工件定位形式u工件定位形式主要分为以下几种：不完全定位不完全定位完全定位完全定位欠定位欠定位过定位过定位第21页/共73页第第2222页页机械制造工程机械制造工程完全定位与不完全定位u如果在工序中，需对工件的六个自由度都进行限制，则称为完全定位u如果某个自由度没有限制，但对加工不会产生影响，则称为不完全定位第22页/共73页第第2323页页机械制造工程机械制造工程第23页/共73页第第2424页页机械制造工程机械制造工程第24页/共73页第第2525页页机械制造工程机械制造工程第25页/共73页第第2626页页机械制造工程机械制造工程第26页/共73页第第2727页页机械制造工程机械制造工程欠定位与过定位u欠定位：应该限制的自由度没有被限制，将引起加工尺寸无法保证第27页/共73页第第2828页页机械制造工程机械制造工程第28页/共73页第第2929页页机械制造工程机械制造工程u大端平台与长销组合而产生过定位第29页/共73页第第3030页页机械制造工程机械制造工程过位定的消除第30页/共73页第第3131页页机械制造工程机械制造工程过定位的消除第31页/共73页第第3232页页机械制造工程机械制造工程u一面两销的过定位第32页/共73页第第3333页页机械制造工程机械制造工程第33页/共73页第第3434页页机械制造工程机械制造工程工件定位及夹紧u工件定位的原理与实现u工件夹紧的原理与实现夹紧力的确定：方向、作用点、大小夹紧力的确定：方向、作用点、大小典型夹紧机构典型夹紧机构典型夹具典型夹具u定位误差分析与计算第34页/共73页第第3535页页机械制造工程机械制造工程夹紧力方向（1）u有利于工件的准确定位，而不能破坏定位第35页/共73页第第3636页页机械制造工程机械制造工程夹紧力的方向（2）u夹紧力的方应向尽量减小工件变形第36页/共73页第第3737页页机械制造工程机械制造工程夹紧力的方向（3）u应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力第37页/共73页第第3838页页机械制造工程机械制造工程夹紧力的作用点（1）第38页/共73页第第3939页页机械制造工程机械制造工程夹紧力作用点（2）第39页/共73页第第4040页页机械制造工程机械制造工程夹紧力作用点（3）主要夹紧力垂直作用于定位基准，并增加辅助支撑，防止加工时产生振动。第40页/共73页第第4141页页机械制造工程机械制造工程三种基本夹紧机构u夹紧机构：利用斜面楔紧作用的原理来夹紧工件，有一定行程并满足自锁条件。斜楔夹紧机构：最基本的夹紧机构斜楔夹紧机构：最基本的夹紧机构螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构圆偏心夹紧机构圆偏心夹紧机构可看成是斜楔机构的变型可看成是斜楔机构的变型第41页/共73页第第4242页页机械制造工程机械制造工程典型夹具举例第42页/共73页第第4343页页机械制造工程机械制造工程第43页/共73页第第4444页页机械制造工程机械制造工程第44页/共73页第第4545页页机械制造工程机械制造工程第45页/共73页第第4646页页机械制造工程机械制造工程第46页/共73页第第4747页页机械制造工程机械制造工程第47页/共73页第第4848页页机械制造工程机械制造工程夹具的组成u 定位元件：起定位作用，保证工件相对于夹具的位置，可用六点定位原理来分析其所限制的自由度；u 夹紧装置：将工件夹紧，以保证在加工时保持所限制的自由度。根据动力源的不同，可分为手动、气动、液压和电动等夹紧方式u 导向元件和对刀装置：用来保证刀具相对于夹具的位置。u 连接元件：用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置u 夹具体：将上述部件有机地连成一体的基础部件第48页/共73页第第4949页页机械制造工程机械制造工程xyxz第49页/共73页第第5050页页机械制造工程机械制造工程工件定位及夹紧u工件定位的原理与实现u工件夹紧的原理与实现u定位误差分析与计算第50页/共73页第第5151页页机械制造工程机械制造工程定位误差分析依据u加工误差 = 安装误差 + 对定误差 + 加工过程误差u满足精度要求：加工误差 零件公差 安装误差 = (加工误差)/3 零件公差/3u安装误差 = （定位误差 + 夹紧误差） 定位误差u定位误差 零件公差/3第51页/共73页第第5252页页机械制造工程机械制造工程定位误差u定位误差：由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸或位置要求方向的加工误差u产生原因：工件本身的误差：一批零件，尺寸和位置上均有工件本身的误差：一批零件，尺寸和位置上均有着公差着公差定位元件本身有制造误差定位元件本身有制造误差定位元件之间有误差定位元件之间有误差第52页/共73页第第5353页页机械制造工程机械制造工程基准概念与分类u基准是工件上不同的表面之间用以确定相互关系所依据的点、线、面。第53页/共73页第第5454页页机械制造工程机械制造工程设计基准u设计基准是设计工作图上所采用的基准，常指零件工作图上的基准零件图纸上用于确定其上的某些点、线、面所依据的那些点、线、面。第54页/共73页第第5555页页机械制造工程机械制造工程工艺基准u零件在加工、测量和装配时所采用的基准，包括工序基准、定位基准、测量基准工序基准工序基准：机械加工工序基准和装配工序基准。工序图：机械加工工序基准和装配工序基准。工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和位上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准置的基准定位基准定位基准：定位是加工前使工件相对于刀具有正确的位：定位是加工前使工件相对于刀具有正确的位置。加工时用于工件定位的基准。置。加工时用于工件定位的基准。测量基准测量基准：在加工或加工后用来测量工件的形状、位置：在加工或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸时所采用的基准。和尺寸时所采用的基准。第55页/共73页第第5656页页机械制造工程机械制造工程不同基准的示例设计基准零件图工序图定位元件定位方案图通过粗加工工序尺寸和精加工工序尺寸，就可以看出相应的加工余量第56页/共73页第第5757页页机械制造工程机械制造工程定位误差的组成u定位误差是指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸的最大可能变化范围。u定位误差由基准不重合误差和基准位移误差组成 基准不重合误差：由于工序基准和定位基准不重合，而引起的同一基准不重合误差：由于工序基准和定位基准不重合，而引起的同一批工件的工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大可能变批工件的工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大可能变动范围。动范围。 基准位移误差：由于定位基准本身的尺寸和形状误差，以及定位基基准位移误差：由于定位基准本身的尺寸和形状误差，以及定位基准与定位元件之间的间隙，所引起的同一批工件定位基准在加工尺准与定位元件之间的间隙，所引起的同一批工件定位基准在加工尺寸方向上的最大可能变动范围寸方向上的最大可能变动范围第57页/共73页第第5858页页机械制造工程机械制造工程定位误差的计算u计算方法一：直接找出一批工件定位可能出现的两个极端位置，通过几何关系直接计算出工序尺寸的最大可能变动范围。u计算方法二：根据定位误差的组成来计算 基准不重合误差：工序基准相对定位基准的最大可能变动范围基准不重合误差：工序基准相对定位基准的最大可能变动范围 基准位移误差：定位基准的最大可能变动范围基准位移误差：定位基准的最大可能变动范围 关键关键: 基准不重合误差：工序基准相对于定位基准 基准位移误差：定位基准相对于理想定位基准第58页/共73页第第5959页页机械制造工程机械制造工程定位方案可行性分析u定位方案可行的条件：定位误差 工序公差/3第59页/共73页第第6060页页机械制造工程机械制造工程定位误差分析与计算A3A3不变第60页/共73页第第6161页页机械制造工程机械制造工程第61页/共73页第第6262页页机械制造工程机械制造工程定位基准位移误差第62页/共73页第第6363页页机械制造工程机械制造工程第63页/共73页第第6464页页机械制造工程机械制造工程用V型块定位的定位误差分析第64页/共73页第第6565页页机械制造工程机械制造工程第65页/共73页第第6666页页机械制造工程机械制造工程第66页/共73页第第6767页页机械制造工程机械制造工程第67页/共73页第第6868页页机械制造工程机械制造工程第68页/共73页第第6969页页机械制造工程机械制造工程第69页/共73页第第7070页页机械制造工程机械制造工程第70页/共73页第第7171页页机械制造工程机械制造工程第71页/共73页第第7272页页机械制造工程机械制造工程第72页/共73页第第7373页页机械制造工程机械制造工程作业u零件如图所示，本工序采用水平放置的定位销以工件内孔为定位来加工缺口AB，定位销直径为试分析该定位方案能否满足加工要求如果无法满足，请提出改进方案 ABDd000.10.100.10.2020,4350,30ABDd 0.0510.1030d 第73页/共73页