数控机床夹具 (2).ppt
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1、第3章 数控机床夹具 v3.1 机床夹具概述 v3.1.1 概述 v3.1.2 基准及其分类 v3.1.3 机床夹具的组成和作用 v3.2 工件的定位和夹紧v3.2.1 工件定位的基本原理 v3.2.2 定位方法及定位元件v3.2.3 组合表面定位 v3.2.4 夹紧装置的组成及基本要求 v3.2.5 夹紧力三要素确定 v3.2.6 典型夹紧机构 v3.3 数控加工常用夹具v3.3.1 数控加工夹具简介 v3.3.2 组合夹具 v3.3.3 拼装夹具 3.1 机床夹具概述 3.1.1 概述概述v概念概念:v在在机机械械加加工工过过程程中中,为为了了保保证证加加工工精精度度,固固定定工工件件,使
2、使之之占占有有确确定定位位置置以以接接受受加加工工或或检检测测的的工艺装备统称为机床夹具,简称工艺装备统称为机床夹具,简称夹具夹具。v1工件的安装工件的安装v工件的安装包含的内容工件的安装包含的内容:v(1)定位定位 v(2)夹紧夹紧 v2工件的安装方法工件的安装方法v工件常用的工件常用的安装方法安装方法:v(1)直接找正安装直接找正安装v概念:概念:用划针、百分表等工具直接找正工件位置用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正安装法。并加以夹紧的方法称直接找正安装法。v特点:特点:生产率低,精度取决于工人的技术水平和生产率低,精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度测量工
3、具的精度 v(2)划线找正安装划线找正安装 v概念:概念:先用划针画出要加工表面的位置,再按划先用划针画出要加工表面的位置,再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。v特点:特点:费时,又需要技术高的划线工费时,又需要技术高的划线工 v(3)用夹具安装用夹具安装v概念:概念:v将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法v特点:特点:v工件在夹具中的正确定位,是通过工件上的定工件在夹具中的正确定位,是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。因此,不再需要找正
4、便可将工件夹紧。因此,不再需要找正便可将工件夹紧。v由于夹具预先在机床上已调整好位置,因此,由于夹具预先在机床上已调整好位置,因此,工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置 v通过夹具上的对刀装置,保证了工件加工表面通过夹具上的对刀装置,保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。相对于刀具的正确位置。3.1.2 基准及其分类v概念概念:v基准是零件上用来确定其它点、线、面位置所基准是零件上用来确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。依据的那些点、线、面。v基准分类基准分类:v设计基准和工艺基准设计基准和工艺基准v1设计基准设计基准(图图a、b)v
5、设计基准是在零件图上所采用的基准。它是标设计基准是在零件图上所采用的基准。它是标注设计尺寸的起点。注设计尺寸的起点。v2工艺基准工艺基准(图图b)v概念概念:v工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。v分类分类:v定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。v(1)定位基准定位基准 (图图a、b)v概念概念:在加工中用作定位的基准,称为定位基:在加工中用作定位的基准,称为定位基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线或面。线或面。v分类分类:粗基准和精基准:粗基准和精基准 v(2)
6、工序基准工序基准(图图a)v概念概念:在工序图上,用来标定本工序被加工面:在工序图上,用来标定本工序被加工面尺寸和位置所采用的基准,称为工序基准。尺寸和位置所采用的基准,称为工序基准。v注意:序基准应当尽量与设计基准相重合注意:序基准应当尽量与设计基准相重合 v(3)测量基准测量基准 (图图b)v概念概念:件测量时所采用的基准,称为测量基准:件测量时所采用的基准,称为测量基准v(4)装配基准装配基准(图图b)v概念概念:装配时用以确定零件在机器中位置的基:装配时用以确定零件在机器中位置的基准,称为装配基准。准,称为装配基准。3.1.3 机床夹具的组成和作用 v1机床夹具在机械加工中的作用机床夹
7、具在机械加工中的作用v(1)保证加工精度保证加工精度 v(2)提高生产率、降低成本提高生产率、降低成本 v(3)扩大机床的工艺范围扩大机床的工艺范围 v(4)减轻工人的劳动强度减轻工人的劳动强度 v2 夹具的组成夹具的组成v(1)定位元件定位元件 (图图)v定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。v(2)夹紧装置夹紧装置 (图图)v夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢,保证工件夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢,保证工件在加工过程中受到外力在加工过程中受到外力(切削力等切削力等)作用时不离作用时不离开已经占据的正确位置。开已经占据的正确位置。v(3)对刀或导向装置
8、对刀或导向装置v对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。的正确位置。v(4)连接元件连接元件v连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。v(5)夹具体夹具体 v夹具体是机床夹具的基础件,夹具体是机床夹具的基础件,v(6)其它装置或元件其它装置或元件v它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。件。v若需加工按一定规律分布的多个表面时,常设若需加工按一定规律分布的多个表面时,常设置分度装置;为了能方便、准确地定位,常设置分度装置;为了能方便、准确地定位,常设置预定
9、位装置;对于大型夹具,常设置吊装元置预定位装置;对于大型夹具,常设置吊装元件等。件等。3.2 工件的定位和夹紧 工件的六个自由度 长方体形工件的定位 v3.2.1 工件定位的基本原理v1六点定位原理v、概念概念:v用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则,称为的法则,称为六点定位原理六点定位原理。v、“六点定位原理六点定位原理”应应注意注意:v(1)(1)定位支承点限制工件自由度的作用,应理定位支承点限制工件自由度的作用,应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。贴接触。v(2)(2)一个定位支承点
10、仅限制一个自由度,一个一个定位支承点仅限制一个自由度,一个工件仅有六个自由度,所设置的定位支承点数工件仅有六个自由度,所设置的定位支承点数目,原则上不应超过六个。目,原则上不应超过六个。v(3)(3)分析定位支承点的定位作用时,不考虑力分析定位支承点的定位作用时,不考虑力的影响的影响v2工件定位中的几种情况工件定位中的几种情况v(1)完全定位完全定位 (图图)v概念概念:工件的六个自由度全部被限制的定位。:工件的六个自由度全部被限制的定位。v(2)不完全定位不完全定位(图图)v概念概念:根据工件的加工要求,并不需要限制工件:根据工件的加工要求,并不需要限制工件的全部自由度的定位。的全部自由度的
11、定位。v(3)欠定位欠定位 (图图)v概念概念:根据工件的加工要求,应该限制的自由度:根据工件的加工要求,应该限制的自由度没有完全被限制的定位没有完全被限制的定位 v(4)过定位过定位 (图图)v概念概念:夹具上的两个或两个以上的定位元件,重:夹具上的两个或两个以上的定位元件,重复限制工件的同一个或几个自由度的现象复限制工件的同一个或几个自由度的现象v、过定位可能导致的后果、过定位可能导致的后果:vA、工件无法安装、工件无法安装vB、造成工件或定位元件变形、造成工件或定位元件变形v、消除或减小过定位所引起干涉的方法、消除或减小过定位所引起干涉的方法:vA、改变定位元件的结构,使定位元件重复限、
12、改变定位元件的结构,使定位元件重复限制自由度的部分不起定位作用。制自由度的部分不起定位作用。(改进(改进图图)vB、合理应用过定位,提高工件定位基准之间、合理应用过定位,提高工件定位基准之间以及定位元件的工作表面之间的位置精度。以及定位元件的工作表面之间的位置精度。(图图)3.2.2 定位方法及定位元件v概念概念:工件上的定位基准面与相应的定位:工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副元件合称为定位副 v1工件以平面定位工件以平面定位v(1)支承钉支承钉v、球头支承钉、球头支承钉 (图图 B型)型)v、齿纹头支承钉、齿纹头支承钉 (图图 C型)型)v、平头支承钉、平头支承钉 (图图A型)
13、型)v、可调支承、可调支承 (图图)v、自位支承、自位支承 v(2)支承板支承板 (图图)v2工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位v定位方式的定位方式的基本特点基本特点是:定位孔与定位元件之间处是:定位孔与定位元件之间处于配合状态,并要求确保孔中心线与夹具规定的轴于配合状态,并要求确保孔中心线与夹具规定的轴线相重合。线相重合。v(1)圆柱销圆柱销 (图图)v(2)圆柱心轴圆柱心轴 (图图)v心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿轮加工。及齿轮加工。v(3)圆锥销圆锥销 (图(图a、b)v工件以圆柱孔在圆锥销上定位工件以圆柱孔在圆锥销上定位 v(
14、4)小锥度心轴小锥度心轴 v3工件以圆锥孔定位工件以圆锥孔定位v(1)圆锥形心轴圆锥形心轴v圆锥心轴限制了工件除绕轴线转动自由度以外的其圆锥心轴限制了工件除绕轴线转动自由度以外的其它五个自由度。它五个自由度。v(2)顶尖顶尖 v即为锥孔与锥销配合。两个中心孔是定位基面,所即为锥孔与锥销配合。两个中心孔是定位基面,所体现的定位基准是由两个中心孔确定的中心线体现的定位基准是由两个中心孔确定的中心线v4工件以外圆柱表面定位工件以外圆柱表面定位 v(1)V形架形架 vV形架定位的最大优点是形架定位的最大优点是对中性对中性好。好。vV形架可分为固定式和形架可分为固定式和活动式活动式。v(2)定位套定位套
15、v一般适用于精基准定位,常与端面联合定位。一般适用于精基准定位,常与端面联合定位。v工件以外圆柱面定位,有时也可用半圆套或锥套工件以外圆柱面定位,有时也可用半圆套或锥套作定位元件。作定位元件。3.2.3 组合表面定位v最常用的就是最常用的就是“一面两孔一面两孔”定位。定位。v一平面和一圆柱销及一平面和一圆柱销及削边销削边销 v其它组合定位方式还有以一孔及其端面定位其它组合定位方式还有以一孔及其端面定位(齿轮加工中常用),有时还会采用(齿轮加工中常用),有时还会采用V形导形导轨、燕尾导轨等组合成形表面作为定位基轨、燕尾导轨等组合成形表面作为定位基面。面。3.2.4 夹紧装置的组成及基本要求v1夹
16、紧装置的组成夹紧装置的组成 图图v(1)力源装置力源装置 图图中中1v产生夹紧作用力的装置。所产生的力称为原始力产生夹紧作用力的装置。所产生的力称为原始力 v(2)中间传力机构中间传力机构 图图中中2v 介于力源和夹紧元件之间传递力的机构介于力源和夹紧元件之间传递力的机构 v(3)夹紧元件夹紧元件 图图中中3v夹紧装置的最终执行件,与工件直接接触完成夹夹紧装置的最终执行件,与工件直接接触完成夹紧作用紧作用 v2对夹具装置的要求对夹具装置的要求 v(1)夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位)夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。置。v(2)夹紧力大小要适当。夹紧力大小要适当。v(3)夹紧机构的
17、自动化程度和复杂程度应和夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应,并有良好的结构工艺工件的生产规模相适应,并有良好的结构工艺性,尽可能采用标准化元件。性,尽可能采用标准化元件。v(4)夹紧动作要迅速、可靠,且操作要方便、)夹紧动作要迅速、可靠,且操作要方便、省力、安全。省力、安全。3.2.5 夹紧力三要素确定v夹紧力的夹紧力的三要素三要素:大小、方向和作用点。:大小、方向和作用点。v1夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定v确定原则确定原则:v(1)夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准)夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面。面。图图v(2)夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。夹紧力作用
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