机床夹具设计原理和方法.pptx
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1、本章提纲本章提纲第一节第一节 概述概述第二节第二节 工件的定位工件的定位第三节第三节 工件的夹紧工件的夹紧第四节第四节 夹具的选用和设计夹具的选用和设计第1页/共78页一、概一、概述述为了加工出符合规为了加工出符合规定技术要求的表面,定技术要求的表面,必须在加工前将工件必须在加工前将工件装夹在机床上装夹在机床上1.工件的装夹工件的装夹(1)装夹的目的)装夹的目的实现工件的定位与夹紧实现工件的定位与夹紧第一节第一节 概述概述第2页/共78页定位:定位:使工件在机床或夹具中占有使工件在机床或夹具中占有正确位置正确位置的过程。的过程。夹紧:夹紧:工件定位后将其固定,使其在加工过程中工件定位后将其固定
2、,使其在加工过程中保持定保持定位位置不变位位置不变的操作。的操作。(2)装夹的方法)装夹的方法1)直接找正装夹)直接找正装夹 效率低,找正精度效率低,找正精度较高;适用单件小较高;适用单件小批量中形状简单的批量中形状简单的工件。工件。一、概一、概述述第3页/共78页3)夹具装夹)夹具装夹2)划线找正装夹)划线找正装夹通用性好,但效率通用性好,但效率低,精度不高;适低,精度不高;适用于单件小批量中用于单件小批量中形状复杂的铸件。形状复杂的铸件。操作简单,效率高,操作简单,效率高,容易保证加工精度,容易保证加工精度,适用于各种生产类型适用于各种生产类型。一、概述一、概述第4页/共78页2.机床夹具
3、的用途机床夹具的用途机床夹具是机床上用以装夹工件(和引机床夹具是机床上用以装夹工件(和引导刀具)的一种装置。其作用是将工件定导刀具)的一种装置。其作用是将工件定位,以使工件获得相对于机床或刀具的正位,以使工件获得相对于机床或刀具的正确位置,并把工件可靠地夹紧。确位置,并把工件可靠地夹紧。一、概一、概述述第5页/共78页3.机床夹具的分类机床夹具的分类按夹具的应用范按夹具的应用范围和特点分围和特点分通用夹具通用夹具专用夹具专用夹具可调夹具和成组夹具可调夹具和成组夹具组合夹具组合夹具一、概一、概述述第6页/共78页4.机床夹具的组成机床夹具的组成机床夹具的组成机床夹具的组成定位元件定位元件夹紧装置
4、夹紧装置对刀、引导元件对刀、引导元件其它装置或元件其它装置或元件夹具体夹具体连接元件连接元件一、概一、概述述第7页/共78页第二节第二节工件的定位工件的定位1、六点定位原理六点定位原理 任何一个物体在空间直角坐标系中都有任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度要确定其空间位置,就需限制其个自由度要确定其空间位置,就需限制其 6 个个自由度将自由度将6个支承抽象为个支承抽象为6个个“点点”,6个点限制个点限制了工件的了工件的6 个自由度,这就是六点定位原理。个自由度,这就是六点定位原理。第8页/共78页图图53工件在空间的自由度与工件六点定位工件在空间的自由度与工件六点定位第9页/共78
5、页六点定位原理几点注意:六点定位原理几点注意:1、“点点”的含义的含义对自由度的限制,与实际的接触点有区别对自由度的限制,与实际的接触点有区别与理论力学、机构学自由度概念区别与理论力学、机构学自由度概念区别 位置不定度位置不定度 夹紧与定位概念要分开夹紧与定位概念要分开 工件、夹具是弹性体工件、夹具是弹性体第10页/共78页举例:在球面上加工一个平面举例:在球面上加工一个平面第11页/共78页举例举例2:在球面上加工一个通孔:在球面上加工一个通孔第12页/共78页 六个自由度全部限制六个自由度全部限制完全定位完全定位u2、工件在夹具中的定位情况、工件在夹具中的定位情况第13页/共78页2、不完
6、全定位、不完全定位u2、工件在夹具中的定位、工件在夹具中的定位第14页/共78页欠定位欠定位应该消除的自由度没有消除,应该消除的自由度没有消除,不允许。不允许。欠定位欠定位u2、工件在夹具中的定位、工件在夹具中的定位第15页/共78页过定位及消除过定位的方式过定位及消除过定位的方式u2、工件在夹具中的定位、工件在夹具中的定位第16页/共78页二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件 单个典型表面的定位元件,单个典型表面是指单个典型表面的定位元件,单个典型表面是指平面平面、内外圆柱面内外圆柱面、内外圆锥面内外圆锥面等。单个典型表面是组等。单个典型表面是组成各种不同复杂工件的基
7、本单元,分析单个典型表面的定位及定位元件设计是进行夹具定位分析和夹具定成各种不同复杂工件的基本单元,分析单个典型表面的定位及定位元件设计是进行夹具定位分析和夹具定位方案设计的基础位方案设计的基础 第17页/共78页1、工件以平面定位:、工件以平面定位:常用的定位元件有支承钉、常用的定位元件有支承钉、支承板、夹具支承件和夹具体的凸台及平面等。支承板、夹具支承件和夹具体的凸台及平面等。二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件(1)支承钉:)支承钉:A型是平头支承钉型是平头支承钉B型是球头支承钉型是球头支承钉C型是齿纹顶面的型是齿纹顶面的支承钉支承钉第18页/共78页支承钉的定位
8、情况支承钉的定位情况第19页/共78页二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件(2)支承板)支承板A型型:常用于侧常用于侧面或顶面的定面或顶面的定 支承板的工作平面上开有斜槽支承板的工作平面上开有斜槽,B型支承型支承板应用较多,用于底面的定位更合适板应用较多,用于底面的定位更合适第20页/共78页支承板定位情况支承板定位情况第21页/共78页平面定位的几种情况平面定位的几种情况第22页/共78页图图48连杆的定位连杆的定位1定位销定位销2支承板支承板3圆柱销圆柱销4工件工件二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件2、可调支承、可调支承未加工过的平面定位未
9、加工过的平面定位第23页/共78页二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件3、自位支承(浮动支承)、自位支承(浮动支承)第24页/共78页(一)工件以平面定位(一)工件以平面定位二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件4、辅助支承、辅助支承第25页/共78页图图夹紧点靠近加工表面夹紧点靠近加工表面辅助支承辅助支承第26页/共78页(二)工件以外圆定位(二)工件以外圆定位二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件1、V形块形块优点(优点(1)对中性好;()对中性好;(2)应用范围广)应用范围广第27页/共78页V型块定位情况型块定位情况第
10、28页/共78页V型块的特点型块的特点V形块对外圆柱面定位,形式上是支承定位(形块对外圆柱面定位,形式上是支承定位(V形块两斜面于外圆柱面接触),但其实质是定心定位。形块两斜面于外圆柱面接触),但其实质是定心定位。V形块能起对中作用,即工件轴心必处于形块能起对中作用,即工件轴心必处于V形块两斜面的对称中心平面之上。形块两斜面的对称中心平面之上。可以用于非完整外圆的定位。可以用于非完整外圆的定位。活动活动V形块常常起着定位和夹紧的双重作用(既是定位元件,又是夹紧元件)。形块常常起着定位和夹紧的双重作用(既是定位元件,又是夹紧元件)。第29页/共78页(二)工件以外圆定位(二)工件以外圆定位二、常
11、见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件2、定位套、定位套第30页/共78页第31页/共78页(二)工件以外圆定位(二)工件以外圆定位二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件3、半圆套、半圆套第32页/共78页(二)工件以外圆定位(二)工件以外圆定位二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件4、圆锥套、圆锥套第33页/共78页(三)工件以圆孔定位(三)工件以圆孔定位定位基准为孔的轴线定位基准为孔的轴线二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件1、定位销、定位销第34页/共78页圆柱销的定位圆柱销的定位第35页/共78页(三)
12、工件以圆孔定位(三)工件以圆孔定位二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件2、圆锥销、圆锥销第36页/共78页定位情况定位情况第37页/共78页(三)工件以圆孔定位(三)工件以圆孔定位二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件3、定位心轴、定位心轴(1)圆柱心轴)圆柱心轴第38页/共78页圆柱心轴的定位:圆柱心轴的定位:第39页/共78页(三)工件以圆孔定位(三)工件以圆孔定位二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件3、定位心轴、定位心轴(2)圆锥心轴)圆锥心轴第40页/共78页圆锥孔定位情况圆锥孔定位情况第41页/共78页(四)工件以
13、组合表面定位(四)工件以组合表面定位二、常见的的定位方式及定位元件二、常见的的定位方式及定位元件常见的组合方式:平面与平面、平面与孔、平常见的组合方式:平面与平面、平面与孔、平面与外圆柱面、平面与其他表面组合、锥面与面与外圆柱面、平面与其他表面组合、锥面与锥面结合锥面结合第42页/共78页三、定位误差及其分析计算由于工序没有讲,所以本内容在第七章讲述第43页/共78页第三节第三节工件的夹紧工件的夹紧一、夹紧装置一、夹紧装置第44页/共78页2.夹紧装置的基本要求夹紧装置的基本要求(1)夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置;)夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置;(2)夹紧力要适当,既要
14、保证工件在加工过程中不移动、不)夹紧力要适当,既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不振动,又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形转动、不振动,又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形(3)夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力;)夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力;(4)结构应尽量简单,制造、维修要方便。)结构应尽量简单,制造、维修要方便。第45页/共78页1)夹紧力的作用方向应不破坏工件定位的准确性)夹紧力的作用方向应不破坏工件定位的准确性1.夹紧力方向夹紧力方向二、夹紧力的确定二、夹紧力的确定第46页/共78页2)夹紧力方向应使工件变形尽可能小)夹紧力方向应使工件变形尽可能小二、夹紧
15、力的确定二、夹紧力的确定第47页/共78页3)夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小)夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小二、夹紧力的确定二、夹紧力的确定看动画看动画第48页/共78页1)夹紧力作用点位置应靠近支承元件的几何中)夹紧力作用点位置应靠近支承元件的几何中心或几个支承元件所形成的支承面内(动画)心或几个支承元件所形成的支承面内(动画)2、夹紧力作用点、夹紧力作用点2)夹紧力作用点应落在工件刚度较好的部位上)夹紧力作用点应落在工件刚度较好的部位上3)夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面)夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面第49页/共78页3.夹紧力的计算夹紧力的计算一般采用机动(气动、液动)夹紧装
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