4-机制工艺装备-夹具.ppt

机床夹具原理与设计 一 概述 p98 为了加工出符合规定技术要求的表面 必须在加工前将工件装夹在机床上或夹具中 1 工件的装夹 实现工件的定位与夹紧 第四章机械制造工艺装备 定位 使工件在机床或夹具中占有正确位置的过程 夹紧 工件定位后将其固定 使其在加工过程中保持定位位置不变的操作过程 效率低 找正精度较高 适用单件小批量生产中形状简单的工件 通用性好 但效率低 精度不高 适用于单件小批量生产中形状复杂的铸件等 操作简单 效率高 容易保证加工精度 适用于各种生产类型 2 机床夹具的用途 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 见下图 四大作用 保证加工精度 提高生产效率 减轻劳动强度 扩大机床工艺范围 3 机床夹具的分类 按夹具的应用范围和特点分 通用夹具 还可按使用机床类型及夹具动力源不同来分类 车床夹具 钻床夹具 铣床夹具 镗床夹具 磨床夹具 组合机床夹具 手动夹具 气动夹具 液压夹具 气液联动夹具 电磁夹具 真空夹具等 4 机床夹具的组成 机床夹具的组成 定位元件 二 基准及其分类 基准 用于确定零件上其它点 线 面位置所依据的那些点 线 面 设计图样上所采用的基准就是设计基准 如下图A 在加工时用于工件定位的基准 称为定位基准 如下图B 在加工中或加工后用来测量工件时采用的基准 在装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准 如下图C 在工序图上使用的基准 如下图B 加工 测量 装配过程中使用的基准 图A钻套的设计基准 图B工件钻孔工序简图 图C齿轮的装配基准 三 工件在夹具中的定位 定位的任务 定位的原理 1 六点定位原理 图4 5p104工件在空间的自由度与工件六点定位 b 限制自由度与加工技术要求的关系 c 完全定位与不完全定位 a 定位与夹紧的区别 图4 6完全定位与不完全定位 在实际生产中 工件应被限制的自由度数一般不少于三个 欠定位 应该消除的自由度没有消除 不允许 过定位 几个支承点重复限制某个自由度 一般不允许 应用是有条件的 如下图A d 欠定位与过定位 f 正确配置支承点 e 正确处理过定位 提高工件定位表面与定位元件之间的位置精度 改变定位元件的结构 如下图B 一般按三 二 一布置 主要定位表面受力面积越大越好 图A常见的几种过定位实例 图B改善过定位的措施 2 支承点与定位元件 在具体的夹具中 与工件为点接触的支承点是由对工件起定位作用的定位元件来体现的 如支承钉 支承板 圆柱销等 见书图4 8 29p108 116 一个定位元件可以体现一个或多个支承点 某一定位元件相当支承点的数目 由该定位元件限制的工件自由度数来判断 如下图4 7例 常见定位方式中的定位元件所限制的自由度和相当的支承点数见后附表 书p104表4 1 图4 7连杆的定位1 定位销2 支承板3 圆柱销4 工件 应该限制五个自由度 3 六点定位原理应用举例 1 在长方体工件上铣通槽 2 在长方体工件上铣不通槽 应该限制六个自由度 不完全定位 完全定位 应该限制一个自由度 3 在球面上铣平面 4 在车床上车外圆 应该限制四个自由度 不完全定位 不完全定位 5 分析下列定位方案中各定位元件限制了那些自由度 1 车光轴外圆 2 车套筒外圆 3 车光轴外圆的三种安装方式 a b c 一 定位误差产生的原因1 工序基准与定位基准不重合 jb 见书P118图4 33 2 定位副制造不准确 基准位移 db jw 见后图4 34P119 dw jb db jw 3 定位误差的计算 书P116 123 零件加工工序简图 图4 34基准位移产生的定位误差 A 二 定位误差的分析与计算1 工件以平面定位工件以平面定位 夹具上相应的定位元件是支承钉或支承板 工件定位面的平面误差和定位元件的平面度误差都会产生定位误差 当用以加工平面作定位基面时 此项误差甚小 一般可以忽略不计 2 工件以孔定位工件以孔定位 夹具上的定位元件可以是心轴或是定位销 1 定位销 心轴 水平放置 单边 见上图 2 定位销 心轴 垂直放置 双边 3 工件以外圆定位见下图4 36 由于标注键槽深度的工序尺寸所选工序基准不同 它们所产生的定位误差也不相同 图4 36用V形铁定位产生的误差 dw d 2 1 sin 2 工序基准在中心 dw d 2 1 sin 2 1 工序基准在下母线 dw d 2 1 sin 2 1 工序基准在上母线 4 工件以一面两孔组合定位 见下图举例 一面两孔定位例图 一面两孔组合定位时的转角误差 三 保证加工精度的条件 工件 夹具 加工此不等式为采用夹具加工时的误差计算不等式 即为保证加工精度的条件 一般 dw1 3 工件 四 工件的夹紧 一 夹紧装置 由动力装置和夹紧机构两大部分组成 图4 39夹紧装置组成示例1 气缸 动力装置 2 压板 夹紧机构 3 弹簧销4 偏心轮5 调整螺钉 1 夹紧装置的组成 2 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 2 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 不松动 又要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 4 结构应尽量简单 制造 维修要方便 2 夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位 图4 44及后薄壁件夹紧例图 1 夹紧力的作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的 支承平面内 图4 43 3 夹紧力的作用点应尽量靠近加工面 以减小切削力对夹紧 点的力矩 防止或减小工件的加工振动或弯曲变形 如后图4 45 1 确定夹紧力作用点的原则 二 夹紧力的确定 图4 43夹紧力作用点的选择1 夹具体2 工件3 定位支承 3 图4 44夹紧力作用点对工件变形的影响 图薄壁件的夹紧 图4 45夹紧点靠近加工表面 2 确定夹紧力作用方向的原则 1 夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好 以保证 工件定位准确可靠 图4 40 应垂直于工件的主要定位基面 2 夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致 以减小工件 变形 图4 42 3 夹紧力的方向应尽量与工件受到的切削力 重力等的方向 一致 以减小夹紧力 如书图4 41p124 图4 40夹紧力垂直指向主要支承面 图4 42夹紧力方向与工件刚性关系 3 夹紧力的计算 一般采用机动 气动 液动 夹紧装置时 需对夹紧力进行计算 而采用手动夹紧机构时