第11讲工件定位与夹紧

1、机械制造工程,第十讲,工件定位及夹紧,第,1,页,机械制造工程,浙江大学机械工程学系现代制造工程研究所,工件定位及夹紧,?,工件定位的原理与实现,?,工件夹紧的原理与实现,?,定位误差分析与计算,第,2,页,机械制造工程,工件定位及夹紧,?,工件定位的原理与实现,?,工件定位的原理,?,常用定位方法与定位元件,?,工件定位类型,?,工件夹紧的原理与实现,?,定位误差分析与计算,第,3,页,机械制造工程,六点定位原理,第,4,页,机械制造工程,六点定位原理,第,5,页,机械制造工程,常用定位方法与定位元件,?,常用定位方法,?,平面定位,?,圆孔定位,?,外圆柱面定位,?,圆锥孔定位,第,6,页

2、,机械制造工程,平面定位,支承钉,?,常见的平面定位元件有支承钉和支承板两种,?,用支承钉的平面定位方法：,第,7,页,机械制造工程,平面定位,支承钉,?,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,?,固定支承钉：,?,A,型：已加工表面,?,B,型：毛坯表面,?,C,型：防滑,第,8,页,机械制造工程,平面定位,支承钉,?,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,?,一般与固定支承钉配合使用,第,9,页,机械制造工程,平面定位,支承钉,?,自定位支承：浮动支承,?,大尺寸、平面误差较大的毛坯面,?,限制一个自由度,第,10,页,机械制造

3、工程,平面定位,支承钉,?,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,第,11,页,机械制造工程,平面定位,支承钉,第,12,页,机械制造工程,平面定位,支承板,?,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,2,个自由度,?,宽板相当于三个支承钉：限制,3,个自由度,第,13,页,机械制造工程,平面定位,支承板,?,A,型支承板,?,B,型支承板：易于排屑,第,14,页,机械制造工程,圆孔定位,圆柱定位销,?,圆孔定位常用定位销、心轴等来定位,?,定位销分为圆柱销和圆锥销两种,?,圆柱销又可分为

4、长销和短销,第,15,页,机械制造工程,圆孔定位,圆柱定位销,?,菱形销（削边销）,?,圆柱销与平面的组合定位,?,长销与小平面的组合,?,短销与大平面的组合,第,16,页,机械制造工程,圆孔定位,圆柱定位销,第,17,页,机械制造工程,圆孔定位,圆锥销,?,圆锥销：一般限制,3,个移动自由度,第,18,页,机械制造工程,圆孔定位,心轴,?,心轴可分为：长圆柱心轴、短圆柱心轴、小锥度心度,第,19,页,机械制造工程,外圆柱面定位,V,形块,?,外圆柱面常用,V,形块来定位,?,V,形块分为短,V,形块和长,V,形块,?,V,形块具有自动对中的功能,第,20,页,机械制造工程,圆锥孔定位,?,圆

5、锥孔定位：顶尖、锥度心轴,第,21,页,机械制造工程,工件定位形式,?,工件定位形式主要分为以下几种：,?,不完全定位,?,完全定位,?,欠定位,?,过定位,第,22,页,机械制造工程,完全定位与不完全定位,?,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,?,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,23,页,机械制造工程,第,24,页,机械制造工程,第,25,页,机械制造工程,第,26,页,机械制造工程,第,27,页,机械制造工程,欠定位与过定位,?,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,28,页,机械制造工程,第,

6、29,页,机械制造工程,?,大端平台与长销组合而产生过定位,第,30,页,机械制造工程,过位定的消除,第,31,页,机械制造工程,过定位的消除,第,32,页,机械制造工程,?,一面两销的过定位,第,33,页,机械制造工程,第,34,页,机械制造工程,工件定位及夹紧,?,工件定位的原理与实现,?,工件夹紧的原理与实现,?,夹紧力的确定：方向、作用点、大小,?,典型夹紧机构,?,典型夹具,?,定位误差分析与计算,第,35,页,机械制造工程,夹紧力方向（,1,）,?,有利于工件的准确定位，而不能破坏定位,第,36,页,机械制造工程,夹紧力的方向（,2,）,?,夹紧力的方应向尽量减小工件变形,第,37

7、,页,机械制造工程,夹紧力的方向（,3,）,?,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,38,页,机械制造工程,夹紧力的作用点（,1,）,第,39,页,机械制造工程,夹紧力作用点（,2,）,第,40,页,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,41,页,机械制造工程,三种基本夹紧机构,?,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,?,螺旋夹紧机构,?,圆偏心夹紧机构,可看成是斜楔机构的变型,第,42,页,机械制造工程,典型夹具举例,第,

8、43,页,机械制造工程,第,44,页,机械制造工程,第,45,页,机械制造工程,第,46,页,机械制造工程,第,47,页,机械制造工程,夹具的组成,?,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；,?,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,?,导向元件和对刀装置：用来保证刀具相对于夹具的位置。,?,连接元件：用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置,?,夹具体：将上述部件有机地连成一体的基础部件,第,48,页,机械制造工程,z,x,y,x,第,49,页,机械制造工程

9、,工件定位及夹紧,?,工件定位的原理与实现,?,工件夹紧的原理与实现,?,定位误差分析与计算,第,50,页,机械制造工程,定位误差分析依据,?,加工误差,=,安装误差,+,对定误差,+,加工过程误差,?,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,/3,?,安装误差,=,（定位误差,+,夹紧误差）,定位误差,?,定位误差,零件公差,/3,第,51,页,机械制造工程,定位误差,?,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,?,产生原因：,?,工件本身的误差：一批零件，尺寸和位置上均有,着公差,?,定位元件本身有制造误差,?,

10、定位元件之间有误差,第,52,页,机械制造工程,基准概念与分类,?,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。,设计基准,基准,工序基准,工艺基准,定位基准,测量基准,第,53,页,机械制造工程,设计基准,?,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,机械制造工程,工艺基准,?,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,：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,置的基准,

11、?,定位基准,：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。,?,测量基准,：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。,第,55,页,机械制造工程,不同基准的示例,设计基准,工序基准,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,零件图,工序图,定位基准,定位元件,定位方案图,第,56,页,机械制造工程,定位误差的组成,?,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。,?,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,

12、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。,?,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,寸方向上的最大可能变动范围,第,57,页,机械制造工程,定位误差的计算,?,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。,?,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,?,基准位移误差：定位基准的最大可能变动范围,?,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

13、基准相对于理想定位基准,第,58,页,机械制造工程,定位方案可行性分析,?,定位方案可行的条件：,定位误差, 工序公差,/3,第,59,页,机械制造工程,定位误差分析与计算,A,3,不,变,A,3,第,60,页,机械制造工程,第,61,页,机械制造工程,第,62,页,机械制造工程,定位基准位移误差,第,63,页,机械制造工程,第,64,页,机械制造工程,用,V,型块定位的定位误差分析,第,65,页,机械制造工程,第,66,页,机械制造工程,第,67,页,机械制造工程,第,68,页,机械制造工程,第,69,页,机械制造工程,第,70,页,机械制造工程,第,71,页,机械制造工程,第,72,页,机械制造工程,第,73,