机械制造装备技术指导说明书

1、实验一一六点定位和手动夹具实验1六点定位实验一、 实验目的通过六点定位实验，学习和掌握六点定位原理，完全定位、不完全定位，欠定位、过定位的 区别和使用方法等。、实验装置六点定位台，方工件，盘工件，柱工件，其定位示意图分别见图1-1，图1-2，图1-3 。(a)约束坐标系(b)定位方式图1.1长方工件的定位图1.2盘工件的定位（a）约束坐标系（b）定位方式图1.3柱工件的定位三、实验内容及步骤（一）方工件的定位实验内容和步骤1. 认识方工件定位实验的实验装置，支承钉，方工件；2 分别单独实现工件沿 X Y、Z轴的移动及绕X、Y、Z轴的转动；3. 在定位实验装置所确定的坐标平面中实现以下步骤： 在

2、XY坐标平面中确定支承钉 1、支承钉2、支承钉3的位置一一消除 X, Y,Z三个自 由度， 在XZ坐标平面中确定支承钉 4、支承钉5的位置一一消除 Y,Z两个自由度， 在YZ坐标平面中确定支承钉 6的位置一一消除 X 一个自由度，至此，方工件的沿 X、Y、Z轴的移动和绕X、Y、Z轴的转动自由度已被消除，实现了工件 的完全定位；4 参照不完全定位，欠定位、过定位的定义并通过恰当的方法（增加或减少支承钉或其它）来实现上述定位方法；5.清理实验台、装置、工具。（二）盘工件的定位实验内容和步骤1. 认识盘工件定位实验的实验装置，支承钉，圆销，盘工件；2 分别单独实现工件沿 X Y、Z轴的移动及绕X、Y

3、、Z轴的转动;3.在由定位实验装置所确定的坐标平面中实现以下: 在XY坐标平面中确定支承钉 1支承钉2、支承钉3的位置一一消除 X, Y,Z三个自 由度， 在XZ坐标平面中确定圆销 4、支承钉5的位置一一消除 Y,Z两个自由度， 在YZ坐标平面中确定支承钉 6的位置一一消除 X 一个自由度；至此，盘工件的沿 X、Y、Z轴的移动和绕X、Y、Z轴的转动自由度已被消除，实现了工件 的完全定位；4 参照不完全定位，欠定位、过定位的定义并通过恰当的方法（增加或减少支承钉或其它）来实现上述定位方法；5.清理实验台、装置、工具。（三）柱工件的定位实验内容和步骤1.认识柱工件定位实验的实验装置，V型块，支承钉

4、，块，柱工件；2 分别单独实现柱工件沿 X、Y、Z轴的移动及绕 X、Y、Z轴的转动；3. 将柱工件安放到 V型块中，把支承钉和块组合在工件开槽处固定工件，实现柱工件的完全定位；4. 参照不完全定位，欠定位、过定位的定义并通过恰当的方法（增加或减少支承钉或其它）来实现上述定位方法；5. 清理实验台、装置、工具。四、实验说明及注意事项在工业生产中，工件通常都是先被定位，后被夹紧。在本实验中是工件的六点定位演示实验一一限制工件的六个自由度，但是工件本身并没有被夹紧。因此本实验只是对原理的演示，并不代表实际的工装夹具。五、实验用仪器工具平口钳六、实验前的准备预习实验指导书，复习教材的相关章节。 六点定

5、位原理：工件在夹具中的定位，就是要使工件在夹具中占据正确的加工位置，这可以通过布置定位支承点限制工件相应的自由度获得。任何一个工件（刚体）在空间直角坐标系中都具有六个自由度，见图 1-4。以X , Y ,Z分别表示沿三个坐标轴的轴向移动（称移动自由度） 以X , Y , Z分别表示绕三个坐标轴的转动（称为转动自由度）。由此可见，要使工件在夹具中占有确定的位置，就是要在空间直角坐标系中，通过合理的布置定位元件限制工件的六个自由度。在x y平面上布置三个支承钉， 把工件放在三个支承钉上， 就可限制工件的两个转动自由度 X ,Y 和一个移动自由度 Z ;在y z平面上上布置两个支承钉，使工件靠在两个

6、支承钉上，就可限制一个移动自由度 X和一个转动自由度 Z ;在x-z平面上布置一个支承钉，使工件靠在这个支承钉上,又可限制工件一个移动自由度 Y。通过工件与六个支承点接触，限制其六个自由度。图1-4刚体在空间的六个自由度 完全定位：工件定位时，其六个自由度全部被限制的定位称为完全定位. 不完全定位：工件定位时，如果该工件根据加工要求只需要限制其部分自由度，虽然工件在空间不占有一个完全确定的位置，但不影响该工序加工要求时称为不完全定位。 欠定位：工件实际定位所限制的自由度数目，少于按该工序加工加工要求必须限制的自由度数目称为欠定位。 过定位：工件定位时，如果出现两个或两个以上的定位支承点重复限制

7、工件上的同一个自由度则称为过定位。七、思考题1. 一个物体在三维空间中可能有几个自由度，以符号X, Y,Z分别表示沿三个坐标轴的移宀动，以符号X , Y , Z分别表示绕三个坐标轴的转动。2 .什么是完全定位和不完全定位，二者有什么区别？3 什么是欠定位和过定位，二者有什么区别？偏心夹紧夹具实验、实验目的通过偏心夹紧夹具实验，学习和掌握偏心夹紧夹具的定位和夹紧原理。、实验装置及工量具工具：装卸/装配所用工具I号偏心夹紧夹具：II号偏心夹紧夹具图1-4偏心夹紧夹具1 扳手2 夹具体 3套4工件5拉杆6偏心轮 7 手柄8板手9杆10销11偏心轮 12垫三、实验内容及步骤（一）、I号偏心夹紧夹具实验

8、内容及步骤1. 认识偏心夹紧夹具实验的实验装置；2 将手柄转到水平位置，把工件安放到夹具体夹槽内；3.按不同角度转动手柄，即在工件上施加相应的夹紧力；4 可拆卸夹具，并按照图 1-4进行组装；5.清理实验台、装置、工具。（二）、II号偏心夹紧夹具实验内容及步骤1.认识偏心夹紧夹具实验的实验装置；2 将手柄转到水平位置，把工件安放到夹具体夹槽内；3.按不同角度转动手柄，即在工件上施加相应的夹紧力；4 可拆卸夹具，并按照图 1-4进行组装；5.清理实验台、装置、工具。四、实验说明及注意事项偏心夹紧机构是靠偏心轮回转时其半径逐渐增大而产生夹紧力来夹紧工件。偏心夹紧的偏心 轮已标准化，其夹紧行程和夹紧

9、力在夹具设计手册上也给出了，可以选用。偏心夹紧机构的优点 是结构简单，操作方便，动作迅速。其缺点是自锁性能差，夹紧行程和增力比小。五实验用仪器工具装卸/装配所用工具六实验前的准备预习实验指导书，复习教材的相关章节。偏心夹紧的夹紧力可用下式计算：QLW =Pta n（o（p +码）+ta nJ其中 W 夹紧力 （N）Q手柄上动力（N）L 动力力臂（mm）P转动中心O2到作用点P间距离（mm）p夹紧楔角（）；2转轴处的摩擦角（）七思考题1、偏心夹紧夹具的定位和夹紧原理？2、结合六点定位原理，分析本实验的定位自由度。3、本实验中的定位是哪一种类型的定位？3螺旋夹紧夹具实验一实验目的：通过螺旋夹紧夹具

10、实验，学习和掌握螺旋夹紧夹具的定位和夹紧原理。二、实验装置及工量具实验装置：螺旋夹紧夹具机构，扇形工件，见图1-5三实验内容及步骤：1. 认识螺旋夹紧夹具机构，（在本实验中，加工内容是扇形工件的三个8H8的孔）2. 工件端面与定位销轴 2的大圆柱面靠紧，工件的右侧面靠紧档销3;3. 用扳手拧动螺母10使工件夹紧，通过开口垫圈将工件夹紧在定位销轴2上;4. 三个 8H8孔的分度是由固定在定位销轴2的转盘11来实现的。当分度定位销5分别插入转盘的三个分度定位套 4, 4和4时，工件获得三个位置，来保证三孔均匀分布。分度时，拧动手柄7,可松开转盘11,拔出分度定位销5,由转盘11带动工件一起转过 2

11、0 后，将定位销5插入另一分度定位套中，然后顺时针拧动手柄7,将工件和转盘夹紧;5 可拆卸夹具，并按照图1-5进行组装;6. 清理实验台、装置、工具。1 8 11 J2图1-5 螺旋夹紧图1 工件2 定位销轴3 挡销4 定位套5 分度定位销6 手钮7 手柄8衬套9 开口垫圈10 螺母11 转盘12 钻模套13 夹具体四、实验说明及注意事项本夹具为进行工件钻、铰孔工序的钻床夹具。五实验用仪器工具工具：装卸/装配所用工具。六实验前的准备预习实验报告，复习教材的相关章节。机床夹具的基本组成：(1) 定位元件及定位装置：用于确定工件正确位置的元件或装置。(2) 夹紧元件及夹紧装置：用于固定工件已获得的

12、正确位置的元件或装置。(3) 导向及对刀元件。用于确定工件与刀具相互位置的元件。(4) 在成批生产中，为了减轻工人劳动强度， 提高生产率，常采用气动、液压等动力装置。(5) 夹具体：用于将各种元件、装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。(6) 其他元件及装置：根据加工需要来设置的元件或装置，总体来说，对于一个具体的家具，定位、夹紧和夹具体二部分一般是不可缺少的。(7) 夹紧力的计算：单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下式计算：QLrtan - rz tan（二 ；）Q原始作用力L作用力臂（mm）r螺旋副的当量摩擦半径 （mm），其值视螺旋副的结构形式而定i 螺杆端部与工件键的摩擦角（）rz

13、 螺纹中径之半（mm）:-螺纹升角（）2 螺旋副的当量摩擦角 （），-:2 =arcta n（ta n 2/cos -）,式中;:2为螺旋副的摩擦角（），-为螺纹牙型半角（）七思考题1、分析本螺旋夹紧夹具机构的组成并分别指出定位、夹紧和夹具体三部分。实验三PC控制实验一、实验目的：1、利用VC编程实现PC对PLC的控制。2、在VC界面上实现对液压夹具和电动机构的点动和自动控制。二、实验装置及工量具实验装置：一套完整的动力卡盘组件及零件一套完整的联动夹具组件及零件一套铰链夹具组件及零件一套斜楔夹具组件及零件一套完整的数控分度头组件及零件一套完整的数控回转台组件及零件三、实验内容及步骤：1、认识实

14、验装置；2、 学生根据接线表接线 （为安全起见，主回电路以及PLC外围的继电器 KA3输出线路已接好）；3、 征得老师同意后，合上断路器QF1、QF2 QF3和QS ”4、使用电源开关 SA1给系统供电；5、根据原理图编写 PLC程序传送到PLC,并运行PLC程序；（注：本实验PLC梯形图保存路径为 E:JZ2夹具实验台PLC梯形图PC控制。详细操作步骤参考“数控分度头实验”。）6、双击桌面上 VC控制界面的图标；7、按照VC控制界面的按钮对实验台进行控制；8、清理实验设备、工量具及实验台。四 实验说明及注意事项本实验为综合实验，可以实现一次接线而控制全部机构的电动和自动功能。五实验用仪器工具PC机1 台PLC1 台编程电缆1根断路器（QF1 QF2, QF3） 3 个接触器（KM21个接触器（KM11个继电器（KA1，KA2，KA3）3 个插线若干三相异步交流电机1台六实验前的准备预习实验报告，复习教材的相关章节。七思考题1试说明液压系统的组成和工作原理。2为什么必须在液压电机启动一段时间后，夹具才能动作?3在PLC中怎样改变延时时间？4说明此实验PLC工作的过程。PC控制实验接线表部件PLC面板端 子 名 称X3动力卡盘行程开关