工业生产过程5基准、定位等概念;夹具、量具和获得加工

1、工业消费过程基准、定位等概念；夹具、量具和获得加工精度的方法概述 ZZQ.本节课内容：基准、定位等概念；夹具、量具和获得加工精度的方法概述。 .今天的课程学完后，预期学习结果 ：熟习基准、定位等概念；了解六点定位原理及有关概念；了解常见夹具与量具；了解获得加工精度的方法。 .CDIO相关才干在今天课程中的培育：运用根底科学知识与工程根底知识，实行工程推理并处理问题。 对各项学习义务进展合理的时间安排，有效高质量地完成。 .套筒零件及钻夹具1快换钻套 2导向套3钻模板 4开口垫圈 5螺母6定位销 7夹详细.基准的概念基准就是在零件上用以确定其它点、线、面的位置所根据的点、线、面。作为基准的点、线

2、、面在工件上不一定详细存在，例如几何中心、对称线、对称平面等。根据基准的功用不同可分为设计基准和工艺基准两大类。.设计基准在产品或零件图上运用的基准称为设计基准。例如，在下页图a所示的钻套，轴线O-O是外圆40h6及内孔D的设计基准；端面A是端面B、C的设计基准；内孔D的轴心线是40h6外圆的径向圆跳动和B面端面圆跳动的设计基准。同样，图b中的D面是F面的设计基准，也是两孔和在Y方向的设计基准；E面是两孔和在X方向的设计基准；而孔的设计基准是孔和。.设计基准 .工艺基准在零件的加工和装配等工艺过程中所运用的基准称为工艺基准。工艺基准按用途又可分为以下4种：1工序基准 在工序图上运用的基准称为工

3、序基准。如前面套筒零件及钻孔夹具，图a所示的套筒零件钻孔工序图中，25H7的内孔轴线和左端面工序尺寸为37.50.02为加工6H7孔的工序基准。.工艺基准2定位基准 加工时，使工件在机床或夹具中占有一正确位置时所用的基准称为定位基准。如前面套筒零件及钻孔夹具，图b所示夹具中，工件25H7的内孔轴线25H7内孔外表称为定位基面和左端面是加工6H7孔的定位基准。 3丈量基准 工件在丈量时运用的基准称为丈量基准。4装配基准 在装配时，用来确定零件或部件在机器中的位置所用的基准称为装配基准。如前面设计基准图a所示套筒，端面B和外圆40h6是装配基准。必需留意：应尽能够选设计基准作为工艺基准。.工件的定

4、位与夹紧工件在加工前，必需使工件在机床上或夹具中占有某一正确的位置，这个过程称为定位。为了使定位好的工件在加工过程中一直坚持正确的位置，不受切削力、惯性力等力的作用而发生位移，还需求将工件压紧夹牢，这个过程称为夹紧。定位和夹紧的整个过程合称为装夹。工件的装夹不仅影响加工质量，而且对消费率、加工本钱及操作平安都有直接影响。.工件定位直接找正定位此法是用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件，使其获得正确位置的定位方法。直接找正时工件的定位基准是所找正的外表。如下页图 所示。图a为在磨床上用四爪单动卡盘装夹套筒磨内孔，先用百分表找正工件的外圆再夹紧，以保证磨削后的内孔与外圆同轴，工件的定位基准是

5、外圆。图b为在牛头刨床上用直接找正法刨槽，以保证槽的侧面与工件右侧面平行，工件的定位基准是右侧面。直接找正法消费率低，找正精度取决于工人的技术程度，普通多用于单件小批消费或位置精度要求特别高的工件。.工件定位直接找正定位.工件定位划线找正定位此法是先在毛坯上按照零件图划出中心线、对称线和各待加工外表的加工线及找正线找正线和加工线之间的间隔普通为5mm，然后将工件装上机床，按照划好的线找正工件在机床上的正确位置。划线找正时工件的定位基准是所划的线。如下页图所示,图a)为某箱体的加工要求部分，划线过程如下：找出铸件孔的中心O，并划出孔的中心线和，按尺寸A和B检查E、F面的余量能否足够，假设不够再调

6、整中心线； 按照图纸尺寸A要求，以孔中心为划线基准，划出E面的找正线；按照图纸尺寸B划出F面的找正线，见图b)。.工件定位划线找正定位加工时，将工件放在可调支承上，经过调整可调支承的高度来找正划好的线，见图c)。这种定位方法消费率低，精度低，普通多用于单件小批消费中加工复杂而笨重的零件，或毛坯精度低而无法直接采用夹具定位的场所。.工件定位用夹具定位夹具是按照被加工工序要求专门设计的，夹具上的定位元件能使工件相对于机床与刀具迅速占有正确位置，不需求划线和找正就能保证工件的定位精度。用夹具定位消费率高，定位精度较高，广泛用于成批及大量消费中。.六点定位原理工件在未定位前，可以看成是空间直角坐标系中

7、的自在物体，它可以沿三个坐标轴的平行方向放在恣意位置，即具有沿着三个坐标轴挪动的自在度，记为 、 、下页图；同样，工件沿三个坐标轴转角方向的位置也是可以恣意放置的，即具有绕三个坐标轴转动的自在度，记为 、 、 。因此，要使工件在夹具中占有一致的正确位置，就必需对工件的自在度加以限制。采用六个按一定规那么布置的约束，可限制工件的六个自在度，实现完全定位，这就是六点定位原理。 .工件的六个自在度.长方体工件定位.圆环形工件定位在如下页图a所示圆环形工件上钻孔，要求保证孔的轴线到左端面A的间隔与端面平行，并保证与大孔轴线正交且经过键槽的对称中心。现用图c所示的定位方案，工件端面A与夹具短圆柱销B的台

8、阶面接触，限制 、 、 三个自在度；工件内孔与短圆柱销外圆配合，限制 、 两个自在度；嵌入键槽的销C限制 自在度。相当于用6个支承点限制了工件的6个自在度。.圆环形工件定位.留意.完全定位与不完全定位工件限制几个、限制哪几个自在度完全取决于加工技术要求。完全定位工件的六个自在度全被限制的定位方式。不完全定位按照技术要求，工件的六个自在度没有被全部限制的定位方式。.欠定位与过定位欠定位应该消除的自在度没有消除，不允许。过定位几个支承点反复限制某个自在度，普通不允许，运用是有条件的。正确处置过定位提高工件定位外表与定位元件之间的位置精度；或改动定位元件的构造。.正确配置支承点普通按三、二、一布置。

9、主要定位外表受力面积越大越好。在详细的夹具中，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如支承钉、支承板、圆柱销等来表达的。一个定位元件可以表达一个或多个支承点。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在度数来判别。.思索完全定位，即工件的六个自在度全被限制的情况下，能否能够欠定位？不完全定位，即工件的六个自在度没有被全部限制的情况下，能否能够过定位？为什么？ .定位实例1.不完全定位方法1.不完全定位方法2.定位实例2：不完全定位.定位实例3：完全定位.欠定位实例.过定位实例1.过定位实例2.处理方法1.处理方法2.处理方法3.过定位实例3.处理方法.课堂练习 试分析

10、以下图所示各零件加工所必需限制的自在度：图a在球上打盲孔B，保证尺寸H；图b在套筒零件上加工B孔，要求与D孔垂直相交，且保证尺寸L；图c在轴上铣横槽，保证槽宽B以及尺寸H和L；图d在支座零件上铣槽，保证槽宽B和槽深H及与4分布孔的位置度。 .套筒零件及钻夹具1快换钻套 2导向套3钻模板 4开口垫圈 5螺母6定位销 7夹详细.机床夹具的作用如前所述，用夹具定位消费率高，定位精度较高，广泛用于成批及大量消费中。夹具能：较容易、较稳定地保证加工精度 用夹具装夹工件时，工件相对于刀具或机床的位置由夹具来保证，根本不受工人技术程度的影响，因此能较容易、较稳定地保证工件的加工精度。如前面套筒零件及钻孔夹具

11、，图 a所示套筒零件的6H7孔加工，就用图 b所示的公用钻床夹具完成。工件以内孔和端面在定位销6上定位，旋紧螺母5，经过开口垫圈4将工件夹紧，然后由装在钻模板3上的快换钻套1引导钻头或绞刀进展钻孔或铰孔。.机床夹具的作用提高劳动消费率 采用夹具后，工件不需划线找正，装夹方便迅速，可显著地减少辅助时间，提高劳动消费率。如采用前面图 b所示公用钻孔夹具，省去了加工前在工件加工位置划十字中心线、在交点打冲孔的时间，也省去了找正冲孔位置的时间。扩展机床的运用范围 运用公用夹具可以改动机床的用途和扩展机床的运用范围。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可对箱体孔系进展镗削加工。改善劳动条件、保证消

12、费平安 运用公用机床夹具可减轻工人的劳动强度、改善劳动条件、降低对工人操作技术程度的要求，保证平安。.机床夹具的分类机床夹具通常有三种分类方法，即按运用范围、运用机床、夹紧动力来源来分类，如下图。.机床夹具的组成虽然机床夹具的种类繁多，但它们的组成均可概括为下面五个部分。定位元件 定位元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置。在前面图b中，夹具上的圆柱销5、菱形销9和支承板4都是定位元件，经过它们使工件在夹具中占据了正确的位置。夹紧安装 夹紧安装的作用是将工件夹紧夹牢，保证工件在加工过程中正确位置不变。夹紧安装包括夹紧元件或其组合以及动力源。前面图 b中的螺杆8与圆柱销合成的一个零件、螺母7和开

13、口垫圈6组成了夹紧安装。.机床夹具的组成对刀及导向安装 对刀及导向安装的作用是迅速确定刀具与工件间的相对位置，防止加工过程中刀具的偏斜。前面图b中的钻套1与钻模板2就是为了引导钻头而设置的导向安装。夹详细 夹详细是机床夹具的根底件，如前面图 b中的件3，经过它将夹具的一切部分衔接成一个整体。其他安装或元件 机床夹具除有上述五部分外，还有一些根据需求设置的其他安装或元件，如分度安装，夹具与机床之间的联接元件等。.量具分类及其作用量具是用来检验或丈量工件的几何量能否合格的一种工艺配备。量具按照其通用性，可分为通用量具和公用量具。通用量具，如钢尺、各种游标尺、各种千分尺、各种量仪等等，都有刻度，能丈

14、量出一定范围内几何量的详细数值；公用量具是为工件某特定参数设计的，用于检验该参数的加工合格与否，不能丈量出该参数的详细数值。在成批和大量消费中，为减少丈量时间，常采用公用量具。.光滑极限量规量规是一种公用量具，检验工件参数合格与否，就是检验工件参数能否在规定的两个极限尺寸范围内，光滑极限量规是用通端和止端检验光滑工件极限尺寸的公用量具。检验孔用的量规称为塞规，检验轴用的量规称为卡规。塞规和卡规的构造方式很多，主要的构造如下图。为识别量规的通端和止端，常刻有字母“T通端和“Z止端。另外，通端的尺寸普通较长，而止端的尺寸较短。由于通端在检验时要经过工件，其任务外表会磨损，应留一定的磨损储量，以添加

15、量规的运用寿命。.量具孔用量规孔用量规的方式.量具轴用量规轴用量规的方式.获得加工精度的方法工件的加工精度分为三个方面，即尺寸精度、几何外形精度和相互位置精度。机械加工的目的就是要保证工件的加工精度符合图纸要求。.获得尺寸精度的方法1试切法 就是经过试切、丈量、调整、再试切，反复进展到被加工尺寸到达要求为止的加工方法。工件的尺寸精度取决与操作者的调整精度。试切法的效率低，对工人技术程度要求高，主要适宜于单件、小批消费。2调整法 先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中坚持这个位置不变，以保证被加工尺寸的方法。工件的尺寸精度取决于调整精度。调整法的消费率高，广泛用于各类半自

16、动、自动机床和自动线上，适宜于成批、大量消费。在“先进制造二级工程的机械加工工艺规程设计中，主要思索这一方法 .试切法.镗刀静调整法.铣刀静调整法.动调整法.思索在成批消费中，采用调整法对刀，刀具调整好后不宜改动位置。那么，安排采用普通机床来加工时，可否在一个工序中安排需求采用多把刀具的不同工步？安排采用普通车床来加工时，可否在一个工序中安排粗车工步和半精车工步？.获得尺寸精度的方法3定尺寸刀具法 用刀具的相应尺寸来保证工件尺寸的方法，如钻孔、拉孔和攻螺纹等。工件的尺寸精度主要取决于刀具的精度。这种方法的消费率较高，但刀具制造较复杂，常用于孔、螺纹和成形外表的加工。4自动控制法 在加工过程中，

17、经过尺寸丈量安装、进给机构和控制机构来自动完成切削加工、尺寸丈量和刀具的调整、补偿的方法。工件的尺寸精度取决于机床的精度。常用于用数控机床上加工。.定尺寸刀具法.自动丈量法.获得几何外形精度的方法1轨迹法 是利用刀尖运动的轨迹来获得工件外表外形的。工件的外形精度取决于成形运动的精度即机床的精度。普通的车削、刨削、铣削和磨削等都属于轨迹法。2成形刀具法 是利用成形刀具的几何外形来替代机床的某些成形运动，获得工件的外表外形。工件的加工精度主要取决于刀刃的外形精度。3展成法 是利用刀具与工件作展成运动所构成的包络面获得工件的外表外形。展成法常用于各种齿形加工，工件的外形精度取决于刀具精度以及机床的展

18、成运动精度。.获得相互位置精度的方法工件外表间的相互位置是经过直接找正法，划线找正法和夹具定位法获得的。位置精度取决于有关的划线精度、找正精度、机床精度及夹具精度。.齿轮轴加工实训标题:分析如下图齿轮轴由哪些外表组成，选择它们的加工方法。目的:掌握根据工件外表的外形选择适宜的加工方法及机床、刀具、夹具、量具，并确定工件加工时的定位方法。.逐一分析每一加工要素齿轮轴由外圆柱面、端面、外螺纹、齿轮、键槽、退刀槽和平面等外表组成。外圆柱面的粗加工和半精加工，以及端面、外螺纹、退刀槽等可以在普通车床上加工；工件经过外圆和顶尖孔定位，装夹在三爪卡盘和后顶尖间，分别用外圆车刀、端面车刀、螺纹车刀和切槽刀加工，在单件小批消费时，除螺纹外，都可以用游标卡尺进展检验，产量大时，可用公用量具检验；螺纹可以用螺纹环规和螺纹塞规检验。外圆柱面的精加工磨削 粗糙度处可以在外圆磨床或外圆万能磨床上加工，工件经过鸡心夹，装夹在磨床两顶尖间，用百分尺检验。.逐一分析每一加工要素键槽可以在立式铣床或万能铣床上加工，采用一夹一顶的方式将工件装夹在铣床任务台上，用键槽铣刀加工，用深度游标尺检验。平面可以在立式铣床或万能铣床上加工，采用分度头一夹一顶的方式将工件装夹在铣床任务台上，用立铣刀加工，用游标尺检验。齿面应在滚齿