第二章 装夹定位Word文档下载推荐.docx
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组合夹具是指按一定的工艺要求,由一套预先制造好的通用标准元件和部件组合而成的夹具。
这种夹具使用完后,可进行拆卸或重新组装夹具,具有缩短生产周期,减少专用夹具的品种和数量的优点。
适用于新产品的试制及多品种、小批量的生产。
(5)随行夹具
随行夹具是在自动线加工中针对某一种工件而采用的一种夹具。
除了具有一般夹具所担负的装夹工件的任务外,还担负着沿自动线输送工件的任务。
2、按使用机床类型分类
可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心机床夹具和其它机床夹具等。
3、按驱动夹具工作的动力源分类
可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具及自夹紧夹具等。
二、机床夹具的组成
1、定位装置
定位装置是由定位元件及其组合而构成。
它用于确定工件在夹具中的正确位置。
2、夹紧装置
夹紧装置用于保证工件在夹具中的既定位置,使其在外力作用下不致产生移动。
它包括夹紧元件、传动装置及动力装置等。
3、夹具体
用于连接夹具各元件及装置,使其成为一个整体的基础件,以保证夹具的精度和刚度。
4、其它元件及装置
如定位键、操作件和分度装置,以及标准化连接元件等。
第二节工件的定位
一、工件定位的基本原理
1、六点定位原理
要完全确定工件的位置,就需要按一定的要求布置六个支承点(即定位元件)来限制工件的六个自由度。
其中每个支承点限制相应的一个自由度。
这就是工件定位的“六点定位原理”。
2、限制工件自由度与加工要求的关系
根据工件加工表面的不同加工要求,有些自由度对加工要求有影响,有些自由度对加工要求无影响。
工件定位时,影响加工要求的自由度必须限制,不影响加工要求的自由度不必限制。
第三节定位基准的选择
一、基准及其分类
零件图、实际零件或工艺文件上用来确定某个点、线,面的位置所依据的点、线、面,称为基准。
根据基准功用不同,分为设计基准和工艺基准。
1、设计基准
设计图样上所采用的基准,称为设计基准。
2.工艺基准
在工艺过程中所采用的基准,称为工艺基准。
它包括:
(1)装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的相对位置所采用的基准。
(2)测量基准测量时所采用的基准。
(3)工序基准在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。
(4)定位基准在加工中确定工件的位里所采用的基准。
作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在(如孔和轴的轴心线,两平面之间的对称中心面等),在定位时是通过有关具体表面体现的,这些表面称为定位基面。
工件以回转表面(如孔、外国)定位时,回转表面的轴心线是定位基准,而回转表面就是定位基面。
工件以平面定位时,其定位基准与定位基面一致。
二、定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准两种。
用未机加工过的毛坯表面作为定位基准的称为粗基准;
用已机加工过的表面作为定位基准的称为精基准。
1、粗基准的选择
粗基准的选择是否合理,直接影响到各加工表面加工余量的分配,以及加工表面和不加工表面的相互位置关系。
因此,必须合理选择。
1)为保证不加工表面与加工表面之间的位置要求,应选择不加工表面为粗基准。
2)为保证重要加工面的余量均匀,应选择重要加工面为粗基准。
3)为保证各加工表面都有足够的加工余量,应选择毛坯余量最小的面为粗基准。
4)粗基准比较粗糙且精度低,一般在同一尺寸方向上不应重复使用。
否则,因重复使用所产生的定位误差,会引起相应加工表面间出现较大的位里误差。
5)作为粗基准的表面,应尽量平整,没有浇口、冒口或飞边等其它表面缺陷,以便使工件定位可靠,夹紧方便。
2、精基准的选择
除第一道工序采用粗基准外,其余工序都应使用精基准。
选择精基准主要考虑如何减少加工误差、保证加工精度、使工件装夹方便,并使零件的制造较为经济、容易。
具体选择时可遵循下列原则:
(1)基准重合原则
选择加工表面的设计基准作为定位基准,称为基准重合原则。
采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。
(2)基准统一原则
当工件以某一组精基准可以比较方便地加工其它各表面时,应尽可能在多数工序中采用此同一组精基准定位,这就是基准统一原则。
采用基准统一原则可以避免基准变换所产生的误差,提高各加工表面之间的位置精度,同时简化夹具的设计和制造工作量。
典型的基准统一原则是轴类零件、盘类零件和箱体类零件。
轴的精基准为轴两端的中心孔,齿轮是典型的盘类零件,常以中心孔及一个端面为精加工基准,而箱体类常以一个平面及平面上的两个定位用工艺孔为精基准。
(3)自为基准原则
当某些精加工表面要求加工余量小而均匀时,可选择该加工表面本身作为定位基准,以搞高加工面本身的精度和表面质量。
(4)互为基准原则
为使各加工表面之间有较高的位置精度,又为了使其加工余量小而均匀,可采用两个表面互为基准反复加工,称为互为基准原则。
能够提高重要表面间的相互位置精度,或使加工余量小而均匀。
3、辅助基准的选择
有些零件的加工,为了装夹方便或易于实现基准统,人为地造成一种定位基准,称为辅助基准。
例如,轴类零件加工所用的两个中心孔、图2-14所示零件的两个工艺孔等。
作为辅助基准的表面不是零件的工作表面,在零件的工作中不起任何作用,识是由于工艺上的需要才作出的。
所以,有些可在加工完毕后从零件上切除。
第四节常见定位方式及定位元件
一、工件以平面定位
工件以平面作为定位基准时,常用的定位元件如下所述。
1、主要支承主要支承用来限制工件的自由度,起定位作用。
(1)固定支承有支承钉和支承板两种形式,如图所示,在使用过程中,它们都是固定不动的。
当工件以加工过平面定位时,可采用平头支承钉(图2-17a)或支承板(图2-17d、e);
而球头支承钉(图2-1,b)主要用于毛坯面定位;
齿纹头支承钉(图2-17c)主要用于工件侧面定位,它们能增大摩擦系数,防止工件滑动。
图2-17d所示支承板的结构简单,制造方便,但孔边切屑不易清除干净,故适用于工件侧面和顶面定位。
图2-17e所示支承板便于清除切屑,适用于工件底面定位。
(2)可调支承
可调支承用于在工件定位过程中,支承钉的高度需要调整的场合,如图2-18所示。
调节时松开螺母2,将调整钉1调到所需高度,再拧紧螺母2。
大多用于工件毛坯尺寸、形状变化较大,以及粗加工定位。
(3)自位支承(浮动支承)
自位支承是在工件定位过程中,能自动调整位置的支承。
图a是三点式自位支承,图b是两点式自位支承。
这类支承的特点是:
支承点的位置能随着工件定位面的位置不同而自动调节,直至各点都与工件接触为止。
其作用仍相当于一个定位支承点,只限制工件一个自由度。
可提高工件的刚性和稳定性。
适用于工件以毛坯面定位或刚性不足的场合。
2、辅助支承
辅助支承用来提高工件的装夹刚性和稳定性,不起定位作用,也不允许破坏原有的定位。
辅助支承的典型结构如图所示。
图a的结构最简单,但使用时效率低。
图b为弹簧自位式辅助支承,靠弹簧2推动滑柱1与工件接触,用顶柱3锁紧。
第五节定位误差
一批工件逐个在夹具上定位时,各个工件在夹具上所占据的位置不可能完全一致,以致使加工后各工件的工序尺寸存在误差,这种因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量,称为定位误差,用△D表示。
一、定位误理产生的原因
1、基准不重合误差
定位基准与设计基准不重合时所产生的加工误差,称为基准不重合误差。
在工艺文件上,设计基准已转化为工序基准,设计尺寸已转化为工序尺寸,此时基准不重合误差就是定位基准与工序基准之间尺寸的公差,用△B表示。
2、基准位移误差
一批工件定位基准相对于定位元件的位置最大变动量(或定位基准本身的位置变动量)称为基准位移误差,用△Y表示。
二、定位误差的计算方法
定位误差是由基准不重合误差与基准位移误差两项组合而成。
计算时,先分别算出△B和△Y,然后再根据不同情况分别按照下述方法进行合成,从而求得定位误差△D。
1)工序基准不在定位基面上,△D=△Y+△B。
2)工序基准在定位基面上,△D=|△Y+△B|
“+”、“-”的确定可按如下原则判断:
当由于基准不重合和基准位移分别引起工序尺寸作相同方向变化(即同时增大或同时减小)时,取“十”号;
而当引起工序尺寸彼此向相反方向变化时,取“一”号。
三、常见定位方式的定位误差
1、工件以圆柱面配合定位的基准位移误差
(1)定位副固定单边接触,当心轴水平放置时,工件在自重作用下与心轴固定单边接触,此时
TD—工件定位孔直径公差;
Td―定位心轴直径公差;
Xmin—定位孔与定位心轴间的最小配合间隙。
(2)定位副任意边接触,当心轴垂直放置时,工件与心轴任意边接触;
2、工件以外画在v形块上定位的定位误差
工件以外圆在V形块上定位,定位基准是工件外回轴心线,因工件外圆柱面直径有制造误差,由此产生的工件在竖直方向上的基准位移误差为:
1)当工序尺寸标为h1时,因基准重合,△B=0,所以
2)当工序尺寸标为h2时,工序基准为外圆柱面下母线,与定位基准不重合,
由于工序基准在定位基面上,因此
符号确定:
当定位基面直径由大变小时,定位基准朝下运动,使h2变大;
当定位基面直径由大变小时,假定定位基准不动,工序基准相对于定位基准向上运动,使h2变小。
两者变动方向相反,故有
3)当工序尺寸标为h3时,工序基准为外圆柱面上母线,基准不重合误差仍为
当定位基面直径由大变小时,△B和△Y都使h3变小,故有
3、工件以一面两孔组合定位的基准位移误差
(1)移动的基准位移误差
该误差可按定位销垂直放置时计算,一般取决于第一定位副的最大配合间隙,即
(2)转动的基准位移误差(转角误差)
转角误差取决于两定位孔与定位销的最大配合间隙X1min和X2max、中心距L以及工件的偏转方向。
当两孔偏转于两销同一侧时,其单边转角误差
第六节工件的夹紧
加工过程中,为保证工件定位时确定的正确位置,防止工件在切削力、离心力、惯性力、重力等作用下产生位移和振动,须将工件夹紧。
这种保证加工精度和安全生产的装置,称为夹紧装置。
一、对夹紧装置的基本要求
1)夹紧过程中,不改变工件定位后所占据的正确位置。
2)夹紧力的大小适当。
既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变、振动小,又要使工件不产生过大的夹紧变形。
3)操作方便、省力、安全。
4)夹紧装置的自动化程度及复杂程度应与工件的产里和批量相适应。
二、夹紧力方向和作用点的选择
1)夹紧力应朝向主要定位基准。
2)夹紧力方向应有利于减小夹紧力。
3)夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的方向和部位。
这一原则对刚性差的工件特别重要。
4)夹紧力作用点应尽量靠近工件加工面。
5)夹紧力作用线应落在定位支承范围内。
三、典型夹紧机构
1、斜楔夹紧机构
采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构称为斜楔夹紧机构。
2、螺旋夹紧机构
由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构称为螺旋夹紧机构。
螺旋夹紧机构不仅结构简单、容易制造,而且自锁性好,夹紧力大,是夹具上用得最多的一种夹紧机构。
3、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件的机构,称为偏心夹紧机构。
图为圆偏心轮夹紧机构。
当下压手柄1时,圆偏心轮2绕轴3旋转,将圆柱面压在垫板4上,反作用力又将轴3抬起,推动压板5压紧工件。
图b用的是偏心轴,图c用的是偏心叉。
四、气液传动装置
使用人力通过各种传力机构对工件进行夹紧,称为手动夹紧。
而现代高效率的夹具,大多采用机动夹紧,其动力系统有:
气压、液压、电动、电磁、真空等。
其中最常用的有气压和液压传动装置。
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- 第二章 装夹定位 第二 定位