机械制造技术基础第四章机床夹具设计课件.ppt
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1、机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,1,第四章 机床夹具设计,工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具是工艺系统的重要组成部分,它在生产中应用十分广泛。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,2,夹具的作用,1. 保证精度 2. 提高效率 3. 扩大功能 4. 减轻强度,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,3,工件装夹,直接装夹 划线找正装夹 夹具装夹,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,4,直接装夹,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,5,划线找正装夹,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,6,第一节 工件的装夹 第二节 机床夹具概述 第三节 工件在夹具中的定位 第四节
2、 工件在夹具中的夹紧,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,7,第一节 工件的装夹,一、工件的装夹 二、工件的定位,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,8,一、工件的装夹,定位:在机床上加工工件时,为使工件在该工序所加工表面能达到规定的尺寸与形位公差要求,在开动机床进行加工之前,必须首先将工件放在机床上或夹具中,使它在夹紧之前就相对于机床占有某一正确的位置,此过程称为定位。(图),机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,9,夹紧:工件在定位之后还不一定能承受外 力的作用,为了使工件在加工过程中。总 能保持其正确位置,还必须把它压紧(固定),此过程称为夹紧。 工件的装夹过程就是定位过程和夹
3、紧过程的 综合。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,10,定位的任务:使工件相对于机床占有 某一正确的位置。 夹紧的任务:是保持工件的定位位置 不变。 装夹的误差:定位误差和夹紧误差之 和。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,11,二、工件的定位,物体在空间具有六个自由度(图), 即沿三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的 转动,如果完全限制了物体的这六个自由 度,则物体在空间的位置就完全确定了。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,12,综上分析知:欲使工件在空间 处于完全确定的位置,必须选用与加 工件相适应的个支承点来限制工件 的个自由度。这就是工件定位的六 点定位原理(图)。,
4、机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,13,六点定位原理:工件定位时,用合理分布的 六个支承点与工件的定位基准相接触来限 制工件的六个自由度,使工件的位置完全 确定.,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,14,为了达到某一工序的加工要求,有时不一定要完全限制工件的六个自由度。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,15,不完全定位: a图:完全自由 b、c、d图:可以沿Y轴方向移动 e图:可以沿x、Y轴方向移动,绕Z轴旋转,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,16,欠定位:是指工件实际定位所限制的自由度数目,少于按其加工要求所必须限制的自由度数目。,机械制造技术基础-第四章-机床夹
5、具设计,17,过定位:几个定位支承点重复限制同一个自由度。 过定位是否允许,要视具体情况而定: 1)如果工件的定位面经过机械加工,且形状、尺寸、位置精度均较高,则过定位是允许的。有时还是必要的,因为合理的过定位不仅不会影响加工精度,还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。 2)反之,如果工件的定位面是毛坯面,或虽经过机械加工,但加工精度不高,这时过定位一般是不允许的,因为它可能造成定位不准确,或定位不稳定,或发生定位干涉等情况。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,18,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,19,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,20,a)在球上打盲孔B,
6、保证尺寸H; 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;c)在轴上铣横槽,保证槽宽B以及尺寸H和L;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。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,21,第二节 机床夹具概述,一、机床夹具的作用 1、保证加工的精度 2提高生产效率 3减轻劳动强度 4扩大机床的工艺范围,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,22,二、机床夹具的分类,机床夹具,1.按夹具 的应用分,2.按夹具所用夹紧动力源分,3.按机床类型分, 通用夹具 专用机床夹具 组合夹具 成组夹具 随行夹具,车床夹具(例),铣床夹具(例:),钻床夹具(例:),机械
7、制造技术基础-第四章-机床夹具设计,23,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,24,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,25,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,26,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,27,三爪卡盘,四爪卡盘,万向平口钳,回转工作台,分度头,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,28,平口钳分固定侧与活动侧,固定侧与底面作为定位面,活动侧用于夹紧,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,29,三、专用机床夹具的组成(图),机床夹具组成,. 定位元件 . 夹紧装置 . 对刀元件、导向元件 . 夹具联接元件 . 夹具体 . 其他元件及装置,机械制造技术基础-第
8、四章-机床夹具设计,30,四、基准,基准是零件上用以确定其它点、线、 面的位置的点、线、面。 、设计基准(例) 、工艺基准(例),()定位基准 ()测量基准 ()装配基准,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,31,第三节 工件在夹具中的定位,一、机床夹具定位元件 ()工件以平面定位常用定位元件 (二)工件以孔定位常用定位元件 (三)工件以外圆定位常用定位元件 (四)工件以组合表面定位常用定位元件,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,32,对定位元件的共同要求,定位工作面精度要求高 一定的强度与刚性 耐磨性 防屑、防尘 正确定位,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,33,定位元件的主
9、要技术要求和常用材料,要求一定的:定位精度、粗糙度值、耐 磨性、硬度和刚度。 常用的材料: 低碳钢 如20钢或20Cr钢,工件表面经渗碳 淬火,深度0.81.2mm左右,硬度HRC5565。 高碳钢 如T7、T8、T10等,淬硬至HRC55 65。 此外也有用中碳钢 如45钢,淬硬至HRC43 48。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,34,()工件以平面定位常用定位元件,平面定位常用定位元件,支承钉,平头支承钉:用于支承精基准面(图),球头支承钉:用于支承粗基准面(图),网纹顶面支承钉:用在工件以粗基准 定位且要求较大摩擦力的表面定位(图 图),支承板,平面型支承板:侧面和顶面定位(图
10、 图) 带斜槽型支承板:适于作底面定位准面(图),可调支承 (图 图 图 图 图) 自位支承(图 图 图) 辅助支承 (图 图 ),机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,35,支承钉: A型用于精基准,B型用于粗基 准,C型用于侧面定位。支承钉与夹具孔 的配合为H7/r6或H7/n6。若支承钉需经 常更换时可加衬套,其外径与夹具体孔 的配合亦为H7/r6或H7/n6,内径与支承 钉的配合为H7/js6。使用几个A型支承 钉时,装配后应磨平工作表面,以保证 等高性.,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,36,支承板: 适用于精基准。A型用于侧面 和顶面定位,B型用于底面定位。支承 板用螺钉
11、紧固在夹具体上。若受力较大 或支承板有移动趋势时,应增加圆锥销 或将支承板嵌入夹具体槽内。采用两个 以上支承板定位时,装配后应磨平工作 表面,以保证等高性。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,37,可调支承: 适用于毛坯(如铸件)分批制 造,其形状和尺寸变化较大的粗基准定 位。亦可用于同一夹具加工形状相同而 尺寸不同的工件,或用于专用可调整夹 具和成组夹具中。在一批工件加工前调 整一次,调整后用锁紧螺母锁紧。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,38,可调支承的用途,适应不同批毛坯尺寸的较大变化,以满 足 后续工序的加工余量。 在可调夹具中用作调节元件,以适应相 似零件系列尺寸的变化
12、。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,39,自位支承: 支承本身在定位过程中所处的 位置,随工件定位基准面位置的变化而 自动与之适应,其作用相当于一个固定 支承,只限制一个自由度。由于增加了 与定位基准面接触的点数,故可提高工 件的安装刚性和稳定性。适用于工件以 粗基准定位或刚性不足的场合。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,40,辅助支承,为了增加工件的刚性和稳定性,但又要 避免过定位,此时经常采用辅助支承。一 般辅助支承是在工件定位后才参与工作, 故不起定位作用。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,41,(二)工件以孔定位常用定位元件,1定位销(图 图 图 图 图 图),
13、用定位销定位时,短圆柱销限制两个自由度;长圆柱销可以限制四个自由度;端圆锥销限制三个自由度。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,42,圆锥销,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,43,当工作部分直径D3mm时采用小定位 销(JB/T 8014.11999),夹具体上应有沉 孔,使定位销圆角部分沉入孔内而不影响定 位。大批量生产时,应采用可换定位销( JB/T 8014.31999)。工作部分的直径,可 根据工件的加工要求和安装方便,按g5、g6 、f6、f7制造,与夹具体配合为H7/r6或 H7/n6,衬套外径与夹具体配合为H7/h6,其 内径与定位销配合为H7/h6或H7/h5。当
14、采用 工件上孔与端面组合定位时,应该加上支承 垫板或支承垫圈。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,44,注意:,所有定位销的定位端头部均做成15的 长倒角,以便于工件套入。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,45,在加工箱体工件时,往往采用一平面及 与该平面垂直的两孔为定位基准。定位元 件则为一平面、一短圆柱销及一短的削角 销。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,46,2心轴(图),机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,47,长定位心轴限制四个方向自由度,短定位心 轴只限制两个方向自由度.小锥锥度心轴,装夹 工件时,通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形 夹紧工件,使用小锥度心
15、轴定位可获得较高的定 位精度,它可以限制五个自由度。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,48,(三)工件以外圆定位常用定位元件,V形块(图) 定位套 半圆孔,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,49,1、 V形块(图 图 ),机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,50,定位分析,一个短V形块限制两个自由度;两个短V 形块组合或一个长V形块限制四个自由度; 浮动式V形块只限制一个自由度。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,51,2、定位套,在工件以端面为主要定位基面的场合,短定位套孔限制工件的两个自由度;在工件以外圆柱表面为主要定位基面的场合,长定位套孔限制工件的四个自由度;工
16、件以圆柱面端部轮廓为定位基面,椎孔限制工件的三个自由度。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,52,3、半圆孔,当工件尺寸较大,用圆柱孔定位不方便时,可将圆柱孔改成两半,下半孔用作定位,上半孔用于压紧工件。 短半圆孔定位限制工件的二个自由度;长半圆孔定位限制工件的四个自由度。,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,53,特例,机械制造技术基础-第四章-机床夹具设计,54,(四)工件以组合表面定位常用定位元件(图),在实际生产中,为满足加工要求,有时 采用几个定位面相组合的方式进行定位。 常见的组合形式有:两顶尖孔、一端面一 孔、一端面一外圆、一面两孔等,与之相 对应的定位元件也是组合式的
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