第6章机械制造工艺学案例.ppt

第6章 机床夹具设计 6.1 概 述 一、 机床夹具的作用 ★机床夹具（夹具）是指在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占有正确位置以接受加工或检测的工艺装备。其作用是将工件进行定位和夹紧，将刀具进行导向和对刀，以保证工件和刀具之间的相对位置关系。主要作用： 1、保证机械加工质量。 工件相对机床与刀具的位置由夹具来保证，不受工人技术水平影响。 2、提高生产率，降低成本。 装夹方便迅速，减少辅助时间。 3、扩大机床的工艺范围。 可改变机床的用途，实现一机多能。如在车床上安装镗模夹具，就可对箱体类零件的孔系进行镗削加工等。 4、改善劳动条件、保证生产安全。 二、 机床夹具的组成 ★按夹具上各部分元件和 装置所起的功用划分，可得出夹具一般有以下几个组成部分，以图6-1钻模夹具为例，夹具一般有以下几个组成部分。 （1）定位元件——与工件定位基准相接触，用来确定工件在夹具中的正确位置。 （2）夹紧装置——将工件夹紧，保证工件在加工过程中的正确位置不变。 （3）对刀-导向元件——用于确定刀具相对于夹具的正确位置和引导刀具进行加工。 （4）夹具体——是夹具的基础零件，它将夹具上的定位、夹紧、导向、对刀等其它元件连接成一个整体，并保证它们之间相对位置关系。 （5）连接元件——确定夹具在机床上正确位置的元件，如定位键、定位销及紧固螺栓等。 （6）其它元件和装置：如分度装置、动力装置等。 图6-1 简易钻模夹具示例 三、 机床夹具的分类 夹具按其用途不同，可分为机床夹具、装配夹具、检验夹具等。 机床夹具可分为： 1、按通用化程度来分类 2、按使用机床的类型来分类 可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具和其他机床夹具等。 3、按所用动力源来分类 可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增压夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具、离心力夹具、自紧夹具（靠切削力本身夹紧）和其它夹具等。 1、 按通用化程度来分： 四、 机床夹具的现状及发展方向 1、机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂 里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50%~80%左右专用夹具。 2、现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。 6.2 工件在夹具中的定位 一、 六点定位原理 1、自由度的概念 一个位于空间自由状态的工件，与刚体一样，对于直角坐标系来说，具在六个自由度。如图9-2所示长方体工件，它在空间的位置是任意的，既能沿X、Y、Z轴移动，记 ； 还能绕X、Y、Z轴转动，记为 、 、 。习惯上，把这六个独立的运动称为六个自由度。 一、 工件的定位原理 2、六点定位原理 定位，就是限制自由度。如果采取一定的约束措施，限制工件的六个自由度，则工件被完全定位。如图9-3所示，底面约束点1、2、3限制三个自由度 、 、 ，侧面约束点4、5 限制两个自由度 、 ，端面约束点6限制一个自由度 。 采用六个按一定规则的约束点，限制工件六个自由度，实现完全定位，叫六点定位原理。 一、 工件的定位原理 ★应用 “六点定位原理”进行定位分析时，应注意以下几点： (1)定位就是限制自由度，通常用合理布置的定位支承点来限制工件的自由度。 (2)定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。 (3)定位和夹紧是两个不同的概念：定位是为了使工件在空间某一方向占据唯一确定的位置，此时工件除受自身重力作用外，不受其他外力作用。而夹紧则是使工件在外力作用下，仍能保证这唯一正确位置不变，对于一般夹具，先实施定位，然后再夹紧。对于自定心夹具(如三爪卡盘），则是定位和夹紧过程同时进行。因此，一定要把定位和夹紧区别开来，不能混为一谈。 (4)定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件来体现，至于具体的定位元件应转化为几个定位支承点，需结合其结构进行分析。 表6-1所示为常见的典型定位方式及定位元件可转化的支承点数目及所能限制的自由度。 表6-1 常用典型定位方式及定位元件所能限制的自由度 表6-1 常