机械制造工艺及机床夹具第4章0.ppt

机械制造工艺与机床夹具 第四章 机床夹具设计基础 第一节 概述 第二节 工件的定位原则及定位元件 第三节 定位误差的分析和计算 第四节 工件的夹紧 第五节 分度装置 第一节 概述 一、工件的安装 ⑴定位——工件应准确地安放在机床的合适位置上 ⑵夹紧——工件定位后，还需对工件压紧夹牢 工件在机床上的安装方法一般有两种： ⒈找正安装：按工件的有关表面或专门划出的线痕作为找正依据，用划针 或指示表，逐个找正工件相对于刀具及机床的位置，然后把工件夹紧。 ⒉用专用夹具安装：靠夹具来保证工件相对于刀具及机床所需的位置，并 使其夹紧。 二、机床夹具的分类和组成 ㈠机床夹具的分类 机床夹具一般可按应用范围、使用机床、夹紧动力源来分类。 ㈡机床夹具的组成 ⒈定位元件 ⒉夹紧装置 ⒊夹具与机床之间的联接元件 ⒋对刀或导向元件 ⒌其它装置或元件 ⒍夹具体 其中定位元件、夹紧装置和夹具体为基本组成部分。 三、机床夹具在机械加工中的作用 ⒈保证加工精度 ⒉提高生产率、降低成本 ⒊扩大机床工艺范围 ⒋减轻工人的劳动强度 第二节 工件的定位原则及定位元件 一、概述 在机械加工中，必须使工件、夹具、刀具和机床之间保持正确的相互位置，才能加工出合格的零件。这种正确的相互位置关系，是通过工件在夹具中的定位、夹具在机床上的安装、刀具相对于夹具的调整来实现的。 二、工件定位的基本原理 ㈠自由度的概念 一个位于空间自由状态的物体，对于直角坐标系来说，具有六个自由度。它的空间位置是任意的，即能沿X、Y、Z轴移动（移动自由度）。又能绕三个坐标轴转动（转动自由度）。 ㈡六点定位原则 定位就是限制自由度。分析工件定位时，通常用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原则(六点定则)。 ㈢限制工件自由度与加工要求的关系 工批工件在夹具中定位时，只有满足以下两条要求，定位方案才是可行的。 一是需要限制的自由度，必须都得到恰当地限制 二是保证必要的定位精度和稳定性。 因此确定定位方案时，要根据工件的加工精度要求，遵循六点定位原则，分析工件应该限制的自由度，确定定位方法，选择定位元件，继而进行定位误差的分析和计算。 ㈣工件定位中的几种情况 ⒈完全定位——工件的六个自由度全部被限制的定位 ⒉不完全定位——根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。 ⒊欠定位——根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位。无法保证加工要求，所以是不允许的。 ⒋过定位——夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度。 过定位可能导致下列后果： ⑴工件无法安装 ⑵造成工件或定位元件变形 由于过定位往往会带来不良 后果，一般确定定位方案时，应 尽量避免。消除或减小过定位所 引起的干涉，一般有两种方法： ⑴改变定位元件的结构，使定位 元件重复限制自由度的部分起 定位作用。 ⑵提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。 三、定位方法及定位元件 工件上的定位基准面与相应的定位元件与合称为定位副。定位幅的选择及其制造精度直接影响工件定位精度和夹具的工作效率以及制造使用性能。 ㈠工件以平面定位 常用支承钉和支承板作定位元件来实现定位。 ⒈主要支承——起限制自由度作用的支承。 ⑴固定支承：属固定支承的有各种支承钉和支承板 当工件定位基准面尺寸较小或刚性较差时可设计形状与基准面相仿的非标准的整体式支承板，这样可简化夹具结构，提高支承刚度。 ⑵可调支承：指支承的高度可以进行调节 可调支承主要用于工件以粗基准面定位，或定位基面的形状复杂，以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时。 此外，在系列化产品的生产中，往往采用同一夹具来安装规格化了的零件。 ⑶自位支承：当既要保证定位副接触良好，又要避免过定位时，常把支承做成浮动或联动结构，使之定位。 ⒉辅助支承——工件因尺寸形状或局部刚度较差，便其定位不稳或受力变形等原因，需增设辅助支承，用以承受工件重力、夹紧力或切削力。其特点是：待工件定位夹紧后，再行调整辅助支承，使其与工件的有关表面接触并锁紧。 辅助支承有以下几种： ⑴螺旋式辅助支承（图A） ⑵自位式辅助支承（图C） ⑶推引式辅助支承（图B） ⑷液压锁紧的辅助支承（图D） 辅助支承，不限制工件 的自由度，严格来说，辅助 支承不能算是定位元件。 ㈡工件以圆柱孔定位 生产中，工件以圆柱孔定位应用较广，所采用的定位元