第六章课件机械制造技术基础培训课件方案研究.ppt

定 位 元 件 定 位 元 件 定 位 元 件 定 位 元 件 定 位元件 定 位元件 定 位元件 定 位元件 定 位元件 定 位元件 定 位元件 定 位元件 定 位元件 定 位元件 定 位元件 绪 论 定 位元件 定 位 误差 图6.21 v形块定位时的定位误差 定 位 误差 定 位 误差 工件的夹紧 6.3.1 夹紧力三要素设计原则 6.3.1.1 夹紧力的方向 夹紧力的方向选取考虑以下三方面： ① 工件用几个表面作为定位基准。大型工件为保持工件的正确位置，朝向各定位元件都要有夹紧力；小型工件尺寸，则只要垂直朝向主定位面有夹紧力，保证主要定位面与定位元件有较大的接触面积，就可以使工件装夹稳定可靠。 ② 夹紧力的方向应方便装夹和有利于减小夹紧力。为夹紧力Q、重力G、切削力F三者之间的方向组合关系见图6.30、图6.31、图6.32。 ③ 夹紧力的方向应使工件夹紧后的变形小。由于工件在不同方向上刚性不同，因此对工件在不同方向施加夹紧力时所产生的变形也不同。见图6.33。 工件的夹紧 6.3.1.2 夹紧力的作用点 夹紧力方向确定后，夹紧力的作用点的位置和数目的选择将直接影响工件定位后的可靠性和夹紧力的变形。对作用点位置的选择和数目的确定应注意以下几个方面： ① 力的作用点的位置应能保持工件的正确定位而不发生位移或偏转。为此，作用点的位置应靠近支承面的几何中心，使夹紧力均匀分布在接触面上。见图6.34(a)、(b) 。 ② 夹紧力的作用点应位于工件刚性较大处。且作用点应有足够的数目，这样可使工件的变形量最小。如图6.34(c)、(d)。 ③ 夹紧力的作用点应尽量靠近工件被加工表面。这样可使切削力对该作用点的力矩减小，同时减小工件的振动。若加工面远离夹紧作用点，可增加辅助支承并附加夹紧力以防止工件在加工中产生位置变动、变形或振动。如图6.35。 工件的夹紧 6.3.1.3 夹紧力的大小 对工件所施加的夹紧力，要适当。夹紧力过大，会引起工件变形；夹紧力过小，易破坏定位。 进行夹紧力计算时，通常将夹具和工件看作一刚性系统，以简化计算。根据工件在切削力、夹紧力 (重型工件要考虑重力，高速时要考虑惯性力)作用下处于静力平衡，列出静力平衡方程式，即可算出理论夹紧力。 为安全起见，计算出的夹紧力应乘以安全系数K，故实际夹紧力一般比理论计算值大2～3倍。 常用的夹紧装置 6.3.2 常用的夹紧装置 ? 夹具中常用的夹紧装置有楔块、螺旋、偏心轮等，它们都是根据斜面夹紧原理夹紧工件。下面分别介绍各种夹紧装置的结构、夹紧力的计算和它们的特性。 6.3.2.1 楔块夹紧装置 楔块夹紧装置见图6.36，主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。楔块夹紧常与杠杆、压板、螺旋等组合使用。 特点： (1)有增力作用； (2)夹紧行程小； (3)结构简单，但操作不方便。 楔块夹紧装置 (1)楔块夹紧受力的计算 楔块夹紧的受力分析见图6.37。楔块在原始力P、工件给楔块的作用力Q、夹具体给楔块的作用力R作用下，处于平衡状态。当工件被夹紧时，P、Q、R三力合成，计算出楔块对工件所产生的夹紧力Q为： 式中 α—楔块升角，通常取6°～10°。 因工件、 夹具体与楔块的摩擦系数一般取f＝0.1～0.15,故相应的摩擦角为φ1和φ2为5°45’～8°30’ 。 楔块夹紧装置 (2)楔块的自锁条件 当原始力P撤除后，楔块在摩擦力的作用下仍然不会松开工件的现象称为自锁。楔块在力Q、R作用下平衡，此时摩擦力的方向与楔块松开的趋势相反，如图6.37(c)所示自锁的条件应该是： 若φ1＝φ2＝φ ，f＝0.1～0.15，则α≤11.5°～17°。为安全起见一般取10°～15°或更小些。 (3)传力系数 夹紧力与原始力之比称传力系数，以iP表示则有： 楔块夹紧装置 从公式可以看出，楔块的升角α越小，iP就越大；当原始力P一定时，α越小则夹紧力Q就越大，但同时楔面的工作长度加大致使结构不紧凑，夹紧速度变慢。因此楔块夹紧装置常用在工件尺寸公差较小的机动夹紧装置中。 (4)楔块的尺寸及材料 升角α确定后，其工作长度应满足夹紧要求，其厚度应保证热处理时不变形，小头厚度应大于5mm为宜。 楔块材料一般用20钢或20Cr，渗碳厚度0.8～1.2mm，热处理硬度HRC56～62，工作表面粗糙度值Ra为1.6μm。 螺旋夹紧装置 6.3.2.2 螺旋夹紧装置