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1、机床操作工培训 常用夹具及工装 培训内容 理论学习 2课时机用平口虎钳 顶尖 卡盘 分度头类型 规格及应用 1课时常用工装及工具 1课时考试 2课时训练 常用夹具使用 8课时主讲 周飞 培训达成目标 考试合格课堂提问过关会正确使用各种夹具及机床附件 机床夹具的现状及发展方向 夹具最早出现在18世纪后期 随着科学技术的不断进步 夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备 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
2、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 而夹具的实际磨损量仅为10 20 左右 机床夹具的现状及发展方向 特别是近年来 数控机床 加工中心 成组技术 柔性制造系统 FMS 等新加工技术的应用 对机床夹具提出了如下新的要求 1 能迅速而方便地装备新产品的投产 以缩短生产准备周期 降低生产成本 2 能装夹一组具有相似性特征的工件 3 能适用于精密加工的高精度机床夹具 4 能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具 5 采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置 以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率 6 提高机
3、床夹具的标准化程度 机床夹具的现状及发展方向 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 1 标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面 目前我国已有夹具零件及部件的国家标准 GB T2148 T2259 91以及各类通用夹具 组合夹具标准等 机床夹具的标准化 有利于夹具的商品化生产 有利于缩短生产准备周期 降低生产总成本 2 精密化随着机械产品精度的日益提高 势必相应提高了对夹具的精度要求 精密化夹具的结构类型很多 例如用于精密分度的多齿盘 其分度精度可达 0 1 用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘 其定心精度为5 m 机床夹具的现状及发展方向 3 高效
4、化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间 以提高劳动生产率 减轻工人的劳动强度 常见的高效化夹具有自动化夹具 高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等 例如 在铣床上使用电动虎钳装夹工件 效率可提高5倍左右 在车床上使用高速三爪自定心卡盘 可保证卡爪在试验转速为9000r min的条件下仍能牢固地夹紧工件 从而使切削速度大幅度提高 目前 除了在生产流水线 自动线配置相应的高效 自动化夹具外 在数控机床上 尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置 充分发挥了数控机床的效率 机床夹具的现状及发展方向 3 柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似 它是指机床夹具通过调
5、整 组合等方式 以适应工艺可变因素的能力 工艺的可变因素主要有 工序特征 生产批量 工件的形状和尺寸等 具有柔性化特征的新型夹具种类主要有 组合夹具 通用可调夹具 成组夹具 模块化夹具 数控夹具等 为适应现代机械工业多品种 中小批量生产的需要 扩大夹具的柔性化程度 改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构 发展可调夹具结构 将是当前夹具发展的主要方向 第一章机床夹具的概述 第一节机床夹具的作用及其组成第二节常用机床夹具的种类 什么叫工装 夹具 治具 检具 工装即工艺装备 指制造过程中所用的各种工具的总称 包括刀具 夹具 模具 量具 检具 辅具 钳工工具 工位器具等 工装为其通用简称 工装分为专用工装
6、 通用工装 标准工装 类似于标准件 夹具顾名思义 用以装夹工件 或引导刀具 的装置模具用以限定生产对象的形状和尺寸的装置 刀具机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料 所以 刀具 一词一般就理解为金属切削刀具 辅具一般指用以连接刀具和机床的工具 钳工工具各种钳工作业所用的工具总称工位器具用以在工作地或仓库中存放生产对象或工具的各种装置 检具生产中检验所用的器具治具制造用器具 有时与工装同意 有时也指夹具 一般台资 韩资 日资等电子企业多用该词 夹具属于工装 工装包含夹具 属于从属关系 机加工工艺装备用具作用 1 机床 提供加工运动 关系和动力 2 刀具 切去工件表面余量 3 量具 检测工件
7、加工质量 4 工辅具 固定刀具如钻夹头 刀架扳手 装夹工件的扳手等 5 机床夹具 依加工要求装夹工件 使之在加工中始终保持其正确位置的机床附属装置 第一节机床夹具的作用及其组成 我们仅以机械加工过程中与机床有关的夹具做一些介绍 1 机床夹具的定义 用于装夹工件的工艺装备就称为机床夹具也就是说 在机床上用以正确确定工件的位置 定位 并可靠而迅速地将工件夹紧的机床附加装置被称为机床夹具 加紧 装夹 定位 夹紧 定位 在机床上加工工件时 为了在工件的某一部位加工出符合工艺规程要求的表面 在加工前需要使工件在机床上占有正确的位置 夹紧 由于在加工过程中受到切削力 重力 振动 离心力 惯性力等作用 所以
8、还应采用一定的机构 将工件在加工时保持在原先确定的位置上 2 机床夹具的作用 1 保证加工质量2 提高生产率 降低成本3 扩大机床工艺范围4 减轻工人劳动强度 保证生产安全 质量保证 效率提高 3 工件装夹的方法 1 直接找正法 2 划线找正法3 定位元件法 直接找正法 划线找正法 各种装夹方法的比较 第二节常用机床夹具的种类 1 按使用范围分 1 通用夹具2 专用夹具3 组合夹具 4 成组夹具5 随行夹具 2 按机床分类1 车床夹具2 铣床夹具3 钻床夹具4 磨床夹具5 数控机床夹具3 按动力源分类1 手动夹紧2 气动夹紧3 液动夹紧4 电磁夹紧5 真空夹紧 机床夹具的组成 定位元件夹紧装置
9、对刀元件夹具体其它元件和装置 专用夹具的组成 图解 专用夹具几种组成部分的关系 图解 专用夹具几种组成部分的关系 1 工件通过定位元件在夹具上占有一个正确的位置2 工件通过夹紧元件保证加工过程中始终保持原有的正确位置3 夹具通过对刀元件相对刀具保持正确位置4 夹具通过连接元件 相对于机床保持一个正确位置5 夹具通过其他装置 完成其他要求6 夹具体把上述的几种元件组合成一个整体 第二章工件在夹具中的定位 一 定位的原理二 根据加工精度要求 确定工件应该限制的自由度数目三 定位元件限制工件自由度四 几种不同的定位形式五 工件定位时的几种情况 一 定位的原理 1 自由物体 在空间占有任意位置的物体
10、工件在未放入夹具前可以看作自由物体 一 定位的原理 2 六个自由度 工件放入三个互相垂直的平面内 就有6个自由度沿x轴移动自由度沿y轴移动自由度沿z轴移动自由度沿x轴转动自由度沿y轴转动自由度沿z轴转动自由度 定位支承点 一 定位的原理 3 定位支承点 约束点 底面布置3个不共线的约束点 限制三个自由度 侧面布置两个约束点 限制两个自由度 端面布置一个约束点 限制一个自由度 4 六点定位原理 任何一个物体在空间直角坐标系中都有6个自由度要确定其空间位置 就需要限制其6个自由度将6个支承抽象为6个 点 6个点限制了工件的6个自由度 这就是六点定位原理 两点注意 点 的含义 对自由度的限制 与实际
11、接触点不同 夹紧与定位概念分开 二 根据加工精度要求 确定工件应该限制的自由度数目 由于时间关系 本次培训不作详细介绍 有兴趣的同学可找相关资料进一步学习 举例 铣沟槽b由铣刀保证 应限制 5个自由度 三 定位元件限制工件自由度 首先讲解单个典型表面的定位元件 单个典型表面是指平面 内外圆柱面 内外圆锥面等 单个典型表面是组成各种不同复杂工件的基本单元 分析单个典型表面的定位及定位元件设计是进行夹具定位分析和夹具定位方案设计的基础 1 工件以平面定位 平面定位的主要形式是支承定位 常用的定位元件有支承钉 支承板 夹具支承件和夹具体的凸台及平面等 1 支承钉 A结构支承钉的结构A型是平头支承钉
12、B型是球头支承钉 C型是齿纹顶面的支承钉 1 支承钉 B定位情况 2 支承板 A结构A型 所以常用于侧面或顶面的定位 B型 支承板的工作平面上开有斜槽 B型支承板应用较多 用于底面的定位更合适 2 支承板 B定位情况 定位块 定位钉 可调式基准杆 2 工件以圆孔定位 工件以圆孔定位多属于定心定位 定位基准为圆柱孔轴线 常用定位元件是定位销和心轴 定位销有圆柱销 圆锥销 菱形销等形式 心轴有刚性心轴 又有过盈配合 间隙配合和小锥度心轴等 弹性心轴之分 1 圆柱销 A结构 1 圆柱销 B定位情况 2 菱形销 A结构 3 圆锥销 A结构 4 定位心轴 A结构 3 工件以圆锥孔定位 工件以圆锥孔定位时
13、 所用定位元件为圆锥心轴或圆锥销 圆锥心轴限制工件5个自由度 圆锥销限工件三个自由度 4 工件以外圆柱面定位 工件以外圆柱面定位两种形式 定心定位和支承定位 工件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况相仿 用套筒和卡盘代替心轴或柱销 支承定位时用支承板 支承钉 4 工件以外圆柱面定位 1 圆定位套 4 工件以外圆柱面定位 2 V形块用于完整的外圆柱面和非完整的外圆柱面的定位 是外圆定位中最常用的定位元件 A结构 4 工件以外圆柱面定位 2 V形块 C V形块的特点 V形块定位外圆时的定位误差分析计算 C V形块的特点 V形块对外圆柱面定位 形式上是支承定位 V形块两斜面于外圆柱面接触
14、但其实质是定心定位 V形块能起对中作用 即工件轴心必处于V形块两斜面的对称中心平面之上可以用于非完整外圆的定位活动V形块常常起着定位和夹紧的双重作用 既是定位元件 又是夹紧元件 四 几种不同的定位形式 固定支承可调支承自位支承辅助支承 四 几种不同的定位形式 1 固定支承 定位方法就是采用前面讲述的支承钉和支承板 四 几种不同的定位形式 2 可调支承 可调支承的定位工作面可沿其轴线方向在一定范围内调节 四 几种不同的定位形式 3 自位支承 自位支承也称浮动支承 它的定位工件面的位置能随工件定位基准面的位置的变化而自动与之相适应 四 几种不同的定位形式 4 辅助支承 辅助支承是在工作定位以后才参
15、与支承的 且在使用中不能破坏工件的原有定位 所以 辅助支承不是定位元件 它不起定位作用 只起提高工件加工部位刚性和稳定性的作用 注 辅助支承 与 可调支承 的区别 辅助支承是在工件定位后才参与支承的元件 其高度是由工件确定的 因此它不起定位作用 但辅助支承锁紧后就成为固定支撑 能承受切削力 四 几种不同的定位形式 辅助支承 辅助支撑 弹性支撑转盘工装 辅助支撑 五 工件定位时的几种情况 1 完全定位工件的6个自由度均被限制 称为完全定位 2 不完全定位工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制 称为不完全定位 不完全定位不等于定位不完全3 欠定位工件加工时必须限制的自由度未被完全限制 称为欠定
16、位 欠定位不能保证工件的正确安装 因而是不允许的 4 过定位过定位 工件某一个自由度 或某几个自由度 被两个 或两个以上 约束点约束 称为过定位 5 过定位分析 桌子与三角架 五 工件定位时的几种情况 不完全定位 工件本身相对于某个点 线是完全对称的 则工件绕此点 线旋转的自由度无法被限制 即使被限制也无意义 例如球体绕过球心轴线的转动 圆柱体绕自身轴线的转动等 工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度 如加工平板上表面 要求保证平板厚度及与下平面的平行度 则只需限制3个自由度就够了 五 工件定位时的几种情况 过定位过定位是否允许 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 第三章工件在夹具上的夹紧 夹紧是工件装夹过程的重要组成部分 工件定位之后必须通过夹具上的夹紧装置将其
