《数控机床加工工艺 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42618第3章数控机床夹具及量具》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床加工工艺 第2版 教学课件 ppt 作者 王爱玲 42618第3章数控机床夹具及量具（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019年5月16日,数控机床加工工艺,1,2013年7月,数控机床加工工艺 电子教案,主 编：王爱玲 副主编：李 清 景海平,联系方式： 地址：中北大学机械工程与自动化学院 邮编：030051,2019年5月16日,数控机床加工工艺,2,第3章 数控加工夹具及量具,3.1机床夹具概述 3.2工件在夹具上的定位与装夹 3.3工件在夹具中的夹紧 3.4 数控机床典型夹具 3.5 游标读数量具 3.6 螺旋测微量具 3.7 量具的维护与保养,2019年5月16日,数控机床加工工艺,3,3.1.1夹具的基本概念,1.夹具的定义及组成 机床夹具是将工件进行定位、夹紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件
2、和刀具间的相对位置关系的附加装置，简称夹具。将刀具在机床上进行定位、夹紧的装置，称为辅助工具。 一般的夹具是由下列几部分组成的： （1）定位元件 起定位作用，保证工件相对于夹具的位置，可用六点定位原理来分析其所限制的自由度。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,4,（2）夹紧装置 将工件夹紧，以保证在加工时保持所限制的自由度。 （3）导向元件和对刀装置 是用来保证刀具相对于夹具的位置，铣刀、刨刀等用对刀装置。 （4）连接元件 是用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置。 （5）夹具体 是夹具的关键零件。定位元件、夹紧装置、导向元件、对刀装置、连接元件等都装在它上面，因此夹具体一般都比较复杂，
3、它保证了各元件之间的相对位置。 （6）其它元件及装置 如动力装置的操作系统等。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,5,图3-1 铣床夹具,2019年5月16日,数控机床加工工艺,6,2.夹具的作用,(1)保证加工质量。 (2)提高生产率。 (3)减轻劳动强度。 (4)扩大机床的工艺范围。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,7,3.1.2夹具的分类,按照夹具的通用程度和使用范围，可将其分为如下几类： （1）通用夹具。 （2）专用夹具。 （3）通用可调夹具与成组夹具。 （4）组合夹具。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,8,3.1.3工件在夹具中加工时加工误差的组成,(1)工件在
4、夹具中加工时的加工误差由三部分组成。见图3-3 工件在夹具中加工时加工误差的组成 。 （2）误差值的估算 一般夹具的制造精度，其误差值为该零件尺寸公差值的1/31/5。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,9,第3章 数控加工夹具及量具,3.1机床夹具概述 3.2工件在夹具上的定位与装夹 3.3工件在夹具中的夹紧 3.4 数控机床典型夹具 3.5 游标读数量具 3.6 螺旋测微量具 3.7 量具的维护与保养,2019年5月16日,数控机床加工工艺,10,3.2.1工件的装夹,工件常用的安装方法如下。 (1) 直接找正安装(2) 划线找正安装(3) 用夹具安装 用夹具安装工件的方法有以下几个
5、特点。 工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。因此，不再需要找正便可将工件夹紧。 由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置。 通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,11,3.2.2定位原理,如图3-5所示，在xOy平面上，不在同一直线上的三个点限制了 、 、 三个自由度，这个平面称为主基准面；在yOz平面上，沿长度方向布置的两个支承点限制了工件 x 、z 两个自由度，这个平面称为导向平面；工件在xOz平面上，被一个支承点限制了y一个自由度，这个
6、平面称为止动平面。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,12,图3-4 刚体在空间的六个自由度 图3-5 工件的六点定位,2019年5月16日,数控机床加工工艺,13,六点定位原理定义,若要使工件在夹具中获得唯一确定的位置，就需要在夹具上合理设置相当于定位元件的六个支承点，使工件的定位基准与定位元件紧贴接触，即可消除工件的所有六个自由度，这就是工件的六点定位原理。 正确理解工件的定位原理，还需注意以下几点： 1）定位支承点与工件的定位基准要始终保持紧密接触或配合，才能起到限制自由度的作用。 2）用定位支承点限制工件某一方向的自由度，并不是说工件在该方向不可能产生运动（移动和转动），而是说工
7、件在该方向的位置可以确定。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,14,理解六点定位原理,3）工件在夹紧力作用下，即使完全失去某方向运动的可能性，但在该方向也不一定已被定位。应理解“定位”与“夹紧”概念的区别，“定位”是解决工件定不定的问题，“夹紧”是解决工件动不动的问题。在分析定位支承点的定位作用时不考虑外力的影响。 4）把具体的定位元件抽象为定位支承点是为了分析问题方便。但不能从形式上看有几点与工件接触就抽象为几个支承点，而应看它实质上能消除几个自由度，就相当于几个定位支承点。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,15,3.2.3六点定位原理的应用,1.完全定位 工件的六个自由度全部
8、被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确定的唯一位置，称为完全定位。当工件在x、y、z三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。 例：,2019年5月16日,数控机床加工工艺,16,图3-6 完全定位示例分析,2019年5月16日,数控机床加工工艺,17,2.不完全定位,根据工件加工表面的不同加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。有些自由度对加工要求有影响，有些自由度对加工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。例：,图3-7 不完全定位示例,2019年5月16日,数控机床加工工艺,18,3.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，称为
9、欠定位。欠定位无法保证加工要求，所以是绝不允许的。,图3-8 欠定位示例,2019年5月16日,数控机床加工工艺,19,4.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的现象，称为过定位。例： 过定位可能导致下列后果。 （1）工件无法安装 （2）造成工件或定位元件变形,图3-9 过定位示例 (a) 长销和大端面定位 (b) 平面和两短圆柱销定位,2019年5月16日,数控机床加工工艺,20,3.2.4常见定位方式及定位元件,表3-1 常见定位元件及定位方式 1.工件以平面定位 工件以平面定位时，常用定位元件有：固定支承、可调支承、浮动支承、辅助支承四类。 (1)固
10、定支承 固定支承有支承钉和支承板两种形式，平头支承钉（如图3-12（a）所示）和支承板（如图3-12（d）、（e）所示）用于已加工平面的定位；球头支承钉（如图3-12（b）所示）主要用于毛坯面定位；齿纹头支承钉（如图3-12（c）所示）用于侧面定位，以增大磨擦系数。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,21,图3-12支承钉和支承板,2019年5月16日,数控机床加工工艺,22,(2)可调支承,可调支承用于工件定位过程中，支承钉高度需调整的场合。,图3-13可调支承,2019年5月16日,数控机床加工工艺,23,(3)浮动支承,工件定位过程中能随着工件定位基准位置的变化而自动调节的支承，称
11、为浮动支承。,(a)三点式 (b)两点式 图3-14浮动支承,2019年5月16日,数控机床加工工艺,24,(4)辅助支承,辅助支承是指由于工件形状、夹紧力、切削力和工件重力等原因，可能使工件在定位后还产生变形或定位不稳，为了提高工件的装夹刚性和稳定性而增设的支承。因此，辅助支承只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用，而不起限制自由度的作用，更不能破坏工件原有定位。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,25,2.工件以圆孔定位,如表3-1所示，工件以圆孔定位时，常用的定位元件有定位销、圆柱心轴和圆锥销。 (1)定位销 定位销分为短销和长销。短销只能限制两个移动自由度，而长销除限制两个移动自由
12、度外，还可限制两个转动自由度。,图 3-15 圆柱定位销,2019年5月16日,数控机床加工工艺,26,(2)圆柱心轴,其定位有间隙配合和过盈配合两种，间隙配合拆卸方便，但定心精度不高；过盈配合定心精度高，不用另设夹紧装置，但装拆工件不方便。,(a) (b) (c) 图3-16 圆柱心轴和小锥度心轴,2019年5月16日,数控机床加工工艺,27,(3)圆锥销,采用圆锥销定位时，圆锥销与工件圆孔的接触线为一个圆，限制工件的三个移动自由度。,图3-17 圆锥销,2019年5月16日,数控机床加工工艺,28,3.工件以外圆柱面定位,工件以外圆柱面定位进的定位元件有支承板、V形块、定位套、半圆孔衬套、
13、锥套和三爪自动定心卡盘等形式，数控铣床上最常用的是V形块。 窄V形块定位限制工件的两个自由度；宽V形块或两个窄V形块组合定位，则限制工件的四个自由度。 4.组合表面定位 组合定位的方式很多，生产中最常用的就是“一面两孔”定位。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,29,第3章 数控加工夹具及量具,3.1机床夹具概述 3.2工件在夹具上的定位与装夹 3.3工件在夹具中的夹紧 3.4 数控机床典型夹具 3.5 游标读数量具 3.6 螺旋测微量具 3.7 量具的维护与保养,2019年5月16日,数控机床加工工艺,30,3.3.1 对夹紧装置的要求,夹紧装置是夹具的重要组成部分。在设计夹紧装置时，
14、应满足以下基本要求。 1）在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置。 2）夹紧应可靠和适当。夹紧机构一般要有自锁作用，保证在加工过程中不会产生松动或振动。夹紧工件时，不允许工件产生不适当的变形和表面损伤。 3）夹紧装置应操作方便、省力、安全。 4）夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。结构设计应力求简单、紧凑，并尽可能采用标准化元件。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,31,3.3.2夹紧力的确定,夹紧力包括力的大小、方向和作用点三个要素，他们的确定是夹紧机构中首先要解决的问题。 1.夹紧力方向的选择 （1）夹紧力方向的作用方向应有利于工件的准确定位，而
15、不能破坏定位。为此一般要求主要夹紧力应垂直指向主要定位面。 例：图3-20所示。,2019年5月16日,数控机床加工工艺,32,图3-20 夹紧力方向的选择,2019年5月16日,数控机床加工工艺,33,（2）夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。例如图3-21,图3-21 薄壁套筒的夹紧,2019年5月16日,数控机床加工工艺,34,（3）夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。如图3-22(a)所示,图3-22 夹紧力与切削力方向,2019年5月16日,数控机床加工工艺,35,2.夹紧力作用点的选择,一般应注意以下几点： （1）夹紧
16、力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变。,(a) (b) 图3-23 夹紧力作用点的位置,2019年5月16日,数控机床加工工艺,36,（2）夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。,(a) (b) 图3-24 夹紧力作用点与工件变形,2019年5月16日,数控机床加工工艺,37,3）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减小切削力对工件造成的翻转力矩。,图3-25 辅助支承与辅助夹紧,2019年5月16日,数控机床加工工艺,38,3.4 数控机床典型夹具,1基础件 2支承件 3定位件 4导向件 5夹紧件 6紧固件 7其它件 8合件 图3-33 钻盘类零件径向孔的组合夹具,2019年5月16日,数控机床
