《机械制造技术基础 教学课件 ppt 作者 王茂元 第四章 工件的定位与夹紧》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术基础 教学课件 ppt 作者 王茂元 第四章 工件的定位与夹紧（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 工件的定位与夹紧,第四章 工件的定位与夹紧,第一节 工件的定位 第二节 工件的夹紧,第一节 工件的定位,图4-1 直接找正定位法 1偏心工件 2卡爪,第一节 工件的定位,(1) 直接找正定位法 在机床上利用划针或百分表等测量工具(仪器)直接找正工件位置的方法称为直接找正定位法。 (2) 划线找正定位法 先根据工序简图(工序简图在下章详细介绍)在工件上划出中心线、对称线和加工表面的加工位置线等，然后再在机床上按划好的线找正工件位置的方法称为划线找正法。 (3)利用夹具定位法 中批以上生产中广泛采用专用夹具定位。 一、 工件定位的基本原理 1.六点定则,图4-2 工件的六个自由度,第一节
2、工件的定位,图4-3 定位支承点的分布,第一节 工件的定位,图4-4 盘状工件的定位,2.工件的定位形式,第一节 工件的定位,(1)完全定位 用六个合理布置的定位支承点限制工件的六个自由度，使工件位置完全确定的定位形式称为完全定位。 (2)不完全定位 工件被限制的自由度少于六个，但能满足加工技术要求的定位形式称为不完全定位。,图4-5 在工件上铣槽,第一节 工件的定位,(3)过定位 两个或两个以上的定位支承点同时限制工件的同一个自由度的定位形式称为过定位，也常称为超定位或重复定位。,图4-6 工件的过定位及改进方法 a) 心轴、大支承板定位 b) 圆柱销、大支承板定位 c) 心轴、小支承面定位
3、,3.欠定位现象,第一节 工件的定位,表4-1 满足加工技术要求必须限制的自由度的示例,第一节 工件的定位,表4-1 满足加工技术要求必须限制的自由度的示例,二、 定位方式及定位元件,第一节 工件的定位,在开始分析工件定位时，为了简化问题，习惯上都是先利用定位支承点来限制工件应被限制的自由度，而实际上，工件在夹具中的定位，并不是用定位支承点，而是用各种不同结构与形状的定位元件与工件相应的定位基准面相接触或配合实现的。 (一)常见的定位方式及定位元件 1.工件以平面为定位基准 (1)支承钉 一个支承钉相当于一个支承点，可限制工件一个自由度。,图4-7 支承钉 a) 平头支承钉 b) 球头支承钉
4、c) 齿纹支承钉,第一节 工件的定位,(2) 支承板 支承板适用于工件以精基准定位的场合。,图4-8 支承板,图4-9 圆环支承板,第一节 工件的定位,(3) 可调支承 可调支承是指高度可以调节的支承(见图4-10)，一个可调支承限制工件一个自由度。,图4-10 可调支承,(4)自位支承(浮动支承) 自位支承是在工件定位过程中，,第一节 工件的定位,能随工件定位基准面的位置变化而自动与之适应的多点接触的浮动支承，其作用仍相当于一个定位支承点，限制工件的一个自由度。,图4-11 自位支承,第一节 工件的定位,2.工件以内孔为定位基准 (1) 定位销 定位销是轴向尺寸较短的圆柱形定位元件，可限制工
5、件两个自由度。,图4-12 定位销,第一节 工件的定位,图4-13 带台肩的定位销,(2)定位心轴 心轴的结构形式在很多工厂中有自己的标准，,第一节 工件的定位,供设计时选用，图4-14所示为几种常用的心轴结构形式。,图4-14 定位心轴 1引导部分 2工作部分 3传动部分,第一节 工件的定位,图4-15 心轴在机床上的装夹方式,第一节 工件的定位,图4-16 小锥度心轴,(3)圆锥销 图4-17所示为几种圆锥销的应用示例。,第一节 工件的定位,图4-17 圆锥销,3.工件以外圆为定位基准,第一节 工件的定位,图4-18 V形块的结构形式,(1)V形块 工件以外圆定位时，最常用的定位元件是V形
6、块。,第一节 工件的定位,图4-19 活动V形块的应用,(2) 定位套 图4-20所示为几种常见的定位套。,第一节 工件的定位,图4-20 定位套,第一节 工件的定位,图4-21 半圆套定位装置,(3)半圆套 图4-21所示为两种半圆套定位装置，,第一节 工件的定位,其下面的半圆套部分起定位作用，上面的半圆套部分起夹紧作用。 (4)圆锥套 图4-22所示为通用的外拨顶尖。,图4-22 工件在圆锥套中定位,第一节 工件的定位,4.工件以一面两孔定位,图4-23 工件以一面两孔定位,第一节 工件的定位,图4-24 菱形销的结构,第一节 工件的定位,表4-2 常用定位元件所能限制工件自由度的示例,第
7、一节 工件的定位,表4-2 常用定位元件所能限制工件自由度的示例,第一节 工件的定位,表4-2 常用定位元件所能限制工件自由度的示例,第一节 工件的定位,5.辅助支承,图4-25 辅助支承的应用,(1) 螺旋式辅助支承 如图4-26a所示，这种支承结构简单，,第一节 工件的定位,但效率较低。 (2) 自位式辅助支承 如图4-26b所示，弹簧2推动滑柱1与工件接触，用滑块3锁紧。 (3) 推引式辅助支承 如图4-26c所示，它适用于工件较重、垂直作用的切削负荷较大的场合。,图4-26 辅助支承 1、5滑柱 2弹簧 3滑块 4手轮 6斜楔,第一节 工件的定位,(二)对定位元件的基本要求 1.足够的
8、精度 2.耐磨性好 3.足够的强度和刚度 4.工艺性好 三、定位基准的选择 在制订零件机械加工工艺规程时，定位基准的选择是否合理意义十分重大。 (一)基准及其分类,第一节 工件的定位,图4-27 设计基准分析,1.,第一节 工件的定位,2. (1)定位基准 在加工中用作工件定位的基准称为定位基准，它代表了工件在机床或夹具上的位置，用该基准可以使工件在机床或夹具上占据确定的位置。 1) 粗基准，用作定位基准的表面，如果是没经过切削加工的毛坯面，则称为粗基准。 2) 精基准，用作定位基准的表面，如果是经过切削加工的表面，则称为精基准。 (2) 测量基准 工件在测量、检验时所使用的基准称为测量基准。
9、 (3) 工序基准 在工序简图上用来确定本工序加工表面加工后的尺,第一节 工件的定位,图4-28 钻套加工工序简图,(4) 装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所,第一节 工件的定位,采用的基准称为装配基准。 (二) 粗基准的选择 1) 当零件上有一些表面不需要进行机械加工，且不加工表面与加工表面之间具有一定的相互位置精度要求时，应以不加工表面中与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准。,图4-29 粗基准选择示例,第一节 工件的定位,图4-30 箱体零件简图,第一节 工件的定位,图4-31 箱体加工粗基准选择, 使零件上有些表面之间的壁厚均匀性不致于太差，,第一节
10、 工件的定位,以保证其具有足够的结构强度，如图4-29所示。 在产品中使有关零件的有关表面之间具有足够大的间隙，以保证在产品的装配和工作时，不致于发生相互碰撞，如图4-30所示。 使一批零件加工完毕后，在其加工精度达到要求的同时，各个零件的重量差亦不超过一定的范围。例如，为了保证发动机工作时运转平稳，同一发动机中的各活塞的重量不应相差很大。为此，活塞是按重量进行分组装配到发动机中的。为了减少活塞的分组数，需保证全部已加工好的活塞的重量相差不得超过一定的范围。由于活塞内腔各表面为不加工表面，要使加工后的活塞满足其重量要求，就必须使外部各加工表面相对内腔各不加工表面具有一定的位置精度要求。,第一节
11、 工件的定位,2) 当零件上有较多的表面需要加工时，粗基准的选择，应有利于各加工表面均能获得合理的加工余量。 为使各加工表面都能得到足够的加工余量，应选择毛坯上加工余量最小的表面作为粗基准。,图4-32 阶梯轴加工的粗基准选择,第一节 工件的定位, 为保证某重要加工表面的加工余量小且均匀，应以该重要加工表面作为粗基准。,图4-33 机床床身加工的粗基准选择,第一节 工件的定位, 粗基准的选择，应尽可能使加工表面的金属切除量总和最小。仍以图4-33为例，选择导轨面作粗基准，则大部分加工余量在加工床腿底面时切掉，若选择床腿底面为粗基准，大部分加工余量则在加工导轨面时切去。两者比较，导轨面的加工面积
12、大，床腿底面的加工面积小。从这点出发，也应选择床身导轨面作粗基准，先加工床腿底面，再以床腿底面为精基准加工导轨面，从而保证总的金属切除量最小，生产率得以提高，成本得以降低。 3) 粗基准应尽量避免重复使用，通常在同一尺寸方向上 ( 即同一自由度方向上)只允许使用一次。,第一节 工件的定位,图4-34 粗基准重复使用示例,4) 当以粗基准定位加工一些表面时，在加工出来的表面中，,第一节 工件的定位,应有一些表面便于作为后续加工的精基准。 当毛坯质量很高，而加工表面之间的位置精度要求较低时，可以重复使用同一组毛坯表面作为粗基准。 在后续工序中，当主要的定位基准已经是精基准，为了保证本工序的加工表面
13、与某一不加工表面的相互位置精度时，仍可用此不加工表面作为次要的定位基准。 当工件上影响加工表面位置精度的基准已经是精基准，对于那些仅为了工件装夹方便等原因所选用的粗基准(对加工精度无影响)，可以在加工过程中反复使用。 5) 应尽量选择没有飞边、浇口、冒口或其他缺陷的平整表面作粗基准，使工件定位准确稳定，夹紧可靠。 (三)精基准的选择,第一节 工件的定位,1.,第一节 工件的定位,图4-35 基准重合示例,第一节 工件的定位,图4-36 基准不重合示例,第一节 工件的定位,2.基准统一原则 1) 多数表面采用同一组基准定位加工，避免了基准转换所带来的误差，有利于保证这些表面间的位置精度。 2)
14、由于多数工序采用的定位基准相同，因而所采用的定位方式和夹紧方法也就相同或相近，有利于使各工序所用夹具基本上统一，从而减少了夹具设计和制造所需的时间和费用，简化了生产准备工作。 3) 为在一次装夹下有可能加工出更多的表面提供了有利条件。 3.互为基准、反复加工原则 4.自为基准原则 (四)辅助基准的应用 (五)关于定位基准选择问题的几点说明,第一节 工件的定位,1)前面所谈到的粗、精基准选择的各项原则，每一条都只是突出强调了某一个方面的要求，具体应用时，可能会出现相互矛盾之处。 2)定位基准的选择顺序。 3)作为定位基准的表面，应尽可能具有足够的长度和较大的面积，以保证工件装夹时具有较高的定位精
15、度和较好的稳定性。 4)所选择的定位基准，应使工件在加工过程中受到夹紧力、切削力和工件本身重力等作用下，不会产生偏移或较大的变形。 5)当采用夹具定位时，定位基准的选择应使夹具的结构简单、操作方便。,第二节 工件的夹紧,一、 夹紧装置的组成及要求 1. 夹紧装置的组成 (1)力源装置 提供原始作用力的装置称为力源装置，常用的力源装置有液压装置、气动装置、电磁装置、电动装置、真空装置等。 (2)夹紧机构 要使力源装置所产生的原始作用力或操作者的人力正确地作用到工件上，还需要有最终夹紧工件的执行元件(即夹紧元件)以及将原始作用力或操作者的人力传递给夹紧元件的中间递力机构。,第二节 工件的夹紧,图4
16、-37 夹紧装置的组成 1压板 2连杆 3活塞杆 4液压缸 5活塞,2. 对夹紧装置的基本要求,第二节 工件的夹紧,1)应保证在夹紧和加工过程中，工件定位后所获得的正确位置不会改变。 2)夹紧力大小要适当，既要保证工件被可靠夹紧，又要防止工件产生不允许的夹紧变形和表面损伤。 3)工艺性好。 4)使用性好。 二、夹紧力的确定 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作用点三个要素。 1.夹紧力方向的确定,第二节 工件的夹紧,(1)夹紧力方向应朝向主要定位基准面 如图4-38 所示，在直角支座上镗孔，本工序要求所镗孔与A面垂直，故应以A面为主要定位基准面，在确定夹紧力方向时，应使夹紧力朝向A面即主要定位基准面，以保证孔与A面的垂直度。,图4-38 夹紧力方向应朝向主要定位基准面,(2)夹紧力应朝向工件刚性较好的方向，使工件变形尽可能小 由于工件在不同的方向上刚度是不等的，,第二节 工件的夹紧,不同的受力表面也因其接触面积大小不同而变形各异。 (3)夹紧力方向应尽可能实现“三力”同向，以利于减小所需的夹紧力 当夹紧力和切
