数控加工工艺课件上课讲义

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1、*1 *2 掌握夹具的分类、组成和掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结作用，了解各典型夹具的结构和功能。构和功能。教学目的：教学目的：第一节第一节 机床夹具概述机床夹具概述一、概述一、概述 在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置，称为夹具。装置，称为夹具。 1 1、机床夹具的概念、机床夹具的概念工件的定位：在机械加工过程中，为了保证加工精度工件的定位：在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件，首先要使工件在机床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程。在机床上或夹具中占有正

2、确的位置的过程。夹紧：定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持夹紧：定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的过程。定位位置不变的过程。 工件的装夹：工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程工件的装夹：工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程。机床夹具：用以装夹工件的装置。机床夹具：用以装夹工件的装置。 1-1-夹具体夹具体2-2-液压缸液压缸3-3-压板压板4-4-对刀块对刀块5-5-V V形架形架6-6-圆柱销圆柱销7-7-定向键定向键液压铣床夹具液压铣床夹具 工件在夹夹具中 的正确定位，是通过过工件上的定位基准面与夹与夹 具的定位元件相接触触面实现实现 。无需找正。 由于夹预夹预 先在机

3、床上调调整好位置，因此工件通过夹过夹 具相对对于机床也就占有了正确的位置。 通过夹过夹 具的对对刀导导向装置，保证证了工件加工表面相对对于刀具的正确位置。1-快换钻套 2-钻套用衬套 3-钻模板 4-开口垫圈 5-螺母 6-心轴 7-夹具体新型数控夹具与组合夹具新型数控夹具与组合夹具新型数控夹具体新型数控夹具体新型数控夹具与组合夹具新型数控夹具与组合夹具孔系组合夹具孔系组合夹具3 3、夹具的分类、夹具的分类通通用用夹夹具具通通用用可可调调夹夹具具专专用用夹夹具具组组合合夹夹具具成成组组夹夹具具拼拼拆拆式式夹夹具具按用途分类按用途分类夹具的分类夹具的分类车车床床夹夹具具铣铣床床夹夹具具钻钻床床夹

4、夹具具镗镗床床夹夹具具磨磨床床夹夹具具齿齿轮轮机机床床夹夹具具其其它它机机床床夹夹具具按使用机床分类按使用机床分类5 5、机床夹具在机械加工中的作用：、机床夹具在机械加工中的作用： 1 1）保证工件的加工精度。）保证工件的加工精度。 2 2）提高劳动生产率和降低加工成本。）提高劳动生产率和降低加工成本。 3 3）扩大机床工艺范围和改变机床用途）扩大机床工艺范围和改变机床用途。 4 4）改善劳动条件和保证生产安全。）改善劳动条件和保证生产安全。 二、工件的装夹方式二、工件的装夹方式 工件在机床上的装夹方式有以下三种方法：工件在机床上的装夹方式有以下三种方法：（1 1）直接找正法）直接找正法 在机

5、床上根据工件上有关在机床上根据工件上有关 基准直接找正工件，使工件获得加工时正确位基准直接找正工件，使工件获得加工时正确位置的方法。置的方法。（2 2）划线找正法）划线找正法 在机床上按毛坯或工件上在机床上按毛坯或工件上所划线找正工件，使工件获得正确位置的方法所划线找正工件，使工件获得正确位置的方法。（3 3）用夹具装夹）用夹具装夹 通过夹具上的定位元件使通过夹具上的定位元件使工件相对刀具及机床获得正确位置的方法。工件相对刀具及机床获得正确位置的方法。 直接找正法示例直接找正法示例三、定位基准的三、定位基准的选择选择选择选择 原原则则则则 基准基准零件上用以确定其它点、线、面位零件上用以确定其

6、它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。置所依据的那些点、线、面。设计基准设计基准零件图上用以确定其它点、线、面零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。位置的基准。工艺基准工艺基准零件加工、测量和装配过程中使用零件加工、测量和装配过程中使用的基准。分为的基准。分为装配基准装配基准、工序基准、工序基准、测量基准和、测量基准和定位基准定位基准。 第二节第二节 工件的定位工件的定位 在使用夹具的情况下，要使机床、刀具、在使用夹具的情况下，要使机床、刀具、夹具、工件之间保持正确的加工位置，离不开夹具、工件之间保持正确的加工位置，离不开极重要环节极重要环节-定位定位 1 1、六点定位原则、六点定位原则

7、定位，就是限制自由度。通常用一个支承点限制工件定位，就是限制自由度。通常用一个支承点限制工件的一个自由度。的一个自由度。 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。六点定位原理六点定位原理 夹具用合夹具用合理分布的理分布的六个支承六个支承点，分别点，分别限制工件限制工件的六个自的六个自由度，使由度，使工件在夹工件在夹具中的位具中的位置完全确置完全确定，称为定，称为“ “六点定位六点定位原理原理” ”。 工件的xoy面上的3个个支承点限制了移动动：z；转动转动 ：X,Y 。3个个自由度。 xoy面为为主要定位基准面。 工件上的yoz面上的2个个支承点限制了移动

8、动：x；转动转动 ：Z。2个个自由度。 Yoz面为导为导 向基准面。 工件上的xoz面上的1个个支承点限制了移动动：z。1个个自由度。 xoz面为为止推基准面。限制工件自由度与与加工要求的关关系。 工件的六个个自由度不一定都限制，需根据加工要求而定。 确定自由度：要根据加工要求所必须须限制的自由度。 根据加工要求，所研研究对对象为为工件的被加工表面的工序基准，若它它的某自由度妨碍到被加工表面的技术术要求，则该则该 自由度需被限制。 2 2工件的定位工件的定位l l）完全定位）完全定位 工件的六个自由度全部被夹具工件的六个自由度全部被夹具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完全确中的定位元件所限制

9、，而在夹具中占有完全确定的惟一位置，称为完全定位。定的惟一位置，称为完全定位。2 2）不完全定位）不完全定位 根据工件加工表面的不同加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工要求无影响，这种定位情况称为不完全定位。不完全定位是允许的，。不完全定位是允许的， 3 3）欠定位）欠定位 按照加工要求应该限制的自由度按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是

10、不允许的。因为欠定位保证不了加工要求。许的。因为欠定位保证不了加工要求。4 4）过定位）过定位 工件的一个或几个自由度被不同工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过的定位元件重复限制的定位称为过定位。当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工时，应该严禁采用。但当过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。用。 六点定位原理六点定位原理的应用的应用完全定位完全定位a ab b六点定位原理六点定位原理的应用的应用c cd d完全定

11、位完全定位六点定位原理六点定位原理的应用的应用e ef f完全定位完全定位六点定位原理六点定位原理的应用的应用a ab bc c过定位过定位六点定位原理六点定位原理的应用的应用a ab bc cd de ef fg g欠定位欠定位二、常见见定位方式和定位元件常见见的3种种定位方式 工件以平面定位支承板 工件以内内孔定位圆圆柱销销（长长，短） 工件以外圆圆定位V形快（长长，短）三、定位误误差的分析计计算1、定位误误差的基本概概念 定位误差：调整法加工时，由于加工前，刀具已通过夹具的对刀装置，确定了刀具相对于工件加工表面的位置，但由于某些原因，使得一批工件的工序基准在加工尺寸方向上有变化，从而引起

12、工序尺寸的变化，产生误差，这种误差是由于定位所引起的，称为定位误差。 它的大小是：工序基准位置变动的最大偏移量。 定位误差与加工对象的工序尺寸有关。加工对象有几个工序尺寸，则有几个定位误差。2、定位误误差产产生的原因及组组成原因： 基准不重合： 工序基准与定位基准不是同个点、面、线。 基准位移： 由于定位元件制造有误差，导致工序基准在尺寸方向上会产生变动。定位误差(D)的组成： 基准不重合误差（B）=定位基准与工序基准之间尺寸的公差。 基准位移误差（Y）=定位基准在尺寸方向的最大变动量。 定位误差=基准位移误差基准不重合误差定位误差的计算方法： 将基准不重合误差与基准位移误差分开计算。基准位移

13、误差通过画图算出的偏移量。 最后组合起来。三、单单一定位以平面定位元件所产生的定位误差。（1）不存在基准位移误差（2）只存在基准不重合误差，若定位基准与工序基准重合，基准不重合误差为0，定位误差为0。以内孔定位的定位方式。（以圆柱销为例）1.当工件的内孔与圆柱销过盈配合时，无基准位移误差，只有基准不重合误差。2、当工件的内孔与圆柱销间隙配合时，既有基准不重合误差，也有基准位移误差。圆柱销水平放置，与内孔单边接触N注意点：1.工件的定位问题也就是工件哪些自由度需要被限制。2.工件的定位并不是说工件固定在那里不可动，那是夹紧。3.定位与夹紧是安装的两个过程，两者不可混淆。定位不意味着夹紧，夹紧也并

14、不代表着定位好了。4.定位必须满足三个条件： 工件有具体的定位表面（定位基准或定位基面） 夹具的定位元件 两者接触。第二节 工件的夹紧一、夹紧装置的组成及基本要求1、夹紧装置的组成（1）力源装置是产生夹紧原始作用力的装置（2）中间传动机构是把力源装置产生的力传给夹紧元件的中间机构。 其作用：1）改变夹紧作用力的方向 2）改变夹紧作用力的大小 3）具有一定的自琐性能（3）夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件，与工件直接接触，把工件夹紧。 4.5.1 工件的夹紧简述 如上所述，工件在加工前需要定位和夹紧。 这是两项十分重要的工作。关于定位，在前面几节中已详细论述，本节对工件在机床上或夹具中的夹紧作一概

15、略说明。夹紧的目的是防止工件在切削力、重力、惯性力等的作用下发生位移或振动，以免破坏工件的定位。 因此正确设计的夹紧机构应满足下列基本要求： 夹紧力不应破坏工件的正确定位； 夹紧装置应有足够的性； 夹紧时不应破坏工件表面，不应使工件超过允许范围的变形； 能用较小的夹紧力获得所需的夹紧效果； 工艺性好，在保证生产率的前提下结构应简单，便于制造、维修和操作；手动夹紧机构应具有自锁性能。 二、夹紧力的确定 根据上述的基本要求，正确确定夹紧力三要素(方向、作用点、大小)是一个不容忽视的问题。 1、夹紧力方向的确定 1)夹紧力的方向不应破坏工件定位 图4.48(a)所示为不正确的夹紧方案，夹紧力有向上的

16、分力Fwz,，使工件离开原来的正确定位位置。而图4.48(b)所示为正确的夹紧方案。 2)夹紧力方向应指向主要定位表面。 2、夹紧力作用点的确定 1)夹紧力的作用点应落在支承范围内 如图4.49所示的夹紧力的作用点落到了定位元件的支承范围之外，夹紧时将破坏正确位置，因而是不正确的 2) 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位 如图4.50(a)所示，薄壁套筒的轴向刚性比径向刚性好，用卡爪径向夹紧时工件变形大，若沿轴向施加夹紧力，变形就会小得多。夹紧如图4.50(b)所示的薄壁箱体时，夹紧力不应作用在箱体的顶面，而应作用杠刚忭较好的凸边上。或如图4.50(c)所示改为三点夹紧，改变着力点的位置，以减少夹紧变形。3)夹紧力的作用点应靠近工件的加工部位 如图4.51所示，夹紧力远离加工部位，因此应在加工部位加上辅助夹紧机构，以防止加工时发生振动，影响加工质量和安全。 3、夹紧夹紧 力大小的估算 加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力及重力等的作用，理论上夹紧力的作用应与上述力 (力矩)的作用相平衡。但是切削力的大小和方向在加工过程中是变化的，因此夹紧力的大小只能进行粗略的估算。 估算的方