aa第二章机床aa夹具设计白底.ppt

3 3 工件定位的基本原理工件定位的基本原理 （1 1）六点定位原理）六点定位原理 六点定位原理图 X Z Y 六点定位原理六点定位原理 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。 Z移动，X、Y 轴旋转自由度 X移动，Z轴 转动自由度 Y移动自由度 注意以下几点： 1 设置3个定位支承点的平面限制一个移动自由 度和两个转动自由度，称为主要定位面。 2 设置2个定位支承点的平面限制两个自由度， 称为导向定位面。 3 设设置1个定位支承点的平面限制一个自由度， 称为为止推定位面或防转转定位面。 4 一个定位支承点只能限制一个自由度。 5 定位支承点必须与工件的定位基准始终贴 紧接触。 6 工件在定位时需要限制的自由度数目以及 究竟是哪几个自由度，完全由工件的加工 要求所决定。 7 定位支承点所限制的自由度，原则上不允 许重复或互相矛盾。 2）根据加工精度要求，确定限制工件自由度数目 e） f） n由于工件的形状特点，没有必要也无法限制工 件某些方面的自由度。 n由于加工特点，工件某些方面自由度的存在并 不影响加工精度。 （3）定位元件限制工件自由度 工件在机床或夹具中定位时，其第一类自由度 是通过工件的定位基准（或基面）与机床或夹具 定位元件接触或配合而被限制的。 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。 支承钉 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。 圆柱销 A 结构 图 圆柱销的结构 图 圆柱销的定位 菱形销 图 圆锥销的结构 图 定位心轴的结构 图 定位心轴的定位 3）工件以圆锥孔定位 工件以圆锥孔定位时，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 图 圆锥心轴定位 图 工件以圆锥孔定位情况 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。支承定位时用支承板、支承钉。 圆定位套 图 工件外圆以套筒和锥套定位 图 工件外圆以套筒定位情况 V形块 B 定位分析 支承板 支承板对外圆柱面的定位就是平面与外圆 母线的接触，长支承板或两个支承钉与外圆面 接触，限制工件两个自由度，短支承板或支承 钉与外圆柱面接触，限制一个自由度 （4）工件定位时的几种情况 1）完全定位 工件六个自由度被分别完全限制的定位，称 为完全定位。 2）不完全定位 根据具体的加工方法，在满足加工要求的前提 下，把限制工件少于六个自由度的定位，称为 不完全定位。 3）欠定位 当定位支承点的数目，少于应限制的自由度数 目，工件不能正确定位，不能满足加工要求。 这种定位方式，称为欠定位。 4）过定位 几个定位支承点，同时限制同一个自由度的定 位，称为过定位。 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位 图 工件应限制的自由度 Z Y X a） 限制3个 自由度 Z Y X b） 限制5个 自由度 Z Y X c） 限制6个 自由度 Z Y X d） 限制2个 自由度 e） Z Y X 限制4个 自由度 f） Z Y X 限制5个 自由度 过定位讨论过定位讨论 如图示，齿轮坯以内孔和一小端面定位，车削外圆和大如图示，齿轮坯以内孔和一小端面定位，车削外圆和大 端面。加工后检测发现大端面与内孔垂直度超差。试分端面。加工后检测发现大端面与内孔垂直度超差。试分 析原因，提出改进意见。析原因，提出改进意见。 4 A 0.02 A 间隙配合刚性心轴 图 过定位示例 图 过定位引起夹紧变形 橡胶垫橡胶垫 图 过定位处理分析 插齿时常用的夹具，如图所示，工件3以内孔在心轴 上定位，限制工件的四个自由度，又以端面在支承凸 台2上定位，限制工件三个自由度。 重复限制 : X转动 Y转动 三、常用的定位方法及定位元件三、常用的定位方法及定位元件 1.1.工件以平面定位工件以平面定位 （1 1）固定支承固定支承 支承钉支承钉 支承板支承板 (2) 可调支承 支承的高度可以根据需要进行调整。 (3）自位支承 在工件的定位过程中，能自动调整位置的支承。 (4) 辅助支承 辅助支承用来提高工件的装夹刚度，不起定位作用。 2、工件以圆柱孔定位时的定位元件 （1） 心轴 圆锥心轴 （2） 圆柱销 （3） 圆锥销 3 工件以外圆定位时的定位元件 n（1） V形块 （2） 定位套 4工件以其它表面定位 5. 5. 工件以组合表面定位工件以组合表面定位 6.工件以一面两孔定位 箱体类零件加工时，往往以加工好的一个 面及其上的两个工艺孔作为定位基准。通称一 面二销定位。 n（1）两个圆柱销 要满足工件顺利装入的条件 ，直径缩小后的第二销与第 二孔的最小配合间隙为 （2）一圆柱销与一削边销 在一面两孔定位中，通常根据工序图选择 尺寸大、精度高的主要基准孔用短圆柱销，次 要的基准孔用削边销。如果两个基准孔主次难 分，且精度不高，一般大孔用圆柱销小孔用菱 形销。 n为了保证销的强 度，通常使用菱形 销。 n图a用于直径很 小时 n图b用于直径为 350mm时 n图c用于大于 50mm时 菱形销宽度计算图 即 整理有： 1. 定位误误差概念 夹夹具的有关制造误误差 a 确定刀具位置的元件和引导导刀具的元件与定位元 件间间的位置误误差；b 定位元件与夹夹具安装到机床上的安 装基面间间的位置误误差。 四、定位误差的分析与计算 夹具安装误差 加工误差 指工件在切削过程中所产生的误差。 2.造成定位误误差的原因 由于定位基准与工序基准不一致所引起的 定位误误差，称为为基准不重合误误差。 由于定位副制造误差及其配合间隙所引起 的定位误差，称为基准位移误差。 工件定位误差的实质是工件上被加工表面的工序基准相 对于定位元件工作表面在加工尺寸方向上的最大变动量 （1）用几何方法计算定位误差 图示为孔销配合情况，若工件的工序基准为孔心。试确 定孔销间隙配合时的定位误差。 解：a）图为图为 工件孔与定位销销垂直放置，定位销销与工件 内孔则则可能任意边边接触。 无论论工序尺寸方向如何，孔销销 间间隙配合的定位误误差均为为 b)图图工件孔与定位销销水平放置。孔中心线线在垂直方向的 最大变动变动 量为为 若工件的工序基准仍为为孔心，且工序尺寸方向与固定点 和销销子中心连线连线 方向相同，则则 例：工件在使用心轴、销、定位时，常会考虑留 有间隙而需要进行定位误差计算。 左端： 孔径 ， 公差为TD1；销 径 ， 公差为Td1；最小 间隙为1。 右端： 孔径公差为TD2； 销径公差为Td2； 最小间隙为2。 2、用微分方法计算定位误差 例、工件用V形块定位加工键槽时的定位误差计算 。 解：首先：写出O点至加工尺寸方向上某固定点的距离 再对对上式求全微分 同理： 实际夹紧实际夹紧 力为为 说明： 一般k=1.5-3，粗加工k=2.5-3 精加工k=1.5-2 3 夹紧力大小 n斜楔夹紧机构 n螺旋夹紧机构 n偏心夹紧机构 三、基本夹紧机构 2.螺旋夹紧机构 螺旋夹紧装置是从 斜块夹紧装置转化而来 的，相当于把楔块绕在 圆柱体上，转动螺旋时 即可夹紧工件。螺旋夹 紧机构中的螺旋，实际 上是把斜楔绕在圆柱面 上，旋转螺杆时，斜面 上升，从而对工件进行 夹紧。 图 螺旋夹紧机构示例 简单简单 的螺旋夹紧夹紧 机构 a） b） c） 图 螺旋压板组合夹紧机构 图 偏心夹紧机构 图 圆偏心轮夹紧原理 3 偏心夹紧装置 一、钻床类夹具 1钻床类夹具的种类及其构造 n这类夹具主要是用来保证被加工孔的位置精度 n还可用于某些镗床、组合机床上 n钻床夹具的种类繁多，根据被加工孔的分布情况 和钻模板的特点，一般分为固定式、回转式、移动 式、翻转式、复盖式和滑柱式等几种类型 钻床类夹具钻床类夹具 三、铣床类夹具 1铣床类夹具的特点 用途： 适用于铣床、平面磨床。 特点： n工件安装在夹具上随同机床工作台一起作送 进运动 铣床类夹具铣床类夹具 More to learnMore to learn n铣削为断续切削，冲击、振动大，夹紧力要求 较大 n夹具要有足够的刚度和强度，本体应牢固地固 定在机床工作台上 n铣削加工效率高，工件安装应迅速，要有快速 对刀元件 铣床类夹具