数控加工工艺设备--数控机床夹具.ppt

,数控加工工艺与设备SHUKONGJIAGONGGONGYIYUSHEBEI,第三章数控机床夹具,本章应知,本章应会,工件定位基准的选择与夹具的选择,第一节机床夹具概述,第章,三数控机床夹具,一、机床夹具的概念,在机床上使工件占有正确的加工位置并使其在加工过程中始终保持不变的工艺装备称为机床夹具。,二、机床夹具的组成,1.定位装置,2夹紧装置,3.夹具体,4其它元件及装置,图3-1连杆铣槽夹具结构1-夹具体2-压板3、7-螺母4、5-垫圈6-螺栓8-弹簧9-定位键10-菱形销11-圆柱销,第一节机床夹具概述,第章,三数控机床夹具,三、机床夹具的分类,1.按专门化程度分类,(1)通用夹具,(2)专用夹具,(3)可调夹具,(4)组合夹具,(5)随行夹具,2.按使用机床类型分类,3按驱动夹具工作的动力源分类,车床夹具铣床夹具钻床夹具镗床夹具加工中心机床夹具其它机床夹具,手动夹具气动夹具液压夹具电动夹具磁力夹具真空夹具自夹紧夹具,任一工件在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿坐标轴的三个移动和绕坐标轴的三个转动，分别用和X、Y、Z表示。,第二节工件的定位与加紧,第章,三数控机床夹具,一、工件的定位原理,1.六点定则,工件定位的实质就是限制工件的自由度。,合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。,2四种定位情况,工件的六个自由度都限制的定位称为完全定位,图3-2工件的六点定位,（1）完全定位,第二节工件的定位与加紧,第章,三数控机床夹具,工件的一个或几个自由度被重复限制的定位称为过定位，在生产中也是不允许的，但应说明的是，生产中过定位现象是存在的。,按工件要求应该限制的自由度而没有被限制的定位称为欠定位，是不允许的。,工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位。,图3-3工件不完全定位,图3-4过定位,（2）不完全定位,（3）欠定位,（4）过定位,第二节工件的定位与加紧,第章,三数控机床夹具,二、工件的定位方法及定位元件,1.对定位元件的基本要求,足够的精度、足够的强度和刚度；好的耐磨性；合理的工艺性,2.定位方法和定位元件,平面是最常用的定位基准面,（1）工件以平面定位,常用以下几种定位元件：,1）支承钉,2）支承板,图3-5支承钉a）A型（平头）b）B型（球头）c）C型（齿纹）,图3-6支承板a）A型光面支承板b）B型带斜槽的支承板,第二节工件的定位与加紧,第章,三数控机床夹具,3）可调支承,图3-7各种可调支承,4）辅助支承,（2）工件以圆柱孔定位时的定位元件,1）圆柱定位销,2）圆锥定位销,图3-8辅助支承a）、b）螺旋式c）自引式1支承2弹簧3斜块3手柄5螺钉,图3-10圆锥定位销a）用于粗定位基面b）用于精定位基面,3-9圆柱定位销a）固定式定位销b）可换式定位销,第二节工件的定位与加紧,第章,三数控机床夹具,3）定位心轴,图3-11定位心轴a）圆轴心轴b）花键心轴,（3）工件以外圆柱面定位时的定位元件,1）V形块,图3-12V形块的结构形式,第章,三数控机床夹具,图3-13V型块的应用a）固定V形块b）活动V形块,1）V形块,2）定位套和半圆套,图3-14常用定位套a）长定位套b）短定位套,图3-15半圆套定位装置,第二节工件的定位与加紧,第章,三数控机床夹具,第二节工件的定位与加紧,3）圆锥套和定心夹紧机构,图3-17弹簧夹头定心夹紧机构,图3-16圆锥套定位,三、工件的夹紧,1.夹紧装置的组成,（1）力源装置,（2）夹紧机构,1）中间传力机构,2）夹紧元件,第章,三数控机床夹具,第二节工件的定位与加紧,1）夹紧不破坏工件的正确定位。2）夹紧系统有足够的刚性，能确保加工时工件定位稳定、可靠，不发生振动。3）夹紧时不损伤工件表面，不使工件产生不许可的变形。4）能用较小的夹紧力来获得需要的夹紧效果。5）夹紧装置结构的复杂程度、使用效率应与生产规模和生产节拍相适应，并有良好的结构工艺性。6）夹紧动作迅速，操作方便，安全省力,1）夹紧力应朝向主要定位面。2）夹紧力的作用点应施于工件刚度好的方向和部位。3）夹紧力的作用点应在定位支承范围内。4）夹紧力的作用点应靠近工件加工表面,3.对夹紧装置的基本要求,2.夹紧力作用点及其方向确定的原则,第章,三数控机床夹具,第三节定位基准的选择,一、基准及其种类,1.设计基准,在零件的设计图样上所采用的基准为设计基准。,2.工艺基准,在加工、测量、装配等工艺过程中所使用的基准，统称为工艺基准。工艺基准又可分为以下几种:,图318设计基准a)以平面为设计基准b)以轴线为设计基准c)以素线为设计基准,(1)定位基准,(2)测量基准,(3)装配基准,第章,三数控机床夹具,第三节定位基准的选择,二、定位基准的选择,1.粗基准的选择,应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。,1）为保证加工表面与非加工面之间的位置要求，应选非加工面为粗基准,2）合理分配各加工面的余量,应选择毛坯余量最小的面为粗基准,应选重要加工面为粗基准,图3-19粗基准选择实例,3）选做粗基准的表面应平整光洁,第章,三数控机床夹具,第三节定位基准的选择,图3-20阶梯轴加工的粗基准选择,图3-21床身加工的粗基准选择a)以导轨面为粗基准加工床腿底面b)以底面为精基准加工导轨面,选择精基准时，应能保证加工精度、工件定位准确、对刀方便、装夹可靠，在具体确定零件的定位时，应遵循以下原则:,2.精基准的选择,1）定位基准的选择应尽量使定位基准与设计基准之间有准确的位置关系。方便对刀，即便于“编程原点”的测量。,2）为使各加工表面间有较高的位置精度，或为使加工表面具有均匀的加工余量，有时可采用两个加工表面互为基准反复加工的方法，这称为互为基准原则。,第章,三数控机床夹具,第三节定位基准的选择,3）同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准，即符合基准统一原则,4）大、精、稳原则，应选择面积较大、精度较高、安装稳定可靠的表面作定位精基准,图3-23互为基准实例a)外圆定位磨内孔b)外圆定位磨内孔,图3-22定位基准的选择,第章,三数控机床夹具,第四节数控机床常用夹具,一、数控机床的通用夹具,1.数控铣床夹具,常用夹具是平口钳,图3-24平口钳l-底座2-固定钳口3-活动钳口4-螺杆,2数控车床夹具,主要有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、花盘等,图3-25三爪自定心卡盘的构造,图3-26四爪单动卡盘1-卡盘体2-卡爪3-丝杆,第章,三数控机床夹具,第四节数控机床常用夹具,3.加工中心夹具,数控回转工作台,除以上通用夹具外，数控机床夹具主要采用组合夹具、拼装夹具、可调夹具和数控夹具。,二、组合夹具,组合夹具是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备,1组合夹具的特点,合夹具适用于各类机床，但以钻模和车床夹具用得最多，优点：,1）组合夹具生产周期短，节省了工时和材料，降低成本；减少库房面积,2）组合夹具的元件精度高，耐磨性好，并且能实现完全互换,主要缺点是体积较大，刚度较差，一次投资多，成本高,组合夹具分为槽系和孔系两大类,第章,三数控机床夹具,第四节数控机床常用夹具,图3-28钻盘类零件径向孔的组合夹具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-其他件8-合件,第章,三数控机床夹具,第四节数控机床常用夹具,2.孔系组合夹具,图3-29BIUCO孔系组合夹具组装示意图,3.槽系组合夹具,表3-1槽系组合夹具的主要结构要素及性能,第章,三数控机床夹具,第四节数控机床常用夹具,4.组合夹具的元件,（1）基础件,（2）支承件,（3）定位件,图3-30基础件,图3-31支承件,图3-32定位件,第章,三数控机床夹具,第四节数控机床常用夹具,（4）导向件,图3-33导向件a)固定钻套b)快换钻套c)钻模板、左、右偏心钻模板d)立式钻模板,图3-34压紧件a)弯压板b)摇板c)U形压板d)叉形压板,（5）夹紧件,第章,三数控机床夹具,第四节数控机床常用夹具,（7）其他件,图3-36其他件,（8）合件,图3-37合件a)尾座b)可调V形块c)折合板d)回转支架,（6）紧固件,图3-35紧固件,1.试述机床夹具的概念、组成及其作用。2.工件的定位与夹紧有什么区别？3.常用的定位方法有哪些？4.什么是粗基准和精基准？试述它们的选择原则。,5.如图3-38所示一批零件，欲在铣床上加工C、D面，其余各面均已加工完毕，符合图样规定的精度要求，问应如何选择定位方案？,图3-38题5图,三数控机床夹具,6.有一批如图3-39所示的零件，圆孔和各平面均已加工合格，今在铣床上铣宽度为b-b的槽。要求保证槽底到底面