数控加工工艺工件的装夹.ppt

数控加工工艺 聊城工业学校 版权所有 侵权必究 我在暴风雨中睡眠 醒来眼睛特别明亮 录艾吕雅名句 第二章工件在数控机床上的装夹 中国 杜诗 版权所有 侵权必究 概述 在数控机床上加工工件时 为保证加工精度 必须先使工件在机床上占据一个正确的位置 即定位 然后将其夹紧固定 这个过程称为工件的装夹 用于装夹工件的工艺设备就是机床夹具 机床夹具的分类 按专业化程度分按使用的机床类型分按驱动夹具工作的动力源分 通用夹具专用夹具可调夹具组合夹具随行夹具 车床夹具铣床夹具钻床夹具镗床夹具加工中心夹具其他机床夹具 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 机床夹具的组成 定位装置用于确定工件在夹具中的正确位置夹紧装置用于保证工件在夹具中的既定正确位置 使其受到外力作用时不致于移动 包括夹紧元件 传动装置及动力装置 夹具体其他元件及装置如定位键 操作件 分度装置 标准化联接元件等 典型例子 提醒 看夹具图要先找到工件 第二节工件的定位 版权所有 侵权必究 基本概念与基本原理 版权所有 侵权必究 六点定位原理 工件在空间具有六个自由度 即沿三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转动 要完全确定工件的位置 就需要按一定的位置布置六个支承点 定位原件 来进行限制 如右图所示 工件形状不同 定位表面不同 定位点的布置情况会各不相同 如后面图示 说明 工件始终不可脱离定位元件 否则就认定为定位失效 六点定位法的应用 限制工件自由度和加工要求的关系 工件定位时 必须限制对加工要求有影响的自由度 不影响加工要求的自由度则不必限制 完全定位和不完全定位 工件的六个自由度都被限制的定位称为完全定位 工件被限制的自由度少于六个 但不影响加工要求的定位称为不完全定位 完全定位和不完全定位都是符合加工要求的 是正确的 实际加工中应用很广泛 过定位和欠定位 按照加工要求应该被限制的自由度 却没有被限制 这样的定位叫欠定位 这种定位方案必须严格禁用 工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制 这样的定位叫过定位 过定位导致工件或定位原件变形影响加工精度时 必须严格禁用 但当过定位不影响工件的正确定位并对提高加工精度有利时 也可以采用 过定位实例及改进措施 定位误差及其原因 因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸上的最大变动量称为定位误差 根据其产生的原因 可分为 基准不重合误差定位基准与设计基准不重合时产生的加工误差基准位移误差即定位基准本身的位置变化量 一批工件逐个在夹具上定位时 各个工件在夹具上所占的位置不可能完全一致 以至于加工后各工件的工序尺寸存在误差 基准及其分类 用来确定某个几何要素的位置所依据的那个几何要素叫基准 根据基准的功用不同 可分为 设计基准 设计图样上所采用的基准 工艺基准 在工艺过程中所采用的基准 装配基准测量基准工序基准定位基准 作为基准的点 线 面在工件上不一定真实存在 如回转体的轴线 对称面等 其在定位时是通过与其相关的具体表面 定位基面 间接体现出来的 比如使用两顶尖装夹车削轴类时 轴线是定位基准 轴的两个中心孔是定位基面 设计基准实例 各种基准之间的关系 定义 在加工中确定工件的位置所使用的基准 类型 粗基准 定位基准为未机加工过的毛坯表面 精基准 定位基准为已经机加工过的表面 定位基准 粗基准的选择 为保证不加工表面与加工表面之间的位置要求 应选择不加工表面为粗基准 图 为保证重要加工面的余量均匀 应选择重要加工面为粗基准 图 为保证各加工表面都有足够的加工余量 应选择加工余量最小的面为粗基准 图 粗基准粗糙且精度低 一般在同一尺寸方向上不应重复使用 图 作为粗基准的表面 应尽量平整 无浇口 冒口 飞边等缺陷 以便使工件定位可靠 夹紧方便 以不加工表面为粗基准 以重要加工表面为粗基准 选择毛坯余量最小的面为粗基准 同一方向上粗基准不能重复使用 精基准的选择 除第一道工序采用粗基准外 其余工序都应该使用精基准 选用精基准主要考虑因素 减少加工误差 保证加工精度工件装夹方便 高效零件制造经济 简单 精基准的选择原则 基准重合原则选择加工表面的设计基准作为定位基准 基准统一原则尽可能在多数基准中须用同一组精基准定位 自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工工序选择加工表面本身作为定位基准 互为基准原则两个表面互为基准反复加工 可使其有较高的位置精度 加工余量小而均匀 所选精基准能使工件定位准确 稳定 装夹方便 进而简化夹具 便于操作 基准重合原则说明图例 自为基准原则说明图例 互为基准原则说明图例 辅助基准 在加工某些零件时 为了装夹方便或者易于实现基准统一 常常人为地造成一种定位基准 我们将其称之为辅助基准 辅助基准的表面不是零件的工作表面 只是由于工作需要才作出的 最常见的是轴类零件加工时所用的两个中心孔 工件的定位 工件的定位是通过工件上的定位表面与夹具上的定位元件的配合或接触实现的 定位表面形状不同 所用的定位元件形状也不同 工件以平面定位时常用的定位元件 主要支承 用来限制工件的自由度 起定位作用 固定支承 有支承钉和支承板两种形式 图可调支承 用于工件定位过程中支承钉高度需要调整的场合 自位支承 浮动支承 工件定位过程中能自动调整位置 辅助支承 用来提高工件的装夹刚性和稳定性 不起到定位作用 也不允许破坏原有的定位 固定支承 可调支承 自位支承 辅助支承 工件以外圆柱面定位的形式 支承定位V形块定位 图 定心定位能自动将工件的轴线确定在要求的位置上三爪自动定心卡盘弹簧夹头套筒 图 支承定位 V形块 套筒定位 工件以圆孔定位时的常用定位元件 定位销 图 圆柱心轴 图 圆锥销 图 圆锥心轴 图 定位销 圆柱心轴 圆锥销 圆锥心轴 一面二孔定位 工件以一面两孔定位的方法 利用工件上的一个大平面和与该平面垂直的两个圆孔作为定位基准进行定位的方法叫做一面两孔定位 夹具上采用一个平面支承和两个圆柱销 其中一个要削边处理以防止在两销连心线上产生过定位 作为定位元件 第三节工件的夹紧 在加工过程中 为了保证工件定位时确定的正确位置 防止工件在切削力 离心力 惯性力 重力等作用下产生位移和振动 须将工件夹紧 这种保证加工精度和安全生产的装置 称为夹紧装置 对夹紧装置的基本要求 在夹紧过程中 不改变工件定位后所占据的正确位置 夹紧力的大小适当 既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变振动小 又要使工件不产生过大的夹紧变形 操作方便 省力 安全 夹紧装置的自动化程度及复杂程度应与工作的产量和批量相适应 夹紧力方向和作用点的选择 夹紧力应朝向主要定位基准 夹紧力方向应有利于减小夹紧力 夹紧力Fj与切削力F 工件重力W同方向时 加工过程中工件所需的夹紧力最小 夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的方向和部位 尤其对刚性差的工件 夹紧力作用点应尽量靠近工件加工面 夹紧力作用线应落在定位支承范围内 否则夹紧时将破坏工件的定位 夹紧力应朝向主要定位基准 夹紧力的选择与工件刚性的关系 夹紧力作用点的位置 典型夹紧机构 斜楔夹紧结构 采用斜楔作为传力或夹紧元件的机构 由于夹紧力较小 操作费时 实际生产中常与其它机构联合使用 螺旋夹紧结构 由螺钉 螺母 垫圈 压板等元件组成 结构简单 自锁性好 夹紧力大 应用最为广泛 偏心夹紧结构 用偏心件 偏心轮 偏心轴 偏心叉等 直接或间接夹紧工件 操作简单 夹紧迅速 但夹紧力和夹紧行程都较小 常用于切削力不大 振动小 没有离心力影响的加工中 斜楔夹紧机构 单螺旋夹紧机构 螺旋压板夹紧机构 偏心夹紧机构 机动夹紧装置 手动夹紧 使用人力通过各种传力机构