机械制造装备技术指导书2

实验一实验一 六点定位和手动夹具实验六点定位和手动夹具实验 1 六点定位实验六点定位实验 一 一 实验目的实验目的 通过六点定位实验 学习和掌握六点定位原理 完全定位 不完全定位 欠定位 过定位的 区别和使用方法等 二 实验装置二 实验装置 六点定位台 方工件 盘工件 柱工件 其定位示意图分别见图 1 1 图 1 2 图 1 3 a 约束坐标系 b 定位方式 图 1 1 长方工件的定位 a 约束坐标系 b 定位方式 图 1 2 盘工件的定位 1 a 约束坐标系 b 定位方式 图 1 3 柱工件的定位 三 三 实验内容及步骤实验内容及步骤 一 方工件的定位实验内容和步骤 1 认识方工件定位实验的实验装置 支承钉 方工件 2 分别单独实现工件沿 X Y Z 轴的移动及绕 X Y Z 轴的转动 3 在定位实验装置所确定的坐标平面中实现以下步骤 在 XY 坐标平面中确定支承钉 1 支承钉 2 支承钉 3 的位置 消除三个自 X ZY 由度 在 XZ 坐标平面中确定支承钉 4 支承钉 5 的位置 消除两个自由度 ZY 在 YZ 坐标平面中确定支承钉 6 的位置 消除一个自由度 X 至此 方工件的沿 X Y Z 轴的移动和绕 X Y Z 轴的转动自由度已被消除 实现了工 件的完全定位 4 参照不完全定位 欠定位 过定位的定义并通过恰当的方法 增加或减少支承钉或其它 来实现上述定位方法 5 清理实验台 装置 工具 二 盘工件的定位实验内容和步骤 1 认识盘工件定位实验的实验装置 支承 钉 圆销 盘工件 2 分别单独实现工件沿 X Y Z 轴的移动及绕 X Y Z 轴的转动 2 3 在由定位实验装置所确定的坐标平面中实现以下 在 XY 坐标平面中确定支承钉 1 支承钉 2 支承钉 3 的位置 消除三个自 X ZY 由度 在 XZ 坐标平面中确定圆销 4 支承钉 5 的位置 消除两个自由度 ZY 在 YZ 坐标平面中确定支承钉 6 的位置 消除一个自由度 X 至此 盘工件的沿 X Y Z 轴的移动和绕 X Y Z 轴的转动自由度已被消除 实现了工 件的完全定位 4 参照不完全定位 欠定位 过定位的定义并通过恰当的方法 增加或减少支承钉或其它 来实现上述定位方法 5 清理实验台 装置 工具 三 柱工件的定位实验内容和步骤 1 认识柱工件定位实验的实验装置 V 型块 支承钉 块 柱工件 2 分别单独实现柱工件沿 X Y Z 轴的移动及绕 X Y Z 轴的转动 3 将柱工件安放到 V 型块中 把支承钉和块组合在工件开槽处固定工件 实现柱工件的完 全定位 4 参照不完全定位 欠定位 过定位的定义并通过恰当的方法 增加或减少支承钉或其它 来实现上述定位方法 5 清理实验台 装置 工具 四 实验说明及注意事项四 实验说明及注意事项 在工业生产中 工件通常都是先被定位 后被夹紧 在本实验中是工件的六点定位演示实验 限制工件的六个自由度 但是工件本身并没有被夹紧 因此本实验只是对原理的演示 并不 代表实际的工装夹具 五 五 实验用仪器工具实验用仪器工具 平口钳 六 六 实验前的准备实验前的准备 预习实验指导书 复习教材的相关章节 六点定位原理六点定位原理 工件在夹具中的定位 就是要使工件在夹具中占据正确的加工位置 这 可以通过布置定位支承点限制工件相应的自由度获得 任何一个工件 刚体 在空间直角坐标 系中都具有六个自由度 见图 1 4 以 分别表示沿三个坐标轴的轴向移动 称移动自由X Y Z 度 以 分别表示绕三个坐标轴的X Y Z 转动 称为转动自由度 由此可见 要使工件 在夹具中占有确定的位置 就是要在空间直角坐标系中 通过合理的布置定位元件限制工件的六 3 个自由度 在 x y 平面上布置三个支承钉 把工件放在三个支承钉上 就可限制工件的两个转 动自由度 和一个移动自由度 在 y z 平面上上布置两个支承钉 使工件靠在两个支承钉X Y Z 上 就可限制一个移动自由度和一个转动自由度 在 x z 平面上布置一个支承钉 使工件X Z 靠在这个支承钉上 又可限制工件一个移动自由度 通过工件与六个支承点接触 限制其六个Y 自由度 图 1 4 刚体在空间的六个自由度 完全定位完全定位 工件定位时 其六个自由度全部被限制的定位称为完全定位 不完全定位不完全定位 工件定位时 如果该工件根据加工要求只需要限制其部分自由度 虽然工件 在空间不占有一个完全确定的位置 但不影响该工序加工要求时称为不完全定位 欠定位欠定位 工件实际定位所限制的自由度数目 少于按该工序加工加工要求必须限制的自 由度数目称为欠定位 过定位过定位 工件定位时 如果出现两个或两个以上的定位支承点重复限制工件上的同一个自 由度则称为过定位 七 七 思考题思考题 1 一个物体在三维空间中可能有几个自由度 以符号 分别表示沿三个坐标轴的移X Y Z 动 以符号 分别表示绕三个坐标轴的转动 X Y Z 2 什么是完全定位和不完全定位 二者有什么区别 3 什么是欠定位和过定位 二者有什么区别 4 2 偏心夹紧夹具实验偏心夹紧夹具实验 一 实验目的一 实验目的 通过偏心夹紧夹具实验 学习和掌握偏心夹紧夹具的定位和夹紧原理 二 实验装置及工量具二 实验装置及工量具 实验装置 偏心夹紧夹具机构 工件 见图 1 4 工 具 装卸 装配所用工具 I 号偏心夹紧夹具 II 号偏心夹紧夹具 图 1 4 偏心夹紧夹具 1 扳手 2 夹具体 3 套 4 工件 5 拉杆 6 偏心轮 7 手柄 8 板手 9 杆 10 销 11 偏心轮 12 垫 三 实验内容及步骤三 实验内容及步骤 一 一 I 号偏心夹紧夹具实验内容及步骤 1 认识偏心夹紧夹具实验的实验装置 2 将手柄转到水平位置 把工件安放到夹具体夹槽内 3 按不同角度转动手柄 即在工件上施加相应的夹紧力 4 可拆卸夹具 并按照图 1 4 进行组装 5 清理实验台 装置 工具 二 二 II 号偏心夹紧夹具实验内容及步骤 5 1 认识偏心夹紧夹具实验的实验装置 2 将手柄转到水平位置 把工件安放到夹具体夹槽内 3 按不同角度转动手柄 即在工件上施加相应的夹紧力 4 可拆卸夹具 并按照图 1 4 进行组装 5 清理实验台 装置 工具 四 实验说明及注意事项四 实验说明及注意事项 偏心夹紧机构是靠偏心轮回转时其半径逐渐增大而产生夹紧力来夹紧工件 偏心夹紧的偏心 轮已标准化 其夹紧行程和夹紧力在夹具设计手册上也给出了 可以选用 偏心夹紧机构的优点 是结构简单 操作方便 动作迅速 其缺点是自锁性能差 夹紧行程和增力比小 五五 实验用仪器工具实验用仪器工具 装卸 装配所用工具 六六 实验前的准备实验前的准备 预习实验指导书 复习教材的相关章节 偏心夹紧的夹紧力可用下式计算 tan tan 12 P QL W 其中 W 夹紧力 N Q 手柄上动力 N L 动力力臂 mm 转动中心到作用点 P 间距离 mm 2 O 夹紧楔角 p 转轴处的摩擦角 2 七七 思考题思考题 1 偏心夹紧夹具的定位和夹紧原理 2 结合六点定位原理 分析本实验的定位自由度 3 本实验中的定位是哪一种类型的定位 6 3 螺旋夹紧夹具实验螺旋夹紧夹具实验 一一 实验目的 实验目的 通过螺旋夹紧夹具实验 学习和掌握螺旋夹紧夹具的定位和夹紧原理 二 实验装置及工量具二 实验装置及工量具 实验装置 螺旋夹紧夹具机构 扇形工件 见图 1 5 三三 实验内容及步骤实验内容及步骤 1 认识螺旋夹紧夹具机构 在本实验中 加工内容是扇形工件的三个 8H8 的孔 2 工件端面与定位销轴 2 的大圆柱面靠紧 工件的右侧面靠紧档销 3 3 用扳手拧动螺母 10 使工件夹紧 通过开口垫圈将工件夹紧在定位销轴 2 上 4 三个 8H8 孔的分度是由固定在定位销轴 2 的转盘 11 来实现的 当分度定位销 5 分别插 入转盘的三个分度定位套 4 4 和 4 时 工件获得三个位置 来保证三孔均匀分布 分度时 拧动手柄 7 可松开转盘 11 拔出分度定位销 5 由转盘 11 带动工件一起转过 20 后 将定位销 5 插入另一分度定位套中 然后顺时针拧动手柄 7 将工件和转盘夹紧 5 可拆卸夹具 并按照图 1 5 进行组装 6 清理实验台 装置 工具 图 1 5 螺旋夹紧图 1 工件 2 定位销轴 3 挡销 4 定位套 5 分度定位销 6 手钮 7 手柄 8 衬套 9 开口垫圈 10 螺母 11 转盘 12 钻模套 13 夹具体 四 实验说明及注意事项四 实验说明及注意事项 本夹具为进行工件钻 铰孔工序的钻床夹具 7 五五 实验用仪器工具实验用仪器工具 工具 装卸 装配所用工具 六六 实验前的准备实验前的准备 预习实验报告 复习教材的相关章节 机床夹具的基本组成 1 定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置 2 夹紧元件及夹紧装置 用于固定工件已获得的正确位置的元件或装置 3 导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件 4 在成批生产中 为了减轻工人劳动强度 提高生产率 常采用气动 液压等动力装 置 5 夹具体 用于将各种元件 装置连接在一体 并通过它将整个夹具安装在机床上 6 其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置 总体来说 对于一个具体的家具 定位 夹紧和夹具体三部分一般是不可缺少的 7 夹紧力的计算 单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下式计算 tan tan 21 z rr QL F 其中 F 单个螺旋夹紧时产生的夹紧力 N Q 原始作用力 L 作用力臂 mm r 螺旋副的当量摩擦半径 mm 其值视螺旋副的结构形式而定 螺杆端部与工件键的摩擦角 1 螺纹中径之半 mm z r 螺纹升角 螺旋副的当量摩擦角 arctan tan cos 式中为螺旋副的摩擦角 2 2 2 2 为螺纹牙型半角 七七 思考题思考题 1 分析本螺旋夹紧夹具机构的组成并分别指出定位 夹紧和夹具体三部分 8 实验三实验三 PC 控制实验控制实验 一 一 实验目的实验目的 1 利用 VC 编程实现 PC 对 PLC 的控制 2 在 VC 界面上实现对液压夹具和电动机构的点动和自动控制 二 实验装置及工量具二 实验装置及工量具 实验装置 一套完整的动力卡盘组件及零件 一套完整的联动夹具组件及零件 一套铰链夹具组件及零件 一套斜楔夹具组件及零件 一套完整的数控分度头组件及零件 一套完整的数控回转台组件及零件 三三 实验内容及步骤 实验内容及步骤 1 认识实验装置 2 学生根据接线表接线 为安全起见 主回电路以及 PLC 外围的继电器 KA3 输出线路已接好 3 征得老师同意后 合上断路器 QF1 QF2 QF3 和 QS 4 使用电源开关 SA1 给系统供电 5 根据原理图编写 PLC 程序传送到 PLC 并运行 PLC 程序 注 本实验 PLC 梯形图保存路径为 E JZ2 夹具实验台 PLC 梯形图 PC 控制 详细操作步 骤参考 数控分度头实验 6 双击桌面上 VC 控制界面的图标 7 按照 VC 控制界面的按钮对实验台进行控制 8 清理实验设备 工量具及实验台 四四 实验说明及注意事项实验说明及注意事项 本实验为综合实验 可以实现一次接线而控制全部机构的电动和自动功能 五五 实验用仪器工具实验用仪器工具 PC 机 1 台 PLC 1 台 编程电缆1 根 断路器 QF1 QF2 QF3 3 个 接触器 KM2 1 个 接触器 KM1 1 个 继电器 KA1 KA2 KA3 3 个 插线 若干 三相异步交流电机 1 台 六六 实验前的准备实验前的准备 9 预习实验报告 复习教材的相关章节 七七 思考题思考题 1 试说明液压系统的组成和工作原理 2 为什么必须在液压电机启动一段时间后 夹具才能动作 3 在 PLC 中怎样改变延时时间 4 说明此实验 PLC 工作的过程 PC 控制实验接线表控制实验接线表 部件部件PLC面板面板部件部件PLC面板面板 X3动力卡盘行程开关红动力卡盘行程开关黑 X4联动夹具行程开关红联动夹具行程开关黑 X5铰链夹具行