第2章+工件的装夹和机床夹具(1).ppt

第二章工件的装夹和机床夹具,在机床上加工工件时，为使工件在该工序中所加工的表面能达到规定的尺寸与形位公差要求，在开动机床进行加工之前，必须首先将工件放在机床上或夹具中，使它相对于机床占有某一正确的位置，此过程称为定位。为使工件在加工过程中受到外力作用而保持其正确位置不变，还必须把它压紧，此过程称为夹紧。将工件在机床上或机床夹具中定位和夹紧的称为装夹。,在成批大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具实现的。用以装夹工件（和引导刀具）的装置，称为机床夹具。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全等。因此，根据工件的加工要求和具体的生产条件，合理选择工件的装夹方法，是汽车零件机械加工工艺要研究的重要问题之一。,第一节基准的概念,机械零件是由若干几何要素（点、线、面）组成的，各几何要素之间都有一定的尺寸和位置公差要求。用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面，称为基准。基准可分为设计基准和工艺基准两大类。,一设计基准设计图样上采用的基准称为设计基准。如图2-1a所示，设计基准就是设计图纸上标注设计尺寸所依据的点、线、面，它即可以是实际存在的，也可以是假想的，有时还是互为的。设计图样上标注的尺寸均称为设计尺寸。需要注意的是基准不仅涉及尺寸间的关系，还涉及表面间的相互位置关系（如平行度、垂直度、对称度等）。,图2-1设计基准,二工艺基准在工艺过程中采用的基准称为工艺基准。按其用途之不同，又可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。1工序基准在工序图上用来确定本道工序被加工表面加工尺寸和位置公差的基准，称为工序基准，而工序图则是在工序卡上用以表示工件被加工表面加工要求及工件装夹情况的简图。,图2-2车削工作图,如图2-2所示，联系被加工表面与工序基准间的加工尺寸，是本道工序应直接保证的尺寸，称为工序尺寸。同理，工序基准即可以是实际存在的，也可以是假想的点、线、面。多数情况下，工序基准和设计基准重合。,2定位基准在加工中确定工件在机床上或机床夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。有时，作为定位基准的点、线、面，在工件上不一定都具体存在（如孔、轴的中心线，平面的对称中心面等），而常常是由某些具体的表面来体现的，这些体现假想定位基准的表面称为定位基面。定位基准（基面）有粗基准和精基准之分。,用未经加工过的表面作为定位基准（基面），称为粗基准；用已经加工过的表面作为定位基准（基面），称为精基准。一般情况下，定位基准应与工序基准和设计基准重合，否则将产生基准不重合误差。3测量基准测量时所采用的基准，即用来确定被测量尺寸、形状和位置的基准，称为测量基准。测量基准可以是实际存在的，也可以是假想的。实际存在的测量基准亦称为测量基面。参见图2-2、图2-3。,图2-3测量基准与测量基面,4装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准，称为装配基准。装配基准可以是实际存在的，也可以是假想的。实际存在的装配基准亦称为装配基面。参见图2-4。上述各种基准应尽可能使之重合。基准重合是工程设计中应遵循的一个基本原则。在产品设计时，应尽量选用装配基准作为零件图样上的设计基准，；在零件加工时，应尽量选用设计基准作为工序基准；在工件定位及进行测量时，应尽量选用工序基准作为定位基准及测量基准。,图2-4汽车倒档齿轮的装配基准,第二节工件的装夹方法工件装夹时，为了保证工序尺寸和位置公差，应满足以下两项基本要求：1）加工之前，工件必须正确定位，即工件相对于机床和刀具应占有正确位置。2）加工过程中，工件必须合理夹紧，即保证作用于工件上的各种外力不破坏定位。实现工件的正确装夹，有找正装夹法和专用机床夹具装夹法两种方法。,一、找正装夹法按找正的方法，有直接找正装夹和划线找正装夹两种。（1）直接找正装夹以工件的实际表面作为定位的依据，用找正工具（如划针和百分表）找正工件的正确位置以实现定位，然后将工件夹紧的方法，称为直接找正装夹。如图2-5所示，该装夹方法生产率低，一般只适用于单件小批生产。其找正的精度取决于找正工具的精密程度以及工人的技术水平。,图2-5直接找正装夹,（2）划线找正装夹以划线工人在工件上划出的代加工表面所在位置的线痕作为定位依据，定位时用划针找正其位置，然后将工件夹紧的装夹方法，称为划线找正装夹。如图2-6所示，该装夹方法生产率低，定位精度也低，而且对工人的技术水平要求较高，一般只适用于单件小批生产中加工那些复杂而笨重的零件，或零件不宜直接使用通用机床夹具装夹的场合。,图2-6拨叉的找正装夹,采用找正装夹法，工件正确定位是通过找正来实现的，工件夹紧往往是通过四爪单动卡盘、虎钳等通用机床夹具或压板夹紧来实现的。由上述可知，找正装夹法对于产量不大、加工质量要求不高的场合，仍不失为一种简单、实用、经济的装夹方法，但对于成批大量生产的汽车零件机械加工并不适用。,二、专用机床夹具装夹法专用机床夹具是为某种零件在某一道工序上的装夹而专门设计和制造的机床夹具。如图2-7所示为加工拨叉工件用的专用钻床夹具。专用机床夹具定位准确，装卸工件迅速，但设计与制造的周期较长，费用较高。因此，专用机床夹具主要适用于产品相对稳定而产量较大的成批和大量生产类型。,图2-7拨叉在专用钻床夹具上的装夹1钻模板2钻套3定位销4夹具体5支承钉6钩形压板7星形手柄8定位销,对于多品种、小批生产的生产类型来说，可使用组合夹具、可调夹具和成组夹具等。专用机床夹具的作用有以下几个方面：1）保证加工精度2）提高生产率3）减轻工人的劳动强度4）扩大机床的工艺范围,第三节专用机床夹具的组成及其分类,一、专用机床夹具的组成在汽车零件生产中使用的专用机床夹具种类繁多，但它们都是由下列元件和装置组成的（见图2-7）：1）定位元件定位元件是用来确定工件正确位置的元件。用被加工工件的定位基准或定位基面与机床夹具的定位元件相接触或配合来实现工件的定位。2）夹紧装置夹紧装置是在工件定位后将其夹紧的装置。,3）对刀导向元件对刀导向元件是指用于确定或引导刀具，使其相对于机床夹具的定位元件取得正确位置的元件。4）连接元件连接元件是指用于保证机床夹具在机床上定位和夹紧的元件。5）其他元件及装置其他元件及装置是指根据工件加工要求，有些机床夹具还设置了其他的元件或装置。如进行多工位加工用的分度转位装置、工件抬起装置等。,6）夹具体夹具体是用于连接夹具各元件和装置使之成为一个整体的基础件。一般说来，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基本组成部分，其它部分可根据需要设置。这些元件和装置与工件、机床、刀具间的关系可用图2-8表示。,二、专用机床夹具的分类1专用机床夹具专用机床夹具是指为某种工件在某道工序上的装夹而专门设计和制造的机床夹具。这类机床夹具定位准确，装卸工件迅速，但设计与制造周期较长，费用较高。因此，它主要用于产品相对稳定而产量较大的成批大量生产类型中。,2.组合夹具组合夹具是指按一工件某道工序的加工要求，用预先制造好的一套系列化标准零件及组件拼装而成的专用机床夹具。其特点是使用后可以拆开、清洗和储存，以便多次重复使用。图2-9所示为加工某汽车滚轮支架斜孔的组合夹具。,图2-9组合夹具1、3方形基础板2关节压板4、10压板5、9支承板6、8螺母7钻模板,组合夹具是机床夹具标准化、系列化和通用化程度最高的一种机床夹具。该夹具的结构灵活多变，设计和组装周期短，夹具零件、组件能长期重复使用，但需要储备大量标准的零、组件，而且夹具的刚度较低。组合夹具可拼装钻床、镗床、车床、铣床等机床夹具，主要应用于单件、小批生产。,3.成组夹具成组夹具是指在多品种、中小批生产中采用成组加工时，为每个工件组设计制造的专用机床夹具。该夹具在结构上，将与工件相联系的定位、夹紧和导向元件及装置，设计成可调整的或可更换的。当加工工件组中的某一种工件转换为另一种工件时，只需对成组夹具中的个别元件或装置进行调整或更换即可进行加工。,图2-10所示为车削盘、套类零件内孔、外圆的成组夹具，它用于加工与端面垂直的内孔、外圆及其他端面、或