定位夹紧修改

1、第四章工件的定位和机床夹具 第一节 基准的概念和工件的安装1.定位： 确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程,称为工件的定位。2.夹紧： 当工件定位以后,为避免在加工中受到切削力、重力、惯性力等其他外力的作用而破坏定位,还应该用一定的机构将工件牢牢固定住。工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。3.装夹： 将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹。4. 夹具： 能迅速把工件定位并固定在准确位置或同时确定操作工具位置的一种辅助装置。而在金属切削机床上采用的夹具称为机床夹具。工件夹装的意义：工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠,将直接影响工件的加1质量、生产率、制造成本

2、、操作工人劳动强度和操作安全。 基准 一个零件是由若干要素(点、线、面)组成的,各要素之间都有一定的尺寸和位置公差要求。用来确定工件(零件)上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面就被称作基准。基准按其作用的不同,可分为两大类,即(一)设计基准 设计基准是设计图样上所采用的基准。如图41所示的阶梯轴,端面1是端面3、4的设计基准;中心线2是外圆面和的设计基准。 在设计图样上常常标注有形位公差,如图41中,规定了端面4与轴线2的垂直度要求，轴线2是端面4的形位公差的设计标准。强调：设计标准就是设计图样上确定几何要素之间相互位置关系的那些点、线、面，它们可以是实际存在的 (表面1、3、4),也

3、可以是假想的(如图41中的轴线2);而且对那些有直接尺寸关系的表面之间,可以互称设计基准,如图52中,也可以说端面3是端面1的设计基准。即设计基准可以互称。工艺基准是在工艺过程中采用的基准。它可分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准、对刀基准等。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置和形状的基准,称为工序基准。图4-2所示为法兰盘车削加工工序图。端面F为端面1和2的工序基准,端面1和2通过尺寸L1、L2及平行度公差与工序基准相联系.外圆和内孔的工序基准是轴线。工序基准也就是工序图上工序尺寸、位置公差标注的起始点。工序尺寸是有方向性的,即由工序基准指向被加工表面。从上述分析可知

4、,工序基准可以是实际存在的,也可以是假想的。零件加工时,应尽量使工序基准与设计基准重合,否则就要进行尺寸换算。 2.定位基准 工件在机床上或夹具中装夹时,使工件占有正确位置所采用的基准,称为定位基准。作为定位基准的点、线、面可以是实际存在的,也可以是假想的。假想的定位基准是由实际存在的表面来体现的,这些体现定位基准的表面称为定位基面。 强调：在机械加工过程中,应尽量使定位基准、工序基准和设计基准重合,否则将产生基准不重合误差。有关基准不重合误差问题将在以后的章节中详细介绍。 粗基准：工件首次加工所使用的定位基准(面)都是未经加工过的表面。 精基准：采用已加工过的表面作为定位基准(面) 。 辅助

5、基准：纯粹为机械加工工艺的需要而专门在工件上设计制造出来的定位基准称为(如轴类零件端面上的中心孔等)。 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。 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。如齿轮的轴孔和端面就是齿轮的装配基准(轴孔是径向装配基准,齿轮轮毂端面是轴向装配基准)。 5.对刀基准 在加工过程中调整刀具与机床夹具相对位置所采用的基准就叫对刀基准。如车床的主轴轴线就是调刀基准。 基准重合 工艺过程中常用的基准之间的关系如图4-3所示。从图中可以看出,有些几何要素,由于其作用不同而给予不同的基准名称,这在工艺学上称为

6、基准重合。基准重合是产品设计人员和工艺人员都应遵循的基本原则。 产品设计时,应尽量把装配基准作为零件图样上的设计基准,以便直接保证装配精度要求。在零件加工时,应使工序基准与设计基准重合,以便能直接保证加工精度要求;设计机床夹具时应使工件的定位基准、工序基准与夹具的对刀重合,可避免产生基准不重合误差,提高加工精度。同时,基准重合还可以避免进行复杂的尺寸换算(原因将在后面介绍)。二、工件的安装与安装方式 (一)工件的安装 1、正确定位：工件的工序基准相对于刀具和机床有一正确位置 （三面铣刀） 2、合理夹紧 (二)工件的安装方式 1、找正装夹法 1）直接找正装夹法（4-5） 2）划线找正装夹法（4-

7、6） 2、机床专用夹具装夹法（4-7） (三)工件位置公差 位置：就是指工件上几何要素间相互位置关系,如垂直度、平行度等。（1）夹具定位元件与夹具安装基准应有正确位置关系（2）机床夹具应正确定位（3）应正确对刀第二节机床夹具的组成及其分类一、机床夹具的组成 (1)定位元件 ；(2)夹紧装置； (3)对刀、导向元件 (4)夹具连接元件； (5)夹具体 ； (6)其他装置或元件 二、机床夹具的分类 1.机床专用夹具 2.组合夹具 3.成组夹具第三节工件的定位原理一、工件定位的六自由度规则在空间直角坐标系中的一个自由刚体,有六个方向活动的可能性,即沿三个坐标轴方向(水平面内由左向右为X轴方向,由后向

8、前为Y轴方向,垂直向上方向为Z轴,在没有特别声明时,本书均采用该坐标系统)的移动,分别用符号 和绕三个坐标轴方向的转动,分别用符号 表示。 二、工件正确定位应限制的自由度 工件的正确定位,就是根据加工要求,限制工件的某几个(或全部)自由度,以达到加工要求。 思考题：定位与夹紧相同吗？ 工件夹紧后在空间的六个自由度基本上都无法活动,那么是否可以认为定位系统限制了工件的全部自由度呢? 定位和夹紧是两个完全不同的概念,起作用的时域也不同。定位是解决工件在夹紧前位置是否正确、是否到位的问题;而夹紧是解决工件在加工过程中,受到切削力、重力等外力的作用下,是否稳定地保持在定位位置的问题。即定位是解决工件的

9、位置定不定的问题,而夹紧是解决工件受力后位置动不动的问题。一定要搞清楚两者的区别。 工件上常用的定位基准主要有平面、 内圆面、外圆面、内锥面、外锥面 及成形面(如渐开线表面)等。 夹具中常用的定位元件主要有: 支承钉、支承板、定位销(心轴)、 定位套、V形块等。 定位元件应满足的要求： 1)要有一定的精度。 2)要有良好的耐磨性。 3)要有足够的刚性。 一、工件以平面定位 1、支撑钉第四节 常用定位元件和工件在夹具中的定位误差分析 2、 支承板 3、可调支承4、自位支承（只限制一个自由度）目的：增加支撑点数目，减少工件变形或减少接触应力5、辅助支承（不起定位作用） 二、工件以内孔定位 （1）心

10、轴 1)锥形心轴 2)过盈配合圆柱心轴 3)间隙配合心轴 （2）圆柱定位销 （3）圆锥销定位 三、工件以外圆定位 常用的定位元件有V形块、半圆定位块、定位套、自动定心机构、支承板、支承钉等。实际使用中V形块应用最广。因为结构简单,定位精度适中 ,它不仅适用于完整的外圆面定位,而且也适用于非完整的外圆面和多级台阶外圆面的定位。常用定位原件及其组合所限制的自由度 四、用工件上的两孔一面定位 一般实际应用中使用组合定位系统： 1）完全定位 2）部分定位 3）欠定位 4）重复定位 思考题：举例说明处理组合定位中出现的过定位情况及其处理 (一)定位误差产生的原因 为用调整法加工一批工件时,工件是通过机床

11、夹具固定在加工设备上的,工件在机床夹具上的定位过程中,会遇到工件的定位基准与工件的工序基准不重合的情况(有可能产生),以及工件的定位基准(基面)与定位元件工作表面本身存在制造误差(必然存在),这些都能引起工件的工序基准偏离理想位置,由此引起工序尺寸产生加工误差。 工件的工序基准沿工序尺寸方向上发生的最大偏移量称为定位误差,用d五、定位误差的分析与计算 工序基准与定位基准基准不重合误差 ：心轴与孔存在最小间隙X以与孔与心轴的制造误差 两项定位误差是相互独立存在的,所以对于工序尺寸A总的定位误差 （一）定位误差产生规律和计算方法1)定位误差 只产生在采用调整法加工一批工件的场合,如一批工件逐个按试

12、切法加工,则不产生定位误差。2)定位误差 ：3)定位误差计算方法:极限位置法单项计算合成法。提高定位精度的措施： 1）应使定位基准与工序基准重合 2）尽量提高定位基准(基面)和定位元件的制造精度。dd(二)定位误差的分析与计算1、工件以圆孔定位时的定位误差 工件以圆孔在不同的定位元件上定位时,所产生的定位误差是随定位系统和孔与心轴(销)的不同配合性质而变化的。 1）心轴(或定位销)水平放置2）心轴（定位销）垂直放置3.工件以外圆定位时的定位误差 4.工件以组合表面定位时的定位误差 结论：减小一面两销定位系统的定位误差 1)提高定位孔、定位销本身的尺寸精度和减小配合间隙。 2)增大两孔的中心距。

13、在设计产品零件时,应尽量使两定位孔布置得远些。 较为复杂的定位方式求定位误差数值1)画出工件定位时工序基准偏离理想位置的两个极限位置。 2)从工序基准与其他有关尺寸的几何关系中,计算工序基准沿工序尺寸(或 位置公差)方向上的最大变动量,即为定位误差的值。常见定位系统的定位误差 （三）加工误差不等式 加工误差包括: 1)定位误差 2)对刀误差 3)安装误差 4)其他误差夹具设计准则 夹具方案设计时,可将工件公差进行预分配,将加工公差大体上分成三等分:定位误占1/3;对刀误差和安装误差占1/3;其他误差占1/3。故一般在对具体进行定位误差计算时,所求得的定位误差不超过工件相应公差的三分之一,就可以

14、认为方案是可行的。 上述公差的预分配仅作为误差估算时的初步方案,夹具设计时,若有要求,应根据具体情况进行必要的调整。第五节工件的夹紧及夹紧装置 一、工件的夹紧及对夹紧装置的基本要求 工件定位以后必须采用一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上,以消除在加工过程中工件因受到切削力、惯性力等力的作用而使其发生位置变化或产生振动对加工精度和安全生产造成的影响。这种把工件压紧夹牢的装置,称为夹紧装置。 (1)动力装置 (2)中间传力机构 (3)夹紧元件 夹紧机构的设计原则: 1)夹紧时应保证工件的定位,而不能破坏工件的定位。 2)夹紧力的大小应适宜,既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变,还不能产生振动

15、、变形和表面损伤。 3)应根据生产类型设计相应的夹紧机构。尽量做到结构简单,操作安全,省力、方便,讲究作效率。 4)为防止夹紧后自动脱开,夹紧机构须具备良好的自锁性能。 二夹紧力的确定原则 夹紧力的三要素(大小、方向和作用点)应合理的确定。 1夹紧力的作用点1夹紧力的作用点 1)夹紧力应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承平面内,这样夹紧力才不会使工件倾斜而破坏定位。 2)若夹紧力作用在支承面之外夹紧力应落在工件刚性较好的部位上,这对刚性差的工件尤为重要。 3)为提高夹紧的可靠性,防止和减少工件的振动,夹紧力应尽可能靠近加工面。（2）夹紧力的方向 1)垂直于工件的主要定位基面(限制自由度最

16、多或定位精度要求高的定位面),以保证加工精度。 2)应选择所需夹紧力较小的方向 (3)夹紧力的大小 1)平衡计算法 2)经验类比法二、几种常用典型夹紧机构1.斜楔夹紧机构2.螺旋夹紧机构3.偏心夹紧机构 自学内容： 夹具设计的方法和步骤(一)设计基准 设计基准是设计图样上所采用的基准。如图41所示的阶梯轴,端面1是端面3、4的设计基准;中心线2是外圆面和的设计基准。 在设计图样上常常标注有形位公差,如图41中,规定了端面4与轴线2的垂直度要求，轴线2是端面4的形位公差的设计标准。强调：设计标准就是设计图样上确定几何要素之间相互位置关系的那些点、线、面，它们可以是实际存在的 (表面1、3、4),也可以是假想的(如图41中的轴线2);而且对那些有直接尺寸关系的表面之间,可以互称设计基准,如图52中,也可以说端面3是端面1的设计基准。即设计基准可以互称。工艺基准是在工艺过程中采用的基准。它可分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准、对刀基准等。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置和形状的基准,称为工序基准。图4-2所示为法兰盘车削加工工序图。端面F为端面1和2的工序基准,端面1和2通过尺寸L1、L2及平行度公差与工序基准相联系.外圆和内孔的工序基准是轴线