定位夹紧基础知识

1、Basic Study Report基础知识学习报告基础知识学习报告(定位夹紧基础知识学习定位夹紧基础知识学习)DATE:2013.3.20Prepared by: 杨富斗备注：总分5分评分内容评分内容评估比率评估比率12345基础理论的深度与广度5%10%15%20%25%报告中文字表述流畅，符合逻辑3%6%9%12%15%报告中相关分析，改善工具运用5%10%15%20%25%基础理论试验的结果对工作中的改善（改善方面可从以下方面评判：成本节省，时间节省，品质改善，优化生产程序，新材料）7%14%21%28%35%第1章：背景 1.1 学习背景介绍(请列出学习此题目的原因） 1.2 学习方

2、向及目标介绍（请列出通过什么方式、方法学习哪些方面的相关基础理论知识并运用到工作中，以希望解决什么问题、困难）第2章：原理（请列出学习到的实际理论知识） 2.1 六点定位原理 2.2 常用的夹紧方案 2.3 变形薄片零件平面磨削的几种装夹方式第3章：实际运用（请结合工作实际情况，将所学理论知识运用到工作中。） 3.1 现状及目标（请描述待解决问题的现状、严重程度及希望运用所学知识解决该问题后达到什么结果） 3.2 问题分析（请用MSA、鱼骨图、柏拉图、因果矩阵、流程图等工具对问题的原因进行分析） 3.3 实验设计（请根据对问题的分析结果，设计相关实验，以验证推测） 3.4 实验方案实施 （请记

3、录具体的实验流程及实验参数、条件） 3.5 实验结果与讨论（请列出实验的最终结果，并对其进行简单分析） 3.6 实验结果推广(请将实验结果在实际批量生产或工作中运用并推广)第4章：总结（请根据所学理论知识及其在工作中的实际运用效果对整个学习过程、内容及结果进行总结）1.1 学习背景介绍(请列出学习此题目的原因） 现有铁氧体磁铁磨加工生产线加工出来的产品的精度不高，有凹面、S型磨纹等现象，平行度、垂直度及直线度很难保证。磨加工精度不高的主要原因是磁铁产品烧结后变形量大，尺寸波动大，导致产品磨加工时难以精确夹紧定位；而产品没有定位好则在磨加工时受力不稳容易产生位移，以致产品的磨加工精度无法提高；希

4、望通过学习定位夹紧的一些常用方法，开发出能提高磨加工精度的生产工艺。1.2 学习方向及目标介绍（请列出通过什么方式、方法学习哪些方面的相关基础理论知识并运用到工作中，以希望解决什么问题、困难） 通过网上搜集资料等方式学习机加工常用的定位夹紧的方法及其原理，增长我们对定位夹紧方法的认识，并从其中寻找灵感，将其中某些定位夹紧方法通过演变后，使其适合应用于我们磁铁磨加工的定位夹紧中，解决变形产品磨加工的定位难题，并为往后磁铁的磨加工工艺开发及改善提供技术基础。2.1.1:六点定位原理 确定工件在夹具中占有正确位置的过程称为定位。 任何工件在空间直角坐标系中都有6个自由度，如图2-1所示，沿X、Y、Z

5、三个坐标轴的移动和绕三个坐标轴的转动。因此，要想确定工件的正确位置，就必须使定位元件所相当的支承点数刚好为6个来限制工件的6 个自由度。6个支承点应按3，2，1的数目分布在3个相互垂直的坐标平面上，这即为六点定位原理。图2-1 六点定位原理2.1.2:完全定位 图2-2所示为一长方形工件的六点定位，底面H 用A、B、C三 个支承点支承，可限制 X、Y、Z 三个自由度；侧面V用D、E 两个支承点支承，可限制 X、Z 两个自由度；端面W用一个支承点F支承，可限制 Y 自由度。这种工件的6个自由度完全被限制的定位方式称完全定完全定位位。图2-2 完全定位2.1.3:不完全定位 图2-3所示的磨削工件

6、平面，保证尺寸H及上下平面平行。此时只要把工件放在平面磨床电磁工作台上磨削，就可保证加工技术要求，工件实际上只被限制了3个自由度。这种限制工件自由度数目少于6 个，又能符合加工技术要求的定位方式称不完全定位不完全定位。图2-3 磨平面不完全定位2.1.4:重复定位 图2-4（a）所示工件的定位方案，平面限制 X，Y ，Z 三个自由度，长销限制 X，Y，X，Y 四个自由度，X ，Y 两个自由度被重复限制。这种多个支承点重复限制同一自由度的定位方式称重复定位重复定位（或过位）。 重复限制自由度的支撑点之间，未产生干涉或冲突，也未造成工件或夹具的变形，这种重复定位是允许的。（如 a） 否则是不允许的

7、。（如 b、c）图2-4 重复定位2.2.1:什么是夹紧 夹紧的目的就是使工件在夹具中的定位，不致于因为加工中受切削力、重力、离心力和惯性力等作用而产生位移或振动，从而保证加工精度的实现和安全生产。 夹紧装置由力源部分、中间递力机构、夹紧元件三部分组成。夹紧装置应满足下列基本要求： （1）夹紧时不能破坏工件的定位。 （2）夹紧力大小应适当，工件的夹紧变形和受压面损伤不应超出允许范围，且夹紧可靠， 加工中不松动。 （3）结构简单合理，夹紧动作迅速，操作方便、省力和安全。 （4）夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调和补偿。2.2.2:常用的典型夹紧机构（1）斜楔夹紧机构 结构特点：在夹具中利用有斜

8、面的楔块对工件进行夹紧，通常与其他机构联合使用。斜楔夹紧增力比i较小，一般i=25。为得到较大夹紧力，常用气动或液压驱动，手动斜楔夹紧机构较少采用。 夹紧机构图如下：图2-5 斜楔夹紧机构（2）偏心夹紧机构 结构特点：偏心夹紧机构是由园偏心轮或曲线偏心轮等绕固定销轴旋转，实现对工件夹紧。它具有结构简单、易制造、操作方便、迅速等优点。缺点是增力比较小，夹紧行程较小，自锁性较差。 夹紧机构图如下：（3）螺旋夹紧机构 结构特点：用螺钉螺母直接或间接夹紧工件的机构统称为螺旋夹紧机构。它结构简单、制造方便、夹紧行程大、增力比大、自锁性好。其缺点是夹紧动作慢、辅助时间长。 夹紧机构图如下：（4）铰链夹紧机

9、构 结构特点：它动作迅速、增力比大、易于改变力的作用方向，其缺点是自锁性能差，多用于机动夹紧机构中 。 夹紧机构图如下：（5）定心夹紧机构 结构特点：对工件实现定心并夹紧的机构称为定心夹紧机构。它的特点有：1、定心元件也是夹紧元件；2、对工件的一个定值基准（如中心线）进行定心夹紧时，其基准位移误差为 J*M =0；3、对工件的两个定位基准进行定心夹紧时，定心误差平分到两个定位基准上。 夹紧机构图1如下： 夹紧机构图2如下：离心力夹紧的定心夹紧机构螺旋定心夹紧机构（6）联动夹紧机构 结构特点：联动夹紧机构是利用一个原始作用力来实现多个预定夹紧动作的机构。采用联动夹紧机构可实现对工件的多点、多向、

10、多件的均匀夹紧，因此生产效率高。 夹紧机构图1如下： 夹紧机构图2如下： 夹紧机构图3如下： 夹紧机构图4如下：2.3:薄片零件平面磨削的几种装夹方式 常见的垫圈、摩擦片、样板、薄板等薄片零件，由于刚性差、散热困难、热处理后弯曲，装夹时引起夹紧变形，磨削时易翘曲，通常采用磁力吸盘在平面磨床上磨削加工，磨削完成后，去掉磁性吸引力，薄片工件恢复原状，难以保证加工精度。如图2-6所示：图2-6 薄片工件在平面磨床上装夹 如采用以下几种装夹方式，保证薄片工件在自由状态下进行定位与夹紧，利用双端面进行磨削加工，可取得良好效果，满足零件加工精度要求。 1、垫弹性垫片装夹方式、垫弹性垫片装夹方式 在平面磨床

11、上磨削上述薄片工件时，采用弹性夹紧机构，使薄片工件在自由状态下实现定位与夹紧。在工件与磁性工作台之间垫一层0.5mm厚的橡胶，当工件受磁性吸引力作用时，橡胶被压缩，弹性变形变小，从而可磨削出工件的平直平面。反复磨削几次，可满足加工精度要求。如图2-7所示：图2-7 薄片工件垫弹性垫片装夹方式 2、用临时措施加强薄片工件的刚性、用临时措施加强薄片工件的刚性 采用环氧树脂结合剂，将薄片工件在自由状态下粘到一块平板上。平板连同薄片一起放到磁力吸盘上。磨平薄片一端平面后，再将薄片工件从平板上取下来，以磨平的一面放到磁力吸盘上，再磨削薄片工件的另一端平面。由于环氧树脂在未硬化之前有流动性，它可以填平薄片

12、工件与平板之间的间隙。当环氧树脂硬化后，工件与平板粘结在一起，成为一个整体，从而大大增强了工件的刚性。在磁力吸引下，薄片工件不会产生夹紧变形，为磨削出平直平面创造了条件。也可用厚油脂代替环氧树脂填充薄片工件与磁力吸盘之间的间隙，增强工件的刚性，同样可以收到良好的效果。如图2-8所示：图2-8 薄片工件临时增强刚性的装夹方式 3、机械装夹方式、机械装夹方式 利用平面磨床附件中的平口钳将薄片工件借磁性工作台把小型平口钳吸住，由于平口钳有一定高度，因此，钳口受磁力小。采用进给量逐渐减少的办法磨平薄片工件一平面后取下，这时把已磨好的一平面放到磁性工作台上，再进行磨削薄片工件的另一平面，反复磨削几次，两

13、平面的平面度达到要求。 4 、真空装夹方式、真空装夹方式 利用大气的压力装夹薄片工件来进行磨削加工。其工作原理为：夹具体上设有橡胶密封圈，把薄片工件放在橡胶密封圈上，从而使工件与夹具体之间形成密封腔。用真空泵将室内空气从抽气孔抽出，这时工件被夹紧。由于夹紧力小，可采用圆周磨削方法进行磨削加工。当磨削好薄片工件一端平面后，磨削薄片工件另一端平面时，可采用上述方式进行，同样可得到满意的结果。如图2-9所示：图2-9 薄片工件真空装夹方式提示：提示：请描述待解决问题的现状是什么，严重程度如何及希望运用所学知识解决该问题后达到什么结果1、现状：现有铁氧体磁铁磨加工生产线加工出来的产品的精度不高，有凹面

14、、S型磨纹等现象，平行度、垂直度及直线度很难保证，一般只达到0.3mm。2、目标：运用所学的原理设计开发出新的工艺，目标是磨加工精度提高到0.05mm。提示：提示：请用MSA、鱼骨图、柏拉图、因果矩阵、流程图等工具对问题的原因进行分析产品要求精度为: 0.01mm测量系统要求为: 0.01mm 3.2.1、MSA30%MSA，测量系统分析：测量系统分析结果为:此测量系统的重复性和再现性满足要求,尺寸公差大不是测量系统的原因所引起,应为工艺本身的原因所引起。MethodsManMachineMaterials 精度不高，精度不高， 只为只为0.3mm 3.2.2、鱼骨图、鱼骨图 粉的颗粒小不均粉

15、料性能差定位方法不行定位方法不行人员操作不当人操作准确性差粉容易崩粉料含水量超差人操作稳定性差主轴跳动大砂轮跳动大砂轮精度差导轨精度差夹具安装方法不对胶轮精度差调机方法不对磨机操作方法不对磨削量不对冷却水小过度磨损制造精度差送料方法不行压紧方法不行压紧方法不行技能不达标精力不集中配方不对混合不均3.2.3、改善前磨加工流程图、改善前磨加工流程图检测磨弦宽粗磨外圆精磨外圆精磨内圆清洗烘干3.2.4、结合鱼骨图及流程图进行分析、结合鱼骨图及流程图进行分析 现有磨加工生产线是胶轮推料，磁瓦在导轨上滑行，磁瓦上面加固定的挡板，由于磁瓦烧结后会变形，厚度差也比较大，因此挡板与磁瓦有1m左右的间隙以保证不同厚度的磁瓦都能通过。 如鱼骨图分析，该定位方法及压紧方法不行，其是磨加工精度不高的主要原因。 因为如右图，挡板未能压到磁瓦，磨弦宽时产品可以导轨里左右摆，导致出现“S”型弦宽，磨内外圆时磁瓦可以上下翘，导致出现凹背现象，以致令整个磨加工精度无法提高。挡板导轨磁瓦V提示：提示：请根据对问题的分析结果，设计相关实验，以验证推测 如以上的问题分析，要想提高磨加工精度，必须解决挡板无法压到磁瓦导致磁瓦可以左右摆及上下翘的问题。 根据六点定位原理，磨弦宽必须约束自由度 Z