机械制造装备

1、教学目的： 了解机床的组成和运动构成；掌握车刀的组成，了解其它刀具的结构特点；掌握夹具的组成、定位原理以及定位方案的分析。2.1 金属切削机床2.2 金属切削刀具 2.3 机床夹具第2章 机械制造装备教案三CA61402.1 金属切削机床教案三数控车床2.1 金属切削机床教案三M1432A型万能外圆磨床内圆磨床磨 床2.1 金属切削机床教案三2.1 金属切削机床教案三 铣 床2.1 金属切削机床教案三摇臂钻床立式钻床钻 床2.1 金属切削机床教案三 刨 床2.1 金属切削机床教案三镗 床 卧式镗床 立式单柱坐标镗床 2.1 金属切削机床教案三 Y3150E型滚齿机 2.1 金属切削机床教案三插

2、齿机2.1 金属切削机床教案三一、机床基本构成 主轴箱刀架尾座床身左床腿进给箱溜板箱右床腿 定位部分 运动部分 动力部分 控制部分 冷却润滑系统 其他装置2.1 金属切削机床教案三二、机床的分类 （按加工性质分类）2.1 金属切削机床教案三类别 车床 钻床 镗床 磨 床 齿轮加工机床螺纹加工机床 铣床 刨插床 拉床 特种加工机床 锯床 其它机床 代号CZTM2M3MYSXBLDGQ读音车钻镗 磨 2磨 3磨 牙 丝 铣 刨 拉 电 割 其 编制依据：1994年颁布的标准“GBT153751994金属切削机床型号编制方法”编制的。 机床型号由一组汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成。 适用

3、范围：各类通用及专用金属切削机床、自动线，不包括特种加工机床。三、机床型号的编制方法 2.1 金属切削机床三、机床型号的编制方法 分类代号类别代号通用特性和结构特性代号组别代号系别代号主参数或设计顺序号主轴数（用“”分开）或第二主参数(用“”分开)重大改进序号同一型号机床的变型代号(用“”分开)企业代号或最大跨距、最大工件长度、工作台长度(用“”分开)注：1）有“”符号者，为大写的汉语拼音字母； 2）有“”符号者，为阿拉伯数字； 3）有“（ ）”的代号或数字，当无内容时则不表示，有内容时应去掉括号() () () () () ()(GB/T15375-94) 2.1 金属切削机床教案三机床特性

4、代号通用特性高精度精密自动半自动数控加工中心仿型轻型加重型简式或经济型柔性加工单元数 显高 速代号GMZBKHFQCJRXS读音高密自半控换仿轻重简柔显速表2-3 通用特性代号机床主参数、设计顺序号和第二主参数 用主参数或第二主参数值的1/10或1/100表示机床的重大改进顺序号， 按A、B、C的顺序选用2.1 金属切削机床教案三主参数（最大车削直径400mm)系别代号（卧式车床系）组别代号（落地及卧式车床组）结构特性代号（结构不同）类别代号 C A 6 1 40机床类别代号（磨床类）机床组别代号（外圆磨床组）机床系别代号（万能外圆磨床系）机床主要参数代号（最大磨削直径320mm）重大改进顺序

5、号（第一次改进）M1 4 32 A2.1 金属切削机床教案三XK5030 X-类代号(铣床类机床) K-通用特性代号(数控) 5-组代号(立式升降台铣床组) 0-系代号(立式铣床系) 30-主参数(工作台面宽度的1/10) 2.1 金属切削机床教案三专用机床的型号一般由设计单位代号和设计顺序组成。设计单位代号 包括机床生产厂和机床研究单位代号(位于型号之首)。专用机床的设计顺序号 ，按该单位的设计顺序号排列，由001起始，位于设计单位代号之后，并用“一”隔开，读作“至”。专用机床的型号表示方法四、机床的传动原理2.1 金属切削机床教案三（1）传动原理有：机械、电气、液压、气动等。 带传动、齿轮

6、传动、链传动、涡轮蜗杆传动、丝杠螺母传动。（2）机床传动装置的组成： （3）传动链的概念 把动力源和执行件或执行件之间联系起来的一系列传动件，构成了一个传动联系，称其为传动链。传动链两端的元件称为末端件，它可以是动力源或执行件。2.1 金属切削机床教案三按传动链的性质不同可分为： 外联系传动链 传动链两个末端件之间不要求有严格的传动比关系，如车削时电机与主轴间的传动链内联系传动链 传动链两个末端件之间要求有严格的传动比关系，如车削螺纹主轴与刀架间的传动链；滚切齿轮工件与滚刀间的传动链； 内联系传动链中不能用带传动、摩擦轮传动和链传动 。（4）传动机构分类定比传动机构 传动比和传动方向固定不变的

7、传动机构，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等换置机构 根据加工要求可变换传动比和传动方向的传动机构，如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。 机床的传动原理图（以车床为例）卧式车床车螺纹时的传动原理图2.1 金属切削机床教案三执行件传动装置动力源车床的传动原理图和传动框图带轮变速箱电动机主轴箱主轴工件旋转交换齿轮箱进给箱丝杠光杠（互锁）溜板箱刀架车刀纵横移动五、机床的传动系统教案三2.1 金属切削机床（以车床为例）机床的传动系统图 用规定符号具体表示各种传动件的结构形式； 按运动传递顺序，以展开图的形式表达所有运动和传动关系； 尽可能绘制在机床外形的轮廓线内，不代表实际尺寸；

8、应标明齿轮齿数、蜗轮齿数、蜗杆头数、带轮直径、丝杠的螺距和头数、电机功率和转速、传动轴序号等。 CA6140型卧式车床的传动系统图 CA6140卧式车床传动系统主运动传动链 (1)传动路线分析方法：抓两端，连中间（2）主轴的转速及转速级数 1）主轴转速 运动平衡式（传动链中各传动副的传动比相连乘组成）为: n主n电d/D（1-)u12u23u36 主轴最高转速为： n主1450130/230（1-0.02)56/3839/4163/501400 r/min 主轴最低转速为： n主1450130/230（1-0.02)51/4322/5820/80 20/80 26/58 10 r/min 2）

9、主轴转速级数 正转时 23( 1 + 3 )= 6 + 18 = 24 级 反转时 13( 1 + 3 )= 3 + 9 = 12 级运动平衡式为：n主1450130/230（1-0.02)24/4842/4260/30710 r/min 车螺纹进给传动链车削螺纹米制（公制）、英制、模数制和径节制、非标准螺纹、较精密螺纹基本组增倍组 纵向横向进给传动链 刀架快速移动进给链 主轴箱空间排列图 主轴箱展开图 主轴组件双向式多片摩擦离合器结构图正反转与制动的联合操纵机构、轴操纵机构动画纵横向机动进给操纵机构动画JCS-018A型立式加工中心1.直流伺服电机2.换刀机械手3.数控柜4.盘式刀库5.主轴

10、箱6.操作面板7.驱动电源柜8.工作台9.滑座10.床身 加工中心2.1 金属切削机床2.2 金属切削刀具各种刀具切削部分形状教案四切削刀具种类很多，形状各异，但其切削部分都有共同的特征。可看作是外圆车刀的演变和组合。2.2 金属切削刀具车刀的组成（视频）2.2 金属切削刀具车刀的结构a）焊接式车刀b）整体式车刀c）机夹式车刀图 车刀的结构车刀由刀头和刀杆组成。刀杆用于装夹，刀头用于切削。结构形式有： 2.2 金属切削刀具焊接式车刀：将硬质合金刀片钎焊在碳素结构钢刀柄的刀槽内的车刀。结构简单，制造方便，可按需刃磨，刚性好，广泛使用。刀槽形状有开口槽、半封闭槽、封闭槽、切口槽四种。常见焊接式车刀

11、：直头外圆车刀、90/45偏头车斗等。机夹式车刀：采用机械夹固方式将刀片夹紧在刀槽内的车刀。优点是刀片不经过高温焊接，可避免因高温焊接而引起的刀片硬度降低和产生裂纹等缺陷，提高刀具寿命，方便刃磨。夹紧结构有上压式、自锁式、弹性压紧式。常见机夹式车刀：切断刀、切槽刀、螺纹车刀、大型车刨刀等。可转位车刀：将转位刀片机夹在刀柄上，可实现一刀多用，转位迅速，更换方便。但刀具机构和工艺相对复杂。一、刀具切削部分的构造要素（由一尖二刃三面组成。 ）2.2 金属切削刀具教案四基本定义： 前刀面A：切屑流过的表面，用于控制切屑流向。主后面A：与工件过渡表面相对。副后面A：与工件已加工表面相对。主切削刃S：前刀

12、面与主后面的交线。承担主要切削工作。副切削刃S：前刀面与副后面的交线。修光已加工表面。刀尖 O：主、副切削刃交汇处。一小段直线或圆弧。 2.2 金属切削刀具二、刀具的几何参数1、刀具标注（静止）角度参考系（正交的平面参考系） 前提：理想的安装条件和运动条件主切削刃主后刀面前刀面主剖面 PoA切削平面 Ps基面 Pr 车刀标注角度坐标系2.2 金属切削刀具教案四1）基面 Pr ：过切削刃上选定点，以该点切削速度为法线。与刀具底面平行。2）切削平面 Ps：过切削刃上选定点，与主切削刃相切并垂直于基面。3）正交平面 Po：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面。2.2 金属切削刀具车刀上的辅助平

13、面（视频）2.2 金属切削刀具2、刀具的标注角度 ArA 向f 车刀的主要角度0000rrs2.2 金属切削刀具教案四1）前角o 在正交平面内测量，前刀面与基面间夹角。有正、负和零。实体减小时为正（前面与切削平面夹角小于90）。一般取-525 。前角增大，刀具锋利，切削轻快。但过大，刀具强度下降，导热体积减小，刀具寿命短。2.2 金属切削刀具2、刀具的标注角度 ArA 向f 车刀的主要角度0000rrs2.2 金属切削刀具教案四2）后角o 在正交平面内测量，主后面与切削平面间夹角。一般为正值（主后面与基面的夹角小于90）。一般取412。 作用：减小主后刀面与工件加工表面间的摩擦、主后刀面的磨损

14、。过大，刀刃强度下降，导热体积减小，主后刀面磨损加快。3）主偏角r 在基面内测量，主切削刃在基面的投影与进给运动方向的夹角。为正值。一般取90、75、60、45。 r小，参加切削的刃长增加，单位长度负荷小，刀尖强度大，散热面积大，刀具寿命长。但吃刀抗力增大，工件刚性弱时，易变形和振动。2.2 金属切削刀具2、刀具的标注角度 ArA 向f 车刀的主要角度0000rrs2.2 金属切削刀具教案四2.2 金属切削刀具2、刀具的标注角度 ArA 向f 车刀的主要角度0000rrs2.2 金属切削刀具教案四4）副偏角r 在基面内测量，副切削刃在基面的投影与进给运动反方向的夹角。为正值。 一般取515。作

15、用：减小副切削刃与工件已加工面间的摩擦及振动。副偏角大，刀尖强度弱，已加工表面残留面积大，粗糙度值大。2.2 金属切削刀具2、刀具的标注角度 ArA 向f 车刀的主要角度0000rrs2.2 金属切削刀具教案四5）刃倾角s在切削平面内测量，主切削刃与基面间的夹角。有正、负和零。 s影响刀尖强度和切屑流动方向。粗加工时，取负值，增大刀尖强度；精加工时，取正值或零，为免切屑划伤已加工表面。刃倾角正副判别2.2 金属切削刀具2.2 金属切削刀具教案四车刀的主要几何角度（主要几何角度2）（主要几何角度1）（主要几何角度3）在正交平面参考系中的标注角度（5）副偏角r （6）副后角o 派生角度：楔角o、刀

16、尖角r余偏角r（1）主偏角r（4）后角o（2）刃倾角s（3）前角o刀具的标注角度副后角o：在副正交平面内测量的副后面与副切削平面的夹角。楔角o：正交平面内测量的前面与后面之间的夹角。o=90- （o+o）刀尖角r：基面上测量的切削平面与副切削平面的夹角。r= 180 -（ r + r ）余偏角r：基面上测量的切削平面与背平面之间的夹角。车刀的角度确定车刀的结构方位 前角和刃倾角确定前面的方位主偏角和后角确定主后面的方位主偏角和刃倾角确定主切削刃的方位一刃两面四角规律:一条主切削刃由两面确定，由四个角度完全确定。 副偏角和副后角确定 副后刀面和副切削刃的方位练习：指出车削外圆的主运动、进给运动，

17、并标出简图中车刀的五个基本角度。2.2 金属切削刀具直角切削：s0的切削，主切削刃与切削速度方向垂直斜角切削：s0的切削，主切削刃与切削速度方向不垂直思考：切断刀如何标注角度？切断刀标注角度：三刃四面八角三刃：主切削刃，左副切削刃，右副切削刃四面：前刀面，主后刀面，左副后刀面，右副后刀面八角：前角，后角，主偏角，刃倾角，左副偏角，右副偏角，左副后角，右副后角其他参考系：法平面参考系：由基面Pr，切削平面Ps和法平面Pn组成。 其中：法平面Pn为通过切削刃上选定点垂直于切削刃的平面。法平面与正交平面Po之间的夹角为刃倾角。刀具在法平面参考系中的角度：法前角，法后角，主偏角，副偏角，刃倾角，副法后

18、角假定工作平面-背平面参考系：由基面Pr，假定工作平面Pf和法平面Pp组成。其中：假定工作平面Pf-通过切削刃上选定点平行于假定进给方向并垂直于基面的平面。背平面Pp-通过切削刃上选定点垂直于假定工作平面且垂直于基面的平面。刀具在假定工作平面-背平面参考系中的角度：侧前角，侧后角，背前角，背后角，副侧后角，副背后角不同参考系的标注角度可以进行换算3、刀具的工作角度（1）横向进给运动的影响（如车削端面） oe=o oe=o tanf /d当进给量f一定时，随 d 值值，接近中心oe为负值。 当 f值横车时 f 不宜过大，并应适当加大o（2）纵向进给运动的影响 oe=o oe=o tan tanf

19、 sinr f sinr/(dw)f 或dw时，f、均车削右螺纹时左侧刃应o右刃应o车右螺纹时左侧刃 fe=ff fe=ff tanff /(dw)（3）刀尖安装高低的影响 oe=o oe=o 假定车刀s0,刀尖高于工件中心若刀尖低于工件中心，角度变化与上述相反。生产中可利用该方法改变刀具的角度：如粗车时，刀尖高，增加前角；精车时，刀尖低，增大后角。（4）刀杆中心线与进给方向不垂直的影响3、刀具角度的选择1）前角影响：增大前角，可以减小切削变形和摩擦，降低切削力和切削温度，减少刀具磨损和改善加工表面质量。但前角过大，会消弱刀刃强度和散热能力，加剧刀具磨损，寿命下降。选择原则：工件材料强度低、硬

20、度低，塑性大，前角应取大些；脆性材料，应选取较小的前角。刀具材料强度和韧性好，应选取较大前角（如高速钢刀具）。粗加工时前角取小值。工艺系统刚度差时，前角取大值。3、刀具角度的选择2）后角影响：增大后角，可以减小后刀面与过度表面的摩擦，减少切削刃圆弧半径，刃口锋利。但后角过大，会减小刀刃强度和散热能力。选择原则：保证加工质量和刀具耐用度的前提下，应选取较小的后角。粗加工或工件材料较硬时，后角应较小。精加工或工件材料较软时，后角取大些。3、刀具角度的选择3）主偏角和副偏角影响：影响切削加工残留面积的高度，当主、副偏角小时，已加工表面残留面积高度小，可减少表面粗糙度值。此外，还影响切削分力大小和比例

21、、影响刀尖强度、切削热的传播以及切削层形状和刀具磨损。选择原则：粗加工和半精加工时，硬质合金刀具应选较大主偏角。车削细长轴等刚度低的工件时，宜选大主偏角。加工硬材料，如冷硬铸铁时，宜选较小主偏角。精加工刀具，副偏角更小。3、刀具角度的选择4）刃倾角影响：刀尖的强度和切削的流向。选择原则：保证加工质量前提下，选取小值。粗切0-5。精切0+5。工艺系统刚度不足时，取正值。三、刀具材料（自学）（1）刀具材料应具备的性能： 高硬度 高耐磨性 高耐热性 足够的强度和韧性 良好的导热性和耐冲击性能 良好的工艺性和经济性（2）常用的刀具材料： 碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、涂层刀具材料（3）其他

22、材料： 陶瓷、金刚石、立方碳化硼2.2 金属切削刀具教案五常用刀具简介 1-45弯头车刀 2-90外圆车刀 3-外螺纹车刀 4-75外圆车刀 5-成形车刀 6-90左切外圆车刀 7-割槽刀 8-内孔槽刀 9- 内螺纹车刀 10-盲孔镗刀 11- 通孔镗刀(1)车刀a） 整体式 b） 焊接式 c） 机夹重磨车刀 d） 机夹可转位车刀 (1)车刀(a)(b)(c)(d)常用刀具简介 常用刀具简介 a） 整体式 b） 镶齿式(2)铣刀(a)(b)常用刀具简介 a）立铣刀 b）键槽铣刀(2)铣刀(a)(b)常用刀具简介 a）立铣刀 b）键槽铣刀(2)铣刀(a)(b)a） 成形铣刀 b） T形槽铣刀 c

23、） 燕尾槽铣刀 d） 指状铣刀e） 锯片铣刀 f） 模具铣刀 g）角度铣刀(2)铣刀(a)(b)(d)(c)(e)(f)(g)常用刀具简介 标准麻花钻的结构(3)孔加工刀具常用刀具简介 扩孔钻 a） 整体式 b） 镶齿套式 c） 可转位式(3)孔加工刀具常用刀具简介 锪钻 a） 带导柱平底锪钻 b） 带导柱锥面锪钻 c） 不带导柱锥面锪钻 d）端面锪钻(3)孔加工刀具常用刀具简介 铰刀的结构(3)孔加工刀具常用刀具简介 铰刀 a） 机用直柄和锥柄铰刀 b） 机用套式铰刀 c） 手用直槽与螺旋槽铰刀 d） 锥孔的粗铰刀与精铰刀(3)孔加工刀具(a)(b)(c)(d)常用刀具简介 单刃镗刀(3)孔

24、加工刀具常用刀具简介 双刃镗刀(3)孔加工刀具常用刀具简介 前柄部 颈部 过渡锥 前导锥 切削部 校准部 后导部 后柄部(4)拉刀常用刀具简介 (5)螺纹刀具常用刀具简介 (5)螺纹刀具常用刀具简介 (6)齿轮刀具成形法齿轮刀具 常用刀具简介 (6)齿轮刀具展成法齿轮刀具 常用刀具简介 (7)砂轮常用砂轮的形状常用刀具简介 2.3 机床夹具一、概述1 定义 机械加工中，在机床上用以确定工件位置并将其夹紧的工艺装备称为机床夹具（简称为夹具）。定位：确定工件 在机床上或夹具中占有正确位置的过程。夹紧：指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。即装夹过程（定位+夹紧）同时，夹具可

25、兼做变更工位（分度）、引导刀具或仿形加工之用。不同工序使用的夹具有焊接、检验、装配、机床等夹具。教案五工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复杂程度、加工精度要求及定位的特点等，主要装夹形式有直接找正法和夹具装夹法。直接找正法: 用量具和量仪直接找正工件上某一表面，使工件处于正确的位置。在这种装夹方式中，被找正的表面就是工件的定位基准。 工件的装夹直接装夹图例使用夹具装夹：工件的定位表面与夹具上的限位表面接触，可迅速而正确的定位。车油泵壳体夹具保证加工精度提高劳动生产率改善劳动条件夹具的功能扩大机床工艺范围机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以

26、使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。机床夹具的功能和应满足的基本要求夹具应满足的要求保证加工精度夹具的总体方案应于年生产纲领相适应安全、方便、减轻劳动强度排 屑 顺 畅应有良好的强度、刚度和结构工艺性3机床夹具的分类： 2.3 机床夹具教案五1）通用夹具：车床的三爪或四爪卡盘、铣床的平口钳或分度盘、平面磨床上的磁力工作台等，由专业厂生产，作为通用机床附件。适合单件小批生产。2）专用夹具：为某工件特定工序专门设计的夹具，多用于批量生产中。3）可调及成组夹具：经过调整或更换部分元件就可用于一组同类零件的加工。4）组合夹具：根据工件的工艺需要，用一套标准件拼装成各种专用夹具。使

27、用后拆卸。适用于单件小批生产。（可重复使用，精度高，刚性差，一次性投资大）5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中使用，载着工件被送往各工位。按使用分类 2.3 机床夹具按使用机床分： 车床夹具：夹具和工件随主轴做高速旋转，设计时需注意平 衡及其安全问题。 铣床夹具：夹具和工件做进给运动。 钻床夹具：除装夹外，需考虑刀具的导引。其它机床夹具：齿轮加工、拉床等。手动夹具 、 气动夹具 、 液动夹具 电动夹具 、磁力夹具 、真空夹具按夹紧动力分： 三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转工作台分度头通用夹具 2.3 机床夹具教案五专用夹具 4 3D L零件工序简图 2.3 机床夹具教案五零件工序简图43DLL

28、D43D43LDL34DL43DL34成组夹具KH1KH2KH3KH4 2.3 机床夹具教案五组合夹具1234567891011121314151617181加筋角铁（2） 2槽用螺栓（6） 3平键（10） 4方形支承 5定位支承 6方形支承 7平垫圈 8六角螺母（8） 9 槽用螺栓 10钻套螺钉 11快换钻套 12钻模板 13圆形定位销 14工件 15方形支承 16角铁 17压紧螺钉 18基础板 2.3 机床夹具教案五随行夹具 2.3 机床夹具教案五二、机床夹具的组成 (1)定位元件 (2)夹紧装置 (3)对刀、引导元件和装置 (5)其它元件及装置 (4)夹具体 2.3 机床夹具教案五三、工

29、件在夹具的中的定位 “定与不定”“怎样定”“准与不准”需解决的问题定位表面和定位元件的选择定位误差的分析计算定位原理 2.3 机床夹具教案五1基准的概念及其分类 用来确定加工对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线或面称为基准 。基准设计基准 工艺基准 工序基准 定位基准 测量基准 装配基准 粗基准精基准辅助基准 2.3 机床夹具教案六1）设计基准 ：设计图样上，根据零件在装配结构上的装配关系以及零件本身结构要素之间相互位置关系，确定标注尺寸的起始位置。2）工艺基准 ：零件在加工和装配过程中所采用的基准。定位基准：加工时用于定位的基准。分为粗基准，精基准和辅助基准。工序基准 ：在工序图上

30、用来确定该工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。测量基准：测量时采用的基准。装配基准：装配时确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准定位基准 作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在（如孔和轴的轴心线，两平面之间的对称中心面等），而常常是由某些具体表面来体现的，这些表面称为定位基面。 工序基准设计工序基准时，主要应考虑以下三个方面的问题：1）首先考虑用设计基准为工序基准；2）所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检验；3）当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要求。工序基准装配基准 各基准之间的关系 2六点定位原理 2.

31、3 机床夹具教案六 工件在夹具上的定位的实质：是要使工件在夹具中占有某个确定的正确加工位置。因此定位方法可转化为在空间直角坐标体系中决定工件坐标位置的问题。 由理论力学可知：任何物体在空间对三个互相垂直的坐标轴都有六个运动的可能性，即六个自由度：注意：工件在夹具上的定位，实质是指限制工件的自由度问题限制工件的自由度的前提：将工件看做是刚体，不考虑变形；对一批工件而言（体现定位的同一性），即一批工件相对于夹具占有一致的正确加工位置；定距装刀：利用行程挡块或行程控制凸轮等装置预先调整好刀具相对于机床和夹具的位置（自动获得尺寸精度的方法之一）。 2.3 机床夹具六点定位原理 XZY 用合理分布的六个

32、支承点去限制工件（视为刚体）的六个自由度，使工件在空间（坐标系）得到唯一确定的位置的方法 （保证支承点与工件表面接触） 2.3 机床夹具教案六 2.3 机床夹具六“点”定位说明： 一个点限制一个自由度； 两个点限制两个自由度； 不在一条直线上的三点，限制三个自由度； 不在一个平面上的四点，限制四个自由度； 在两个平面内，且每个平面上的支承点不超过三点的五个支承点，可限制五个自由度； 在三个平面内，在一个平面上不超过三点的六个支承点限制六个自由度； 限制自由度的数目，最多六个，称为完全定位，小于六个（一般最少三个），称为不完全定位。 应用工件“六点定位原理”进行定位问题分析时，应注意以下几点：1

33、）定位就是限制自由度，一个定位支承点限制一个自由度，原则上不超过6个。2）定位支承点具有限制工件的作用，则定位支撑点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。夹紧则是保证工件在加工时不离开定位元件。3）分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。4）定位支承点由定位元件抽象而来，在夹具中总是通过具体的定位元件体现。 2.3 机床夹具能否限制 自由度?三个 XZY3工作定位时的几种现象 2.3 机床夹具教案六（1）完全定位：工件的6个自由度全都被限制。（2）不完全定位：工件被限制的自由度数少于6个。仍能保证有关工序尺寸时，许可。如下图，限制5个自由度。（2）不完全定位ZYXYZX情况一： 工件加工要求不

34、需要限制某一个或某几个自由度。 2.3 机床夹具教案六情况二：工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则限制工件绕此点、线旋转的自由度没有意义（也无法限制） 2.3 机床夹具教案六 2.3 机床夹具（3）欠定位 工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。欠定位示例XZYa）b）BBB 2.3 机床夹具教案六（4）过定位：工件的同一个自由度受多个约束。ZYXa)2支承板： 长销 ：挡销 ：一夹一顶，夹持部分较长 夹持较长卡盘相关于套筒限制:Y、Z方向的移动自由度Y、Z的转动自由度 顶尖限制:Y、Z 方向转动自由度 重复限制:Y、Z 方向转动自

35、由度过定位示例过定位是否允许，要视具体情况而定：1）若工件定位面经机械加工，且尺寸和形位置精度较高，则允许过定位。合理过定位不仅不会影响加工精度，还可加强工艺系统刚度，提高定位稳定性（如多孔定位、薄壁精密件定位等）。2）若工件定位面是毛坯面，或加工精度不高，则过定位不允许。可能造成定位不准、不稳或干涉等。（4）过定位 是否允许，要视具体情况而定 2.3 机床夹具教案六 2.3 机床夹具教案六消除过定位的途径：A改变定位元件的结构。B提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度 考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，再以相应定位点去限制，即工序要求和限制自由度的关系。夹具实际限制

36、的自由度只要不是过定位，即使与工件要求限制的自由度不符，也是允许的。工序要求和限制自由度的关系 一面两销组合定位产生的过定位XYa）ZY 2.3 机床夹具工件定位面：工件底面和两销孔定位元件：平面、两短圆柱销平面限制：短圆柱销1：短销2：限制 并过定位， 被重复限制如何解决？与短销1联合限制教案六b）ZYXY 一面两销组合定位产生的过定位 2.3 机床夹具教案六 大端面限制:Z 方向的移动自由度X、 Y 的转动自由度短销限制:X、 Y 方向的移动自由度 防转菱形销限制:Z 方向转动自由度 工件装夹在夹具中，凡是有六个支承点即为完全定位；凡是有六个支承点就不会出现欠定位；凡是超过六个定位支承点就

37、是过定位，不超过六个定位支承点就不会出现过定位。这些说法对吗？为什么？思 考 2.3 机床夹具教案六4. 常见定位方法与定位元件 (1) 工件以平面定位 2.3 机床夹具教案六以平面作为定位基准，如机座、箱体类、盘类零件等。 粗基准平面的定位：由于基准平面的平面度误差较大，同一批工件的平面状况也不相同。如果定位表面也是平面，其接触可能只有三点构成支承三角形，常采用三个支承钉合理布置来定位。精基准平面的定位：由于基准平面度误差小，可直接放置在平面上定位。为了提高定位的稳定性，宜将定位平面中部挖低；对于刚性较差而平面度较好的工件，平面可开有若干窄槽，既保证接触面积，又可以便于排屑。工件用精基准平面

38、的定位用三个支承钉作定位件工件用精基准平面的定位时，定位平面的轮廓尺寸应略小于基准的外轮廓，（可保证定位面的磨损均匀）以防定位面在长期使用后磨出痕迹而影响定位（如图造成工件倾斜）。4. 常见定位方法与定位元件 (1) 工件以平面定位1) 固定支承-支承钉 2.3 机床夹具教案六支承精基准面支承粗基准面粗基准面、侧面定位不适合用支承钉定位的情况：宽度小于50mm的窄的工件；工件刚度不足，三个支承点定位夹紧后易变形。侧面和顶面定位底面定位1) 固定支承-支承板（常用于精基准平面定位） 2.3 机床夹具教案六 2.3 机床夹具教案六支承工件的粗基准面2)可调支承：多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿

39、各批毛坯误差；支承工件的粗基准面，限制一个自由度。 3) 自位支承：支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，是活动的或是浮动的，只起一个支承点的作用，只限制一个自由度,即一点定位。常用于尺寸大刚性差的工件。 2.3 机床夹具教案六自位支承限制1个自由度，使用的目的在于增加与工件的接触点，减小工件变形或减少接触应力。4) 辅助支承 不限制自由度，主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。 2.3 机床夹具教案六 不起定位作用，不能限制工件的自由度，只用来增加工件在加工过程中的刚度。 可调支承是主支承，起定位作用，限制自由度；辅助支承不起定位作用，不限制自由度，只增加支承刚度和稳定性。可调支承是先调

40、整，而后定位，最后夹紧工件；辅助支承是先定位、夹紧工件，最后调整辅助支承。 2.3 机床夹具辅助支承与可调支承的区别：(2) 工件以圆孔定位 1）定位销 （用于定位直径不大于50mm的孔） 2.3 机床夹具教案六2）圆锥销 常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度 2.3 机床夹具教案六粗基准精基准组合定位圆锥销限制两个自由度，定位圆环端面限制三个自由度 2.3 机床夹具教案六3）定位心轴 主要用于盘套类零件的定位 2.3 机床夹具教案六过盈配合心轴，限制工件四个自由度 间隙配合心轴，其中心轴外圆部分限制四个自由度，轴肩面限制一个自由度孔定位（圆锥孔）1）V形块定位 结构尺寸已标准化，斜面夹角有

41、6090120(3) 工件以外圆表面定位 2.3 机床夹具教案六V形块特点对中性好，特别适用于对称性要求高的工件定位（如键槽或孔）；装卸工件方便；当工件以外圆柱面作基准而不适于用孔定位时，如长轴、曲轴、台阶轴等，可用V型块定位。对于只有部分外圆面的零件起到角相定位作用。 活动V形块的应用2）定位套筒 2.3 机床夹具教案六3）半圆定位座 常用于大型轴类工件的定位，相对于V型块，接触面积大，不易损坏工件，夹紧力均匀锥五柱四平面三；长四短二减一半；活动削边去掉一；自位多点当一算。另：辅助支撑不约束工件自由度。 限制自由度的数目依据定位元件的具体工作方式及其与工件接触范围的大小而定： 组合表面定位易

42、产生过定位(5) 组合表面定位 使定位元件在产生过定位的方向上可移动，以消除该方向的移动过定位 组合表面定位产生过定位的解决方法 采用自位支承消除定位元件绕某个坐标轴转动方向的过定位改变定位元件的结构形式来消除过定位组合表面定位 2.3 机床夹具教案六长圆柱销1:支承板2:止销3:过定位如何解决？ 2.3 机床夹具5、工件定位误差的分析与计算 （1）定位误差概念及其产生的原因 定位误差是指一批工件在夹具中定位时，工件的工序基准在工序尺寸方向或加工要求方向上的最大变化量。 1）基准不重合误差B 2）基准位移误差Y 教案八（2）定位误差产生的原因 BAEF基准不重合误差是由于工序基准与定位基准不重

43、合使的工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量。等于从工序基准到 定位基准之间的距离尺寸（定位尺寸）的公差。1）基准不重合误差B CSmaxAmaxSminAmin 2.3 机床夹具教案八2）基准位移误差Y 工件在夹具中定位时，由于定位副（工件的定位表面或基准表面与定位元件的工作表面）的制造公差和最小配合间隙的影响，使定位基准在加工尺寸方向上产生位移，导致各个工件的位置不一致，造成加工误差，这个误差称为基准位移误差。 2.3 机床夹具教案八2）基准位移误差Y ABO工件垫圈螺母心轴小端面 2.3 机床夹具教案八基准位移误差的大小应等于定位基准与调刀基准不重合造成的加工尺寸的变动范围2）基准位移误差Y Dmaxd0mino1ooo2AmaxAmincD mind0maxABO 2.3 机床夹具教案八即 由于圆柱面的加工误差，圆柱面尺寸最大时定位基准为O1，最小时为O2。定位基准的变动量：（3）定位误差的计算方法 工序基准在定位基面上否“+”是定位基面直径由小变大（或由大变小）定位基准的变动方向定位基准的位置不变，工序