02讲§2.1概述§2.2工件定位的基本原理
第二章工件在夹具中定位
⑵保证二个方向上的加工尺寸需要限制4--5 个自由度:
⑶保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个 自由度。
特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个 自由度,在圆柱上铣平面需限制2个自由度。
5、定位元件的合理布置
要求:定位元件的布置应有利于提高定 位精度和定位的稳定性。
在支与承机钉床与进工给件方侧向面平接行触的,坐限标制面了上x “z合,理”布置两个 综合结果:限制了 x x y z z。
图2.3 铣槽定位分析
下2.4图在工件上铣槽,保证槽在三个方向上的位 置要求,试确定定位方案。
①分析满足加工要求必须限制的自由度,也简称 理限
保证槽的上下位置要求:必须限制 保证槽的左右位置要求:必须限制
4、工件的自由度:工件空间位置不确定性的
数目。见下2.2图,工件有六个自由度,表示
为:
。
5、定位付:把定位基面和定位元件工作面合 称定位付,二者重合,称定位付设计、制造 准确。
2.2 工件定位的基本原理
⑴ 举例 下图2.3(a)在工件上铣通槽,保证槽宽和
槽的上下、左右位置要求,试确定定位方案 。
3、尺寸精度获得的方法
▪ ⑴试切法:试切→测量→调刀,反复进行,达到 要求。单件加工用。
▪ ⑵定尺寸刀具法:由刀具尺寸确定加工要素尺寸。 ▪ ⑶调整法:事先调整好刀具与夹具(工件)的位置,
在加工一批工件过程中,刀具位置不变。夹具课 中涉及尺寸精度获得的方法一般试为调整法。 ▪ ⑷自动控制法:通过自动控制机床、刀具的运动, 达到尺寸精度的方法。
x y
xy
z
z
保证槽的前后位置要求: 必须限制 y
综合结果:x必x须y限y制z六z个自由度。
机械制造工艺学——工件的定位
δ定位(H)=A1A2=Hmax-Hmin =O1O2+d/2-(d-Td)/2= O1O2+ Td/2
即: δ定位(H)= δ位置(O) + δ不重(A) = O1O2+ Td/2
3、结论
(1)定位误差只产生在采用调整法加工一批 工件的条件下,若一批工件逐个试切加工, 则不存在定位误差。
(4)定位误差的计算可按定位误差的定义,根据所 画出的一批工件定位可能产生定位误差的良种极端 位置,再通过集合关系直接求得。也可按定位误差 的组成,由公式:
δ定位=δ位置± δ不重
计算得到,根据一批工件的定位由一种可能的极端 位置变为另一种极端位置时δ位置和δ不重的方向的异 同,以确定公式中的加减号。
第一定位基准基准位置误差最小,应以直接与 加工精度有关的基准作为第一定位基准。
2、消除或减小基准不重合误差的措施 (1)尽可能以工序基准作为定位基准
(2)根据加工精度高低,选择第一、第二定位 基准
四、工件定位方案设计及ห้องสมุดไป่ตู้位误差计算举例
1、
2、槽两侧面C、 D对B面的垂直 度公差0.05mm
3、槽的对称中心 面与两孔中心 连线之间的夹 角为
(2)定位误差是由于工件定位不准确而产生 的加工误差。他的表现形式为工序基准相对 于加工表面可能产生的最大尺寸或位置的变 动范围。它的产生原因是工件的制造误差、 定位元件的制造误差、两者的配合间隙及基 准不重合等。
(3)定位误差由基准位置误差和基准不重合误差两
部分组成,但并非在任何情况下这两部分都存在。 定位基准无位置变动,基准位置误差为零;定位基 准与工序基准重合,基准不重合误差为零。
工件的定位原理及方法简介
工件以一面两孔定位时,为什么要用一个圆柱销和一个菱形销且菱形销怎么是限制一个自由度?一个零件有六个自由度,平移四向、上下两向、旋转两向。
一销可消除平移四向、旋转一向和向下移动三个自由度,再加一销会产生过定位问题,所以,改用菱形销,只留一个向上的自由度。
自由度有计算公式,点、线接触为高付,面接触为低付。
平面自由度计算公式F=3n-(2p+3q),n为自由构件数目(不含支架),p为低副数,q为高副数目数控机床上工件定位的原理在机械加工过程中为确保加工精度,在数控机床上加工零件时,必须先使工件在机床上占据一个正确的位置,即定位,然后将其夹紧。
这种定位与夹紧的过程称为工件的装夹。
用于装夹工件的工艺装备就是机床夹具。
1 工件定位的基本原理六点定位厦理工件在空问具有六个自由度,即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度因此,要完全确定工件的位置,就必须消除这六个自由度,通常用六个支承点(即定位元件)来限制关键的六个自由度,其中每一个支承点限制相应的一个自由度,在如y平面上,不在同一直线上的三个支承点限制了工件的王、于三个自由度,这个平面称为主基准面;在平面上沿长度方向布置的两个支承点限制了工件的拿两个自由度,这个平面称为导向平面;工件在xoz乎面上,被一个支承点限制了,一个自由度,这个平面称为止动平面。
工件的六个自由度综上所述,若要使工件在央具中获得唯一确定的位置.就需要在夹具上合理设置相当于定位元件的六个支承点.使工件的定位基准与定位元件紧贴接触,即可消除工件的所有六个自由度.这就是工件的六苣定位原理。
工件的六点定位(2)六点定位原理的应用六点定位原理对于任何形状工件的定位都是适用的,如果违背这个原理,工件在央具中的位置就不能完全确定。
然而.用工件六点定位原理进行定位时,必须根据具体加工要求灵活运用.工件形状不同t定位表面不同,定位点的分布情况会各不相同,宗旨是使用最简单的定位方法,使工件在夹具中迅速获得正确的位置。
工件的定位
工件以平面定位
1、辅助支承 工件因尺寸形状或局部刚度较差, 使其定位不稳或受力变形等原因,需增设辅助 支承,用以承受工件重力、夹紧力或切削力。
工件以圆孔定位
1、圆柱销
可换式定位销
工件以圆孔定位
2、圆锥销 限制工件三个自由度,相当于三个止推定位 支承。
工件以圆孔定位
3、圆柱心轴
常用于套 类零件的定 位,一般由 导向元件、 定位元件和 传动元件组 成。
工件以圆孔 定位
工件以外圆 柱表面定位
工件以特殊 表面定位
工件以平面定位
1、主要支承 起限制自由度作用的支承 主要支承 固定支承 可调支承 自位支承
包括各种支承钉和支承板
指高度可以进行调节的支承
将支承做成浮动或联动结构
工件以平面定位
固定支承
1、当以粗基准定位时,应该采用合理布置的三个 球头支承钉,使其与毛坯良好接触。
3.止推定位面
限制工件一个自由度的表面,称为止推定位面。
要求
1、选择工价上窄小且与切削力 方向相对的表面作为止推定位基 准。 2、两点间的距离尽量远些。
定位基准按照所限制的自由度数分类:
4.防旋转定位面
限制工件一个旋转自由度的表面,称为旋转定 位面。 要求 支承点布置应离回转线尽可能远。
3、限制工件自由度与加工要求的关系
一、需要限定的自由度,必须都得到恰当的限 制。 二、保证必要的定位精度和稳定性。
4、工件定位中的几种情况
1.完全定位
工件的六个自由度全部被限制的 定位,称为完全定位。
4、工件定位中的几种情况
2.不完全定位
根据工序的加工要求,只需限制部 分自由度,这样的定位称为不完全 定位。
工件在夹具中的定位图文详解
图 支承工序简图
图 支座定位装置的结构
面的位置,必须以一些指定的点、线、面作为依据,这些
作为依据的点、线、面称为基准。基准按作用的不同,常
分为设计基准和工艺基准两类。
图 齿轮设计基准选择示意图
•
合理地选择定位基准,对于保证加工精度和确定加工顺序
都有决定性的影响。在最初的每一道工序中,只能用毛坯上未
经加工的表面作为定位基准,这种定位基准称为粗基准。经过
图 销心距最大及孔心距最小的情况
图 销心距最小及孔心距最大的情况
• 1.定位装置设计的基本原则
• 按工件的工艺基准选择原则,在定位装置设计时也应遵循 “基准重合”和“基准统一”等原则,以减少定位误差。 在组合定位中,主要定位基面的选择应便于工件的装夹和 加工,并使夹具的结构简单。
• 2.对定位元件的基本要求 • 1)足够的精度 • 2)足够的储备精度 • 3)足够的强度和刚度 • 4)协调好与有关元件的关系 • 5)好的结构工艺性
加工的表面所组成的定位基准称为精基准。
图 粗基准的选择
1.主要支承
图 可调支承 图 自位支承
图 支承板
1.心轴定位
图 圆柱定位心 轴
图 锥度心轴
2.销定位
图 各种圆柱形定位销
图 菱形定位销
图 圆孔在锥销上的定位情况
工件以外圆柱面定位有支承定位和定心定位两种 1.支承定位
图 外圆表面的定位
动自由度。
•
如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置,就必须设
置相应的六个约束,分别限制刚体的六个运动自由度。在讨论工
件的定位时,工件就是我们所指的自由刚体。如果工件的六个自
由度都加以限制了,工件在空间的位置也就完全被确定下来了。
工件定位原理
工件定位原理
工件定位原理是指将工件准确地放置在指定的位置上的方法和技术。
在工件加工过程中,正确的定位对于保证加工精度和工艺要求非常重要。
工件定位原理通常包括以下几个方面:
1. 参考面定位原理:通过工件的某个平面与工装、加工平台或其它零件的平面接触,实现工件的定位。
常见的方法有平台定位、基准销定位等。
2. 轮廓线定位原理:根据工件轮廓形状的特征,在工装或工作台上设计相应的定位槽、凸台或孔等结构,使工件与其相配合,实现位置的固定。
3. 嵌入定位原理:通过在工件上开设凸台、凹槽或插销等结构,在工装或工作台上开设相应的孔或槽位,使得工件能够固定在所需的位置。
4. 磁性定位原理:利用磁性力使工件与工装或工作台相吸附,实现工件的定位。
通常使用磁性定位块或电磁定位系统来实现。
5. 弹性定位原理:利用工装或夹具上的弹性元件(如弹簧、橡胶等),通过压紧或扩张力来实现工件的定位。
6. 摩擦定位原理:通过工件与工装或工作台间的摩擦力,实现位置的固定。
常见的方法有斜面摩擦定位、滚柱摩擦定位等。
上述只是工件定位原理中的一部分常见方法,实际应用中还会根据具体的工件形状、加工要求和工艺流程等因素选择适合的定位方式。
通过合理的定位方法,可以提高工件的加工精度和效率,确保产品质量的稳定性。
第二章工件的定位
(2)圆柱几何体的定位
1)定位基准是长圆柱面的轴线、 端平面和键槽 2)主要定位基准为长圆柱面的 轴线
3) 1、、 2 3、 4 x、z、x、z 4) 5 y 5) 6 y
பைடு நூலகம்
特点:定位接触点在圆柱面上,而定位基准则为中心轴线。
(3)圆盘几何体的定位
1) 圆柱面较短,其定位功能将 降低 2)端平面较大,作主要定位基 准
锥度心轴
5)通常定位精度为0.01mm的同轴度公差。 6)锥度为1:10000时,同轴度公差可达0.005mm。 7)工件孔为IT6、IT7,粗糙度小于0.8μm。 8)材料T10A,热处理至58~64HRC,大型心轴可用20钢无 缝钢管制造。
心轴选择实例
工件为Ø40N7孔,长度64mm,同轴度公差为5级,试 设计外圆磨床的锥度心轴。
圆锥定位套
圆锥心轴
当工件锥面用涂色法检验其接触面面积大于85%时,圆 锥可获得很高的定位精度。
定心夹紧精度高
滚齿心轴的通用结构
1)柄部按滚齿机通用底盘设计。 2)定位轴颈D的公差带为h6。 3)心轴用20Cr制作,经热处理渗碳淬硬至50~55HRC。 4)心轴的主要技术要求是对同轴度、垂直度。 5)7: 24圆锥及其中心孔作为夹具体的基面。
锥度心轴
1)用于套类零件的外圆磨削。 2)直径为8~100mm,锥度为1: 3000~1: 8000。 3)锥度心轴的定位精度较高。 4)心轴锥面与孔壁之间接触面很大,工件被锁紧。
2.工件以精基准孔定位
(1)定位轴
钻套
1 –与夹具体的连接部分 2 –中心定位部分 3 –引导部分 4 –夹紧部分 5 –排屑槽 6 –台阶定位面
定位轴材料为T8制作,经热处理至55~60HRC ;也可 用20钢制作,经渗碳淬硬至55~60HRC。
第二讲 工件定位的基本原理
二、定位符号和夹紧符号的标注
在工件上定位和夹紧部位标注的符号称为定位符号和夹紧符号。 详见教材附表1
三、对定位元件的基本要求
1、足够的精度 2、足够的强度和刚度 3、耐磨性好 4、工艺性好
本讲小结: 1、六点定位原则
主支承点:限制工件三个自由度。 导向支承点:限制工件两个自由度。 止推支承点:限制工件一个自由度。
图1—7
过定位对加工精度的影响
过定位会造成定位的不稳定,从而影响工件的加工精度;严重的过定位会引 起过定位干涉现象,影响工件的装夹,并导致工件夹紧变形。
消除过定位的方法 通常可采取下列措施来消除过定位:
1改变定位元件的结构 1) 减小接触面积。 2) 修改定位元件的形状,以减少定位点。 3) 缩短圆柱面的接触长度。 4) 设法使过定位的定位元件在干涉方向上浮动,以减少实际定位点的数量 5) 拆除多余的过定位元件。 2控制或者提高工件定位基面之间以及定位元件工作表面之间的位置精度
如图1—8所示的插齿常用夹具,工件3以内孔在心轴1上定位,限 制工件四个自由度;又以端面在支承凸台2上定位,限制工件三个自度 其中, X Y 被重复限制了。当齿 坯孔与端面的垂直度较高时可能是 可用重复定位。 其判断条件是:齿坯孔与端面 的垂直度误差小于孔与定位轴的最 小间隙和允许的定位副弹性变形量 时,为可用重复定位,否则为不可 用重复定位。
根据工件加工要求、分析理论上应该限制哪几个自由度 1.钻 Φ 6H7孔 2.铣两台阶面
3.铣b槽
4.车端面保证L
理限:
理限:
5.钻d孔
6.铣台阶面
理限:
理限:
7.铣前、后两平面
8.a) 钻d孔
b)钻2个d孔
工件定位的基本原理
1)工件在夹具中定位和夹紧的任务 工件在夹具中定位的任务是:使同一
工序中的所有工件都能在夹具中占据正确 的位置。
工件在夹具中夹紧的任务是:将工件 定位后的位置固定下来。 2)定位与夹紧的关系 判断: 工件夹紧后位置就已经确定下来了,所以夹紧 过程就是工件的定位。
(×)
3) 工件基准 设计基准:设计人员设计工件结构时选用的基准 工序基准:加工过程中用来确定被加工面位置的基准 定位基准:用来确定工件在夹具中位置的基准。(通 常定位基准是在制订工艺规程时选定的 ) 对刀基准:为了确定刀具相对于夹具位置的基准
机床夹具设计
工件的定位
第1章 工件的定位
本章要点:
•理解六点定位原理。 •常用定位元件限制的自由度。 •工件定位方式:完全定位、不完全定位、过 定位和欠定位。 •常用定位元件的设计。 •定位误差的分析和计算。
工件的定位
项目引入
如图所示,钢套零件在本工序中需钻φ 5mm孔, 工件材料为Q235A钢,批量N=2000件。钢套零件三 维图如图1.2所示。
图1.3 定位基准
4) 工件的自由度
思考:回忆在机械工程中所讲的平面机构自由度的概念 回答:1、什么是自由度
2、平面机构不受任何约束时有几个自由度? 3、若机构可以在三维空间运动不受任何约束 有几个自由度?
一个自由的物体,它对三个相互垂 直的坐标系来说,有六个活动可能 性,其中三种是移动,三种是转动。 习惯上把这种活动的可能性称为自 由度,因此空间任一自由物体共有 六个自由度。
图1.1 钢套零件钻φ 5mm工序图
图1.2 钢套零件三维图
项目引入
思考问题: 零件有哪些加工要求?怎样在加工过程中保 证加工精度?钻孔时的基准怎么选择?
课题6 工件的定位
应用六点定位原理实现工件在夹具中的正确定 位时,应注意下列几点:
①定位支承点是定位元件抽象而来的。 ②定位支承点与工件定位基准面始终保持接触, 才能起到限制自由度的作用。
③分析定位支承点的定位作用时,不考虑力的影响。
3.工件定位中的几种情况
(1) 完全定位
用六个合理布 置的定位支承点限 制工件的六个自由 度,使工件的位置 在空间完全确定的 定位方式称为完全 定位。
(3)欠定位
根据工件的加 工要求,应该限制 的自由度没有完全 被限制的定位,称 为欠定位。欠定位 无法保证加工要求, 所以是绝不允许的。
图2-7 欠定位示例
(4)过定位
工件在定位时,同一个自由度被两个或两个以上定位元件来限制,这 样的定位被称为过定位。
图2-8 工件过定位及改进方法 a) 长销、大支承板定位;b) 长销、小支承面定位; c) 短销、大支承面定位; d) 长销、球面垫圈定位
3.常用定位方式所能限制的自由度
4.常用定位元件及选用
(1)工件以平面定位时的定位元件 1)主要支承
主要支承用来限制工件的自由度,起定位作 用。常用的有:
固定支承 可调支承 自位支承
①固定支承
固定支承有支承钉和支承板两种形式,如图2-13所示。在 使用过程中,它们都是固定不动的。
支承钉
A型——平头支承钉,主要用于支承工件上已加工过的基准平面 B型——球头支承钉,主要用于工件上未经加工的粗糙平面定位 C型——网纹顶面支承钉,常用于要求摩擦力大的工件侧面定位。
(2) 不完全定位 工件定位时,被限制的自由度数目少于六个,但
能满足加工技术要求的定位形式称为不完全定位。
综上所述,工件定位时,并非在所有情况下都 必须使工件完全定位。工件定位时自由度的限制最 多是六个,但也可以少于六个,除特殊情况外(如 磨滚珠),一般不少于三个。因此,在确定工件定 位时,应首先根据工序的加工要求,明确工序尺寸 的数目和方向,分析必须限制哪些自由度,然后以 相应的定位支承点去限制这些自由度。
第二节工件定位的基本原理
限制3个自由度
限制4个自由度
限制5个自的关系
4、欠定位
按工序的加工 要求,工件应该限 制的自由度而未予 限制的定位,称为 欠定位。在确定工 件定位方案时,欠 定位时绝对不允许 的
限制工件自由度与加工要求的关系 5、过定位
几个定位支承点重复限制工件的一个自由度或几个自由 度,称为过定位。
不完全定位有两种情况: 1.工件本身相对于某个点,线是完全 对称的,则工件绕此点,线旋转的自 由度不需限制,如圆柱体绕自身轴的 转动 2.工件加工要求不需要限制某一个或 某几个自由度。如加工平板上表面, 要求保证平板厚度及与下平面的平行 度,只需限制3个自由度就够了
限制工件自由度与加工要求的关系
3、完全定位和不完全定位(举例)
限制工件自由度与加工要求的关系 过定位分析(连杆定位)
连杆定位简图
限制工件自由度与加工要求的关系 过定位分析(桌子和三脚架)
•••••••••••••••••••••••••••••••••• THANKS
过定 位是 否允 许, 要视 情况 而定
如果工件的定位面经过机械加工,且形状、尺寸、 位置精度均较高,则过定位是允许的。有时还是必要 的,合理的过定位不仅不会影响加工精度,还会起到 加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。 反之,如果工件的定位面是毛坯面,或虽经过机 械加工,但加工精度不高,这时过定位一般是不允许 的,因为它可能造成定位不准确,或定位不稳定或发 生定位干涉情况。
第二节 工件定位的基本原理
复 习 提 问
◆ 机床夹具的基本组成部分是什么? ◆ 机床夹具的主要功能是什么?
◆定位和夹紧的区别是什么?
课 程 重 难 点
课程重点 ●六点定位规则 ●不完全定位和完全定位 ●过定位和欠定位
(多媒体设计比赛)《机床夹具设计》工件定位的基本原理
课堂讨论问题
完全定位/不完全 定位/欠定位是 错误的
工件自由度与加工技术要求的关系: 与加工尺寸公差无关的自由度
工件
沿加工孔轴线方向 Z轴可不加以限制
定位元件
要加工孔
《机床夹具设计》 工件定位的基本原理
工件自由度与加工技术要求的关系: 与加工尺寸公差有关的自由度
y
5
V形块实物图
定位基准为长圆柱面,可以使用V形块或固定式长套
《机床夹具设计》 工件定位的基本原理
六点定位规则的几个问题:
(1) 定位支承点的合理分布主要取决于定 位基准的形状和位置
(2)工件的定位,是工件以定位面与夹具
的定位元件面保持接触或配合实现的. (3)工件的定位后,还要用夹紧装置将工
件紧固。
过定位:定位时工 件的同一自由度 被数个定位元件 重复限制
z
ן װ
o B
x 重复定位
a) 过定位的现象
平面改为圆柱 b)改进的方法
《机床夹具设计》 工件定位的基本原理
消除过定位的措施:
(1)减少接触面积 (2)修改定位元件形状,以减少定位支承点 (3)缩短圆柱面的接触长度 (4)减少实际支承点数目 (5)拆除过定位元件
人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。
所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。
”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力;
通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣;
通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。
定位的任务:
机床夹具_自由度的概念
第二节工件的定位一、工件定位的基本原理1.自由度的概念由刚体运动学可知,一个自由刚体,在空间有且仅有六个自由度。
图4-5所示的工件,它在空间的位置是任意的,即它既能沿Ox、Oy、OZ三个坐标轴移动,称为移动自由度,分别表示为元、了、z;又能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴转动,称为转动自由度,分别表示为无、1。
2.六点定位原则由上可知,如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置,就必须设置相应的六个约束,分别限制刚体的六个运动自由度。
在讨论工件的定位时,工件就是我们所指的自由刚体。
如果工件的六个自由度都加以限制了,工件在空间的位置也就完全被确定下来了。
因此,定位实质上就是限制工件的自由度。
分析工件定位时,通常是用一个支承点限制工件的一个自由度。
用合理设置的六个支承点,限制工件的六个自由度,使工件在夹具中的位置完全确定,这就是六点定位原则。
例如在如图4-6a所示的矩形工件上铳削半封闭式矩形槽时,为保证加工尺寸A,可在其底面设置三个不共线的支承点1、2、3,如图4-6b所示,限制工件的三个自由度:玄、又z为了保证B 尺寸,侧面设置两个支承点4、5,限制无、z两个自由度;为了保证C尺寸,端面设置一个支承点6,限制5j自由度。
于是工件的六个自由度全部被限制了,实现了六点定位。
在具体的夹具中,支承点是由定位元件来体现的。
如图4-6C所示,设置了六个支承钉。
对于圆柱形工件,如图4-7a所示,可在外圆柱表面上,设置四个支承点1、3、4,5即2、卜z四个自由度;槽侧设置•个支承点2,限制工一个自由度;端面设置一个支承点6,限制元一个自由度;工件实现完全定位,为了在外圆柱面上设置四个支承点一般采用V形架,如图4-7b所示。
通过上述分析,说明了六点定位原则的几个主要问题:1)定位支承点是定位元件抽象而来的。
在夹具的实际结构中,定位支承点是通过具体的定位元件体现的,即支承点不一定用点或销的顶端,而常用面或线来代替。
根据数学概念可知,两个点决定一条直线,三个点决定一个平面,即一条直线可以代替两个支承点,一个平面可代替三个支承点。
工件定位的基本原理
工件定位的基本原理工件定位的基本原理教学环节教学内容教学方法说明引入新课课前提问:1、三轴数控铣床一般指哪三个轴?2、多轴数控机床(例如五轴加工中心)一般有哪些轴?答案:1、X、Y、Z三个轴。
2、X、Y、Z(三个直线轴)和A、B、C(三个旋轴)通过对熟悉的知识类比掌握与之有关的陌生知识讲授新课讲授新课一、工件的定位:指工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置的过程。
例如:机床在装配时,其主轴箱、滑板及其上的工件,均须精确地安装在相应的位置上;机械加工时,刀具必须精确地安装在主轴头上,其回转中心必须与主轴中心线重合;模具也一样,其零部件均须精确地安装在以冲模上下座板或者是塑料模的定动模板的相应位置上。
定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具占有确定的正确位置,并且应用夹具定位工件,还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。
二、自由度一个物体在三维空间中可能具有的运动。
例如:工件有六个自由度,分别是:三个移动自由度:,三个转动自由度:。
如图1所示:图1三、六点定位原理用一个支承点限制工件的一个自由度,用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度,使工件在机床或夹具中取得一个正确的加工位置,即为工件的六点定位原理。
如果工件的六个自由度用六个支承点与工件接触使其完全消除,则该工件在空间的位置就完全确定了。
如下图所示:首先介绍定位的目的,让学生明白此次课程的作用通过图例联系物体的运动掌握自由度的概念通过挂图,让学生更加形象的理解六点讲授新课讲授新课图2四、工件定位的几种情况完全定位:工件的六个自由度需要完全被限制的定位情况。
不完全定位:工件的六个自由度不需要完全被限制的定位情况。
欠定位:工件应该被限制的自由度而没有被限制的定位情况。
过定位:工件某个自由度被限制了两次或两次以上而出现的重复定位现象。
1、完全定位工件的六个自由度全部被限制的定位,称为完全定位。
当工件在x、y、z三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时,一般采用这种定位方式。
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综合结果:
必须限制五个自由度
xxyFra bibliotekz z② 用“定位元件”来限制理论上应该限制的自由度
见布图置2.三3(b个)在支与承机钉床与工工作件台底面面平接行触的,坐限标制面了x上y“z合理”,
在综支与合承机结钉床果与进:工给限件方制侧向了面平x接行x触的y,坐z限标z制。面了上x“z合,理”布置两个
➢ ⑵过定位(重复定位):工件定位时,几个定位 元件重复限制工件同一自由度的定位。
如下2.6图,位于同 一平面内的四个定位 支承钉限制了三个自 由度,是否允许,视 具体情况,干涉、冲 突就不允许。
4、限制自由度与加工要求的关系,从上面 几例分析知,一般情况下:
⑴保证一个方向上的加工尺寸需要限制1-3个自由度:
为:
。
5、定位付:把定位基面和定位元件工作面合 称定位付,二者重合,称定位付设计、制造 准确。
2.2 工件定位的基本原理
⑴ 举例 下图2.3(a)在工件上铣通槽,保证槽宽和
槽的上下、左右位置要求,试确定定位方案 。
① 保保分证析证满槽槽足的的加上左工下右要位位求置置必要须要限求求制::的必必自须须由限限度制制,也xx简yy称zz理限
图2.3 铣槽定位分析
下2.4图在工件上铣槽,保证槽在三个方向上的位 置要求,试确定定位方案。
①保保分证证析槽槽满的的足上 左加下 右工位 位要置 置求要要必求求须::限必必制须须的限限自制制由度,也xx 简yy称zz 理限
保必证须槽限的制前y后位置要求:
综合结果:必须限制六个自由度。
x
x
y
y
2、定位的类别
⑴ 完全定位:工件的6个自由度完全被限制的定 位。如图2.4
⑵不完全定位:工件的部分自由度被限制的定位 。如图2.3
可见工件定位采用那一种定位类别,主要由加 工要求确定。反过来讲,也都能满足加工要求。
图2.4
图2.3
3、定位中存在问题
➢ ⑴欠定位:工件定位时,应该限制的自由度没 有被全部限制的定位。实际不允许发生。
(2) 窄长面上布置的二个定位支承钉应相互 远离,且连线不能垂直三个定位支承钉 所在平面;
(3) 防转支承钉应远离回转中心布置; (4) 承受切削力的定位支承钉应布置在正对
▪ ⑵定尺寸刀具法:由刀具尺寸确定加工要素尺寸。 ▪ ⑶调整法:事先调整好刀具与夹具(工件)的位置,
在加工一批工件过程中,刀具位置不变。夹具课 中涉及尺寸精度获得的方法一般试为调整法。 ▪ ⑷自动控制法:通过自动控制机床、刀具的运动, 达到尺寸精度的方法。
4、工件的自由度:工件空间位置不确定性的
数目。见下2.2图,工件有六个自由度,表示
当接触的工件上的点、线、面为回转面、对称面 时,称回转面、对称面为定位基面,其回转面、 对称面的中心线称定位基准。由工艺人员确定, 是工序图上标“ ”所示的基准。
⑸对刀基准:确定刀具相对夹具(工件)位置的 基准,一般选与定位基准重合的定位元件上的 要素。
3、尺寸精度获得的方法
▪ ⑴试切法:试切→测量→调刀,反复进行,达到 要求。单件加工用。
⑵保证二个方向上的加工尺寸需要限制4-5个自由度:
⑶保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个 自由度。
特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个 自由度,在圆柱上铣平面需限制2个自由度。
5、定位元件的合理布置
要求:定位元件的布置应有利于提高定 位精度和定位的稳定性。
布置原则
(1) 一平面上布置的三个定位支承钉应相互 远离,且不能共线;
第二章 工件在夹具中的定位
2.1 概述
1、定位的概念
本门课程研究的是专用夹具,所以定位专 门研究在专用夹具中的定位,而专用夹具加工 的是一批工件,所以研究一批工件在专用夹具 中的定位。
定位的概念由工艺课讲的定位来分析:
定位:工件加工前,在机床或夹具中占据某一正 确加工位置的过程。 ↓ 工件加工前,在夹具中占据某一正确加工 位置的过程。 ↓ 指一批工件先后装到夹具中,都能占据一 致正确加工位置的过程。 ↓一致在坐标系中就是确定
②工件定位时,应限制的自由度数目,主要 由工件工序加工要求确定;
③一般讲,工件定位所选定位元件限制自由 度的数目充其量≯6; ④各定位元件限制的自由度原则上不允许重 复或干涉(见下面相关内容分析); ⑤限制了理论上应该限制的自由度,使一批 工件定位位置一致。
⑶确定:限制了理论上应该限制的自由度, 使一批工件定位位置一致。
z
z
用 用 用 综②长定定合用位位结V定形支销果位块承与:元与钉工限件工与件制来件工槽了限外件 面 。制x圆端 接理面x触面论接y限接上触y制触应限z限该制制z限制xyy 的x 自z 由z 度
注意问题
1)定位元件限制自由度的作用表示它与工件 定位面接触,一旦脱开就失去限制自由度的作 用。
2)在分析定位元件起定位作用时不考虑外力 影响,即要分清定位和夹紧的区别。
以确定被加工表面位置的 基准。查找:首先找到加 工面,确定加工面位置的 尺寸就是工序尺寸,其一 端指向加工面,另一端指 向工序基准。见图2.1所示 键槽为加工面,h、L 、÷ 为三个方向的工序尺寸, 三个方向上的中心线为工 序基准。工序基准由工艺 人员确定。
图2.1 加工键槽的工序图
⑷定位基准:确定工件在夹具中位置的基准, 即与夹具定位元件接触的工件上的点、线、面。
理限为下:图x2y.5在z,工现件把上工磨件平放面在,磨保床证磁h和性平工行作度台,面
上吸牢后磨平面,分析实际限制了几个自由度?分
析实际仍然限制了三个自由度:x y z 。
判断工件在某一方向的自由度是
否被限制,唯一的标准是看同一批 工件先后定位后,在该方向上的位 置是否一致。
⑵定位基本原理
①工件在夹具中定位,可以归结为在空间直 角坐标系中用定位元件限制工件自由度的方 法来分析;
定位:工件加工前,在夹具中占据“确定”、 “正确”加工位置的过程。
2、基准的概念
⑴ 基 准:零件上用以确定其它点、线、面 位置所依据的要素(点、线、面)。
⑵ 设计基准:在零件图上用以确定点、线、 面位置的基准。由产品设计人员确定。
⑶ 工序基准:工序图上用以确定被加工表面 位置的基准。
图2.1 加工键槽的工序图 ⑶ 工序基准:工序图上用