定位与夹紧

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复习
1、刀具的标注角度及各自对刀具的影响有哪些? 前角主要影响切削力和刀具寿命;后角主要影响刀具后面与 已加工表面的摩擦;刃倾角主要影响切屑的流动方向;
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2.车外圆时车刀刀尖装得高于工件中心时,车刀 降低 升高 的工作后角将______,工作前角将______。
3.影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是: D (A) 主偏角; (B) 前角; (C) 后角; (D) 刃倾角。
欠定位。
应该限制的自由度在定位时未被限制的定位称为
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欠定位。这种定位方式显然无法保证工序所规定的加
工要求,因此,在实际生产中欠定位是绝对不允许出
现的。如图3所示零件在圆柱上铣键槽,如果只采用V
形块1、2及止推销3定位,无防转销4,则工件绕工件 轴线回转方向的位置将不确定, 铣出的键槽将难以达 到要求。
(4)夹具体:联接夹具上各个元件或装置,使之 成为一个整体的零件。图3.61中夹具体7。 作用:保证各元件或装置之间的位置关系。 机 (5)联接元件:使夹具与机床相联接的元件。 械 加 作用:保证夹具与机床之间的相互位置关系 工 工 艺 (6)其它元件及装置:如传动装置、分度装置等。 系

夹具的分类
(2) 提高生产率,降低成本。使用夹具后可减少划线、
找正等辅助时间, 且易于实现多件、 多工位加工。在现代机 床夹具中, 广泛采用气动、 液动等机动夹紧装置, 可使辅助 时间进一步减少。
(3) 扩大机床工艺范围。
在机床上使用夹具可使加工变得方便,并可扩大机床工艺范围。
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承钉都接触, 就只能使工件变形, 产生加工误差。
为了避免上述过定位情况的发生,可以将4个平头支 承钉改为3个球头支承钉,重新布置3个球头支承钉的位
置。 也可以将4个球头支承钉之一改为辅助支承。 辅助
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支承只起支承作用而不起定位作用。如果工件的定位面 已经过机械加工,并已很平整,4个平头支承钉顶面又准 确地位于同一个平面内(误差较小),则上述过定位不 仅允许而且能增强支承刚度, 减小工件的受力变形,
在应用定位原理分析工件在夹具中的定位问题时, 应注意以下几点:
(1) 工件在夹具中定位时,并非在任何情况下都必
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须限制六个自由度,究竟哪几个自由度需要限制,主
要取决于工件的技术要求、结构尺寸和加工方法等。
(2) 一般地说,一个定位支承点只能限制工件一个
自由度。 因此,工件在夹具中定位时,所用支承点
一.主要支承 包含:
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(1) 固定支承。固定支承有支承钉和支承板两种 形式。 在使用过程中,支承是固定不变的。
① 支承钉。如图所示是标准支承钉结构(GB/T 2226— 1991),A型是平头支承钉,用于加工过的精基准面的定位; B型是球头支承钉,用于未加工(毛坯面)的粗基准面的定位; C型是齿纹面支承钉,也用于粗基准面的定位, 常用于侧面定 位以增大摩擦力。一个支承钉只限制一个自由度,
③刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系: 零件相 对夹具,夹具相对于机床,零件相对于机床。 工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。
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在机械加工过程中,确定工件在机床上的位置,称为 安装。 安装包括工件的定位和夹紧。常用的安装方法有:直 接找正定位的安装、按划线找正的安装、用夹具的 安装。夹具安装是批量生产时保证加工质量的重要 方法,又称为装夹。
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通用夹具:特点:具有很大的通用性。如三 爪卡盘。
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在通用机床上一般都附有通用夹具, 如车床上的三爪自定心卡盘、四爪单动卡 盘、花盘、顶尖和鸡心夹头,铣床上的平 口虎钳、分度头和回转工作台等。它们有 较大的适用范围,无需调整或稍加调整就 可以用于装夹不同的工件。 这类夹具结构 已定型,尺寸已标准化和系列化。
这时还可以将支承钉改为支承板(如图4(b)所示)。
图a孔与端面联合定位的情况,长销与孔配合限制了XY向及 XY的转动支撑面限制了Z及XY的转向可见XY的转向被重复定 位,即过定位。过定位可能导致定位干涉或装夹困难,进而导 致工件或定位元件变形,定位误差增大,因此要避免出现过定 位。改进方法如图(b)大端面改为小端面c中大端面与工件间加 球形垫圈
例如在车床或钻床上使用镗模, 可以进行镗孔;又如使用靠 模夹具, 可在车床、 铣床上进行仿形加工。
(4) 减轻工人劳动强度, 保证生产安全。
工件在夹具中的定位
(一)六点定位原理 任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具 机 有六个自由度。工件定位的任务就是根据加工要 械 加 求限制工件的全部或部分自由度。工件的六点定 工 工 位原理是指用六个支撑点来分别限制工件的六个 艺 系 自由度,从而使工件在空间得到确定定位的方法。
消除过定位及其干涉一般有两个途径:
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其一是改变定位元件的结构,以消除被重复
限制的自由度;
其二是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,以减少或消除
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过定位引起的干涉。
常见支承点与定位元件
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图3 欠定位示例
(4) 过定位。工件的自由度被设置的定位元件重复限制
的定位方式称为过定位。如图4所示。
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z z y y x
x
支 承 板
(a)
西 安电 子 科技大学出版社
图 4平面的过定位
(b)
如图 4所示为平面定位的情况。在图中, 应该采用三
定位元件
夹紧装置 对刀、引导元件
机床夹具的组成
连接元件
其它装置或元件
夹具体
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3.机床夹具的组成 (1)定位元件:确定工件在夹具中位置的元件。 作用:是确定工件在夹具中的位置。图3.61中定位 销2既是定位元件。 机 械 加 (2)夹紧装置:用以夹紧工件的装置。 工 作用:是保持工件在夹具中的既定位置。图3.61中 工 艺 开口垫圈5、螺母6、定位销2上的螺栓构成夹紧装 系 统 (3)对刀和引导装置:引导刀具或调整刀具相对于夹 具位置的装置。钻套4就是引导钻头用的对刀元件。 作用:确定刀具相对于夹具的位置。
定位元件的基本要求
定位元件作为夹具结构中的重要元件之一, 一
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般应具备以下基本要求:
(1) 足够的精度。
(2) 耐磨性好。
(3) 足够的强度和刚度。 (4) 良好的结构工艺性。 (5) 便于清除切屑。

1. 工件以平面定位时的定位元件
用来限制工件自由度,起定位作用,
完全定位 。工件上的六个自由度全部被限制的定位称为
完全定位,
如在工件上加工不通槽,槽 的直径有刀具直径保证,但 要保证尺寸A就要限制z,X、Y 的转动;要保证尺寸B就要限 制X向及Y轴转动要保证尺寸 C就要限制Y向,所以该加工 需要限制6个自由度。固为完 全定位。
不完全定位:工件在夹具中定位时,六个不定度没有被全
基准及其分类
设计图样上所采 用的基准就是设 计基准。(图)
在加工时用于工件 定位的基准,称为 定位基准。
1、粗基准 2、精基准 3、辅助基准 4、主要基准 5、附加基准 在加工中或加工 后用来测量工件 时采用的基准 在装配时用来确定零 件或部件在产品中相 对位置所采用的基准
设计基准
基准
工艺基准
用于确定零件上 其它点、线、面 位置所依据的那 些点、线、面。 加工、测量、 装配过程中使 用的基准。
4.在车削加工中的切削层参数包括: (多选) A、切削层厚度 B、切屑厚度 C、切削层长度 E、切 削层宽度 F、切削层面积 5.刀具材料应具备的性能有那些?
AEF
夹具概述
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一、夹具概述 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成 部分。为保证工件某工序的加工要求,必须使 工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于 准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件 时,是通过夹具来实现这一要求的。而要实现 这一要求,又必须满足三个条件: ①一批工件在夹具中占有正确的加工位置; ②夹具装夹在机床上的准确位置;
数目,最多不应超过六个。同时,每个定位支承点所 限制的自由度,原则上不允许重复或互相矛盾。
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如长方体的底面 的三个支撑点硬 为三角形三角形 的面积越大,对 工件的自由度限 制越有效。长方 体侧面的两支撑 点不能垂直放置 不然,工件绕Z轴 的自由度不能限 制。
工件的定位方式及种类
次使用。 这种夹具具有组装迅速、准备周期短、能 特别是新产品试制尤为适用。 近几年组合夹具也在数
控加工中得到广泛使用。
反复使用等优点, 被广泛用于多品种、小批量生产,
机床夹具的功用
(1) 保证加工质量。
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机床夹具的首要任务是保证加工精
度,特别是保证被加工工件的加工面与定位面之间以及被加工 面相互之间的位置精度。使用夹具后,这种精度主要靠夹具和 机床来保证,不再依赖于工人的技术水平。
机床夹具的分类 机床夹具可根据其使用范围,分为通用夹具、专 用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。 机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力 源等进行分类。根据所使用的机床可将夹具分为车床 夹具、铣床夹具、钻床夹具(钻模)、镗床夹具(镗 模)、磨床夹具和齿轮机床夹具等,根据产生加紧力 的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹 具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
个支承钉,限制3个自由度,但却采用了4个支承钉, 出现 了过定位情况。 若工件的定位面尚未经过机械加工, 表面
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仍然粗糙,则该定位面实际上只可能与3个支承钉接触, 究 竟与哪3个支承钉接触, 与重力、 夹紧力和切削力都有关,
定位不稳。 如果在夹紧力作用下强行使工件定位面与4个支
分明确;成组夹具是根据成组工艺的要求,针对一组
结构、形状及尺寸相似、加工工艺相近的不同产品零 件的加工而专门设计的,其加工对象很明确,也称专 用可调夹具。
组合夹具:
是指按某种工序的加工要求,用事先准备好的通用标
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准元件和部件组合而成的一种夹具。用完之后可以将 这类夹具拆卸下来,更换元部件组装成新夹具,供再
当产品变更时,往往因无法再使用而“报废”。 比
如专门设计的连杆夹具等。
可调整夹具:
它是指加工完一种工件后, 通过调整或更换夹具上个
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别元件,就可加工形状相似、 尺寸相近、 加工工艺相
似的多种工件的一种夹具, 包括通用可调夹具和成组
夹具两类。 可调夹具适用范围较广,加工对象并不十
定位基准 测量基准 装配基准 工序基准
在工序图上使用的基准。
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机床夹具的概念
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,以使工件获
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得相对于机床和刀具的正确位置,并把工件可靠
地夹紧。
机床夹具的组成
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部限制,称为不完全定位。 此时可能有两种情况: 1、由于工件结构特点,不必限制所有不定度
2、由于加工精度要求,不必限制所有不定度
加工通槽, 只需限制 AB尺寸就 行了所以不 需要限制Y 向啦,需要 5个自由度, 这种定位方 式成为不完 全定位。
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图 不完全定位示例
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专用夹具:
针对某一工件的某一工序的要求而专门设计制造的夹
具称为专用夹具。这类夹具上有专门的定位和夹紧装
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置,工件无须进行找正就能获得正确的位置。另外,
因不需要考虑通用性,所以专用夹具可以设计得紧凑,
操作方便。专用夹具通常是根据加工要求自行设计与
制造的。它的设计与制造周期较长,制造费用也较高。

一个未定位的工件,在空间直角坐标系中可看成 是自由物体,它也具有六个自由度。在机床上要确定
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工件的正确位置, 同样要限制工件的六个自由度。 要使工件沿某方向的位置确定,就必须限制该方向的 自由度。当工件的六个自由度在夹具中全部被限定时, 工件在夹具中的位置就被完全确定了, 这就是工件 的定位原理。
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