3 第三章 数控机床夹具.ppt
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1、第第3章章 数控机床夹具数控机床夹具 3.1 机床夹具概述 3.1.1 概述 3.1.2 基准及其分类 3.1.3 机床夹具的组成和作用 3.2 工件的定位和夹紧3.2.1 工件定位的基本原理 3.2.2 定位方法及定位元件3.2.3 组合表面定位 3.2.4 夹紧装置的组成及基本要求 3.2.5 夹紧力三要素确定 3.2.6 典型夹紧机构 3.3 数控加工常用夹具3.3.1 数控加工夹具简介 3.3.2 组合夹具 3.3.3 拼装夹具 3.1 机床夹具概述机床夹具概述 3.1.1 概述概述概念概念概念概念:在在在在机机机机械械械械加加加加工工工工过过过过程程程程中中中中,为为为为了了了了保保
2、保保证证证证加加加加工工工工精精精精度度度度,固固固固定定定定工工工工件件件件,使使使使之之之之占占占占有有有有确确确确定定定定位位位位置置置置以以以以接接接接受受受受加加加加工工工工或或或或检检检检测的工艺装备统称为机床夹具,简称测的工艺装备统称为机床夹具,简称测的工艺装备统称为机床夹具,简称测的工艺装备统称为机床夹具,简称夹具夹具夹具夹具。1 1工件的安装工件的安装工件的安装工件的安装 工件的安装包含的内容工件的安装包含的内容工件的安装包含的内容工件的安装包含的内容 :(1)(1)定位定位定位定位 (2)(2)夹紧夹紧夹紧夹紧 2工件的安装方法工件的安装方法工件常用的工件常用的工件常用的工
3、件常用的安装方法安装方法安装方法安装方法 :(1)(1)直接找正安装直接找正安装直接找正安装直接找正安装 概念:概念:概念:概念:用划针、百分表等工具直接找正工件位置用划针、百分表等工具直接找正工件位置用划针、百分表等工具直接找正工件位置用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正安装法。并加以夹紧的方法称直接找正安装法。并加以夹紧的方法称直接找正安装法。并加以夹紧的方法称直接找正安装法。特点:特点:特点:特点:生产率低,精度取决于工人的技术水平和生产率低,精度取决于工人的技术水平和生产率低,精度取决于工人的技术水平和生产率低,精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度测量工具
4、的精度测量工具的精度测量工具的精度 (2)(2)划线找正安装划线找正安装划线找正安装划线找正安装 概念:概念:概念:概念:先用划针画出要加工表面的位置,再按划先用划针画出要加工表面的位置,再按划先用划针画出要加工表面的位置,再按划先用划针画出要加工表面的位置,再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。特点:特点:特点:特点:费时,又需要技术高的划线工费时,又需要技术高的划线工费时,又需要技术高的划线工费时,又需要技术高的划线工 (3)(3)用夹具安装用夹具安装用夹
5、具安装用夹具安装 概念:概念:概念:概念:将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法 特点:特点:特点:特点:工件在夹具中的正确定位,是通过工件上的定工件在夹具中的正确定位,是通过工件上的定工件在夹具中的正确定位,是通过工件上的定工件在夹具中的正确定位,是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。因此,不再需要找正便可将工件夹紧。因此,不再需要找正
6、便可将工件夹紧。因此,不再需要找正便可将工件夹紧。因此,不再需要找正便可将工件夹紧。由于夹具预先在机床上已调整好位置,因此,由于夹具预先在机床上已调整好位置,因此,由于夹具预先在机床上已调整好位置,因此,由于夹具预先在机床上已调整好位置,因此,工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置 通过夹具上的对刀装置,保证了工件加工表面通过夹具上的对刀装置,保证了工件加工表面通过夹具上的对刀装置,保证了工件加工表面通过夹具上的对刀装置,保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。相对
7、于刀具的正确位置。相对于刀具的正确位置。相对于刀具的正确位置。3.1.2 基准及其分类基准及其分类 概念概念概念概念:基准是零件上用来确定其它点、线、面位置基准是零件上用来确定其它点、线、面位置基准是零件上用来确定其它点、线、面位置基准是零件上用来确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。所依据的那些点、线、面。所依据的那些点、线、面。所依据的那些点、线、面。基准分类基准分类基准分类基准分类:设计基准和工艺基准设计基准和工艺基准设计基准和工艺基准设计基准和工艺基准 1 1设计基准设计基准设计基准设计基准 (图图图图a a、b b)设计基准是在零件图上所采用的基准。它是设计基准是在零件图上所
8、采用的基准。它是设计基准是在零件图上所采用的基准。它是设计基准是在零件图上所采用的基准。它是标注设计尺寸的起点。标注设计尺寸的起点。标注设计尺寸的起点。标注设计尺寸的起点。2 2工艺基准工艺基准工艺基准工艺基准 (图图图图b b)概念概念概念概念:工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。分类分类分类分类:定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。(1)(1)定位基准定位基准定
9、位基准定位基准 (图图图图a a、b b)概念概念概念概念:在加工中用作定位的基准,称为定位基:在加工中用作定位的基准,称为定位基:在加工中用作定位的基准,称为定位基:在加工中用作定位的基准,称为定位基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线或面。线或面。线或面。线或面。分类分类分类分类:粗基准和精基准:粗基准和精基准:粗基准和精基准:粗基准和精基准 (2)(2)工序基准工序基准工序基准工序基准 (图图图图a a)概念概念概念概念:在工序图上,用来标定本工序被加工面
10、:在工序图上,用来标定本工序被加工面:在工序图上,用来标定本工序被加工面:在工序图上,用来标定本工序被加工面尺寸和位置所采用的基准,称为工序基准。尺寸和位置所采用的基准,称为工序基准。尺寸和位置所采用的基准,称为工序基准。尺寸和位置所采用的基准,称为工序基准。注意:序基准应当尽量与设计基准相重合注意:序基准应当尽量与设计基准相重合注意:序基准应当尽量与设计基准相重合注意:序基准应当尽量与设计基准相重合 (3)(3)测量基准测量基准测量基准测量基准 (图图图图b b)概念概念概念概念:件测量时所采用的基准,称为测量基准:件测量时所采用的基准,称为测量基准:件测量时所采用的基准,称为测量基准:件测
11、量时所采用的基准,称为测量基准(4)(4)装配基准装配基准装配基准装配基准 (图图图图b b)概念概念概念概念:装配时用以确定零件在机器中位置的基:装配时用以确定零件在机器中位置的基:装配时用以确定零件在机器中位置的基:装配时用以确定零件在机器中位置的基准,称为装配基准。准,称为装配基准。准,称为装配基准。准,称为装配基准。3.1.3 机床夹具的组成和作用机床夹具的组成和作用 1机床夹具在机械加工中的作机床夹具在机械加工中的作用用(1)(1)保证加工精度保证加工精度保证加工精度保证加工精度 (2)(2)提高生产率、降低成本提高生产率、降低成本提高生产率、降低成本提高生产率、降低成本 (3)(3
12、)扩大机床的工艺范围扩大机床的工艺范围扩大机床的工艺范围扩大机床的工艺范围 (4)(4)减轻工人的劳动强度减轻工人的劳动强度减轻工人的劳动强度减轻工人的劳动强度 2 2 夹具的组成夹具的组成夹具的组成夹具的组成(1)(1)定位元件定位元件定位元件定位元件 (图图图图)定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。(2)(2)夹紧装置夹紧装置夹紧装置夹紧装置 (图图图图)夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢,保证工件夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢,保证工件夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢,保
13、证工件夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢,保证工件在加工过程中受到外力在加工过程中受到外力在加工过程中受到外力在加工过程中受到外力(切削力等切削力等切削力等切削力等)作用时不离作用时不离作用时不离作用时不离开已经占据的正确位置。开已经占据的正确位置。开已经占据的正确位置。开已经占据的正确位置。(3)(3)对刀或导向装置对刀或导向装置对刀或导向装置对刀或导向装置 对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。的正确位置。的正确位置。的正确位置。(4)(4)连接元件连接元件连接
14、元件连接元件 连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。(5)(5)夹具体夹具体夹具体夹具体 夹具体是机床夹具的基础件,夹具体是机床夹具的基础件,夹具体是机床夹具的基础件,夹具体是机床夹具的基础件,(6)(6)其它装置或元件其它装置或元件其它装置或元件其它装置或元件 它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。件。件。件。若需加工按一定规律分布的多个表
15、面时,常设若需加工按一定规律分布的多个表面时,常设若需加工按一定规律分布的多个表面时,常设若需加工按一定规律分布的多个表面时,常设置分度装置;为了能方便、准确地定位,常设置分度装置;为了能方便、准确地定位,常设置分度装置;为了能方便、准确地定位,常设置分度装置;为了能方便、准确地定位,常设置预定位装置;对于大型夹具,常设置吊装元置预定位装置;对于大型夹具,常设置吊装元置预定位装置;对于大型夹具,常设置吊装元置预定位装置;对于大型夹具,常设置吊装元件等。件等。件等。件等。3.2 工件的定位和夹紧工件的定位和夹紧 工件的六个自由度 长方体形工件的定位 3.2.1 工件定位的基本原理1 1六点定位原
16、理六点定位原理、概念概念概念概念:用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则,称为的法则,称为的法则,称为的法则,称为六点定位原理六点定位原理六点定位原理六点定位原理。、“六点定位原理六点定位原理六点定位原理六点定位原理”应应应应注意注意注意注意:(1)(1)(1)(1)定位支承点限制工件自由度的作用,应理定位支承点限制工件自由度的作用,应理定位支承点限制工件自由度的作用,应理定位支承点限制工件自由度的作用,应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧解为定位支承点与工件
17、定位基准面始终保持紧解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。贴接触。贴接触。贴接触。(2)(2)(2)(2)一个定位支承点仅限制一个自由度,一个一个定位支承点仅限制一个自由度,一个一个定位支承点仅限制一个自由度,一个一个定位支承点仅限制一个自由度,一个工件仅有六个自由度,所设置的定位支承点数工件仅有六个自由度,所设置的定位支承点数工件仅有六个自由度,所设置的定位支承点数工件仅有六个自由度,所设置的定位支承点数目,原则上不应超过六个。目,原则上不应超过六个。目,原则上不应超过六个。目,原则上不应超过六个。(3)(3)(3)(3)分析定位支承点的定位
18、作用时,不考虑力分析定位支承点的定位作用时,不考虑力分析定位支承点的定位作用时,不考虑力分析定位支承点的定位作用时,不考虑力的影响的影响的影响的影响2工件定位中的几种情况工件定位中的几种情况(1)(1)完全定位完全定位完全定位完全定位 (图图图图)概念概念概念概念:工件的六个自由度全部被限制的定位。:工件的六个自由度全部被限制的定位。:工件的六个自由度全部被限制的定位。:工件的六个自由度全部被限制的定位。(2)(2)不完全定位不完全定位不完全定位不完全定位(图图图图)概念概念概念概念:根据工件的加工要求,并不需要限制工件:根据工件的加工要求,并不需要限制工件:根据工件的加工要求,并不需要限制工
19、件:根据工件的加工要求,并不需要限制工件的全部自由度的定位。的全部自由度的定位。的全部自由度的定位。的全部自由度的定位。(3)(3)欠定位欠定位欠定位欠定位 (图图图图)概念概念概念概念:根据工件的加工要求,应该限制的自由度:根据工件的加工要求,应该限制的自由度:根据工件的加工要求,应该限制的自由度: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没有完全被限制的定位没有完全被限制的定位没有完全被限制的定位 (4)(4)过定位过定位过定位过定位 (图图图图)概念概念概念概念:夹具上的两个或两个以上的定位元件,重:夹具上的两个或两个以上的定位元件,重:夹具上的两个或两个以上的定位元件,重
20、:夹具上的两个或两个以上的定位元件,重复限制工件的同一个或几个自由度的现象复限制工件的同一个或几个自由度的现象复限制工件的同一个或几个自由度的现象复限制工件的同一个或几个自由度的现象、过定位可能导致的后果、过定位可能导致的后果、过定位可能导致的后果、过定位可能导致的后果 :A A、工件无法安装、工件无法安装、工件无法安装、工件无法安装 B B、造成工件或定位元件变形、造成工件或定位元件变形、造成工件或定位元件变形、造成工件或定位元件变形、消除或减小过定位所引起干涉的方法、消除或减小过定位所引起干涉的方法、消除或减小过定位所引起干涉的方法、消除或减小过定位所引起干涉的方法 :A A、改变定位元件
21、的结构,使定位元件重复限、改变定位元件的结构,使定位元件重复限、改变定位元件的结构,使定位元件重复限、改变定位元件的结构,使定位元件重复限制自由度的部分不起定位作用。制自由度的部分不起定位作用。制自由度的部分不起定位作用。制自由度的部分不起定位作用。(改进(改进(改进(改进图图图图)B B、合理应用过定位,提高工件定位基准之间、合理应用过定位,提高工件定位基准之间、合理应用过定位,提高工件定位基准之间、合理应用过定位,提高工件定位基准之间以及定位元件的工作表面之间的位置精度。以及定位元件的工作表面之间的位置精度。以及定位元件的工作表面之间的位置精度。以及定位元件的工作表面之间的位置精度。(图图
22、图图)3.2.2 定位方法及定位元件定位方法及定位元件 概念概念概念概念:工件上的定位基准面与相应的定位:工件上的定位基准面与相应的定位:工件上的定位基准面与相应的定位:工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副元件合称为定位副元件合称为定位副元件合称为定位副 1 1工件以平面定位工件以平面定位工件以平面定位工件以平面定位(1)(1)支承钉支承钉支承钉支承钉、球头支承钉、球头支承钉、球头支承钉、球头支承钉 (图图图图 B B型)型)型)型)、齿纹头支承钉、齿纹头支承钉、齿纹头支承钉、齿纹头支承钉 (图图图图 C C型)型)型)型)、平头支承钉、平头支承钉、平头支承钉、平头支承钉 (图图图图
23、A A型)型)型)型)、可调支承、可调支承、可调支承、可调支承 (图图图图)、自位支承、自位支承、自位支承、自位支承 (2)(2)支承板支承板支承板支承板 (图图图图)2 2工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位 定位方式的定位方式的定位方式的定位方式的基本特点基本特点基本特点基本特点是:定位孔与定位元件之间处是:定位孔与定位元件之间处是:定位孔与定位元件之间处是:定位孔与定位元件之间处于配合状态,并要求确保孔中心线与夹具规定的轴于配合状态,并要求确保孔中心线与夹具规定的轴于配合状态,并要求确保孔中心线与夹具规定的轴于配合状态,并要求确保孔中心线与夹具规定的轴线相重合
24、。线相重合。线相重合。线相重合。(1)(1)圆柱销圆柱销圆柱销圆柱销 (图图图图)(2)(2)圆柱心轴圆柱心轴圆柱心轴圆柱心轴 (图图图图)心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿轮加工。及齿轮加工。及齿轮加工。及齿轮加工。(3)(3)圆锥销圆锥销圆锥销圆锥销 (图(图(图(图a a、b b)工件以圆柱孔在圆锥销上定位工件以圆柱孔在圆锥销上定位工件以圆柱孔在圆锥销上定位工件以圆柱孔在圆锥销上定位 (4)(4)小锥度心轴小锥度心轴小锥度心轴小锥度心轴 3 3
25、工件以圆锥孔定位工件以圆锥孔定位工件以圆锥孔定位工件以圆锥孔定位(1)(1)圆锥形心轴圆锥形心轴圆锥形心轴圆锥形心轴 圆锥心轴限制了工件除绕轴线转动自由度以外的其圆锥心轴限制了工件除绕轴线转动自由度以外的其圆锥心轴限制了工件除绕轴线转动自由度以外的其圆锥心轴限制了工件除绕轴线转动自由度以外的其它五个自由度。它五个自由度。它五个自由度。它五个自由度。(2)(2)顶尖顶尖顶尖顶尖 即为锥孔与锥销配合。两个中心孔是定位基面,所即为锥孔与锥销配合。两个中心孔是定位基面,所即为锥孔与锥销配合。两个中心孔是定位基面,所即为锥孔与锥销配合。两个中心孔是定位基面,所体现的定位基准是由两个中心孔确定的中心线体现
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