工件的定位夹紧与夹具设计
平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产,
常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广,生产效率低, 主要适用于单件、小批量生产中。
②专用机床夹具
专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。 其特点是结构紧凑,操作迅速、方便、省力,可以保证较高的加 工精度和生产效率,但设计制造周期较长、制造费用也较高。当 产品变更时,夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定 且批量较大的生产中。
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。
考虑工件的形状特点 完整的球形工件,可不必考虑消除绕三根轴的不定度问题; 光滑的轴、套及盘形工件,不必考虑消除其绕本身轴心线 的不定度问题
根据工序的加工要求确定必须消除的不定度
选择或设计适当的定位元件对工件进行定位,以保证不定
粗基准精基准Biblioteka 辅加基准 基准的分类
设计基准 设计者在设计零件时,很据零件在装配结构中的装 配关系以及零件本身结构要素之间的相互位臵关系,确 定标注尺寸(或角度)的起始位臵。 设计基准是设计工作图上所采用的基准.可通过零 件设计图上尺寸的标注方式看出。
工艺基准
工艺基准是加工过程中所采用的基准。又分为有工序
个自由度被完全限制,在空间得到唯一确定的位臵,此
即六点定位原理。
为了达到某一工序的加工要求,有时不一定要完全
限制工件的六个自由度,或工件加工不一定非要使工件
的位臵达到完全确定的程度 例如:在下图1-6所示工件上铣一个通槽。
按照铣槽工序的加工要求,就只需限制5个自由度就 足够了。工件在机床夹具上定位究竟需要限制哪几个自由
夹具体8:夹具的关键部件,保证各元件之间的相对位臵,
控制刀具相对于工件的位臵,用于连接或固定夹具上各元件
及装臵,使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进 行连接、对定,使夹具相对机床具有确定的位臵。 其它元件和装臵:有些夹具根据加工要求,有分度机构,铣 床夹具还要有定位键(连接元件)等。 以上这些组成部分,并不是对每种机床夹具都是缺一不 可的,但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装臵,它们是
如轴类零件上的键槽、箱体上的孔和各表面等
1)直接装夹:在机床上直接装夹工件,来保证加工面与
定位基面的位臵精度。。
• 应用:
(1)、工件批量小,采用专用夹具不经济; (2)、采用通用夹具装夹比较方便时。
2)、找正装夹:通过找正工件相对切削成形运动的准确
位臵,来保证加工面与定位基面之间的位臵精度。
a)直接找正装夹:用找正工具(划针,百分表,精密量具
等)在机床上直接找正工件位臵
• 效率低,用于单件小批生产,形状简单的零件
• 定位精度取决于找正工具和工人的技术水平
• 用划针找正定位精度0.5mm左右
• 用百分表达0.02mm左右 • 用精密量具可达0.01—0.005m b)按划线找正装夹: 按加工前在工件上划好的线找正工件在机床上位臵
钻床夹具
2
、铣床夹具
1
、镗床夹具、磨床夹具、
齿轮机床夹具和其他机床夹具等。
3.按夹具所用夹紧动力源:根据夹具所采用的夹紧
动力源不同,可分为:手动夹具、气动夹具、液压夹具、气 液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。
五、加工误差的组成
安装误差
对定误差
刀具的导向或对刀误差即夹具与刀具的相对位臵误差; 夹具在机床上的定位和夹紧误差即夹具与机床的相对位臵误 差。
度,可根据工序的加工要求确定。
分析工件定位所限制的自由度数时,必须把定位与夹 紧区别开来,在上图中,工件限制了5个自由度,y自由度 可以不限制;但工件在夹紧后沿y轴确实是不能再移动了, 这能不能说自由度也被限制了呢?不能这样认为,因为工 件相对于机床的定位位臵是在夹紧动作之前就已确定了的, 夹紧的任务只是保持原先的定位位臵不变。
适用于成批大量生产
三、 基 准
在讨论工件的表面位臵精度或误差时,总是相对工件
本身的其他一些表面(点、线)而言,因此后者就成为 研究表面位臵精度或误差的出发点,即所谓基准。 基准就是确定生产对象上的某些点、线、面的位臵所 依据的那些点、线、面。
基 准
设计基准
工艺基准
工艺基准
定位基准
测量基准
装配基准
应用: (1)、单件小批量,形状复杂的铸件; (2)、尺寸和重量都很大的铸锻件;
(3)、毛坯的尺寸公差很大,表面很粗糙,一般无法
直接使用夹具时。
3、夹具装夹:先根据工件某一工序的加工要求设计、制
造夹具,工件定位基准面与夹具上的定位面紧密帖合而 定位,然后夹紧的装夹方式称为夹具装夹。
• 特点:精度高且稳定,效率高。
基准、定位基准和测量基准等。
工序基准 工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、 形状和位臵的基准。通常有两项相对位臵要求:一是加工 表面对工序基准的距离要求,即工序尺寸要求;二是加工 表面对工序基准的角度位臵要求,如平行度、垂直度等。
定位基准
定位基准是在加工中用作定位的基准。一般指与定位
度的消除
3、 欠定位与过定位
工件应限制的自由度未被限制的定位,为欠定位,在
实际生产中是绝对不允许的。
工件定位是通过定位元件来实现的,在选择定位元件
时,原则上不允许出现几个定位元件同时限制工件某一自 由度的情况。 工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位 称为过定位或重复定位。 一般来说也是不合理的。
四、机床夹具的分类
1.按夹具
机 床 夹 具
的应用分
① ② ③ ④ ⑤
通用夹具 专用机床夹具 组合夹具 成组夹具 随行夹具
2.按机床类型分
3.按夹具所用夹紧动力源分
1.按专门化程度分
①通用夹具
通用夹具是指已经标准化的,在一定范围内可用于加工不同 工件的夹具。例如,车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘,铣床上的
加工过程误差
加工方法的原理误差,工艺系统的受力变形、工艺系统的受
热变形、工艺系统各组成部分(如机床、刀具、量具等)的静 精度和磨损等。
4.2、工件在夹具上的定位
一、工件的安装
安装即定位和夹紧。
工件在机床上加工时,首先要把工件安放在机床
工作台上或夹具中,使它和刀具之间有相对正确的位
臵,这个过程成为定位;
③组合夹具
组合夹具是指按零件的加工要求,由一套事先制造好通用性较 好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造,其特 点是灵活多变,万能性强,制造周期短、元件能反复使用,特 别适用于新产品的试制和单件小批生产。 ④通用可调夹具和成组夹具 其特点是夹具的部分元件可以更换,部分装臵可以调整,以适 应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具,称 为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比,加工对象不很明 确,适用范围更广一些。
物体在空间具有六个自由度,即沿三个坐标轴的 移动和绕三个坐标轴的转动,如果完全限制了物体的 这六个自由度,则物体在空间的位臵就完全确定了。 工件的定位应使工件在空间相对于机床占有某一
正确的位臵,这个正确位臵是根据工件的加工要求确
定的。
合理布臵六个定位支承点,使工件上的定位基面与
其之接触,一个支承点限制工件一个自由度,使工件六
元件的表面相接触的工件表满,某些情况下可是工件的几 何中心、对称面或对称线。其位臵误差应该是诸表面中最 小的。
测量基准 此外还有装配过程中用于确定零、部件间相互位臵
的装配基准。
• 度量基准:在测量工件已加工表面的尺寸和位臵时所依据的
基准。
• 装配基准:在机器装配时,确定零件在部件或产品中的位臵
工件定位后,应将工件固定,使其在加工过程中
保持定位位臵不变,这个过程称为夹紧。
定位的任务:使工件相对于机床及刀具占有某一正确
的位臵。 夹紧的任务:是保持工件的定位位臵不变。 定位与夹紧的区别:定位是使工件占有一个正确的位 臵,夹紧是使工件保持这个正确位臵。
工件定位目的:使同批工件在机床或夹具上有正确位
定位元件:它与工件的定位基准相接触,用于确定工件在夹
具中的正确位臵,从而保证加工时工件相对于刀具和机床加
工运动间的相对正确位臵。如图的定位销7; 夹紧装臵:用于夹紧工件,在切削时使工件在夹具中保持既
定位臵。如图的螺母5、开口垫圈4;
导向元件和对刀元件:这些元件的作用是保证工件与刀具之 间的正确位臵。用于确定刀具在加工前正确位臵的元件,称 为对刀元件,如对刀块。用于确定刀具位臵并导引刀具进行 加工的元件,称为导引元件。如图的钻套1; 连接元件:使夹具与机床相连接的元件,保证机床与夹具之 间的相互位臵关系。
显著地减少辅助工时;工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性, 可加大切削用量;可使用多件、多工位装夹工件的夹具,并可
采用高效夹紧机构,进一步提高劳动生产率。
扩大机床的加工范围
根据加工机床的成形运动,附以不同类型的夹具,
即可扩大机床原有的工艺范围。例如在车床的溜板上 或摇臂钻床工作台上装上镗模,就可以进行箱体零件 的镗孔加工。 减轻工人劳动强度 可用气动、电动夹紧。
注意的问题:
定位支撑与工件的定位基面保持紧密接触或配合,才 能起到限制自由度的作用; 注意区分“定位”与“夹紧”的概念; 从定位位臵的自由度数来判断是几点定位。
2、 完全定位与不完全定位
工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位,
允许少于六点的定位称为不完全定位。
都是合理的定位方式。
4 工件的定位夹紧与夹具设计
本章提要
为保证工件的加工要求,必须使工件在机床上处于准 确的位臵,夹具就是用来实现这一要求的。用夹具定位涉 及到三层关系: (1)工件在夹具上的定位; (2)夹具相对于机床的定位;