第3章 工件的定位和夹紧
3.2 工件的定位
图3-4 工件应限自由度的确定
此外,按使用机床类型可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹 具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。按 驱动夹具工作的动力源可分为气动夹具、液压夹具、气液夹具、 电动夹具、磁力夹具和真空夹具等。
3.1 机床夹具概述
四、机床夹具的组成
机床夹具通常由定位元件、夹紧装置、安装连接元件、导向 元件、对刀元件和夹具体等几个部分组成,如图3-1所示。
3.2 工件的定位
2.六点定位原则
在机械加工中,要完全确定工件在夹具中的正确位置,必须 用六个相应的支承点来限制工件的六个自由度,称为“六点定位 原理”。如图3-3中所示。
图3-3 工件的6点定位
3.2 工件的定位
3.定位与夹紧的关系
定位与夹紧的任务是不同的,夹紧不能取代定位。若认为工 件被夹紧,位置不能动,工件的自由度都已限制,这种理解是错 误的。另一方面,若认为工件在夹紧前仍可在定位元件的反方向 有运动的可能,因而自由度并未限制,位置也不确定,这种理解 也是错误的。夹紧的作用是使工件不离开各个定位元件。
3.1 机床夹具概述
(3)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,部分装置可以调整,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。 (4)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量生产。 (5)随行夹具。随行夹具是自动线夹具的一种。自动线夹具基 本可分为两类:一类为固定式夹具,它与一般专用夹具相似;另 一类为随行夹具。
(4) 导向元件和对刀元件。用于确定刀具位置并引导刀具进行 加工的元件,称为导向元件,如图3-1所示的快换钻套1。用于确定 刀具在加工前正确位置的元件,称为对刀元件,如对刀块。 (5) 夹具体。夹具体是夹具的基础件,用来连接夹具上各个元 件或装置,使之成为一个整体。
3.1 机床夹具概述
五、机床夹具的功用
3.1 机床夹具概述
2.划线找正安装法
对于一些批量不大的重、大、复杂的工件,或使用夹具有困 难时,往往先在待加工表面划好线,然后装上机床按所划的线进 行找正定位,最后将其夹紧。这种方法叫做划线找正安装法。
3.夹具安装法 机械加工中所使用的机床夹具是一种能使工件在机床上快速 实现定位并夹紧的附加工艺装置。它在工件未安装已预先调整好 机床与刀具间正确的相对位置,所以加工一批工件时,不必逐个 找正定位,将工件直接安装在夹具中就能保证加工技术要求。
3.2 工件的定位
二、定位支承点的演化
定位点是以定位元件来体现的,即支承点不一定用点或销的 顶端,而常用面或线来代替。2个点决定一条直线,3个点决定一 个平面,即一条直线可以代替2个支承点,一个平面可代替3个支 承点。 在常用的定位元件中,长V型块相当于4个定位点,短V型块 相当于两个定位点;固定顶尖相当于3个定位点,而活动(浮动、 移动)顶尖相当于两个定位点;固定短锥面相当于3个定位点,活 动短锥面相当于两个定位点;小平面(含挡销、止销)相当于一 个定位点;长圆柱面相当于4个定位点,短圆柱面相当于两个定位 点;长三爪卡盘相当于4个定位点,而短三爪卡盘(工件被夹持部 分较短)相当于两个定位点。
机械加工中所使用的机床夹具,其主要功能归纳如下。
(1) 保证产品的加工质量。 (2) 提高生产率和降低加工成本。
(3) 扩大机床的工艺范围。
(4) 改善工人劳动条件。
3.2 工件的定位
一、六点定位原理
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6个自由 度。如图3-2所示。
图3-2 工件的6个自由度
图3-1 钻床夹具
3.1 机床夹具概述
(1)定位元件。用于确定工件在夹具中的位置。如图3-1中 的定位销6。 (2)夹紧装置。用于将工件压紧夹牢,保证工件在加工过程 中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置。如图3-1中的螺母5 和开口垫圈4。
(3) 安装连接元件。用于确定夹具在机床上的位置,从而保证 工件与机床直接的正确 机床夹具概述
3.2 工件的定位 3.3 定位方式及定位元件 3.4 工件的夹紧 3.5 常用夹紧机构
3.1 机床夹具概述
一、工件的安装
工件在机床上加工时,为保证加工精度和提高生产率,必须 使工件在机床上相对刀具占有正确的位置,这个过程称为定位。
为了防止切削过程中定位受外力作用而遭到破坏,还必须对 工件施加夹紧力,这个过程称为夹紧。 定位和夹紧两个过程合称为安装,有时也称为装夹。
3.2 工件的定位
三、定位的类型
1.完全定位与不完全定位
(1)完全定位。工件的6个自由度完全被限制的定位情况, 如图3-4(c)所示。
(2)不完全定位。工件的6个自由度不需完全被限制的定位 情况,如图3-4(a)和图3-4(b)所示。
完全定位和不完全定位,这两种定位类型都是正确可行的, 生产中被广泛采用。
3.1 机床夹具概述
三、机床夹具的分类
机床夹具的分类方法很多,根据夹具的通用化程度和使用范 围,机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、通用可调夹具与成组 夹具、组合夹具和随行夹具5大类。
(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。其特点是适应性广,生产效率低, 主要适用于单件、小批量的生产中。 (2) 专用夹具。 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。
3.1 机床夹具概述
二、安装方法
根据工件不同的生产条件,可以有不同的安装方法,大致可 以归纳为直接找正安装法、划线找正安装法和夹具安装法3种。
1.直接找正安装法
操作人员借助于划针盘上的划针、角尺、百分表等工具,通 过目测,一边校验,一边调整,来找正工件在机床上的位置,然 后将其夹紧,这种安装法叫做直接找正安装法。