第1112章机床夹具Word下载.docx
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2.从专业化程度来分:
通用夹具,专用夹具,成组夹具,组合夹具,随行夹具。
3.从用途来分:
机床夹具、装配夹具和检验夹具等。
4.从动力来源来分:
手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具、自紧夹具(靠切削力本身夹紧)等。
二、机床夹具的组成
1.定位元件2.夹紧装置3.导向元件和对刀装置4.连接元件5.夹具体6.其它装置或元件
三、机床夹具的作用
保证加工质量;
提高生产率,降低生产成本;
减轻劳动强度;
扩大机床的工艺范围。
四、工件的装夹方法
工件的装夹包含两方面的内容:
一是定位,二是夹紧.
1.找正装夹法:
是按工件的有关表面或专门划出的线痕作为找正依据,用划针或千分表,逐个地找正工件相对于刀具及机床的位置,然后把工件夹紧。
2.夹具装夹法:
夹具装夹法是靠工件的定位基准面与夹具上定位元件的定位表面相接触,实现工件的迅速定位,并使其夹紧。
五、工件定位的基本原理
1.六点定位原则:
工件在直角坐标系中有六个自由度,即
。
夹具用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度,即用一个支承点限制工件的一个自由度的方法,使工件在夹具中的位置完全确定。
这就是六点定位规则。
本节小结
1、机床夹具的分类、组成、作用;
2、工件的装夹方法。
板书设计
一、机床夹具的分类
二、机床夹具的组成
五、工件定位的基本原理
课后评注
11.2工件在夹具中的定位
2课时2007年12月25日数控0601班
掌握工件定位的基本原理和常见定位方式及其所用定位元件
工件定位的基本原理
常见定位方式及其所用定位元件
讲授法互动法提问法
检查复习
提问法
1、机床夹具的分类、组成、作用;
2、工件的装夹方法。
首先看一下六点定位原则。
70分钟
一、工件定位的基本原理
1、在应用工件“六点定位则”分析定位时,应注意以下几点:
(1)定位支承点与工件定位基准面要始终保持接触,才能起到限制自由度的作用。
(2)分析定位支承点的定位作用时,不考虑力的影响。
不要把“定位”和“夹紧”两个概念相混淆。
(3)定位支承点是由定位元件抽象而来。
在夹具中,定位支承点是通过具体的定位元件体现的。
某个具体的定位元件可转化为几个定位支承点,要结合其结构来分析。
支承点的分布方式与工件的形状有关。
工件定位基准按其所限制的自由度可分为:
主要定位基准面、导向定位基准面、止推(或防转)定位基准面。
2.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。
(2)不完全定位。
根据工件的加工要求,并不需要限制工件的全部自由度,这样的定位,称为不完全定位。
(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。
(4)过定位。
同一个自由度被几个支承点重复限制的情况,称为过定位(也称重复定位、超定位)。
看它对加工所起的后果来判断过定位是否允许。
二、常见定位方式及其所用定位元件
1.以平面为定位基准的定位元件:
常用的定位元件有:
固定支承、可调节支承、自位(浮动)支承和辅助支承等。
除辅助支承外,其余均对工件起定位作用。
(1)固定支承。
固定支承分为支承钉和支承板两种形式.
(2)可调支承。
可调支承是指支承钉的高度可以进行调节。
(3)自位支承。
自位支承又称浮动支承,如图11-8所示,多用于毛面定位。
(4)辅助支承。
辅助支承不起定位作用。
2.圆孔定位基准的定位元件:
定位销和定位心轴等。
一般为孔与端面定位组合使用。
(1)定位销。
定位销主要用于零件上的中小孔定位,一般直径不超过50mm。
(2)定位心轴。
定位心轴主要用于盘套类工件的定位。
3.外圆定位基准的定位元件:
V形块、定位套筒、半圆孔和锥套定位等。
(1)V形块。
常用V形块的结构如图11-13所示,
(2)定位套筒。
(3)半圆孔支承座和定位锥套。
4.组合定位基准的定位元件:
组合定位的方式很多,最常用的就是以“一面两孔”作为定位基准,相应的定位元件是支承板和两定位销(或其中一个为削边销),俗称“一面两销”定位.除了上述各种典型表面的定位方式以外,还有以工件的某些特殊表面(如工件的V形导轨面、燕尾导轨面、齿表面、螺纹表面、花键表面等)为定位基准的定位方式。
1、工件定位的基本原理
2、定位基准的定位元件
1、
2、
二、常见定位方式及其所用定位元件
1、平面
2、圆孔
3、外圆
4、组合定位
11.3定位误差
2课时2007年12月27日数控0601班
掌握产生定位误差的原因,学会几种定位误差的计算。
产生定位误差的原因
几种定位误差的计算
在加工中,因为影响加工精度的因素有多种,例如机床、夹具、刀具、量具本身的精度以及工艺系统受力变形、受热变形等等,其定位误差只是加工误差的一部分,所以在分析定位方案时,一般限定定位误差不超过工件加工公差Tg的三分之一。
工件按六点定位原则定位后,它在夹具中的位置就已被确定,然而由于某种原因,仍会使工序基准产生位置偏差。
我们把工序基准在加工尺寸方向上产生的最大位置变动量,称为定位误差,用ΔD表示。
一、产生定位误差的原因
1.基准位移误差:
由于定位副的制造误差或定位副配合间隙所导致的定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量,称为基准位移误差,用ΔY表示。
2.基准不重合误差:
由于工序基准与定位基准不重合所导致的工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量,称为基准不重合误差,用ΔB表示。
ΔD=ΔB+ΔY
二、定位误差的计算
1.工件以圆柱孔定位:
工件以圆柱孔在间隙配合的定位销(或心轴)上定位时,定位副有单边接触和任意边接触两种情况,产生的位移误差值不同。
另外,如果工序基准和定位基准不重合,还产生基准不重合误差。
(1)圆柱孔与心轴(或定位销)固定单边接触。
(2)圆柱孔与心轴(或定位销)任意边接触
例11-1:
如图11-25所示,工件以孔60定位加工孔10,定位销直径为60,要求保证尺寸40±
0.1,计算定位误差。
解:
1)求基准不重合误差
因定位基准与工序基准重合,则有ΔB=0
2)求基准位移误差(按任意方向计算)
ΔY=TD+Td+Xmin=(0.15+0.03+0.03)mm=0.21mm
3)计算定位误差
ΔD=ΔB+ΔY=(0+0.21)mm=0.21mm
2.工件以外圆柱面在V形块上定位:
例11-2:
如图11-26所示,工件以外圆定位铣键槽,工序尺寸(槽底尺寸)的标注方法有H1、H2、H3三种,现分别计算这三个尺寸的定位误差。
解:
1)求尺寸H1的定位误差
用作图法画出工件的最大直径和最小直径,则对于H1其定位误差大小就等于H1″-H1′,即O′O″。
则:
2)求尺寸H2的定位误差
由图11-26知,H2的定位误差等于H2″-H2′,即C′C″。
则有
3)求尺寸H3的定位误差
由图11-26知H3的定位误差等于H3′-H3″,即K′K″。
则有
3.工件以一面两孔定位:
工件用一面两孔定位时,夹具上是一个圆柱定位销,另一个为菱形销,其基准位移误差表现在位移误差和转角误差两个方面。
1、产生定位误差的原因
2、几种定位误差的计算
3、
11.4工件在夹具中的夹紧
2课时2007年12月29日数控0601班
掌握几种典型夹紧机构。
夹紧力的确定
几种典型夹紧机构
1、产生定位误差的原因
2、几种定位误差的计算
在机械加工中,工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个过程。
工件在定位元件上定好位后,还需要采用一些装置将工件牢固的压紧,防止工件在切削力、工件重力、离心力…等的作用下发生位移或振动,以保证加工质量和安全生产。
这种把工件压紧在夹具或机床上的机构称为夹紧装置。
一、夹紧装置的组成及基本要求
1.夹紧装置的组成:
力源装置、传力机构、夹紧元件。
2.对夹紧装置的基本要求:
(1)夹紧既不应破坏工件的定位,又要有足够的夹紧力,同时又不应产生过大的夹紧变形,不允许产生振动和损伤工件表面。
(2)夹紧动作迅速,操作方便、安全省力。
(3)手动夹紧机构要有可靠的自锁性;
机动夹紧装置要统筹考虑其自锁性和稳定的原动力。
(4)结构应尽量简单紧凑,工艺性要好。
二、夹紧力的确定
确定夹紧力包括正确地选择夹紧力的三要素,即:
夹紧力的方向、作用点和大小。
它是一个综合性问题,必须结合工件的形状、尺寸、
重量和加工要求,定位元件的结构及其分布方式,切削条件及切削力
的大小等具体情况确定。
1.夹紧力方向的确定:
(1)夹紧力的作用方向应垂直指向主要定位基准面。
(2)夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能的小。
(3)夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小。
2.夹紧力作用点的选择:
(1)夹紧力应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面以内。
(2)夹紧力作用点应落在工件刚性较好的部位上。
(3)夹紧力作用点应尽量靠近加工表面。
3.夹紧力大小的估算:
计算夹紧力是一个很复杂的问题,因为在加工过程中,工件受到切削力、重力、离心力和惯性力等的作用,随加工条件的变化波动很大,一般只能粗略的估算。
根据切削原理公式或切削力计算图表求出切削力的大小,必要时算出惯性力、离心力的大小,然后与工件重力及待求的夹紧力组成静平衡力系,按静力平衡条件列出平衡方程式,即可算出理论夹紧力,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力,以确保安全,即:
FWG=KFw
三、典型夹紧机构
1.斜楔夹紧机构:
利用斜面直接或间接压紧工件的机构,称为斜楔夹紧机构。
它是夹紧机构中的最基本形式,适用于夹紧力大而行程小,以气动或液压为动力源的夹具。
F=
2.螺旋夹紧机构
3.偏心夹紧机构
4.其它夹紧机构:
联动夹紧机构、定心夹紧机构。
四、夹紧动力源装置
常用的夹紧动力装置有:
气动、液动、气液联动、电动、真空等。
1.气动夹紧
2.液压夹紧
3.气—液压组合夹紧
1、夹紧力的确定
2、典型夹紧机构
一、夹紧装置的组成及基本要求
二、夹紧力的确定
四、夹紧动力源
※第12章典型零件加工工艺
12.1轴类零件加工
4课时2008年1月3、5日数控0601班
掌握轴类零件加工的主要工艺问题。
轴类零件加工的主要工艺问题
CA6140型卧式车床主轴加工工艺
典型零件包括轴类、套筒类、箱体类及齿轮类零件。
本节我们看一下轴类零件的加工工艺。
一、概述
1.轴类零件的功用与结构特点:
轴类零件是机械零件中的关键零件之一,在机器中,它的主要功用是支承传动零件、传递扭矩、承受载荷,以及保证装在轴上的零件等有一定的回转精度。
2.轴类零件的技术要求:
尺寸精度,几何形状精度,相互位置精度,表面粗糙度.
3.轴类零件的材料与热处理:
4.轴类零件的毛坯:
轴类零件的毛坯常采用棒料、锻件和铸件等毛坯形式。
一般光轴或外圆直径相差不大的阶梯轴采用棒料,对外圆直径相差较大或较重要的轴常采用锻件;
对某些大型的或结构复杂的轴(如曲轴)可采用铸件。
二、轴类零件加工的主要工艺问题
1.定位基准的选择:
(1)用两中心孔定位。
轴类零件最常用两中心孔为定位基准。
不仅符合基准重合的原则,并能够在一次装夹中加工出全部外圆及有关端面,这也符合基准统一的原则。
粗加工时为了提高零件的刚度,一般用外圆表面或外圆表面与中心孔共同作为定位基准。
内孔加工时,也以外圆作为定位基准。
(2)空心轴定位基准的选择。
对于空心的轴类零件,在加工出内孔后,为了使以后各工序有统一的定位基准,可采用带中心孔的锥堵或锥堵心轴,如图12-2所示。
(3)中心孔的修整。
中心孔在使用过程中会因磨损和热处理变形而影响轴类零件的加工精度。
1)用硬质合金顶尖修研,2)用油石、橡胶砂轮或铸铁顶尖修研,3)用中心孔磨床磨削。
2.外圆表面加工:
(1)外圆表面的车削加工。
轴类零件外圆表面的车削加工可划分为荒车、粗车、半精车、精车和细车等各加工阶段。
使用液压仿形刀架可实现车削加工的半自动化,更换靠模、调整刀具都比较简单,可减轻劳动强度,提高加工效率。
(2)外圆表面的磨削加工。
磨削是外圆表面精加工的主要方法,既能加工淬火件,也能加工未淬火件。
磨削可划分为预(粗)磨、精磨、细磨和镜面磨削。
提高磨削效率的途径有两条:
其一是缩短辅助时间,如自动装卸工件、自动测量及数字显示、砂轮的自动修整与补偿、开发新磨料和提高砂轮耐用度等;
其二是缩短机动时间,如高速磨削、强力磨削、宽砂轮磨削和多片砂轮磨削等如图12-7。
3.其它表面的加工方法:
(1)花键的加工,花键按截面形状不同可分为矩形、渐开线形、梯形和三角形四种,其中矩形花键盘应用最广。
定心方式常见的是以小径定心和大径定心,轴类零件的花键加工常用铣削、滚削和磨削三种方法。
(2)螺纹的加工。
螺纹是轴类零件的常见加工表面,其加工方法很多,这里仅介绍车削、铣削、滚压和磨削螺纹的特点。
三、CA6140型卧式车床主轴加工工艺
1.主轴的结构与技术要求分析:
2.CA6140型车床主轴工艺过程
根据上面的分析和生产条件,制订主轴的加工工艺过程如表12-1。
3.CA6140车床主轴工艺过程分析:
(1)定位基准的选择。
主轴的工艺过程开始,以外圆柱面作粗基准铣端面,钻中心孔,为粗车外圆准备了定位基准,粗车外圆又为深孔加工准备了定位基准,为了给半精加工和精加工外圆准备定位基准,又要先加工好前后锥孔,以便安装锥堵。
(2)加工阶段的划分。
主轴是多阶梯通孔的零件,切除大量金属后会引起内应力重新分布而变形,为保证其加工精度,将加工过程划分为三个阶段。
调质以前的工序为各主要表面的粗加工阶段,调质以后至表面淬火前的工序为半精加工阶段,表面淬火以后的工序为精加阶段。
(3)热处理工序的安排。
主轴毛坯锻造后,首先进行正火处理,以消除锻造应力,改善金相组织结构,细化晶粒,降低硬度,改善切削性能。
粗加工后,进行调质处理,以获得均匀细致的回火索氏体组织,使得在后续的表面淬火以后,硬化层致密且硬度由表面向中心降低。
在精加工之前,对有关轴颈表面和莫氏6号锥孔进行表面淬火处理,以提高硬度和耐磨性。
(4)加工顺序的安排。
加工顺序的按排主要根据其面先行、先粗后精、先主后次的原则。
1)深孔加工安排在调质和粗车之后进行;
2)先加工大直径外圆,后加工小直径外圆;
3)花键、键槽的加工放在精磨外圆之前进行;
4)螺纹对支承轴颈有一定的同轴度要求,安排在局部淬火之后进行加工;
5)主轴锥孔的磨削。
主轴锥孔对主轴支承轴颈的径向跳动,是机床的主要精度指标,因而锥孔的磨削是主轴加工的关键工序之一。
磨削主轴锥孔的专用夹具如图12-16所示,由底座、支架和浮动卡头三部分组成。
四、轴类零件的检验
1.硬度:
硬度在热处理后用硬度计全检或抽检。
2.表面粗糙度:
通常使用标准样板用外观比较法凭目测比较,对于表面粗糙度值较小的零件,可用干涉显微镜进行测量。
3.形状精度:
(1)圆度误差。
当圆柱面的误差为椭圆形时,可用千分尺测出同一截面的最大与最小直径,其差的半值为该截面的圆度误差。
当圆柱面的误差为奇数棱形状时,将被测表面放在V型架上用千分表测量,测出零件旋转一周表的最大与最小值,其差的半值为圆度误差。
精度高的轴用圆度仪测量。
(2)圆柱度误差。
将零件放在V型块或直角座上用千分表测量,精度高的轴用三坐标测量机测量。
4.尺寸精度:
在单件小批量生产中,一般用千分尺检验轴的直径;
在大批大量生产中,常用极限卡规检验轴的直径。
尺寸精度高时,可用杠杆千分尺或以块规为标准进行比较测量。
长度尺寸可用游标卡尺,深度游标卡尺和深度千分尺等检验。
5.相互位置精度:
(1)两支承轴颈对公共基准同轴度。
两支承轴颈对公共基准同轴度的检验如图所示;
(2)各表面对两支承轴颈的位置精度。
各表面对两支承轴颈的位置精度检验如图所示.
1、轴类零件加工的主要工艺问题
2、车床主轴加工工艺
3、轴类零件的检验
一、概述
4、
二、轴类零件加工的主要工艺问题
三、车床主轴加工工艺
四、轴类零件的检验
5、
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- 1112 机床 夹具