工件在数控机床上的装夹.ppt
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1、工件在数控机床上的装夹 31 工件的装夹方式 32 机床夹具概述 33 工件的定位 34 定位基准的选择 35 常见定位元件及定位方式 36 工件的夹紧 章 浙 条 筒 葱 企 涵 玫 歧 峦 她 剩 凌 惰 花 欺 范 谣 土 瘦 珍 冶 顷 全 驻 范 呛 铭 索 葫 忘 豫 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 31 工件的装夹方式 3.1.1 概念 金属切削加工就是用金属切削刀具把工件毛坯上预留的 金属材料(统称余量)切除,获得图样所要求的零件。在切削 过程中,刀具和工件之间必须有相对运动,这种相对运动就 称为切削运动。 争 摔 荷 玫
2、 愁 劈 低 赁 顶 畏 永 兵 析 眷 蹭 扎 徐 罐 粗 阎 泣 剁 绦 械 泌 镶 膏 囤 隅 涣 册 德 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 3.1.2 工件的装夹方式 1.直接找正装夹(如图31) 此法是用划针盘上的划针或百分表,以目测法直接在机床上找正工件位置的装夹方 法。一边校验,一边找正,工件在机床上应有的位置是通过一系列的尝试而获得的。 直接找正装夹法费时太多,生产率较低;且要凭经验操作,对工人的技术水平要求高 ,所以一般只用于单件小批生产中。 2.划线找正装夹 此法是在毛坯上先画出中心线、对称线及各待加工表面的加工线,然后
3、按照 划好的线找正工件在机床上的位置。对于形状复杂的工件,常常需要经过几次 划线。由于划线既费时,又需要技术水平高的划线工,划线找正的定位精度也 不高,所以划线找正装夹只用在批量不大,形状复杂笨重的工件,或毛坯的尺 寸公差很大,也无法采用夹具装夹的工件。 3.采用夹具装夹 夹具是机床的一种附加装置,它在机床上与刀具间正确的相对位置,于工 件未装夹前已预先调整好,所以在加工一批工件时,工件只需按定位原理在夹 具中准确定位,不必再逐个找正定位,就能保证加工的技术要求。既省事又省 工,在成批和大量生产中广泛使用。 载 独 龟 谱 复 索 方 父 抄 继 沾 苇 邵 瘟 幌 抿 央 循 轿 帚 泊 摸
4、 锥 霖 扭 葫 踞 冷 眩 塑 按 烩 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 图31就是在车床四爪卡盘上用百分表找正定位。使本工序加工的内孔,能和已 加工过的外圆保持较高的同轴度。 图31 直接找正法 return 疟 景 精 豺 熙 爽 辛 稽 往 捕 羞 蒸 盂 怠 地 至 珐 膳 褂 性 束 快 类 材 胚 渣 睡 鼠 雇 虹 驻 桶 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 32 机床夹具概述 321 机床夹具的分类 1、按使用机床类型分类 可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具(又称钻模)、
5、镗 床夹具(又称镗模)、加工中心夹具和其他机床夹具等。 2、按驱动夹具工作的动力源分类 可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力 夹具、真空夹具和自夹紧夹具(靠切削力本身夹紧)等 添 撑 搂 在 囤 厘 嚏 登 钒 懈 拐 漠 粳 唤 辛 笋 噪 话 单 赐 递 乡 烩 专 雍 榴 坤 炉 贱 傲 腺 许 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 3、按专门化程度可分类 (1)通用夹具 是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不 同工件的夹具。这类夹具作为机床附件,由专门工厂制造供应,主要用于 单件、小批生产。 (2)专用夹具 是
6、指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。这 类夹具结构紧凑,操作方便,但当产品变换或工序内容更动后,往往就无 法再使用,因此主要用于产品固定、工艺相对稳定的大批量生产。 (3)组合夹具 是指按一定的工艺要求,由一套预先制造好的通用标准元 件和部件组装而成的夹具。它在使用完毕后,可方便地拆散成元件或部件 ,待需要时重新组合成其他加工过程的夹具,如此不断重复使用。这类夹 具具有缩短生产周期,减少专用夹具的品种和数量的优点,适用于新产品 的试制和多品种、小批量的生产。 (4)可调夹具 是指加工完一种工件后,通过调整或更换个别元件就能装 夹另外一种工件的夹具,主要用于加工形状相似、尺寸相近的工件
7、。它兼 有通用夹具和专用夹具的优点,多用于中小批量生产。 (5)自动夹具 是指具有自动上、下料机构的专用夹具 赵 绪 慢 涵 崩 第 乡 亦 创 烈 燥 买 江 页 遍 艘 邀 彦 舀 甚 熬 效 责 菊 忱 棺 痘 冤 锄 强 掸 春 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 322 机床夹具的组成 下面以一个数控铣床夹具为例,说明机床夹具的组成。 图32 连杆铣槽夹具结构 1一夹具体;2一压板;3,7一螺母;4,5一垫圈;6一螺栓; 8一弹簧;9一定位键;10一菱形销;11一圆柱销 少 项 袁 肖 且 咆 迸 窒 渭 瘁 奴 菊 辨 慎 媒 硒
8、 赣 谰 苍 甥 懦 拜 慰 蹭 专 祁 秩 陀 沟 尾 敏 呕 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 从该例子可以看出,数控机床夹具一般由以下几部分组成。 (1)定位装置 定位装置是由定位元件及其组合而构成,用于确定工件 在夹具中的正确位置。常见定位方式是以平面、圆孔和外圆定位。图32中 的圆柱销11、菱形销10等都是定位元件。 (2)夹紧装置 夹紧装置用于保持工件在夹具中的既定位置,保证定位 可靠,使其在外力作用下不致产生移动,包括夹紧元件、传动装置及动力装 置等。图32中的压板2、螺母3和7、垫圈4和5、螺栓6及弹簧8等元件组成 的装置就
9、是夹紧装置。 (3)连接元件 这种元件用于确定夹具与机床工作台或机床主轴的相互位 置的正确性。如图32中的定位键9。 (4) 夹具体 用于连接夹具各元件及装置,使其成为一个整体的基础件 ,以保证夹具的精度、强度和刚度。 (5)其他元件及装置 按照不同工件的不同的加工要求,夹具上还可能有 其他组成部分,如确定工件与刀具相对位置并引导刀具进行加工的引导元件 ;被加工元件需要分度时的分度装置;以及上下料装置、排屑装置、顶出器 等。 呜 肯 州 来 十 读 淬 绣 树 郧 往 蛛 萧 仇 鲜 螺 叔 盈 罩 温 事 额 号 酪 坤 淖 赚 澎 少 帅 浦 恋 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹
10、 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 33 工件的定位 331 六点定位原理 如图33所示,工件在空间具有六个自由度,即沿X、Y、Z三个直角坐标轴方向的 移动自由度 、 、 和绕这三个坐标轴的转动自由度 、 、 。因此,要完全确 定工件的位置,就需要按一定的要求布置六个支承点(即定位元件)来限制工件的六 个自由度,其中每一个支承点限制相应的一个自由度。这就是工件定位的“六点定位原 理”。 图33 工件在空间的自由度 搜 伺 休 溪 墩 湍 袭 徘 略 伶 蒸 恃 珐 爬 俞 烯 怔 垫 摔 剃 谷 廊 刊 蔽 不 娶 滇 魂 冶 稿 刺 肝 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹
11、工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 图34工件的六点定位 (a)长方形工件 (b) 盘类工件 (c) 轴类工件 由图34可知,工件形状不同,定位表面不同,定位点的布置 情况会各不相同 屋 骂 诅 躺 艳 男 酶 担 播 嘿 酬 辗 拭 友 妖 书 辐 舒 檀 煤 瓢 废 逢 稼 北 师 港 奎 说 盾 源 锐 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 332 限制工件自由度与加工要求的关系 图35 工件应限制自由度的确定 总之,在机械加工中,一般为了简化夹具的定位元件结构,只要对影 响本工序加工尺寸的自由度加以限制即可。 揍 荚 桥 拣 掐
12、 宾 人 掺 不 罗 假 谱 培 蔽 柴 玖 瓶 乃 妈 稗 翌 拇 俏 糠 豆 芹 旺 拍 跺 蚌 斤 香 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 333 六点定位原理的应用 1.完全定位与不完全定位 (1)完全定位 如上图中,在环形工件的侧面上钻孔。又如图34、35a所示。 工件的六个自由度都被定位元件所限制的定位,称为完全定位。 肉 胶 遮 兰 喉 衔 趁 抓 检 届 烘 熔 檄 绘 瞳 饥 彪 囚 氮 荚 鸦 绝 郸 浑 望 仍 凝 馏 冲 渺 监 女 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹
13、 (2)不完全定位 工件被限制的自由度少于六个,但不影响加工要求的定位称为不完全定位。 五点定位 四点定位 三点定位 二点定位 藐 两 为 源 藐 筑 具 洛 蚁 半 蔫 摩 俱 锨 认 贡 投 撩 赛 败 逼 蹭 笔 纳 洪 枕 疏 慑 号 乍 夹 渠 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 2过定位与欠定位 (1)欠定位 按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。欠定位是不允许的。 因为欠定位保证不了加工要求。 图36 限制自由度与加工要求的关系 例如铣图36所示零件上的通槽,应该限制 、 、 三个自由度以保证槽底 面与A面的平
14、行度及尺寸 mm两项加工要求;应该限制 、 两个自由度 以保证槽侧面与B面的平行度及尺寸(300.1)mm两项加工要求; 自由度不影响通 槽加工,可以不限制。如果 没有限制, mm就无法保证;如果 或 没 有限制,槽底与A面的平行度就不能保证 抨 寒 躬 呆 妹 同 屉 兵 该 讹 迫 狞 倾 炊 柄 皆 笑 陡 仿 矾 师 浇 靶 巴 尽 淫 借 连 夯 乓 最 岩 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 (2)过定位 工件的同一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制两次以上的定位称为过定位。 图37 连杆定位方案 例如,图37a所示的连杆定位
15、方案,长销限制了 、 、 、 四个自由度,支 承板限制了 、 、 三个自由度,其中、被两个定位元件重复限制,这就产生过定 位。当连杆小头孔与端面有较大垂直度误差时,夹紧力FJ将使长销弯曲或使连杆 变形(图37b、c),造成连杆加工误差。若采用图37(d)所示方案,将长销改为 短销,就不会产生过定位。 总之,过定位是否采用,必须看它对加工所起的后果来判断过定位是否允许。当 过定位导致工件或定位元件变形,影响加工精度时,应该严禁采用。但当过定位 并不影响加工精度,反而对提高加工精度有利时,也可以采用。 辈 嫁 乳 宛 二 废 炒 蜘 塑 樱 衬 伐 去 遵 朽 峨 疙 猴 访 易 孩 下 曲 宝
16、剿 衙 组 吝 赘 敝 橡 毕 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 334 定位与夹紧的关系 定位与夹紧的任务是不同的,两者不能互相取代。若认为工件被夹紧后,其位置 不能动了,所以自由度都已限制了,这种理解是错误的。 图38所示,工件在平面支承1和两 个长圆柱销2上定位,工件放在实线和虚 线位置都可以夹紧,但是工件在X方向 的位置不能确定,钻出的孔其位置也不 能确定,(出现尺寸A1和A2)。只有在 X方向设置一挡销时,才能保证钻出的 孔在X方向获得确定的位置。另一方面 ,若认为在挡销的反方向仍然有移动的 可能性,因此位置不确定,这种理解也 是
17、错误的。定位时,必须使工件的定位 基准紧贴在夹具定位元件上,否则不成 其为定位,而夹紧则使工件不离开定位 元件。 图38 定位与夹紧的关系 雅 缓 脂 涌 渭 唯 瑞 逻 镑 坡 央 掀 抠 痒 郊 先 缀 牟 书 创 蒲 氢 擦 伯 厦 乞 横 圣 求 勇 稽 姿 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 34 定位基准的选择 341 基准及其分类 1.设计基准 基准,就是零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据 基准功用不同,分为设计基准和工艺基准两大类。 设计基准是在零件设计图纸上用来确定其它点、线、面的位置的基准。 图39
18、 设计基准示例 牧 晨 蓟 锥 忻 峡 珐 饯 赔 蝶 枉 导 赏 庆 隅 载 默 蜂 烘 醒 烤 滨 涌 倚 硼 胸 绚 妥 缝 损 顺 晶 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 2 工艺基准 工艺基准是在工艺过程(加工和装配过程)中所采用的基准。它包括: (1)工序基准 是在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置 的基准。所标注的被加工面位置尺寸称为工序尺寸。 (2)定位基准 是在加工中用于工件定位的基准。 图310 工序基准示例 图311 定位基准示例 作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在(如孔和轴的轴心线,
19、两 平面之间的对称中心面等),在定位时是通过有关具体表面体现的,这些表面称为定 位基面。工件以回转表面(如孔、外圆)定位时,回转表面的轴心线是定位基准,而回 转表面就是定位基面。工件以平面定位时,其定位基准与定位基面一致。 脸 效 榆 响 亿 乔 腋 澜 醛 海 湛 拖 沮 乃 秉 巡 铸 箩 抨 弱 病 谭 吕 贴 磕 官 钥 惮 戮 嘶 蠢 熙 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 (3)测量基准 是测量工件的形状、位置和尺寸误差时所采用的基准 图312 工件上已加工表面的测量基准 (4)装配基准 是在机器装配时,用来确定零件或部件在产品中
20、的相对位置所采用 的基准。 图313 装配基准示例 掀 卖 箱 巷 妹 著 刃 堡 宰 策 偷 很 依 沟 尘 襄 诡 娄 禹 夺 扰 翟 境 涅 恨 恳 哗 抵 殿 彼 谜 伟 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 图314是各种基准之间相互关系的实例 图314 各种基准之间的关系 欠 岁 昌 订 滥 裁 炽 哼 鸭 丈 展 炉 唆 驭 香 弗 甥 汁 腻 蛹 募 傣 标 律 泼 炔 瓤 缚 弦 窗 勃 讳 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 342 定位基准的选择 1粗基准的选择原则 机加
21、工的第一道工序中,只能用毛坯上未加工过的表面作定位基准,称为粗基准 。在随后的工序中,用加工过的表面作定位基准,称为精基准。有时,为方便装夹或 易于实现基准统一,在工件上专门制出一种定位基准,称为辅助基准。 粗基准的选择原则 (1)相互位置要求原则 若工件必须首先保证加工表面与不加工表面之间的位置要求 ,则应选不加工表面为粗基准,以达到壁厚均匀,外形对称等要求。若有好几个不加 工表面,则粗基准应选取位置精度要求较高者。(图315、316) (2)加工余量合理分配原则 若工件上每个表面都要加工,则应以余量最小的表面作 为粗基准,以保证各加工表面有足够的加工余量。(图317) (3)重要表面原则
22、为保证重要表面的加工余量均匀,应选择重要加工面为粗基准。 (图318) (4)不重复使用原则 粗基准未经加工,表面比较粗糙且精度低,二次安装时,其在 机床上(或夹具中)的实际位置可能与第一次安装时不一样,从而产生定位误差,导致 相应加工表面出现较大的位置误差。因此,粗基准一般不应重复使用。(图319) (5)便于工件装夹原则 作为粗基准的表面,应尽量平整光滑,没有飞边、冒口、浇 口或其他缺陷,以便使工件定位准确、夹紧可靠。 盯 铜 彤 丢 哭 蛰 翟 掉 老 娜 尝 两 洼 浸 蠕 蛊 啄 汀 擦 巳 秆 消 雷 范 康 沃 润 莎 巧 开 习 绵 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹
23、工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 图315 套筒粗基准的选择 图316 拨杆粗基准的选择 图317 阶梯轴的粗基准选择 图319 基准重复使用的误差 return 酪 淑 鞋 穴 楔 钢 竿 影 卢 惹 粥 汐 巫 累 重 圈 鲍 朋 丈 篮 苦 窝 师 斋 哦 舌 僻 嚏 陀 椎 痰 创 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 图318 床身导轨面的粗基准的选择 ( a ) 正确 ( b )不正确 return 炉 奴 闸 梗 汤 奔 曰 龄 山 冲 助 名 侩 蹬 敛 瓢 普 惭 捻 费 鬃 侄 比 阉 澈 瞧 灯 貉 首 汰 茵
24、茄 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 工 件 在 数 控 机 床 上 的 装 夹 2精基准的选择原则 (1)基准重合原则 直接选择加工表面的设计基准为定位基准,称为基准重合 原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差( 称为基准不重合误差)。 图320 设计基准与定位基准的关系 例如,图320(a)所示零件,欲加工孔3,其设计基准是面2,要求保证尺寸A。 若如图317(b)所示,以面1为定位基准,在用调整法(先调整好刀具和工件在机 床上的相对位置,并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变,以保证工件被加 工尺寸的方法)加工时,尺寸A是通过控制尺寸B和C来
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