机床夹具概述和工件的定位与夹紧教学导案Word格式文档下载.docx
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2、工件的定位与夹紧(80分钟)
3、小结、布置作业(10分钟)
【教学过程】
复习:
数控铣床上对刀具的基本要求
导入:
由学生所实习钳工和普车接触到的夹具而引入新课
3.1.1概述
概念:
在机械加工过程中,为了保证加工精度,固定工件,使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具,简称夹具。
3.1.2机床夹具的分类
1.按机床夹具的通用化程度
(1)通用机床
如:
三爪卡盘、四爪卡盘、万能分度头、顶尖、中心架、回转工作台。
(2)专用机床
是专门针对某一工件的某一道工序而专门设计和制造的。
适用于大批量生产。
(3)可调夹具
是在加工某种工件后,经过调整或更换个别元件和夹紧元件,即可加工另外一种工件的夹具。
(4)组合夹具
是用一套标准元件组装而成的夹具。
特点:
用后可以拆卸存放,当重新组装时又可循环重复使用。
2.按使用机床夹具的机床类型分类
可分为:
数控车床夹具、数控铣床夹具、加工中心夹具、钻床夹具、镗床夹具和其它机床夹具。
3、按驱动夹具工作的动力源分类
可分为:
手动夹具、液压夹具、气动夹具、电动夹具等。
3.1.3机床夹具的组成
夹具的组成
(1)定位元件(图)
v定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。
(2)夹紧装置(图)
v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(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。
(3)对刀或导向装置
v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。
(4)连接元件
v连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。
(5)夹具体
v夹具体是机床夹具的基础件,
(6)其它装置或元件
v它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。
v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,常设置预定位装置;
对于大型夹具,常设置吊装元件等。
3.1.4机床夹具的作用
1、保证加工精度,稳定加工质量。
2、扩大机床的功能
3、提高劳动生产率。
4、降低生产成本。
5、改善劳动条件,降低对工人的技术要求。
3.2.1工件的定位
1、工件常用的定位方法:
(1)直接找正法
v概念:
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法。
v特点:
生产率低,精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度
(2)划线找正法
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。
费时,又需要技术高的划线工
(3)在夹具上定位使用
使用通用或专用夹具,使工件在机床夹具中迅速有一确定的定位,不需要找正就能保证工件与机床、刀具间的正确位置。
生产效率高,定位精度好,应用与成批以及单件小批量生产中。
2、工件定位的基本原理
(1)六点定位原理
工件的六个自由度长方体形工件的定位
①、概念:
v用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则,称为六点定位原理。
②、“六点定位原理”应注意:
v1)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贴接触。
v2)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目,原则上不应超过六个。
v3)分析定位支承点的定位作用时,不考虑力的影响
(2)六点定位原理的应用
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。
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的定位。
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
4)过定位
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
3、工件的定位方法及其定位元件
生产实践中常用的定位方法及定位元件:
1)工件一平面定位
(1)支承钉
①、球头支承钉(图B型)②、齿纹头支承钉(图C型)
③、平头支承钉(图A型)
④、可调支承⑤、自位支承
1—销轴
2—V形块
3—可调支承
用可调支承加工相似件的图
(2)支承板
2)工件以圆柱孔定位
v定位方式的基本特点是:
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线相重合。
(1)圆柱销
2)圆柱心轴
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。
圆柱心轴定位装夹图
花键心轴装夹图
(3)圆锥销
圆锥销定位
(左)粗基准定位(右)精基准定位
圆锥销组合定位图
(4)小锥度心轴
3).工件以外圆柱表面定位
(1)V形架
vV形架定位的最大优点是对中性好。
vV形架可分为固定式和活动式。
V型块定位图
(2)定位套
v一般适用于精基准定位,常与端面联合定位。
v工件以外圆柱面定位,有时也可用半圆套或锥套作定位元件。
3.2.2工件的夹紧
1.夹紧装置的组成(如下图)
(1)力源装置
v产生夹紧作用力的装置。
所产生的力称为原始力
(2)中间传力机构
v介于力源和夹紧元件之间传递力的机构
(3)夹紧元件
v夹紧装置的最终执行件,与工件直接接触完成夹紧作用
夹紧装置组成示意图
1—气缸2—连杆3—压板
2.对夹具装置的要求:
(1)夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。
(2)夹紧力大小要适当。
(3)夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应,并有良好的结构工艺性,尽可能采用标准化元件。
(4)夹紧动作要迅速、可靠,且操作要方便、省力、安全。
3、.夹紧力方向和作用点的选择
(1)夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面。
(2)夹紧力作用方向应使工件变形最小。
(3)夹紧力作用点应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内。
(4)夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位上。
(5)夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面,以减小切削力对工件造成的翻转力矩。
工件刚性差的部位增加辅助支承并施加夹紧力,以免振动和变形。
夹紧力方向对镗孔垂直度的影响
(左图)不合理(右图)合理
夹紧力作用点应在支承面内
(左图)不合理(右图)合理
夹紧力作用点应在刚性较好部位
(左图)不合理(右图)合理
夹紧力作用点应靠近加工表面
【小结】
由学生来总结:
1、机床夹具的作用。
2、工件的六点定位原理及其应用。
3、工件夹紧的要求。
【作业】
P37第1~4题
3-3数控加工常用夹具教学时数:
2学时
1、掌握数控车床夹具的类型及装夹方法和特点。
2、掌握数控铣床夹具类型及铣床上的夹紧机构。
1、数控车床上一般工件常用的装夹方法和特点。
2、数控铣床上一般工件常用的夹紧机构和特点。
【时间分配】1、车床夹具(40分钟)
2、数控铣床上夹具(30分钟)
复习:
1.六点定位原理的定义。
2、工件定位和夹紧的定义。
3、对夹紧机构的要求。
由提问学生普车上所用夹具而导入。
新课:
3.1.1数控车床夹具
1.三爪自定心卡盘
v优点:
可自动定心,装夹方便,应用较广,
v缺点:
夹紧力较小,不便于夹持外形不规则的工件
2.四爪单动卡盘
四个爪都可单独移动,安装工件时需找正,夹紧力大,适用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称的较重、较大的工件。
3、复杂、精密工件装夹
1)花盘
3.2.2铣床夹具
铣床上的通用夹具:
平口钳(如下图)
铣床夹具中使用最普遍是机械夹紧机构,这类机构大多数利用机械摩擦的原理夹紧工件。
斜楔夹紧机构是其中最基本的形式,螺旋、偏心等夹紧机构是斜楔夹紧机构的演变形式。
1.斜楔夹紧机构
v楔块夹紧行程小;
v结构简单,夹紧和松开需要敲击大、小端,操作不方便。
v增力比、行程大小和自锁条件是相互制约的
2、螺旋夹紧机构
工作特点:
v
(1)自锁性能好
v
(2)增力比大
v(3)夹紧行程调节范围大
v(4)夹紧动作慢、工件装卸费时
适用范围;
v适用于手动夹紧,在机动夹紧机构中应用较少
v在实际生产中,螺旋——压板组合夹紧比单螺旋夹紧用得更为普遍。
3、偏心夹紧机构
特点:
v优点是操作方便,动作迅速,结构简单
v缺点是工作行程小,自锁性不如螺旋夹紧好,结构不耐振,适用于切削平稳且切削力不大的场合,常用于手动夹紧机构。
1、数控车床上一般工件常用的装夹方法。
P37第5、6题