工件定位与夹紧
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第3章工件定位与夹紧一.简答题:3-1.工件在夹具中定位、夹紧的任务是什么?定位:把工件装好,就是在机床上使工件相对于刀具及机床有正确的位上加工置。
工件只有在这个位置上接受加工,才能保证被加工表面达到所要求的各项技术教育要求。
夹紧:把工件夹牢,就是指定位好的工件,在加工过程中不会受切削力、离心力、冲击、振动等外力的影响而变动位置。
3-2.一批工件在夹具中定位的目的是什么?它与一个工件在加工时的定位有何不同?3-3.何谓重得定位与欠定位?重复定位在哪些情况下不允许出现?欠定位产生的后果是什么?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。
重复定位:工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。
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。
3-4.辅助支承起什么作用?使用应注意什么问题?生产中,由于工件形状以及夹紧力、切削力、工件重力等原因可能使工件在定位后还产生变形或定位不稳定。
常需要设置辅助支承。
辅助支承是用来提高工件的支承刚度和稳定性的,起辅助作用,决不允许破坏主要支承的主要定位作用。
各种辅助支承在每次卸下工件后,必须松开,装上工件后再调整和锁紧。
由于采用辅助支承会使夹具结构复杂,操作时间增加,因此当定位基准面精度较高,允许重复定位时,往往用增加固定支承的方法增加支承刚度3-5.选择定位基准时,应遵循哪些原则?定位时据以确定工件在夹具中位置的点、线、面称为定位基准。
定位基准有粗基准和精基准之分。
零件开始加工时,所有的面均未加工,只能以毛坯面作定位基准,这种以毛坯面为定位基准的,称为粗基准,以后的加工,必须以加工过的表面做定位基准,以加工过表面为定位基准的称精基准。
在加工中,首先使用的是粗基准,但在选样定位基准时,为了保证零件的加工精度,首先考虑的是选择精基准,精基准选定以后,再考虑合理地选择粗基准。
第一章工件的装夹---本书重点工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。
定位的任务是:使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。
工件位置的正确与否,用加工要求来衡量夹紧的任务是:使工件在切削力、离心力、惯性力和重力的作用下不离开已经占据的正确位置,以保证机械加工的正常进行。
定位、夹紧装夹在装夹工件----------→夹具-----→机床<------刀具§1.1 工件定位的基本原理一. 六点定则在空间直角坐标系中,工件可以沿X、Y、Z轴有不同的位置,称作工件沿X、Y、Z的位置自由度,用X、Y、Z表示;也可以绕X、Y、Z轴有不同的位置,称作工件绕X、Y和Z轴的角度自由度,用X、Y、Z表示。
用以描述工件位置不确定性的X、Y、Z和X、Y、Z,称为工件的六个自由度。
用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则,称为六点定则。
XOY面中,1,2,3支撑点:Z,X,YYOZ 面中,4,5点:X,ZZOX面中,6点:Y支承点的分布必须合理:工件底面上的三个支承点应放成三角形,三角形的面积越大,定位越稳。
工件侧面上的两个支承点不能垂直放置.注意:(1).定位就不能脱离,始终保持接触(2).不考虑受力,受力后不脱离定位面---夹紧的任务二. 限制工件自由度与加工要求的关系按照加工要求确定工件必须限制的自由度,在夹具设计中是首先要解决的问题。
加工要求-→工件需要限制的自由度<---→定位元件的选择表1-2 满足加工要求必须限制的自由度1.完全定位:工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位。
2.不完全定位:工件被限制的自由度少于六个,但能保证加工要求的定位。
在工件定位时,以下几种情况允许不完全定位:l)加工通孔或通槽时,沿贯通钢的位置自由度可不限制。
2)毛坯(本工序加工前)是轴对称时,绕对称轴的角度自由度可不限制。
3)加工贯通的平面时,除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外,还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。
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)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)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) 连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。
(5) 夹具体夹具体是机床夹具的基础件,(6) 其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。
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。
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) 划线找正法概念: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。
特点:费时,又需要技术高的划线工(3)在夹具上定位使用概念: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。
特点: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: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:1) 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。
2) 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。
第3章工件定位与夹紧
一.简答题:
3-1.工件在夹具中定位、夹紧的任务是什么?
定位:把工件装好,就是在机床上使工件相对于刀具及机床有正确的位上加工置。
工件只有在这个位置上接受加工,才能保证被加工表面达到所要求的各项技术教育要求。
夹紧:把工件夹牢,就是指定位好的工件,在加工过程中不会受切削力、离心力、冲击、振动等外力的影响而变动位置。
3-2.一批工件在夹具中定位的目的是什么?它与一个工件在加工时的定位有何不同?
3-3.何谓重得定位与欠定位?重复定位在哪些情况下不允许出现?欠定位产生的后果是什么?
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。
重复定位:工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。
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。
3-4.辅助支承起什么作用?使用应注意什么问题?
生产中,由于工件形状以及夹紧力、切削力、工件重力等原因可能使工件在定位后还产生变形或定位不稳定。
常需要设置辅助支承。
辅助支承是用来提高工件的支承刚度和稳定性的,起辅助作用,决不允许破坏主要支承的主要定位作用。
各种辅助支承在每次卸下工件后,必须松开,装上工件后再调整和锁紧。
由于采用辅助支承会使夹具结构复杂,操作时间增加,因此当定位基准面精度较高,允许重复定位时,往往用增加固定支承的方法增加支承刚度
3-5.选择定位基准时,应遵循哪些原则?
定位时据以确定工件在夹具中位置的点、线、面称为定位基准。
定位基准有粗基准和精基准之分。
零件开始加工时,所有的面均未加工,只能以毛坯面作定位基准,这种以毛坯面为定位基准的,称为粗基准,以后的加工,必须以加工过的表面做定位基准,以加工过表面为定位基准的称精基准。
在加工中,首先使用的是粗基准,但在选样定位基准时,为了保证零件的加工精度,首先考虑的是选择精基准,精基准选定以后,再考虑合理地选择粗基准。
3-6.夹紧装置设计的基本要求是什么?确定夹紧力的方向和作用点的原则有哪些?
夹紧机构应满足下面要求:
1. 夹紧过程中,必须保证定位准确可靠,而不破坏原有的定位。
2. 夹紧力的大小要可靠、适应,既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变、振动小,又要使工件不产生过大的夹紧变形。
3. 夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产类型相适应,在保证生产效率的前提下,其结构要力求简单,工艺性好,便于制造和维修。
4. 夹紧装置应具有良好的自锁性能,以保证在源动力波动或消失后,仍能保持夹紧状态。
5. 夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。
1. 夹紧力方向的确定原则
夹紧力的作用方向不仅影响加工精度,而且还影响夹紧的实际效果。
具体应考虑如下几
点:
(1)夹紧力的作用方向应保证定位准确可靠,而不破坏工件的原有定位精度
工件在夹紧力作用下,应确保其定位基面贴在定位元件的工作表面上。
为此要求主夹紧力的方向应指向主要定位基准面,其余夹紧力方向应指向工件的定位支承。
(2)夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形尽量小
(3)夹紧力作用方向应使所需夹紧力尽可能小
2. 选择夹紧力作用点的原则
夹紧力作用点的位置、数目及布局同样应遵循保证工件夹紧稳定、可靠、不破坏工件原来的定位以及夹紧变形尽量小的原则,具体应考虑如下几点:
(1)夹紧力作用点应能保持工件定位稳固而不至引起工件发生位移或偏转。
(2) 夹紧力作用点应使夹紧变形尽量小
(3)夹紧力的作用点应保证定位稳定、夹紧可靠。
3-7.何谓联动夹紧机构?设计联运夹紧机构时应注意哪些问题?
联动夹紧是指操纵一个手柄或利用一个动力装置,就能对一个工件的同一方向或不同方向的多点进行均匀夹紧,或同时夹紧若干个工件。
3-8.夹具体的结构型式有几种?
二.定位分析题:
1.根据工件的加工要求,确定工件在夹具中定位时应限制的自由度。
3-9.如题3-69图所示,镗фD孔。
其余表面已加工。
、、、
3-10 如题3-70图所示,加工尺寸为41±0.1mm、角度450±10ˊ的斜面,其余尺寸均已加工。
图3-69 图3-70
、、、、、
3-11.如题3-71图所示,同时钻2-фd孔,A面、фD均已加工。
、、、、
3-12.如题3-72图所示,钻фd孔,A面、фD均已加工。
、、、、
图3-71 图3-72
3-13.如题3-73图所示,在一个夹具上钻、铰ф8H7及ф6H7孔,其余表面均已加工。
、、、、、
3-14.如题3-74图所示,加工ф8+00.05mm孔,其余表面均已加工。
图3-73 图3-74
、、、、
2.试确定各定位元件限制了工件哪几个自由度?分别属于哪种定位方式?
3-15.如题3-75图所示,钻孔фC。
图3-75
两个短v形块限制:、、、
支撑钉限制:
菱形销限制:
属于完全定位。
3-16.如图3-76所示,镗前面大孔。
图3-76
支撑板:、、
支撑钉:
菱形销:、
属于完全定位。
3-17.如题3-77——图3-78图所示。
图3-77 图3-78 图3-77 :
定位块:、、
两v形块:、、
属于完全定位。
图3-78:
底面:、、
圆柱销:、
浮动v形块:
属于完全定位。
三.夹紧分析题:
3-18.试分析图示各夹紧机构中夹紧力的方向和作用点是否合理?若不合理应如何改进?
图3-79
(a)Fw方向不合理,Fw应朝向主要定位基面。
(在上表面朝下夹紧)
(b)Fw作用点不合理,易使工件变形,改为上面两个端口处。
(c)Fw作用点不合理,易破坏定位,Fw指向大定位钉中心处。
(d)Fw作用点不合理,易变形,作用在刚性较好的部位。
(e)作用点不合理,右端螺杆作用点移到左端支撑的中心处。
(f)Fw方向不合理,应从右向左夹紧。
3-19.试分析图示的各夹紧机构是否合理?怎样改进?
(a)不合理,增加压块,参看图3-48(a)。
(b)不合理,左端螺杆部位离加工表面太远,应改为向上些,同时底部支撑的右边挡块加高。
(c)不合理,上不两个压块容易造成只有一个能夹紧,改为摆动压块。
(d)不合理,夹紧力作用在工件刚性较差部位,易变形,改为作用在工件圆周壁处。
图3-80。