机床夹具设计 第二章 第2节 定位元件设计1、2教学文案
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目录第1章零件的分析 (1)1.1 零件的功用及结构分析 (1)1.2 零件的工艺分析 (2)第2章摇杆零件机械加工工艺规程设计 (3)2.1 毛坯的选择 (3)2.2 基准的选择 (3)2.3 工艺路线的拟定 (3)2.3.1表面加工方法及加工方案的确定2.3.2加工顺序的确定2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的确定 (4)2.5 切削用量及工时定额的确定 (5)第3章铣厚度10两侧面工序夹具设计 (8)3.1 任务的提出 (8)3.2 定位方案及定位装置的设计计算 (8)3.2.1定位方案的确定3.2.2定位元件及装置设计3.2.3定位误差的分析计算3.3 对刀或导引元件(装置)设计 (10)3.4 夹紧方案及装置的设计计算 (10)3.4.1夹紧方案的确定3.4.2夹紧力大小的分析计算3.4.3夹紧机构及装置设计3.5 连接元件及夹具体设计 (11)3.6 夹具操作及维护简要说明 (11)第4章铣厚度10两侧面工序夹具虚拟装配 (12)4.1 Pro/E三维零件设计及虚拟装配技术 (12)4.2夹具主要零件虚拟创建 (12)4.3虚拟装配方法、顺序及零件约束确定 (13)4.4夹具组件虚拟装配及其分解................ . (13)参考文献 (15)附录Ⅰ机械加工工艺过程卡片附录Ⅱ机械加工工序卡致谢 (19)结束语 (20)第1章零件的分析1.1 零件的功用及结构分析课设题目:“摇杆”机械加工工艺规程及铣厚度10两侧面夹具设计零件二维图:零件三维图:题目给定的是车床的摇杆零件。
它位于车床上的变速结构中,用来换挡,使主轴的回转运动按照工作者的要求工作,从而获得所需要的速度和扭矩的作用。
零件上的φ12H7孔与操作机构连接,φ20H7孔则是用于与控制齿轮所在的轴相配合。
通过φ12H7孔所受的力拨动φ20H7孔这端的齿轮变速达到所需的作用。
摇杆零件图样的视图正确、完整、统一,尺寸、公差及技术要求齐全,完全表达清楚了此零件的机构特点。
授课内容:第一章机床夹具概述第一节机床夹具及其功用一、概念机床夹具是机床上用以装夹工件(和引导刀具)的一种装置。
其作用是将工件定位,以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置,并把工件可靠地夹紧。
二、机床夹具的功能主要功能:使工件定位和夹紧。
特殊功能:对刀和导向。
三、机床夹具的作用1、保证加工精度2、提高劳动生产率3、改善劳动条件4、降低生产成本5、保证工艺纪律6、扩大机床工艺范围第二节机床夹具的组成定位元件夹紧装置夹具体连接元件对刀与导向装置其它元件及装置一、基本组成部分1、定位元件:是夹具的主要功能元件之一。
2、夹紧装置:也是主要功能元件之一。
3、夹具体:是夹具的基体骨架。
二、其它组成部分1、连接元件:是夹具在机床上安装连接形式,有安装在工作台上和安装在机床主轴上的。
2、对刀与导向装置:是确定刀具的位置。
3、其它元件及装置:如分度装置、靠模装置、上下料装置、工来机器人、顶出器和平衡块等。
第三节机床夹具的分类及设计要求一、分类:1、按通用特性分类(1) 通用夹具(2) 专用夹具(3) 可调夹具(4) 组合夹具(5) 自动化生产用夹具2、按夹具使用的机床分类车床夹具、铣床夹具、刨床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床夹具等。
3、根据产生加紧力的动力源分类手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
二、设计要求(1) 保证工件的加工精度要求,(2) 保证工人的操作方便、安全(3) 达到加工的生产率要求。
(4) 满足夹具一定的使用寿命和经济性要求课程小结:了解夹具的作用,学习夹具的分类,针对不同的场合设计不同的夹具结构即夹具设计具有针对性。
课后思考:对于薄壁零件在设计夹具时应注意哪些事项?授课内容:第二章工件的定位第一节工件定位的基本原理1.概述为满足加工精度要求机床夹具应保证:工件在夹具中占有正确位置;夹具在机床上的正确位置;刀具相对夹具的正确位置。
基本概念:(一)工件在夹具中定位的任务主要任务:使同一批工件在夹具中占据正确的位置。
机床夹具设计第二章第2节定位元件设
计1、2
1、工件以粗基准平面
定位
粗基准平面通常
是指经过清理的锻、
铸毛坯工件的平面。
其表面较粗糙,且有
较大的平面度误差。
粗基准平面定位的特
点如右图所示。
图a所示为粗基准平面定位点的随机性分布特点。
一个较大的粗基准平面与定位支承平面接触时,必为随机分布的三个点,定位不稳定。
为了控制这三个定位点的位置,通常要采用呈点接触的定位元件,如支承钉(见图b),以获得较满意的固定定位点。
粗基准平面定位常用的定位元件有支承钉、可调支承和浮动支承。
1)支承钉
a)B型(球头)支承钉
b)C型(齿纹)支承钉
c)A型(平头)支承钉
2)可换支承钉
a)具有两种定位面的可换支承钉
b)磨损后可更换支承钉
用于批量较大的生产中,可以降低夹具成本
3)可调支承可调支承的定位点是可调整的。
a)调节支承
(JB/T8026.4-
1999)
b) 圆柱头
调节承
(JB/T8026.3
-1999)
c) 六角头
支承
(JB/T8026.1
-1999)
4)可调支承
浮动支承的特点是增加与定位工件的接触点,而不发生过定位。
使用浮动支承可提高工件的定位刚度。
a)摆动式浮动支承
b)移动式浮动支承
c)球形浮动支承
3、工件以精基准平面定位
工件的基准平面经切削加工后,可直接放在平面上定位。
经过刮削、精铣、磨削的平面具有较小的表面粗糙度值和平面度误差,可获得较精确的定位。
常用的定位元件有支承板和平头支承钉等,这类是呈面接触的定位元件。
1)支承板
a)A型光面支承板:用于垂直布置的定位场合
b)B型带斜槽支承板:用于水平布置的定位场合
2)支承钉
图所示为平头(A型)支承钉,其定位面经过磨削。
A型支承钉主要规格与B型、C型支承钉相同。
3)其他定位方法和元件
a)直接在夹具体的一个平面上定位
b)、c)非标准支承板
3、设计示例
图所示为开合螺母的零件简图,使用夹具加工螺纹Tr44×12至图样要求。
工件的主要定位基准为B平面,限制自由度
(图中定位符号见附表1);第二定位基准为A平面,限制自由度;第三定位基准为C平面,限制自由度。
4、辅助支承的应用
在加工大型机体和箱体零件时,为了克服因支承面的不足而引起的变形和振动,通常需要考虑提高工件的定位刚度。
在加工刚度较低的零件时,也要注意定位刚度的问题。
提高工件定位刚度常用的方法是采用辅助支承,以减小工件的变形和振动。
辅助支承不限制工件自由度,设计时要注意辅助支承与定位支承的区别。
辅助支承只起支撑作用,使用完毕需将其放松,待工件重新定位后再支撑。
图a所示为已标准化的自动调节支承(JB/T8026.7-1999)。
工件定位后,支承1由弹簧3的作用自动与工件保持接触,锁紧顶销2即可起支撑作用。
装夹工件时,要注意上述操作步骤。
如图b所示,工件在支承板、定位销、菱形销上定位、铣削A平面,其下端由辅助支承支撑。
辅助支承由斜楔作用,保持自锁。
通常,工件以圆柱孔定位是一种中心定位,即定位面为圆柱孔表面,定位基准为圆柱中心轴线。
工件中心定位的方法是用定位轴、定位销、定位插销和心轴等与孔的配合实现的(见图a),故通常要求内孔基准面有较高的精度。
有时,采用自动定心定位。
粗基准内孔的定位很少采用。
图b所示为铣削尾座底平面的定位方法,在毛坯孔的两端用顶尖支承,以保证镗孔工序的余量均匀。
圆柱孔定位的特点
a)精基准的中心定位示意图
b)粗基准的中心定位示意图
2、工件以精基准孔定位
(1)定位轴
通常,定位轴为专用结构,其圆柱定位面可限制工件的四个自由度。
图所示为钻模所用定位轴的结构,图中2为中心定位部分,通常需最小间隙为0.005mm,直径公差带按设计确定;引导部分的倒角为15°;定位轴与夹具体连接,连接部分有多种结构。
钻模所用定位轴的结构
1—与夹具体的连接部分
2—中心定位部分
3—引导部分
4—夹紧部分
5—排屑槽
6—台阶定位面
(2)固定式定位销
定位销是多个定位基准定位中最常用的定位元件之一,在以孔作为第二定位基准、第三定位基准时使用。
图a所示为圆形A型固定式定位销(JB/T8014.2-1999),可限制工件的两个自由度。
图b所示为B型固定式菱形定位销,只能限制工件的一个自由度。
(3)小定位销
如图所示,小定位销(JB/T8014.1-1999)也分A型、B型两种。
主要参数 D为1~3mm,其功能与固定式定位销相同。
小定位销
(JB/T 8014.1-1999)
a) 圆形小定位销
b) 菱形小定位销
(4)可换定位销
a)圆形可换定位销b)菱形可换定位销
(5)定位插销
图所示为定位插销(JB/T8015-1999)的结构。
A型定位插销可限制工件的两个自由度,B型定位插销则限制工件的一个自由度。
定位插销常用于不便装卸的部位和工件,以被加工孔作为定位基准的定位中。
其主要规格d为3mm,4mm,…,78mm。
d的公差带为f7。
a)圆形可换定位销
b)菱形可换定位销
(6)心轴
心轴常用于套类、盘类零件的车削、铣削、磨削和齿轮的加工中,以保证加工面对内孔的同轴度公差等精度要求。
心轴的结构较紧凑,心轴以柄部或中心孔作为连接表面与机床连接。
心轴的专用化程度很高,故许多企业都制订了有关心轴的企业标准,如外圆磨床、车床、滚齿机、插齿机、刨齿机、磨齿机等机床心轴的标准。
图所示为几种常用的定位套。
通常,定位套的圆柱面及端面为定位工作面。
图a所示为短定位套圆柱面;
图b所示的长定位套圆柱面。
三、工件以外圆柱面定位
1、工件以外圆柱面定位的特点
通常,工件以外圆柱面定位是一种中心定位。
工件的定位基准为中心要素。
常用的定位元件有V形块、定位套等。
有时采用自动定心定位,如定心夹紧机构。
四、工件以特殊表面定位
除了上述工件以平面和内、外圆柱表面定位外,有时还常遇到特殊表面的定位。
下面介绍几种典型的特殊表面定位。
1、工件以内、外圆锥面定位
2、工件以中心孔定位
3、工件以导轨面定位
4、工件以齿形表面定位
新课小结:本节课较为重点的知识点(10分钟):
作业布置:。