工件定位原理及机床夹具设计
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机床夹具设计设计的知识点机床夹具是机床加工中必不可少的辅助工具,它能够固定和支撑工件在加工过程中,提高加工质量和效率。
机床夹具设计是机械设计中的一个重要环节,下面将介绍机床夹具设计的知识点。
一、工件定位原则在机床夹具设计中,工件的定位是至关重要的。
工件定位的主要目的是确保工件正确的位置和方向,以便于加工操作的进行。
工件定位原则包括以下几点:1. 三点法定位:在夹具设计过程中,通常采用三点法进行工件的定位。
即通过三个定位台与工件接触,确保工件在加工过程中的稳定性和准确性。
2. 可靠性要求:工件的定位应具备可靠性,确保工件在加工过程中不会位移或产生振动。
定位精度应能满足工件加工的要求,提高产品质量。
3. 确定定位基准:夹具设计中需要确定定位基准,通常选择工件上的特定面或特征,以确保工件在加工过程中的一致性。
二、夹紧原则夹紧是机床夹具设计中的重要环节,它保证了工件在加工过程中的稳定性和安全性。
夹紧原则包括以下几点:1. 夹紧力的确定:夹紧力应根据工件的材料、形状和加工要求来确定。
夹紧力应足够大,以确保工件在加工过程中不会滑动或移位。
2. 夹紧方式的选择:根据工件的形状和材料,选择合适的夹紧方式,如机械夹紧、液压夹紧或气压夹紧等。
夹紧方式应能满足工件加工的要求。
3. 防止变形和损坏:夹紧力应适当,以防止工件的变形和损坏。
特殊形状的工件应设计相应的夹具形状,以避免工件变形或损坏。
三、刀具布置原则刀具布置是机床夹具设计的关键环节,它直接影响到加工效率和质量。
刀具布置原则包括以下几点:1. 刀具的合理布置:根据工件的形状和加工要求,合理布置刀具位置和数量。
刀具布置应尽量减少加工过程中的空转和空程,提高加工效率。
2. 刀具固定方式:刀具固定方式应牢固可靠,以确保刀具在加工过程中不会松动或脱落。
可以采用夹紧、固定螺栓等方式来固定刀具。
3. 刀具的刃具选择:根据加工要求选择合适的刀具刃具,以确保加工质量和工艺要求。
数控车床的夹具设计原理
数控车床的夹具设计原理主要包括以下几个方面:
1. 夹紧原理:夹具的主要功能是夹住工件,确保工件在加工过程中的稳定性。
夹具通常采用机械夹紧、液压夹紧或气动夹紧等方式,在夹紧过程中要考虑到夹紧力的大小、分布均匀性以及夹紧方式的灵活性等因素。
2. 定位原理:夹具的另一个重要功能是确保工件在加工过程中的准确定位。
夹具设计中要考虑到工件的形状、尺寸以及零件间的相对位置关系,选择适当的定位方式,如销子定位、球锥定位、面板定位等。
3. 支撑原理:数控车床加工过程中,工件需要在夹具内得到合理的支撑,以避免工件在切削力作用下发生变形。
夹具设计中需要考虑到工件的几何特征,确定合适的支撑点,采用支撑块、支撑台等结构形式,提供稳定的支撑面。
4. 切削力分析:夹具设计中还需要考虑到切削过程中产生的切削力,并进行力学分析。
根据切削力的方向和大小,设计夹具的支撑结构,增加夹具的刚性和稳定性,以提高加工精度和表面质量。
5. 运动原理:数控车床加工过程中,夹具需要与机械手、工作台等设备协同工作。
因此,夹具设计中要考虑到夹具的运动特点,确保夹具的操作灵活、方便,与其他设备的运动相匹配。
总之,夹具设计原理在于确保夹具对工件进行牢固夹持和准确定位的同时,提供合理的支撑和增加刚性,以满足数控车床加工过程的要求。
第1章工件的定位●理解六点定位原理。
●常用定位元件限制的自由度。
●工件定位方式:完全定位、不完全定位、过定位和欠定位。
●常用定位元件的设计。
●定位误差的分析和计算。
●根据零件工序加工要求,确定定位方式。
●根据零件工序加工要求,确定定位方案。
●掌握定位元件的设计方法。
●掌握定位误差的分析和计算。
1.1工作场景导入【工作场景】如图1.1所示,钢套零件在本工序中需钻φ5mm孔,工件材料为Q235A钢,批量N=2000件。
钢套零件三维图如图1.2所示。
【加工要求】(1)φ5mm孔轴线到端面B的距离20±0.1mm。
(2)φ5mm孔对φ20H7孔的对称度为0.1mm。
本任务是设计钻φ5mm孔的钻床夹具定位方案。
图1.1钢套零件钻φ5mm工序图图1.2钢套零件三维图【引导问题】(1)仔细阅读图1.1,分析零件加工要求,各工序尺寸的工序基准是什么?(2)工件定位与夹紧的概念是什么?分析它们分别是由什么装置实现的?(3)六点定位原理是什么?(4)什么是完全定位、不完全定位、过定位和欠定位?(5)常用定位元件有哪些?定位元件限制的自由度?(6)定位方案设计的基本原则是什么?定位元件的要求是什么?(7)定位误差如何分析和计算?(8)企业生产参观实习。
①生产现场机床夹具的组成是什么?②生产现场机床夹具使用的定位元件有哪些?③生产现场机床夹具定位时限制几个自由度?1.2基础知识【学习目标】理解六点定位原理,分析常用定位元件限制的自由度,确定工件的定位方式,常用定位元件的设计,定位方案设计的基本原则,定位误差的分析和计算。
1.2.1工件定位的基本原理1.概述为了达到工件被加工表面的技术要求,必须保证工件在加工过程中的正确位置。
夹具保证加工精度的原理是加工需要满足3个条件:①一批工件在夹具中占有正确的位置;②夹具在机床上的正确位置;③刀具相对夹具的正确位置。
显然,工件的定位是极为重要的一个环节。
本章就要讨论工件的定位问题。
2.定位的实质就是使同一批工件在夹具中占有正确的加工位置讨论题:定位与夹紧的关系是什么?基准的概念基准:零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的要素(点、线、面)。
3.定位基准:是定位设计的一个关键问题是制订工艺规程的依据4.自由度:任何一个自由刚体,在空间均有六个自由度,即沿空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和绕此三坐标轴的转动。
由刚体运动学可知,一个自由刚体,在空间有且仅有六个自由度。
工件在空间的位置是任意的,即它既能沿Ox、Oy、Oz三个坐标轴移动,称为移动自由度,分别表为;又能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴转动,称为转动自由度,分别表示为。
图 2.2 工件自由工件定位的实质就是限制工件的自由度5.六点定则工件定位时,用合理分布的六个支承点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个自由度,使工件的位置完全确定,称为“六点定则”在与机床工作台面平行的平面上“合理”布置三个支承钉与工件底面接触,限制了三个自由度,在与机床进给方向平行的平面上“合理”布置两个支承钉与工件侧面接触,限制了两个自由度,综合结果:限制了五个自由度。
[例2.2]如图2.4所示在工件上铣槽,保证槽在三个方向上的位置要求,试确定定位方案。
①分析满足加工要求必须限制的自由度,也简称理限。
保证槽的上下位置要求:必须限制保证槽的左右位置要求:必须限制保证槽的前后位置要求:必须限制综合结果:必须限制六个自由度。
②用定位元件来限制理论上应该限制的自由度。
用长V形块与工件外圆面接触限制;用定位支承钉与工件端面接触限制;用定位销与工件槽面接触限制;综合结果:限制了。
注意问题:1) 定位元件限制自由度的作用表示它与工件定位面接触,一旦脱离接触就失去限制自由度的作用。
六点定则1.六点定则是工件定位的基本法则,用于实际生产时,起支承作用的是一定形状的几何体,这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。
2.平面几何体的定位3.圆柱几何体的定位件以外圆定位,最常见的定位元件有V形架、半圆弧定位等装置。
工件定位原理及机床夹具设计一、填空题1.工件装夹的实质,就是在机床上对工件进行(定位)和(夹紧)。
2.工件装夹的目的,则是通过(定位)和(夹紧)而使工件在加工过程中始终保持其正确的加工位置,以保证达到该工序所规定的技术要求。
3.按工件在加工过程中实现定位的方式来分,常见的工件的装夹方法可归纳为两类:(找正安装)、(用专用夹具安装)。
4.工件在夹具中定位的目的,就是要使(工件相对于刀具和机床)在夹具中占有一致的正确加工位置。
5.工件直接装入夹具,依靠工件上的(定位基准面)与夹具的(定位元件)相接触,而占有正确的相对位置,不再需要找正便可将工件夹紧。
6.专用机床夹具主要适用于生产批量(大),()相对稳定的场合。
7.工件相对于刀具的位置取决于(对刀元件)的正确位置和(导向元件)的正确位置。
8.用专用夹具装夹进行加工时,一般都采用(导向元件)加工,所以,为了预先调整刀具的位置,在夹具上设有确定刀具位置或引导刀具方向的()。
9.工件在定位时应该采取的定位支承点数目,或者说,工件在定位时应该被限制的自由度数目,完全由工件在该工序的(定位基准)所确定。
10.工件用平面定位时,常用的定位元件有各种形式的(支撑钉)和(支撑板)。
11.工件用外圆柱面定位时,常用的定位元件是( V型架)和()。
12.可调支承主要用于(工件以粗基准面定位或定位基准面形状复杂),而又以()。
13.辅助支承只能起提高(工件定位稳定性)和(安装刚性)作用,而决不能允许它破坏基本支承应起的主要定位作用。
14.由于一对定位副存在(制造误差)和(包含定位副间的配合间隙),从而使定位基准相对于限位基准发生位置移动,产生基准位移误差。
15.工件定位时,几个定位支承点重复限制同一个自由度的现象,称为(过定位).16.按某一种工件的某道工序的加工要求,由一套预先制造好的标准元件拼装成的“专用夹具”称为(拼拆式夹具)夹具。
17.V形块定位元件适用于工件以(外圆柱面)面定位。
第三模块工件定位原理及机床夹具设计习题及答案一、填空题1.工件装夹的实质,就是在机床上对工件进行()和()。
2.工件装夹的目的,则是通过()和()而使工件在加工过程中始终保持其正确的加工位置,以保证达到该工序所规定的技术要求。
3.按工件在加工过程中实现定位的方式来分,常见的工件的装夹方法可归纳为两类:()、()。
4.工件在夹具中定位的目的,就是要使()在夹具中占有一致的正确加工位置。
5.工件直接装入夹具,依靠工件上的()与夹具的()相接触,而占有正确的相对位置,不再需要找正便可将工件夹紧。
6.专用机床夹具主要适用于生产批量(),()相对稳定的场合。
7.工件相对于刀具的位置取决于()的正确位置和()的正确位置。
8.用专用夹具装夹进行加工时,一般都采用()加工,所以,为了预先调整刀具的位置,在夹具上设有确定刀具位置或引导刀具方向的()。
9.工件在定位时应该采取的定位支承点数目,或者说,工件在定位时应该被限制的自由度数目,完全由工件在该工序的()所确定。
10.工件用平面定位时,常用的定位元件有各种形式的()和()。
11.工件用外圆柱面定位时,常用的定位元件是()和()。
12.可调支承主要用于(),而又以()。
13.辅助支承只能起提高()的()作用,而决不能允许它破坏基本支承应起的主要定位作用。
14.由于一对定位副存在()和(),从而使定位基准相对于限位基准发生位置移动,产生基准位移误差。
15.工件定位时,几个定位支承点重复限制同一个自由度的现象,称为().16.按某一种工件的某道工序的加工要求,由一套预先制造好的标准元件拼装成的“专用夹具”称为()夹具。
17.V形块定位元件适用于工件以()面定位。
18.定位误差由两部分组成,即基准位置误差和()误差。
19.在使用圆偏心轮夹紧工件时能保证自锁,则应使圆偏心轮上任意一点的()角都小于该点工作时的()角。
20.分度装置可分为()装置和直线分度装置两大类。
21.机床夹具的动力夹紧装置由()、中间传力机构和()所组成。
22.套类零件采用心轴定位时,长心轴限制了()个自由度;短心轴限制了()个自由度。
23.钻套按其结构型式可分为()钻套、()钻套、快换钻套和非标准钻套四种。
24.几个定位元件重复限制同一个自由度的定位,是()。
25.多点联动夹紧机构中必须有()元件。
26.由于工件定位所造成的加工面相对其()的位置误差,称为定位误差。
———————————————————————————————————————填空题答案1.(定位)、(夹紧。
)2.(定位)、(夹紧)3.(按找正方式定位装夹)、(用专用夹具装夹)。
4.(同一批工件)5.(定位基准)、(定位元件)6.(较大),(产品品种)7.(夹具在机床上)、(工件在夹具中)8.(调整法)、(对刀-导引元件)9.(加工技术要求)10.(支承钉)、(支承板)11.(V形块)、(定位套)12.(毛坯质量不高)、(粗基准定位时)13.(工件支承刚性)、(辅助定位)14.(制造公差)、(配合间隙)15.(过定位)16.(组合)17.(圆柱)18.(基准不重合)19.(升角)、(摩擦)20.(回转分度)21.(力源装置)、(夹紧元件)22.(4)、(2)23.(固定)、(可换)24.(过定位)25.(浮动)26.(设计基准)————————————————————————二、选择题一)单选题:1.定位基准是指()A.机床上的某些点、线、面 B.夹具上的某些点、线、面C.工件上的某些点、线、面 D.刀具上的某些点、线、面2.工序基准定义为()A.设计图中所用的基准 B.工序图中所用的基准C.装配过程中所用的基准 D.用于测量工件尺寸、位置的基准3.工件采用心轴定位时,定位基准面是()A.心轴外圆柱面 B.工件内圆柱面C.心轴中心线 D.工件外圆柱面4.机床夹具中,用来确定工件在夹具中位置的元件是()A.定位元件 B.对刀—导向元件C.夹紧元件 D.连接元件5.工件以圆柱面在短V形块上定位时,限制了工件()个自由度。
A.5 B.4C.3 D.26.在一平板上铣通槽,除沿槽长方向的一个自由度未被限制外,其余自由度均被限制,此定位方式属于()。
A.完全定位 B.部分定位C.欠定位 D.过定位7.布置在同一平面上的两个支承板相当于的支承点数是()A.2个 B.3个C.4个 D.无数个8、下面对工件在加工中定位的论述不正确的是()A.根据加工要求,尽可能采用不完全定位 B.为保证定位的准确,尽可能采用完全定位C.过定位在加工中是可以允许的 D.在加工中严格禁止使用欠定位9、机床夹具中夹紧装置应满足以下除(C )之外的基本要求。
A.夹紧动作准确 B.夹紧机构的自动化与实际情况适用C.夹紧力应尽量大 D.夹紧装置结构应尽量简单10、没有限制工件的全部自由度,但能满足本工序加工要求的定位属于()A.完全定位 B.不完全定位C.过定位 D.欠定位11、无论几个支撑点与工件接触,都只能限制工件的一个自由度的支撑是()A.固定支撑 B.可调支撑C.自位支撑 D.辅助支撑12、设计夹具时,定位元件的误差约等于工件公差的()A、2倍B、1/2C、1/313、工件以平面定位时,所使用的主要定位元件有()A、支承钉B、V型铁C、削边销14、在三爪卡盘上,用反爪装夹工件时,它限制了工件()个自由度。
A、三B、四C、五15、车削形位精度要求高的较长轴类工件时,一般应采用()为定位基准。
A、外圆B、阶台端面C、前后中心孔16、三个支承点对工件平面定位,能限制()个自由度A、2B、3C、4D、517、在车床上加工轴类零件,用三爪长盘安装工件,它的定位是( )。
A.六点定位 B.五点定位 C.四点定位 D.七点定位 E.三点定位18、外圆柱工件在套筒孔中的定位,当工件定位基准和定位孔较长时,可限制( )自由度。
A.两个移动 B.两个转动 C.两个移动和两个转动19、一般情况下,由于夹具体的体积较大且要求具有一定的尺寸稳定性,小易变形,所以最好是用()制造。
A.铸铁 B.铸钢 C.铸铅20、在夹具中布置六个支承点,限制了全部六个自由度,使工件的位置完全确定,称为( )。
A.完全定位B.欠定位C.过定位21、选择定位基准时,一般都选用( )基准,因为它接触面积较大,夹持方便,无论从准确度和受力变形来看,都较为合理。
A.设计 B.装配 C.加工22、采用手动夹紧装置时,夹紧机构必须具有( )性。
A.自锁 B.平衡 C.平稳23、在夹具中,用圆柱芯轴来作工件上圆柱的定位元件时,它可限制工件的( )自由度。
A.三个 B.四个 C.五个 D.六个24、在夹具中,长圆柱心轴,作工件定位元件,可限制工件的( )自由度。
A.三个 B.四个 C.五个25、在夹具中,用较短的V型铁对工件的外圆柱表面定位时,它可以限制工件的( )自由度。
A.两个 B.三个 C.四个 D.六个26、长V形架对圆柱定位时,可限制工件的( )自由度。
A.三个B.四个C.五个27、当加工的孔需要依次进行钻削、扩削、铰削多种加工时,应采用( )。
A.固定转套B.可换钻套C.快换钻套28、工件在夹具中定位时,在工件底平面均布三个支承点,限制了三个自由度,这个面称( )。
A.止动基准面 B.工艺基准 C.主要基准29、用三个支承点对工件的平面定位,能限制( )自由度。
A.三个移动B.三个移动C.一个移动、两个转动30、在夹具中,用来确定刀具对工件的相对位置和相对进给方向,以减少加工中位置误差的元件和机构统称( )。
A.刀具导向装置B.定心装置C.对刀块31.在车床上采用中心架支承加工长轴时,是属于哪种定位。
()A.完全定位 B.不完全定位 C.过定位 D.欠定位32.机床夹具中需要考虑静平衡要求的是哪一类夹具()。
A.车床夹具 B.钻床夹具 C.镗床夹具 D.铣床夹具33.常用的夹紧机构中,自锁性能最可靠的是()。
A.斜楔 B.螺旋 C.偏心 D.铰链34.工件采用心轴定位时,定位基准面是()。
A.心轴外圆柱面 B.工件内圆柱面C.心轴中心线 D.工件孔中心线35.夹具的动力装置中,最常见的动力源是()。
A.气动 B.气-液联动C.电磁 D.真空36.工件外圆柱面以90˚V形块定位铣键槽,如图所示,其定位误差为()。
A.Td B.0.7Td C.0.5Td D.037.在平面磨床上磨削平面时,要求保证被加工平面与底平面之间的尺寸精度和平行度,这时应限制()个自由度。
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个38.工件以外圆柱面在长V形块上定位时,限制了工件()自由度。
A.6个 B.5个 C.4个 D.3个39.箱体类工件常以一面两孔定位,相应的定位元件应是()。
A.一个平面、二个短圆柱销 B.一个平面、一个短圆柱销、一个短削边销 C一个平面、二个长圆柱销 D.一个平面、一个长圆柱销、一个短圆柱销41.工件加工时,其定位目的在于确定()基准的位置。
A.设计 B.工序 C.测量 D.定位42.用双顶尖装夹工件车削外圆,限制了()个自由度。
A.6个 B.5个 C.4个 D.3个44.套类零件以心轴定位车削外圆时,其定位基准是()。
A.工件外圆柱面 B.工件内圆柱面C.心轴外圆柱面 D.心轴中心线45.在平面磨床上磨削工件的平面时,不能采用下列哪一种定位?()A.完全定位 B.不完全定位 C.过定位 D.欠定位46.一面二孔定位中,削边销削边方向(如图)应是()。
A.与两孔中心连线同方向 B.与两孔中心连线方向成45ºC.与两孔中心连线方向成90º D.任意方向均可47.采用弹性心轴装夹短套工件,属何种定位()。
A.完全定位 B.不完全定位C.过定位 D.重复定位48.工件以圆柱面在短V形块上定位时,限制了工件()个自由度。
A.5 B.4 C.3D.249.定位基准是指( B )。
A.机床上的某些点、线、面 B.夹具上的某些点、线、面C.工件上的某些点、线、面 D.刀具上的某些点、线、面50.机床夹具中,用来确定工件在夹具中位置的元件是()。
A.定位元件 B.对刀—导向元件C.夹紧元件 D.连接元件51.下列哪一种定位不能采用()。
A.完全定位 B.不完全定位 C.过定位 D.欠定位52.盘形齿轮齿坯精加工时,采用小锥度心轴装夹车削外圆属何种定位()。
A.完全定位 B.不完全定位 C.过定位 D.欠定位53、选择粗基准时,应选择()的表面。
A.任意 B.比较粗糙 C.加工余量小或不加工54、零件图中尺寸标注的基准一定是()A.定位基准 B.设计基准 C.测量基准55、同轴度要求较高,工序较多的长轴用()装夹较合适。
A.四爪卡盘 B.三爪卡盘 C.两顶尖56、()夹紧装置结构简单,夹紧可靠。