1.工件的裝夾
在機械加工過程中,為(wei) 了保證加工精度,在加工前,應確定工件在機床上的位置,並固定好,以接受加工或檢測。將工件在機床上或夾具中定位、夾緊的過程”,稱為(wei) 裝夾。
工件的安裝包含了兩(liang) 個(ge) 方麵的內(nei) 容:
定位 確定工件在機床上或夾具中正確位置的過程,稱為(wei) 定位。
夾緊 工件定位後將其固定,使其在加工中保持定位位置不變的操作,稱為(wei) 夾緊。
2.機床夾具
能方便地讓工件在機床上定位、夾緊和引導刀具工藝裝備,稱為(wei) 夾具。利用夾具定位、夾緊工件,具有操作迅速方便,定位精度較高、穩定,生產(chan) 率較高的特點。
夾具預先在機床上已調整好位置,工件通過夾具提供的定位裝置定位,可在機床確立正確的位置。還可通過夾具上的對刀裝置,保證了工件加工表麵相對於(yu) 刀具的正確位置。在使用夾具的情況下,工件與(yu) 機床、刀具之間的相互位置精度由夾具保證。機床、夾具、刀具和工件所構成的工藝係統在加工中保持正確的位置,從(cong) 而保證工序的加工精度。
夾具一般由夾具體(ti) 、定位元件、夾緊裝置、對刀或導向裝置、連接元件等組成。夾具體(ti) 是機床夾具的基礎;定位元件保證工件在夾具中處於(yu) 正確的位置;夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢;工件對刀或導向裝置用於(yu) 確定刀具相對於(yu) 定位元件的正確位置;連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。
2.1.2工件的定位基本原理
1.工件六點定位原理
一個(ge) 尚未定位的工件,其空間位置是不確定的,均有六個(ge) 自由度,如圖2-1-1a所示,即沿空間坐標軸X、Y、Z三個(ge) 方向的移動和繞這三個(ge) 坐標軸的轉動分別以 、 、 ;和 、 、 表示。
定位,就是限製自由度。
工件的六個(ge) 自由度都被限製了。這些用來限製工件自由度的固定點,稱為(wei) 定位支承點,簡稱支承點。
用合理分布的六個(ge) 支承點限製工件六個(ge) 自由度的法則,稱為(wei) 六點定位原理。
在應用“六點定位原理”分析工件的定位時,應注意:定位支承點與(yu) 工件定位基準麵接觸,才能起到限製工件自由度的作用。一個(ge) 定位支承點僅(jin) 限製一個(ge) 自由度。
2.工件定位中的幾種情況
⑴ 完全定位
工件的六個(ge) 自由度全部被限製的定位,稱為(wei) 完全定位。當工件在x、y、z三個(ge) 坐標方向上均有尺寸要求或位置精度要求時,一般采用這種定位方式。
要求銑削工件上表麵和銑削槽寬為(wei) 40mm的槽。為(wei) 了保證上表麵與(yu) 底麵的平行度,必須限製 、 、 三個(ge) 自由度;為(wei) 了保證槽側(ce) 麵相對前後對稱麵的對稱度要求,必須限製 、 兩(liang) 個(ge) 自由度;由於(yu) 所銑的槽不是通槽,在X方向上,槽有位置要求,所以必須限製 移動的自由度。為(wei) 此,應對工件采用完全定位的方式 。
⑵ 不完全定位
根據工件的加工要求,並不需要限製工件的全部自由度,這樣的定位,稱為(wei) 不完全定位。
工件采用部分定位時,必須限製按加工要求需要限製的自由度;對於(yu) 不影響加工要求的自由度,則可以不予限製。這樣,可以簡化夾具的結構。
加工通槽,由於(yu) 槽是貫通的,在Y軸方向上前後的位置並不影響通槽的加工質量。因此,沿Y軸方向可以不設定位支撐點,僅(jin) 需要限製工件除 的其餘(yu) 五個(ge) 自由度。
⑶ 欠定位
定位元件所能限製的自由度數,少於(yu) 按加工工藝要求所需限製的自由度數的定位情況。這種情況下,工件不能正確定位,稱為(wei) 欠定位。顯然,欠定位不能保證加工要求,往往會(hui) 產(chan) 生廢品,因此是絕對不允許的。
圖2-1-3 a所示工件加工通槽時,若單純以底麵A定位,而不用側(ce) 麵B作導向定位麵,則這時工件在機床上相對於(yu) 刀具的位置,就可能會(hui) 偏置成圖2-1-4中所示情況,按欠定位銑出的槽,顯然是不符合圖樣要求的。
⑷ 過定位
夾具上的兩(liang) 個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 以上的定位元件,重複限製工件的同一個(ge) 或幾個(ge) 自由度的現象,稱為(wei) 過定位。如圖2-1-5所示兩(liang) 種過定位的例子。
造成重複定位的原因是:夾具上的定位元件,同時重複限製了工件的一個(ge) 或幾個(ge) 自由度,造成的後果是使定位重複而不確定或穩定,破壞預定的正確位置,使工件或定位元件產(chan) 生變形,從(cong) 而降低加工精度,甚至使工件無法裝夾以致不能加工。
可通過改變定位元件的結構,使定位元件重複限製自由度的部分不起定位作用的方法消除過定位。
實際生產(chan) 應用中,應盡量避免重複定位,但過定位並不是必須完全避免的,在工件的定位基準、夾具上的定位元件精度很高的情況下,可以允許重複定位,這時它對提高工件的剛性和穩定性有一定的好處。
2.1.3 定位方法及定位元件
工件上的定位基準麵與(yu) 相應的定位元件合稱為(wei) 定位副。定位副的選擇及其製造精度直接影響工件的定位精度和夾具的工作效率以及製造使用性能等。下麵按不同的定位基準麵分別介紹其所用定位元件的結構形式。
1.工件以平麵定位
(1) 支承釘
當工件以粗糙不平的毛坯麵定位時,采用球頭支承釘(B型),使其與(yu) 毛坯良好接觸。齒紋頭支承釘(C型)用在工件的側(ce) 麵,能增大摩擦係數,防止工件滑動。當工件以加工過的平麵定位時,可采用平頭支承釘(A型)。在支承釘的高度需要調整時,應采用可調支承。可調支承在一批工件加工前調整一次,調整後需要鎖緊,其作用與(yu) 固定支承相同。
(2) 支承板
工件以精基準麵定位時,除采用上述平頭支承釘外,還常用圖2-1-8所示的支承板作定位元件。A型支承板結構簡單,便於(yu) 製造,但不利於(yu) 清除切屑,故適用於(yu) 頂麵和側(ce) 麵定位;B型支承板則易保證工作表麵清潔,故適用於(yu) 底麵定位。
夾具裝配時,為(wei) 使幾個(ge) 支承釘或支承板嚴(yan) 格共麵,裝配後,需將其工作表麵一次磨平,從(cong) 而保證各定位表麵的等高性。
2.工件以圓柱孔定位
各類套筒、盤類、杠杆、撥叉等零件, 常以圓柱孔定位。所采用的定位元件有圓柱銷和各種心軸。這種定位方式的基本特點是:定位孔與(yu) 定位元件之間處於(yu) 配合狀態,並要求確保孔中心線與(yu) 夾具規定的軸線相重合。孔定位還經常與(yu) 平麵定位聯合使用。#p#分頁標題#e#
工件以圓孔定位工件時,常用的定位元件有定位銷、圓柱心軸和圓錐銷。如圖2-1-9 ,為(wei) 典型孔定位示例,(a) 為(wei) 圓柱定位銷,(b)為(wei) 間隙配合心軸,(c)為(wei) 圓錐銷定位。
①定位銷,定位削分為(wei) 短銷和長銷。短銷隻能限製兩(liang) 個(ge) 移動自由度,而長銷除限製兩(liang) 個(ge) 移動自由度外,還可限製兩(liang) 個(ge) 轉動自由度。
②圓柱心軸,圓柱心軸定位有間隙配合和過盈配合兩(liang) 種。間隙配合拆卸方便,但定心精度不高;過盈配合定心精度高,不用另設夾緊裝置,但裝拆工件不方便。
③圓錐銷,采用圓錐銷定位時,圓錐銷與(yu) 工件圓孔的接觸線為(wei) 一個(ge) 圓,限製工件的三個(ge) 移動自由度。
3.工件以圓錐孔定位
(1) 圓錐形心軸
圓錐心軸限製了工件除繞軸線轉動自由度以外的其它五個(ge) 自由度。圖2-1-10 (a)所示,刀具錐柄在主軸孔中的定位,限製了除繞軸旋轉的其它五個(ge) 自由度。
(2) 頂尖
在加工軸類或某些要求準確定心的工件時,在工件上專(zhuan) 為(wei) 定位加工出工藝定位麵——中心孔。中心孔與(yu) 頂尖配合,即為(wei) 錐孔與(yu) 錐銷配合。兩(liang) 個(ge) 中心孔是定位基麵,所體(ti) 現的定位基準是由兩(liang) 個(ge) 中心孔確定的中心線。
4.工件以外圓柱表麵定位
工件以外圓定位時,最常用的定位元件有V形架、定位套等裝置。
(1) 在V形架上定位
V形架是應用很廣泛的定位元件,應用於(yu) 粗基準或精基準的定位,使用方便。工件在長V形架上定位,限製了 , , , 四個(ge) 自由度。V形架定位的突出特點是對中性好,當工件外圓直徑變化時,可以保證圓柱體(ti) 軸線在X軸方向的誤差為(wei) 零,但是在Z軸方向有定位誤差。
(2) 在定位套上定位
定位套常用於(yu) 小型形狀簡單的軸類零件的精基準定位。通常,其定位元件常做成淬硬鋼件裝於(yu) 夾具體(ti) 中,要求定位套的軸線與(yu) 工件外圓柱麵的軸線重合。常常用定位套的圓柱麵與(yu) 端麵組合定位,以保證軸向位置精度,防止軸線的徑向位移和傾(qing) 斜。
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