组合定位中各定位元件限制自由度分析-1

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工件组合定位和自由度分析详解

工件组合定位和自由度分析详解

单个定位时:
V1 限制了: x z
V2 限制了:
V3 限制了:
x
y
z z
x 两次重复限制,z 叁次重复限制,
按上准则分析,实际V1、V2较V3先
参与,V1、V2参与分不出先后,假
z 设V1为首参限制了 x ,V2次 参 xz 限制了 ;V3最后限制了 y y 。
图2.29 三个V形块 组合定位分析
2、判断准则 (1)定位元件单个定位时,限制转动自由度的作用在组合 定位中不变; (2)组合定位中各定位元件单个定位时限制的移动自由度 ,相互间若无重复,则在组合定位中该元件限制该移动自 由度的作用不变;若有重复,其限制自由度的作用要重新 分析判断,方法如下:
1)在重复限制移动自由度的元件中,按各元件实际参与定 位的先后顺序,分首参和次参定位元件,若实际分不出,可 假设;
x z 固定顶尖1限制了:
y
活动顶尖2限制了:
yz
x z y 固定顶尖为首参,限制了:
活动顶尖 y z
例5 如图2.32工件以外圆柱在两V形块上定位,分析各元 件限制的自由度。
图2.32 V形块组合定位分析右-V1、左-V2
单个定位时:
V1 限制了:x y

V2 限制了: y
y 两次重复限制,V1 首参限制了
例3:如图2.30工件以内孔面、平面在圆柱销、支承平面上 定位,分析各元件限制的自由
单个定位时:
平销面 限限制制了了 ::xxxyy
z
y

综且合x 限y 重制复了限x制 x
y
y
z
例4:如图2.31工件以两顶尖孔在两顶尖上定位,分析各元件限制 自由度。
图2.31 两顶尖组合定位分析

《机床夹具设计》课后作业2

《机床夹具设计》课后作业2

【课后作业】2、填空题(1) 由刚体运动的规律可知,在空间一个自由刚体有且仅有六个自由度。

(2) 工件在夹具中定位时,若几个定位支承点重复限制同一个或几个自由度, 称为过定位。

(3) 要确定零件上点、线、面的位置,必须以一些指定的点、线、面作为依据, 这些作为依据的点、线、面称为基准。

(4) 工艺基准是指在制造零件和装配机器的过程中所使用的基准。

工艺基准又 分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

(5) 在最初的每一道工序中,只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准,这 种定位基准称为粗基准。

经过加工的表面所组成的定位基准称为精基准。

根据定位误差分析计算的结果,便可看出影响定位误差的因素,从而找到 减小定位误差和提高夹具工作精度的途径。

(9)实际生产中,常用几个定位元件组合起来同时定位工件的几个定位面,以 达到定位要求,这就是组合面定位。

(10)定位基准的选择应尽可能遵循基准重合原则,并尽量选用精基准定位。

、选择题(1) 在机械制造中,工件的 6个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的 唯一位置,称为【A 】定位。

A.完全B.不完全C.过定位D.欠定位(6) 工件以圆孔定位时,心轴用来定位回转体零件。

(7) 工件以外圆柱面定位有支承定位和定心定位两种。

(8)(2)加工时确定零件在机床或夹具中位置所依据的那些点、线、面称为【B】基准,即确定被加工表面位置的基准。

A.工序B.定位C.测量D.装配(3)在机械加工中,支承板与支承钉的结构已经标准化,其对工件定位基面的形状通常是【A】。

A.平面B.外圆柱面C.内孔D.锥面(4)常见典型定位方式很多,当采用宽V形块或两个窄V形块对工件外圆柱面定位时,限制自由度的数目为【D】个。

A.1B.2C.3D.4(5)工件在夹具中定位时,由于定位误差由基准不重合误差也B和基准位移纠组成。

因此,有以下【ABCD】种情况。

A.当人B =0卫丫工0时,产生定位误差的原因是基准位移,故B.当 A B H 0严丫 = 0时,产生定位误差的原因是基准不重合,C.当也B 工0,也丫=0时,如果工序基准不在定位基准面上,则D.当人B 工0严丫 = 0时,如果工序基准在定位基面上,则 A D = A 丫 -也B三、简答题1•简述六点定位原理、完全定位、不完全定位、欠定位及过定位的基本概念,并举例说明。

机械制造技术基础课后部分习题及答案

机械制造技术基础课后部分习题及答案

2-2切削过程的三个变形区各有何特点?它们之间有什么关联?答:切削塑性金属材料时,刀具与工件接触的区域可分为3个变形区:①第一变形区(基本变形区):是切削层的塑性变形区,其变形量最大,常用它来说明切削过程的变形情况;②第二变形区(摩擦变形区):是切屑与前面摩擦的区域;③第三变形区(表面变形区):是工件已加工表面与后面接触的区域。

它们之间的关联是:这三个变形区汇集在切削刃附近,此处的应力比较集中而且复杂,金属的被切削层就在此处与工件基体发生分离,大部分变成切屑,很小的一部分留在已加工表面上。

2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响,生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么?答:在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。

瘤核逐渐长大成为积屑瘤,且周期性地成长与脱落。

积屑瘤粘结在前刀面上,减少了刀具的磨损;积屑瘤使刀具的实际工作前角大,有利于减小切削力;积屑瘤伸出刀刃之外,使切削厚度增加,降低了工件的加工精度;积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。

由此可见:积屑瘤对粗加工有利,生产中应加以利用;而对精加工不利,应以避免。

消除措施:采用高速切削或低速切削,避免中低速切削;增大刀具前角,降低切削力;采用切削液。

2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析?分力作用是什么?答:(1)车削时的切削运动为三个相互垂直的运动:主运动(切削速度)、进给运动(进给量)、切深运动(背吃刀量),为了实际应用和方便计算,在实际切削时将切削合力分解成沿三个运动方向、相互垂直的分力。

(2)各分力作用:切削力是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的;进给力是设计进给机构、计算车刀进给功率所必需的;背向力是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据,与切削过程中的振动有关。

2-11背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样?为什么?如何运用这一定律知道生产实践?答:不一样。

夹具认识与拆装实验指导书

夹具认识与拆装实验指导书

夹具认识与拆装实验指导书实验目的"机床专用夹具拆装"是《机械制造技术》课程中的一个重要实验.学生通过该实验,在夹具的拆装过程中对工件的结构和待加工表面的形状、机床夹具的组成、特点及各部分的作用有一个全面的了解.该实验对提高学生综合运用知识分析问题、解决问题和实际动手能力有很大帮助.1)机床夹具拆装通过对机床夹具的拆装,使学生实际了解夹具的结构及组成,增强感性认识,为今后的设计方案更加合理,奠定坚实的基础。

2)夹具精度检测通过实验使学生充分体会精度对夹具的重要意义。

掌握夹具精度的检测方法,以及调整提高夹具精度的有效措施。

预习要求预习本实验指导书及教科书《机械制造技术》中关于专用夹具的基本组成及定位基本原理;定位误差的组成分析;夹紧力的布置原理分析等基础知识进行透彻的分析。

对定位元件限制自由度的分析;定位误差的分析计算;对定误差的分析等基本能力通过各种例题强化训练。

对夹具定位方案设计能力,夹具整体设计能力等应用能力重点培养。

切实体现课程对学生的培养要求。

实验器材实验设备:一般复杂程度的铣床夹具、钻模。

检测器具:百分表、杠杆式百分表、磁性表座、高度游标卡尺、塞尺、直角尺及平尺、方箱、测量平板、检验棒及其他常用工具。

实验原理专用钻床夹具的一般特点:专用性强,一般不经调整就可直接对工件进行加工.结构简单、紧凑,使用、维修方便,但设计、制造周期较长,而且当加工对象改变时,往往因无法重复使用而闲置.专用钻床夹具适用于工件较固定、批量较大的成批大量生产.回转式钻模(1)工件简图图a) 回转式钻模1.分度盘2.拔销3.等分定位套4.圆支承板5.开口垫圈6.螺7.定位销轴8.键11.钻套14.套筒15.锁紧手柄17.手柄20.底座回转式钻模用于加工分布在同一圆周上的平行孔系或径向孔系。

图a是用来加工扇形工件上三个等分径向孔的回转式钻模。

工件以内径、键槽和侧平面为定位基面,分别在夹具上的定位销轴7、键8和圆支承板4上定位,限制6个自由度。

机械制造技术基础习题答案

机械制造技术基础习题答案
《机械制造技术基础》习题课
4-16 加工一批工件的外圆,图样要求尺寸为 Φ30±0.07mm,加工后测得本工序按正态分布,有 8%不合格品,且其中一半为可修复不合格品。试分析 该工序的工序能力。 解:已知工序能力为:Cp=T/6σ,故需求σ值。 根据z=(x-μ)/σ,因此,且由题意可知合格率 为92%,且分散范围中心与公差带中心重合,故有: F(z)=0.42,查表可得:z=1.4 由题意可知(x-μ)=0.07,故可得:σ=0.05 由此可得:Cp=0.14/6×0.5=0.467≤0.67, 为四级。工序能力很差,必须加以改进。
c)钻、铰连杆小头孔,要求保证与大头孔轴线的距 离及平行度,并与毛坯外圆同轴; ① 大平面限制沿Z轴 移动和绕X、Y轴转动共 3个自由度;圆柱销限 制沿X、Y轴的2个移动 自由度;V形块限制沿 X轴的移动和绕Z轴转 动的2个自由度。
② X 自由度被重复限制,属过定位。 ③ 将V形块改为在 X 方向浮动的定位形式。
《机械制造技术基础》习题课
b)车外圆,保证外圆与内孔同轴;
① 圆柱面限制沿X、Y轴的移动和绕X、Y轴的转动共4 个自由度;端面限制了沿Z轴的移动和绕X、Y轴的转动 共3个自由度。 ② 绕X、Y轴的转动2个自由度被重复限制,属过定位。 ③ 在端面处加球面垫圈,采用自位支承消除过定位。
《机械制造技术基础》习题课
《机械制造技术基础》习题课
2—13、试分析图2.43所示各定位方案中:① 各定位 元件限制的自由度;② 判断有无欠定位或过定位;③ 对不合理的定位方案提出改进意见。 a)车阶梯轴小外圆及台阶端面;
① 三爪卡盘限制Y、 X2个移动自由度,前 后顶尖限制除绕Z轴 的主动以外的其余5 个自由度。
② X、Y的2个移动自由度被重复限制,属过定位。 ③ 去掉三爪卡盘,改为拨盘+鸡心卡拨动。

机床夹具设计基础——例题解析

机床夹具设计基础——例题解析
Y Z
的限制。以避免重复
三爪卡盘夹持较短
X Y Z Y Z
Y Z
属于不完全定位, 如果只加工工件的外圆表面,而无轴向尺寸方面的要求,则定位是合理的, 如果工件有轴向尺寸要求时,则应该增加限制X方向移动的定位支撑点。
三爪卡盘夹持较短
X Y Z Y Z
Y Z
X
图示工件以底面及与其垂直的两圆柱孔为定位基准。若采用一个平面和两 个短圆柱销定位(如图a所示),则平面限制3个自由度 1限制2个自由度 ,短圆柱销2限制 2个自由度 ,短圆柱销 。其中自由度 被重
复限制,属过定位。此时,由于工件孔心距的误差和两定位销中心距的误差, 可能导致两定位销无法同时进入工件孔内。为解决这一过定位问题,可将两定 位销之一在定位干涉方向(Y向)上削边,做成菱形销(图b),以避免干涉。
已知:外径d为: 500 mm 0.03
0.05 内径D为: 300 mm
内外圆同轴度为0.02mm,
试计算用调整法加工这批工件时,
工序尺寸H的定位误差是多少?
解: 基准不重合误差: 基准位移误差:
同轴度误差:
w
c
0.05 0.025mm 2
TD 2 sin
2

0.03 0.021mm 90 2 sin 2
组合定位
1.几个定位元件组合起来定位时,限制的自由度是每个定位元件限 制的自由度数之和. 2.组合定位中的每个定位元件改变它单独定位所限制的自由度. 3.组合定位中,定位元件单独起限制移动自由度转为限制转动自由 度,不再起限制移动自由度,但是限制自由度数量不变. 消除组合定位中的过定位,把限制移动方向的自由度定位元件改 为能移动的定位元件. 消除组合定位中的过定位,也可以改变定位元件的结构.比如:一面 两孔中菱形销

机床夹具设计与制造试题

机床夹具设计与制造试题

安徽农业大学夹具试题汇总一填空1常用的夹紧机构()、()、()三种,其中()增力作用最小2正确确定夹紧力,主要是确定夹紧力的()、()、()3工件的定位误差主要是由()、()组成。

定位误差一般不应大于工序尺寸公差的()4导向套有()、()、()三种型式,在双面导向的情况下,要求镗杆与机床主轴()5在夹具总装图上,通常标注五种尺寸,它们是()、()、(),()、()6工件以外圆定位元件有()、()、(),工件以孔定位的定位元件有()、()、()。

7斜楔夹紧机构自锁条件是(),a越小则()越大,()越好,但()越小圆偏心夹紧机构的自锁条件是()8(不搞)双孔定位引起的定位误差包括()、()、()9斜楔夹紧机构的特点是()、()、(),()10生产批量较大时,为便于更换磨损的钻套,应使用()钻套、当孔需进行多工步加工时,应使用()钻套11钻床夹具的种类很多,一般分为()、()、(),()、()、()12不搞,对定销和分度盘轴线()时,称为()分度装置,()时,称为()分度装置13机床夹具主要由()、()、()、()、()其他元件组成。

14工件以平面定位时,定位元件通常为:()、()、(),()二判断1工件夹紧后,不能动弹了,所以六个自由度全被限制了,也就实现了完全定位(X)2零件的加工精度,特别是加工表面之间的尺寸和位置精度与工件的定位和夹紧误差有密切关系()3钻套下端面与加工孔端面的空隙越大,则排屑越方便,因此设计时,端面间隙越大越好()4当作用在斜楔的外力一定时,斜楔升角越小,则夹紧力越大,夹紧行程越小()5夹具的基本作用是保证工件的尺寸精度。

()6只要六个定位支承点,工件的六个自由度就可以完全被限制。

7批量小,只用钻头钻孔时,应该采固定钻套引导刀具。

()8车削外圆时不可能也没有必要消除工件绕自己轴心回转的自由度()9螺旋夹紧机构与圆偏心夹紧机构的作用与斜楔夹紧是相同的。

()10只要有六个定位支承点,工件的六个自由度句可以完全被限制()11设计联动夹紧机构时,常采用自动调节夹紧力的浮动机构,以便补偿工件及夹具元件相应尺寸的误差()12()工件夹紧后,不能动弹,故六个自由度全被限制,也就实现了完全定位。

组合定位中各定位元件限制自由度分析

组合定位中各定位元件限制自由度分析

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表2.2常用定位 元件能限制的 工件自由度
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2-15.定位方案确定 1.铣b槽
2.钻O1孔
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3.铣b槽
4.钻φ6H8孔
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下一可编节辑版
或△2圆= D2-d2=2(△K +△J-△1/2) 不会发生干涉,但此办法引起的转角误差
太大,一般不可用。
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② 销2采用削边(菱形)销
由图(a)(d)知,去掉干涉冲突部分,剩下部分 为一椭圆,但其制造困难,所以用菱形销代 替,见图2.36,此时不干涉冲突的条件:直径(在孔2min、销2max、缩 小最多)
LK-△K = LJ +△J-(D2-d2)/2 ↓
d2= D2-2(△K +△J)
6
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因△1的补偿作用: d2= D2-2(△K +△J)+(△1/2)×2
= D2-2(△K +△J-△1/2) 由此可见: d2= D2-2(△K +△J- △1/2)
图 (b) 缩小销2直径(在孔2min、销2max、缩小最 多)
LK + △K = LJ-△J +( D2-d2)/2

d2= D2-2(△K +△J)
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图(c)因△1的补偿作用: d2= D2-2 (△K +△J)+(△1/2)×2
= D2-2(△K +△J-△1/2) 图(d) 孔间距min、销间距max,干涉冲突
布置,本题圆柱销布在左孔
2) 确定销间距:L±△J=80±0.02 3) 确定圆柱销直径:
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图2.28 两销一面
单个定位时:
支承平面:限制了:
x y z
圆柱销1:限制了:
x
y
பைடு நூலகம்

圆柱销2:限制了:
x y
x y 重复限制 ,分析知
实假际设参1首与参定,位限先制后:分x不y出 ,
2次参, 限制了
x
z
综合结果:限制了:x x
y
y
z
z 且
x重复限制。
例3:如图2.29工件以外圆柱在3个 短V形块上定位,分析各元件限制 的自由度。
单平个销面定限限位制制时了了:::xx xyyzy }
综且合x 限y重制复了限x制
x
y y
z
例4:如图2.31工件以两顶尖孔在两顶尖上定位, 分析各元件限制的自由度。
图2.31 两顶尖组合定位分析
单个定位时:
固定
x z z 析,

尖x
1y限




yz 均 两 次 重 复 限 制 , 按 上准 则 分
2.4 组合定位中各定位元件限制自由度分析
组合定位: 工件以两个及以上定位基准的定位。
1、组合定位中各定位元件限制自由度分析
⑴判断准则
①定位元件单个定位时,限制转动自由度的作用 在组合定位中不变;
②组合定位中各定位元件单个定位时限制的移动 自由度,相互间若无重复,则在组合定位中该元 件限制该移动自由度的作用不变;若有重复,其 限制自由度的作用要重新分析判断,方法如下:
7.固定长V形块: 活动顶尖:
8.支承环: 活动球面:
9.长接触弹性心轴:
10.两定位块: 两活动V形块:
11.三个支承钉1: 辅助支承钉2:
12.大支承面: 活动锥销: 活动短V形块:
13.大支承面: 活动圆锥:
活动锥坑:
14.长圆柱销: 定承块: 自位双支承:
目录 下一节
结果 y仍重复限制。
2、组合定位中重复定位现象的消除方法
⑴如下2.33图使定位元件沿某一坐标轴可移动,来消除其 限制沿该坐标轴移动方向自由度的作用。
⑵如下2.34图采用自位支承结构,消除定位元件限 制绕某个(或两个)坐标轴转动方向的自由度的作用。
⑶改变定位元件的结构,消除重复限制自由度的 支承,把圆柱销改为削边销就是典型的例子。
⑷提高定位基准之间、定位元之间的位置精度, 避免重复定位的干涉。
㈡、分析下面各定位元件都限制了哪几个自由度
1.两支承板: 两支承钉: 2.三爪1: 菱形销:
中心架2:
3.固定顶尖1: 中心架3:
活动顶尖2:
4.浮动长V形块: 活动锥坑:
5.长心轴: 浮动双支承:
支承钉:
6.支承大平面: 活动锥坑: 活动短V形块:
固后定定顶顶尖尖为为首次参参限,制限了制:了:y
z
y


活动顶尖y2限z制了:
例5 如图2.32工件以外圆柱在两V形块上定位,分析各元 件限制的自由度。
图2.32 V形块组合定位分析 右-V1、左-V2
单个定位时:
V1 限制了:x y

V2 限制了: y
y 两次重复限制,V1 首参限制了
x y ;V2 次参限制了y ;
单xVVV123个两限限限定次制制制位重了了了时复: : ::限x制xy,zzzz 叁次重复限制,
按上准则分析,实际V1、V2较V3先
x z z 参设限与V制,了1为V首1、参;V限2V参制3最与了后分x限不制出,了先V后y2次,y 参假。
图2.29 三个V形块 组合定位分析
例2:如图2.30工件以内孔面、平面在圆柱销、支 承平面上定位,分析各元件限制的自由
1)在重复限制移动自由度的元件中,按各元件实 际参与定位的先后顺序,分首参和次参定位元件, 若实际分不出,可假设;
2)首参定位元件限制移动自由度的作用不变;
3)让次参定位元件相对首参定位元件在重复限制 移动自由度的方向上移动,引起工件的动向就是 次参定位元件限制的自由度。
⑵应用举例 例1 如图2.28工件以两孔一面在两销一面上定位, 分析各元件限制的自由度。
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