《数控加工工艺》PPT课件

1、夹紧力方向的确定
1)夹紧力的方向不应破坏工件定位 图4.48(a)所示为不正确的夹紧方案，夹 紧力有向上的分力Fwz,，使工件离开原来的正确定位位置。而图4.48(b)所 示为正确的夹紧方案。
2)夹紧力方向应指向主要定位表面。
2、夹紧力作用点的确定
1)夹紧力的作用点应落在支承范围内 如图4.49所示的夹紧力的作用点落到了 定位元件的支承范围之外，夹紧时将破 坏正确位置，因而是不正确的
向。
2、螺旋夹紧机构
•
螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且螺旋相当于
一个斜楔缠绕在圆柱体的表面形成的；由于其升角小（ 3
0 左右）则螺旋机构具有较好的自锁性能，获得的夹紧力
大，是应用最广泛的一种夹紧机构。
•
1）单个螺旋夹紧机构 直接用螺钉或螺母夹紧工
件的机构。螺钉头部直接压在工件表面上，可能会损伤工
2）不完全定位 根据工件加工表面的不同 加工要求，定位支承点的数目可以少于六个。 有些自由度对加工要求有影响，有些自由度 对加工要求无影响，这种定位情况称为不完 全定位。不完全定位是允许的，
3）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。
夹具体
是夹具的基本骨架，通过它将夹具所 有元件构成一个整体。
其他特殊元件组成
连接元件、对刀或导向元件、其它装置。
液压铣床夹具
1-夹具体 2-液压缸 3-压板 4-对刀块 5-V形架 6-圆柱销 7-定向键
• 工件在夹具中 的正确定 位，是通过工件上的定 位基准面与夹具的定位 元件相接触面实现。无 需找正。
•
2）多件联动夹紧机构 一般有平行式多件联动夹紧机构和连续式多件联
动夹紧机构。
① 平行式多件联动夹紧机构 如图4.61所示， 若采用刚性压板夹紧，则因一批工件的外 圆直径尺寸的不一致，将导致个别工件夹 不紧的现象。在（b）图中增加了浮动装置， 既可以同时夹紧工件，又方便操作。在理 论上平行式夹紧各工件受到的夹紧力相等。
限制工件自由度与加工要求的 关系。
• 工件的六个自由度不一定都限制，需根据加工 要求而定。
• 确定自由度：要根据加工要求所必须限制的自 由度。
• 根据加工要求，所研究对象为工件的被加工表 面的工序基准，若它的某自由度妨碍到被加工 表面的技术要求，则该自由度需被限制。
2．工件的定位
l）完全定位 工件的六个自由度全部被夹 具中的定位元件所限制，而在夹具中占有完 全确定的惟一位置，称为完全定位。
紧行程短，用于振动小、切削力不大的场合。图 4.58是几种典型的偏心夹
紧机构的实例，图4.59是圆偏心轮的几种结构。
• （4）联动夹紧机构
•
是利用机构的组合完成单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。它可
以实现多件加工、减少辅助时间、提高生产效率、减轻工人的劳动强度等。
• 1）单件联动夹紧机构 利用夹紧机构实现工件的多向、多点夹紧。如图4.60 所示机构实现二力垂直夹紧。
直接找正法示例
三、定位基准的选择原
则
基准
零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的 那些点、线、面。
设计基准 工艺基准
零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。
零件加工、测量和装配过程中使用的基准。 分为装配基准、工序基准、测量基准和定位 基准。
第二节 工件的定位
在使用夹具的情况下，要使机床、刀具、 夹具、工件之间保持正确的加工位置，离不 开极重要环节-----定位
• 由于夹预先在机床上调 整好位置，因此工件通 过夹具相对于机床也就 占有了正确的位置。
• 通过夹具的对刀导向装 置，保证了工件加工表 面相对于刀具的正确位 置。
1-快换钻套 2-钻套用衬套 3-钻
新型数控夹具与组合夹具
新型数控夹具体
新型数控夹具与组合夹具
孔系组合夹具
3、夹具的分类
按用途分类
通 用 夹 具
4）过定位 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。
六点定位原理的应用
完全定位
b a
六点定位原理的应用
完全定位
d c
六点定位原理的应用
教学目的：
掌握夹具的分类、组成和 作用，了解各典型夹具的结 构和功能。
第一节 机床夹具概述
一、概述 在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置，称为
夹具。
1、机床夹具的概念 工件的定位：在机械加工过程中，为了保证加工精度，首先要使工件 在机床上占有正确的位置，确定工件在机床上或夹具中占有正确的位 置的过程。
差。
圆柱销水平放置，与内孔单边接触
基准位移误差 配合孔的公差 园柱销公差
2
2
注意点：
1. 工件的定位问题也就是工件哪些自由度需要被限制。 2. 工件的定位并不是说工件固定在那里不可动，那是夹紧。 3. 定位与夹紧是安装的两个过程，两者不可混淆。定位不
意味着夹紧，夹紧也并不代表着定位好了。 4. 定位必须满足三个条件： ① 工件有具体的定位表面（定位基准或定位基面） ② 夹具的定位元件 ③ 两者接触。
件或带动工件旋转。为克服这一缺点在其头部加装浮动压
块，以增加接触面积，减少损伤。
•
夹紧动作慢使这一机构的另一缺点。通常采用一些快
速结构，如快卸垫圈、快换螺母、快速机构等
• （3）偏心夹紧机构
•
它是利用偏心间直接或间接夹紧工件的机构。偏心夹紧分圆偏心和曲线
偏心两种，其特点是结构简单、操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力小，夹
完全定位
f e
六点定位原理的应用
过定位
b
c a
六点定位原理的应用
欠定位
a
b
c
d
e
f
g
二、常见定位方式和定位元件
• 常见的3种定位方式 ① 工件以平面定位→支承板 ② 工件以内孔定位→圆柱销（长，短） ③ 工件以外圆定位→V形快（长，短）
三、定位误差的分析计算
1、定位误差的基本概念
• 定位误差：调整法加工时，由于加工前，刀具已通过夹具的对刀装置，确定了刀具相 对于工件加工表面的位置，但由于某些原因，使得一批工件的工序基准在加工尺寸方 向上有变化，从而引起工序尺寸的变化，产生误差，这种误差是由于定位所引起的， 称为定位误差。
• 它的大小是：工序基准位置变动的最大偏移量。 • 定位误差与加工对象的工序尺寸有关。加工对象有几个工序尺寸，则有几个定位误差。
2、定位误差产生的原因及组 成
• 原因： ① 基准不重合： ② 工序基准与定位基准不是同个点、面、线。 ③ 基准位移： ④ 由于定位元件制造有误差，导致工序基准在尺寸方向上会产
第二节 工件的夹紧 一、夹紧装置的组成及基本要求 1、夹紧装置的组成 （1）力源装置——是产生夹紧原始作用力的装置 （2）中间传动机构——是把力源装置产生的力传给夹紧元件的中间机构。
其作用：1）改变夹紧作用力的方向 2）改变夹紧作用力的大小 3）具有一定的自琐性能
（3）夹紧元件——是夹紧装置的最终执行元件，与工件直接接触，把工件夹紧。
•
① 夹紧力不应破坏工件的正确定位；
•
② 夹紧装置应有足够的性；
•
③ 夹紧时不应破坏工件表面，不应使工件超过允许范围的变形；
•
④ 能用较小的夹紧力获得所需的夹紧效果；
•
⑤ 工艺性好，在保证生产率的前提下结构应简单，便于制造、维修和操作；手
动夹紧机构应具有自锁性能。 Nhomakorabea二、夹紧力的确定
根据上述的基本要求，正确确定夹紧力三要素(方向、作用点、大小) 是一个不容忽视的问题。
2) 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位 如图4.50(a)所示，薄壁套筒的 轴向刚性比径向刚性好，用卡爪径向夹紧时工件变形大，若沿轴向施加夹紧 力，变形就会小得多。夹紧如图4.50(b)所示的薄壁箱体时，夹紧力不应作 用在箱体的顶面，而应作用杠刚忭较好的凸边上。或如图4.50(c)所示改为 三点夹紧，改变着力点的位置，以减少夹紧变形。
• 工件的xoy面上的3 个支承点限制了移 动：z；转动：X,Y 。 3个自由度。 xoy面 为主要定位基准面。
• 工件上的yoz面上的 2个支承点限制了移 动：x；转动：Z。2 个自由度。 Yoz面 为导向基准面。
• 工件上的xoz面上的 1个支承点限制了移 动：z。1个自由度。 xoz面为止推基准面。
向在加工过程中是变化的，因此夹紧力的大小只能进行粗略的估算。
• 估算的方法如下。
•
1)找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力。
•
2)为了简便，只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中
的影响。
•
3)根据工件状态，列出力(力矩)的平衡方程式，解出夹紧力的大小，还
应适当考虑安全系数。如需进行夹紧力估算可参阅有关资料。
• 4.5.4 常见夹紧机构
•
夹紧机构的种类很多，这里只简单介绍其中一些典型装置。
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（1）斜楔夹紧机构
•
图 4.52所示是一些斜楔夹紧实例。斜楔夹紧机构是利用斜面的楔紧作
用，将外力传递给工件，完成工件的夹紧。当楔块的升角 α 在 6 0 ~10 0
时具有自锁性能。但自锁的稳定性较差，主要用于夹紧机构中来改变力的方
二、工件的装夹方式
工件在机床上的装夹方式有以下三种方法： （1）直接找正法 在机床上根据工件上有 关 基准直接找正工件，使工件获得加工 时正确位置的方法。 （2）划线找正法 在机床上按毛坯或工件 上所划线找正工件，使工件获得正确位置的 方法。 （3）用夹具装夹 通过夹具上的定位元 件使工件相对刀具及机床获得正确位置的方 法。