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发布时间:2020-07-17 15:35:38

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作者:何庆,李郁

出版社:电子工业出版社

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机床夹具设计教程

机床夹具设计教程试读:

前言

本书是根据教育部高等学校“机械设计制造及其自动化”专业教学指导委员会机械学科教材的编写要求,为机械类或近机类专业开设“机床夹具设计”课程而编写的教学用书,其目的是使学生掌握机床夹具的基础理论知识和设计方法,培养学生设计机床夹具的基本能力,为以后从事专业技术工作打下一定的基础。

本教材的主要特点如下:(1)编写的原则:对理论知识的学习由浅入深、循序渐进,突出重点和难点,以提高学生的学习效率。每章后面都附有设计示例,突出对所学知识的运用。在第6章典型夹具设计与实例中,对常用夹具设计的讲解均由引例开头,引导学生进入每节的学习,增强教材的可读性。(2)突出应用性:强调应用性和能力的培养。以学生就业所需的专业知识和设计技能为着眼点,在适度的基础知识和理论体系覆盖下,着重讲解应用型人才培养所需的内容和知识点。在编写过程中融入了一定量的现场运用实例以及可视性较强的三维夹具图,并对实例进行有效的分析,突出实用性和可操作性。(3)编写体系有所创新:每章开头都有“本章学习的目标”、“重点与难点”,引导学生自主学习。考虑到适用面的扩大,本教材增加了第7章夹具课程项目教学,将机床夹具拆装实训、专用夹具三维设计和夹具课程设计等实践教学的内容纳入本教材中,方便高校不同层次的选用,以适应创新型人才培养的需要。

本书由何庆和李郁主编,李郁编写第3章3.4节、第4章,其余由何庆教授编写并负责统稿。

在本书的编写过程中,得到了电子工业出版社、江苏技术师范学院、西北工业大学明德学院和安徽理工大学等单位的大力支持,范真教授、施晓芳高级实验师和谈衡老师等也为本书的出版付出了辛勤的工作;同时也参考了许多文献和教材,在此一并表示衷心的感谢!

由于编者水平有限,书中错误或不足之处在所难免,敬请广大读者批评指正。

编者

2012年6月第1章 绪论

本章学习的目标

了解机床夹具的作用、分类;

了解工件的装夹方法;

掌握机床夹具的组成;

了解现代机床夹具发展的方向。

重点与难点

机床夹具的组成及各部分的作用。图1-1 钻床夹具示意图

在机械制造过程中,用来固定加工对象,使之占有正确加工位置的工艺装备称为夹具。在机械制造的过程中,夹具广泛应用于焊接、装配、检验和机床切削加工等方面,因此就有了焊接夹具、装配夹具、检验夹具和机床夹具等。

机床夹具是在机床上用来固定加工对象,使之占有正确加工位置的工艺装备,简称为夹具。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。图1-1所示为钻床夹具示意图。在机械加工中,机床夹具作为工艺装备的一个重要部分,直接关系到零件加工的精度、生产效率和制造成本。机床夹具设计也是机械制造工艺装备设计的一项重要工作。1.1 机床夹具的作用

机床夹具作为机床上重要的工艺装备,其主要作用如下。

1.缩短辅助时间,提高劳动生产率

夹具的使用一般包括两个过程:其一是夹具本身在机床上的安装和调整,这个过程主要依靠夹具自身的定向键、对刀块来快速实现,或者通过找正、试切等方法来实现,但速度稍慢;其二是被加工工件在夹具中的安装,这个过程由于采用了专用的定位装置(如V形块等),能使工件迅速地定位和夹紧,不再进行加工前的找正、对刀等辅助工作,工件装卸迅速,大大减少了工件安装的辅助时间,同时易于实现多件加工、多工位加工,特别适用于加工时间短,辅助时间长的中、小工件的加工,提高劳动生产率。

2.保证加工精度,稳定产品质量

加工过程中,使用夹具可使工件与刀具的相对位置容易得到保证,并且不受各种主观因素的影响,因而工件的加工精度稳定可靠,如在摇臂钻床上加工孔系,采用划线找正,保证表面相互位置精度达0.4~1.0mm;采用夹具,保证表面相互位置精度可达0.10~0.20mm。

3.降低对工人技术等级的要求和减轻工人劳动强度

由于多数专用夹具的夹紧装置只需工人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧,这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间,或者根本不需要找正和调整,降低了操作难度,所以,这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。

4.扩大机床的工艺范围

很多专用夹具不仅能装夹某一种或一类工件,还能装夹不同类的工件,并且有的夹具本身还可在不同类的机床上使用。这些都扩大了机床的加工范围,如在车床的溜板上或在摇臂钻床工作台上装上镗模就可以进行箱体的镗孔加工,如图1-2所示。图1-2 在车床上镗箱体阶梯孔示意图1—卡盘;2—镗杆;3—专用夹具;4—溜板;5—顶尖1.2 机床夹具的分类

按夹具的应用范围、使用机床和按夹紧动力的来源,可将机床夹具分为如图1-3所示的几种类型。图1-3 机床夹具的分类

1.按夹具应用范围分类(1)通用夹具。指结构、尺寸已标准化,且具有一定通用性的夹具,由专业工厂生产,有较广的适用性,如三爪自动定心卡盘、四爪单动卡盘、平口钳、万能分度头(如图1-4所示)、顶尖、中心架、电磁吸盘等。其特点是适应范围大,已成为机床附件,但生产率较低,适用于单件小批量生产。(2)专用夹具。针对某一工件或某一工序的加工要求专门设计和制造的夹具。这类夹具能提高零件加工的生产率,可获得较高的生产率和加工精度,且操作方便,安全可靠,但设计与制造周期长,费用较高,生产对象变化后无法再用,故适用于加工对象固定的成批生产。图1-4 部分通用夹具外形图

这是一般机械制造企业应用较多的类型,也是本书讲解的重点。(3)可调夹具。是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件,只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。加工完一种工件后,经过调整或更换个别元件即可用于加工另外一种工件,常用于多品种、小批量生产中加工形状相似、尺寸相近和定位基准相似的一组工件。如图1-5所示就是钻圆盘类零件圆周上等分孔的通用可调钻夹具。图1-5 通用可调夹具1—可移动钻模板;2—快换钻套;3—齿条;4—齿轮;5—移动操纵手柄;6—分度操纵手柄;7—升降操纵手柄

此外,还有组合夹具、随行夹具等。

2.按使用机床分类

可分为车床夹具、钻床夹具、镗床夹具、铣床夹具、刨床夹具、磨床夹具、齿轮加工机床夹具、数控机床夹具、自动线随行夹具和其他机床夹具等。

3.按夹紧动力源分类

可分为手动夹具、液动夹具、气动夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具等。1.3 工件的装夹

工件加工前,在机床或夹具中占据某一正确加工位置,然后再予以压紧,这称为装夹。

工件装夹的目的如下。(1)定位:使工件获得正确的加工位置。(2)夹紧:固定工件的正确加工位置。

一般先定位、后夹紧,特殊情况下定位、夹紧同时实现,如三爪自动卡盘装夹工件。工件装夹的方式有如下两类。1.3.1 找正法装夹工件

1.方法(1)以工件已有表面找正装夹工件,如在四爪卡盘上用划针找正装夹工件。(2)以工件上事先划好的线痕迹找正装夹工件,如图1-6所示在虎钳上用划针找正装夹工件。

过程:预夹紧→找正、敲击→完全夹紧。图1-6 虎钳上划针找正

2.特点(1)这类装夹方法劳动强度大,生产效率低,要求工人技术等级高;(2)定位精度较低,由于常常需要增加划线工序,所以增加了生产成本;(3)只需使用通用性很好的机床附件和工具,因此能适用于加工各种不同零件的各种表面,特别适合于单件、小批量生产。

可见,找正法装夹工件,工件正确位置的获得是通过找正方式达到的。1.3.2 用专用夹具装夹工件

图1-7(a)所示是在钻床夹具上加工套筒零件上φ5H9径向孔的工序简图。工件以内孔及端面与夹具上定位销6及其端面接触定位,通过开口垫圈4、螺母5压紧工件,见图1-7(b)。把夹具放在钻床工作台面上,移动夹具让钻套1导引钻头钻孔。因钻套内孔中心线到定位销6端面的尺寸及对定位销6轴线的对称度是根据工件孔加工位置要求确定的,所以能满足工件加工要求。图1-7 加工套筒零件钻床夹具1—钻套;2—衬套;3—钻模板;4—开口垫圈;5—螺母;6—定位销;7—夹具体

专用夹具装夹工件的特点:(1)工件在夹具中定位迅速;(2)工件通过预先在机床上调整好位置的夹具,相对机床占有正确位置;(3)工件通过对刀、导引装置,相对刀具占有正确位置;(4)对加工成批工件效率尤为显著。

对照图1-7可知采用夹具装夹方法,不需要进行划线就可把工件直接放入夹具中进行机械加工。工件的内孔与端面与夹具上定位元件相接触,这样就确定了工件在夹具中的位置,然后旋紧螺母通过压板把工件夹紧,完成工件的装夹过程。下一个工件进行加工时,夹具在机床上的位置不动,只需松开螺母进行装卸工件即可。1.4 机床夹具的组成

各类机床夹具的结构不同,但一般是由定位元件、夹紧装置、夹具体和其他装置或元件组成的。

1.定位元件

与工件定位基准(面)接触的元件,用来确定工件在夹具中的位置。可按工件定位基准的形状而采用不同的定位元件,如平面基准可用支承钉和支承板等,圆孔基准可用心轴、定位销和菱形销等,外圆柱面基准可用V形块和套筒等。如图1-8所示为钻后盖零件上φ12mm孔的夹具,夹具上的圆柱销5、菱形销1和支承板6都是定位元件,通过它们使工件在夹具中占据正确的位置。图1-8 钻孔夹具组成1—菱形销;2—螺杆;3—螺母;4—开口垫圈;5—圆柱销;6—支承板;7—夹具体;8—钻模板;9—钻套

2.夹紧装置

夹紧装置的作用是保证工件在夹具中已定位好的正确位置,在加工过程中不因外力的影响而变化,使加工顺利进行。常用的夹紧方式有螺旋夹紧、偏心夹紧、斜楔夹紧、铰链夹紧和液性塑料夹紧,以及与压板组成的复合夹紧、联动夹紧等方式。夹紧装置一般由多个元件组合而成,如图1-8中由螺杆2(与圆柱销合成的一个零件)、螺母3和开口垫圈4组成。

3.导向、对刀元件

用于引导刀具或确定刀具与被加工面之间相互位置的元件。在钻模、镗模上用的称为导向元件,包括钻套、钻模板、镗套和镗模架等;在铣床、刨床夹具上用的称为对刀元件,包括对刀块和塞尺等。图1-8中的钻套9与钻模板8就是为了引导钻头而设置的导向装置;在铣床夹具中采用对刀块来确定刀具与工件的位置。

4.连接元件

用来确定夹具本身在机床的工作台或主轴上的位置,如定向键、带U形槽的耳座、车床夹具与机床主轴的连接部分。

5.夹具体

夹具体是夹具的基础件,起基本骨架作用,连接所有夹具元件。如图1-8中的件7,通过它将夹具的所有部分连接成一个整体。

6.其他装置或元件

夹具除上述部分外,还有一些根据需要设置的其他装置或元件,如分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出装置等;为方便大型工件准确定位,有的夹具还设置预定位装置;对于大型夹具,为方便搬运还设置吊装元件等。

以上所述是机床夹具的基本组成。对于一个具体的夹具,其组成可能多少有些变化,但定位、夹紧和夹具体这三个部分一般是不可缺少的。

夹具各组成部分与工艺系统(机床-刀具-工件-夹具)之间的关系如图1-9所示。从图中可以看出:(1)工件通过定位元件在夹具上占有一个正确的位置;(2)工件通过夹紧元件保证加工过程中始终保持原有的正确位置;(3)夹具通过对刀元件相对刀具保持正确位置;(4)夹具通过连接元件相对机床保持一个正确位置;(5)夹具通过其他装置完成其他要求;(6)夹具体把上述的几种元件组合成一个整体。图1-9 夹具组成元件在工艺系统中的位置1.5 机床夹具的发展趋势

随着机械工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了越来越高的要求,使多品种、中小批生产作为机械加工主流。据统计表明,目前中小批、多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场的需求与竞争。然而,一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂里,约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔3~4年就要更新50%~80%的专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为10%~20%。特别是近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:(1)能适用于精密加工的高精度机床夹具;(2)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本;(3)能装夹一组具有相似性特征的工件;(4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具;(5)提高机床夹具的标准化程度;(6)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置,以进一步降低劳动强度和提高劳动生产率。

为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出更高的要求。目前对夹具的研究主要集中在标准化、精密化、高效化、柔性化几个方面。希望夹具设计能够操作方便,可以降低生产成本,适应不同零件的需要。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能等方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、自动化和智能化等方向发展。

1.高精度

随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm;用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达±0.1″;精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内;夹具重复安装的定位精度高达±5μm;机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。当然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。

2.高效率

为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、气动和液压夹紧、快速夹紧等功能部件不断地推陈出新,新型的电控永磁夹具,夹紧和松开工件只用1~2s;在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高5倍左右。此外,夹具结构的简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典3R夹具仅用1min,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。

3.模块化、组合化

夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时、节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具,模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。

4.自动化、智能化

数控机床和加工中心的普遍使用,使得加工工序趋于集中,从一个面的加工改换到另一个面的加工时,刀具很容易与定位或夹紧装置发生干涉和碰撞,这就需要在加工完一个工步后将定位支承或压板移开,而另一些定位支承或压板则启动工作,这些都需要夹具在加工过程中自动完成。

加工中心的工作台受封闭加工的限制,复杂的加工过程中容易发生意外,就对夹具提出了更高的要求,在紧急情况下能感知而避免事故,这就需要智能化夹具。

下面简单介绍几种现代机床夹具。1.5.1 成组夹具

成组夹具是成组工艺中为一组零件的某一工序而专门设计的夹具。

成组夹具加工的零件组都应符合成组工艺的相似原则,相似原则主要包括以下内容:工艺相似,装夹表面相似,形状相似,尺寸相似,材料相似,精度相似。图1-10所示为加工拨叉叉部圆弧面及其一端面的成组工艺零件组,它符合成组工艺的相似性原则。图1-10 拨叉车圆弧和端面零件组

加工该零件组的成组车床夹具如图1-11所示,两件同时加工。夹具体1上有四对定位套2(定位孔为φ6H7),可用来安装四种可换定位轴KH1,用来加工四种中心距L不同的零件。若将可换定位轴安装在C—C剖面的T形槽内,则可加工中心距L在一定范围内变化的各种零件。可换钻套KH2及压板KH3按零件叉部的高度H选用更换,并固定在两定位轴连线垂直的T形槽内,用于防转定位及辅助夹紧。图1-11 成组车床夹具1—夹具体;2—定位套;KH1—定位轴;KH2—可换钻套;KH3—压板

成组夹具的设计原理与专用夹具相似,首先确定一个“复合零件”,该零件能代表组内零件的主要特征,然后针对“复合零件”设计夹具,并根据组内零件加工范围,设计可调整件和可更换件,应使调整方便、更换迅速、结构简单。由于成组夹具能形成批量生产,因此可以采用高效夹紧装置,如各种气动和液压装置。1.5.2 组合夹具

这种夹具是在夹具零部件完全标准化的基础上,根据积木化原理,针对不同的工件对象和加工要求,拼装组合而成的夹具。夹具用完后可进行拆卸,留待组装新的夹具。它主要用于单件、中小批多品种生产和数控加工中,是一种较经济的夹具。目前已基本普及,各城市及各大工厂均有自己的组合夹具站,图1-12所示为组合夹具的实物图。

组合夹具由一套预先制造好的不同形状、不同规格、不同尺寸的标准元件及合件组装而成,其构成要件的三维图如图1-13所示。

组合夹具一般是为某一工件的某一工序组装的专用夹具,也可以组装成通用可调夹具或成组夹具。组合夹具适用于各类机床。

组合夹具把专用夹具的设计、制造、使用、报废的单向过程变为组装、扩散、清洗入库、再组装的循环过程。可用几小时的组装代替几个月的设计制造周期,从而缩短生产周期;节省工时和材料,降低生产成本;还可减小夹具库房面积,有利于管理。图1-12 组合夹具实物图图1-13 组合钻夹具

组合夹具的元件精度高、耐磨,并且实现了完全互换,元件精度一般为IT6~IT7级。用组合夹具加工的工件,位置精度一般可达IT8~IT9级,若精心调整可达IT7级。

组合夹具的主要缺点是体积大、刚度较差、一次性投资大、成本高。这使组合夹具的推广应用受到一定限制,因此有专业人士建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度,加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐,创建夹具专业技术网站,充分利用现代信息和网络技术,与时俱进地创新和发展夹具技术。1.5.3 数控机床夹具

在现代自动化生产中,数控机床的应用已越来越广泛。数控机床加工时,刀具或工作台的运动是由程序控制,按一定坐标位置进行的。数控机床夹具在数控机床上相对机床的坐标原点具有严格的坐标位置,以保证所装夹的工件处于所规定的坐标位置上。为此,数控机床夹具常采用网格状的固定基础板,如图1-14所示。它长期固定在数控机床工作台上,板上已加工出有准确孔心距位置的一组定位孔和一组紧固螺孔(也有定位孔与螺孔同轴布置形式),它们成网格分布。图1-14 数控机床夹具简图

网格状基础板预先调整好相对数控机床的坐标位置,利用基础板上的定位孔可装各种夹具,如图1-14(a)上的角铁支架式夹具。角铁支架上也有相应的网格状分布的定位孔和紧固螺孔,以便安装有关可换定位元件和其他组件,以适应相似零件的加工。当加工对象变换品种时,只需更换相应的角铁式夹具便可迅速转换为新零件的加工。图1-14(b)所示是立方固定基础板。它安装在数控机床工作台的转台上,其四面都有网格分布的定位孔和紧固螺孔,上面可安装各类夹具的底板。当加工对象变换时,只需转台转位,便可迅速转换成加工新零件用的夹具,使用方便。

数控机床夹具首先要满足机械加工时对工件的装夹要求,同时,数控加工的夹具还有它本身的特点。(1)数控加工适用于多品种、中小批量生产,为了能装夹不同尺寸、不同形状的多品种工件,数控加工的夹具应具有柔性,经过适当调整即可夹持多种形状和尺寸的工件。(2)传统的专用夹具具有定位、夹紧、导向和对刀四种功能,而数控机床上一般都配备有接触式测头、刀具预调仪及对刀部件等设备,可以由机床解决对刀问题。数控机床上由程序控制的准确的定位精度,可实现夹具中的刀具导向功能。因此数控加工中的夹具一般不需要导向和对刀功能,只要求具有定位和夹紧功能,就能满足使用要求,这样可简化夹具的结构。(3)为适应数控加工的高效率,数控加工夹具应尽可能使用气动、液压、电动等自动夹紧装置快速夹紧,以缩短辅助时间。(4)夹具本身应有足够的刚度,以适应大切削用量切削。数控加工具有工序集中的特点,在工件的一次装夹中既要进行切削力很大的粗加工,又要进行达到工件最终精度要求的精加工,因此夹具的刚度和夹紧力都要满足大切削力的要求。(5)为适应数控多面加工,要避免夹具结构包括夹具上的组件对刀具运动轨迹的干涉,夹具结构不要妨碍刀具对工件各部位的多面加工。(6)夹具的定位要可靠,定位元件应具有较高的定位精度,定位部位应便于清屑,无切屑积留。如果工件的定位面偏小,可考虑增设工艺凸台或辅助基准。(7)对刚度小的工件,应保证最小的夹紧变形,如使夹紧点靠近支承点,避免把夹紧力作用在工件的中空区域等。当粗加工和精加工同在一个工序内完成时,如果上述措施不能把工件变形控制在加工精度要求的范围内,应在精加工前使程序暂停,让操作者在粗加工后、精加工前变换夹紧力(适当减小),以减小夹紧变形对加工精度的影响。

图1-15所示就是在加工中心上加工油泵壳体的数控夹具实例图。图1-15 加工油泵壳体的数控夹具

数控机床夹具设计时应注意以下几点:(1)数控机床夹具上应设置原点(对刀点)。(2)数控机床夹具无须设置刀具导向装置。这是因为数控机床加工时,机床、夹具、刀具和工件始终保持严格的坐标关系,刀具与工件间无须导向元件来确定位置。(3)数控机床上常需在几个方向上对工件进行加工,因此数控机床夹具应是敞开式的。(4)数控机床上应尽量选用可调夹具、拼装夹具和组合夹具。因为数控机床上加工的工件常是单件小批生产,必须采用柔性好、准备时间短的夹具。(5)数控机床夹具的夹紧应牢固可靠、操作方便。夹紧元件的位置应固定不变,防止在自动加工过程中元件与刀具相碰。习题

1.1 什么是机床夹具?其作用是什么?有哪些要求?

1.2 试结合图1-16所示说明机床夹具的组成。图1-16 夹具三维图

1.3 常用机床夹具有哪几类?

1.4 可调夹具与组合夹具分别有何特点?

1.5 简介现代机床夹具的发展方向。

1.6 结合《数控技术》等课程,谈谈你对数控夹具的理解。第2章 定位原理及定位元件

本章学习的目标

理解“六点定位原理”及其应用;

掌握常用的定位方式,学会选择定位元件和装置;

掌握定位误差的分析与计算。

重点与难点

满足加工要求必须限制工件的哪些自由度;

定位机构的设计;

工件定位误差分析。2.1 工件定位的基本原理

所谓自由度,即空间位置的不确定性。一个位于空间自由状态的物体,对于空间直角坐标系来说,具有六个自由度:三个位移自由度和三个旋转自由度,如图2-1所示。图2-1 物体的六个自由度

刚体(工件)沿X轴方向的运动,刚体(工件)绕X轴方向的回转;

刚体(工件)沿Y轴方向的运动,刚体(工件)绕Y轴方向的回转;

刚体(工件)沿Z轴方向的运动,刚体(工件)绕Z轴方向的回转。

工件定位目的是使工件在机床上(或夹具中)占有正确的位置,也就是使它相对于刀具刀刃有正确的相对位置。假定工件也是一个刚体,要使工件在机床上(或夹具中)完全定位,就必须限制它在空间的六个自由度。2.1.1 六点定位原理

要使工件沿某方向的位置确定,就必须限制该方向的自由度。当工件的六个自由度在夹具中都被限定时,工件在夹具中的位置就被完全确定了。用来限制工件自由度的固定点称为支承点。

这种用六个约束按一定规律将工件在机床或夹具中的位置完全确定的方法称为六点定位原理。这里用的六个支承点必须与工件始终保持接触,脱离接触就要失掉约束。

实现的方法是:用适当分布的六个支承点来限制工件的六个自由度,如图2-2所示,工件以A、B、C三个平面为定位基准,底面A紧贴在支承点1、2、3上,限制了、、三个自由度,侧面B紧贴在4、5支承点上,限制了、两个自由度,端面C紧贴在支承点6上,限制了自由度,这样六个支承点就限制了工件全部的自由度。

应用六点定位原理时,应注意的主要问题是:(1)支承点分布必须适当,否则六个支承点限制不了工件的六个自由度。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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