典型零件的數(shù)控加工工藝編制學(xué)習(xí)情境四連桿加工夾具的設(shè)計課件

典型零件的數(shù)控加工工藝編制學(xué)習(xí)情境四連桿加工夾具的設(shè)計41、實際上，我們想要的不是針對犯罪的法律，而是針對瘋狂的法律。——馬克·吐溫42、法律的力量應(yīng)當(dāng)跟隨著公民，就像影子跟隨著身體一樣?！惪ɡ麃?3、法律和制度必須跟上人類思想進步。——杰弗遜44、人類受制于法律，法律受制于情理?！小じ焕?5、法律的制定是為了保證每一個人自由發(fā)揮自己的才能，而不是為了束縛他的才能?！_伯斯庇爾典型零件的數(shù)控加工工藝編制學(xué)習(xí)情境四連桿加工夾具的設(shè)計典型零件的數(shù)控加工工藝編制學(xué)習(xí)情境四連桿加工夾具的設(shè)計41、實際上，我們想要的不是針對犯罪的法律，而是針對瘋狂的法律?！R克·吐溫42、法律的力量應(yīng)當(dāng)跟隨著公民，就像影子跟隨著身體一樣?！惪ɡ麃?3、法律和制度必須跟上人類思想進步。——杰弗遜44、人類受制于法律，法律受制于情理。——托·富勒45、法律的制定是為了保證每一個人自由發(fā)揮自己的才能，而不是為了束縛他的才能。——羅伯斯庇爾2主要內(nèi)容通過連桿零件加工夾具的設(shè)計，介紹了機械加工中工件加工常見定位方法；六點定位原理；定位元件的使用場合及選擇；夾具用途、組成、分類；掌握專用夾具的設(shè)計方法。通過該情境的學(xué)習(xí)，能為具體加工零件的有關(guān)工序選擇定位方案、定位元件；設(shè)計夾具。學(xué)習(xí)情境四：連桿加工夾具設(shè)計3學(xué)習(xí)情境四：連桿加工夾具設(shè)計4.1任務(wù)引入4.2任務(wù)分析4.3相關(guān)知識項目一、工件的定位 項目二、數(shù)控機床夾具 4.4任務(wù)實施4.5任務(wù)拓展與課后練習(xí)主要內(nèi)容

通過連桿零件加工夾具的設(shè)計，介紹了機械加工中工件加工常見定位方法；六點定位原理；定位元件的使用場合及選擇；夾具用途、組成、分類；掌握專用夾具的設(shè)計方法。通過該情境的學(xué)習(xí)，能為具體加工零件的有關(guān)工序選擇定位方案、定位元件；設(shè)計夾具。學(xué)習(xí)情境四：連桿加工夾具設(shè)計2學(xué)習(xí)情境四：連桿加工夾具設(shè)計4.1任務(wù)引入4.2任務(wù)分析4.3相關(guān)知識項目一、工件的定位 項目二、數(shù)控機床夾具 4.4任務(wù)實施4.5任務(wù)拓展與課后練習(xí)34.1任務(wù)引入

生產(chǎn)如圖4-1所示連桿，該連桿材料為HT200。生產(chǎn)綱領(lǐng)為年500件。前道工序中連桿中部孔φ25H9及其兩端面已加工，本工序要求加工連桿臂處2×φ8H7及φ10孔。為該工序選定定位元件及裝夾方式,保證加工后尺寸的平行度要求。4

該連桿材料為HT200。零件毛坯為鑄件。由圖中可以看出外輪廓不需加工，主要加工為孔及端面，且孔與孔之間有尺寸要求和平行度要求。

4.2任務(wù)分析5

前道工序中φ25H9孔及端面已加工，本道工序孔2×φ8H7及φ10孔與前道工序中已加工的孔φ25H9及其兩端面有位置要求，必須有一定的工藝方案來保證本道工序加工的孔與前道工序孔的位置符合圖紙要求。

在數(shù)控銑床上加工，仍然需要專用裝備來定位以保證工件、刀具及機床之間的相互位置。4.2任務(wù)分析6

4.3相關(guān)知識項目一工件的定位一、工件的定位方法工件加工前，必須在機床上確定其相對刀具的位置。工件在機床上定位，根據(jù)定位的特點不同一般有三種方法：直接找正定位、劃線找正定位和夾具安裝定位。7

4.3相關(guān)知識1、直接找正定位工件定位時直接用測量器具找正工件的某一表面，使工件處于正確位置，稱為直接找正定位。在這種定位方式中，被找正的表面就是工件的定位基準(zhǔn)。只適用于單件小批生產(chǎn)。8圖4-2直接找正裝夾9

4.3相關(guān)知識2、劃線找正定位

該方法是先按加工表面的要求在工件上劃線，加工時在機床上按線找正以獲得工件的正確位置。多用于批量較小、毛坯精度較低以及大型零件的粗加工。10圖4-3劃線找正裝夾11

4.3相關(guān)知識3、在夾具上定位

機床夾具是指在機械加工工藝過程中用以裝夾工件的機床附加裝置。常用的有通用夾具和專用夾具兩種。廣泛用于成批生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序中。12圖4-4用夾具裝夾工件1-夾具體2-定位銷3-鉆套4、工件13

4.3相關(guān)知識二、工件定位的基本原理1、六點定位原理用合理分布的六個支承點即可限制工件的六個自由度，這就是工件定位的基本原理，簡稱六點定位原理。工件在直角坐標(biāo)系中有六個自由度14在空間直角坐標(biāo)系中，工件可沿x、y、z軸有不同的位置,也可以繞x、y、z軸回轉(zhuǎn)。分別用和表示。這種工件位置的不確定性,通常稱為自由度。其中稱為沿x、y、z軸線方向的移動自由度；稱為繞x、y、z軸回轉(zhuǎn)方向的自由度。定位的任務(wù),首先是消除工件的自由度。15圖4-6定位支承點分布16圖4-7軸類零件的六點定位17

4.3相關(guān)知識2、限制工件的自由度與加工要求的關(guān)系工件應(yīng)被限制的自由度與工件被加工面的位置要求存在對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)被加工面只有一個方向的位置要求時，需要限制工件的三個自由度。當(dāng)被加工工件有兩個方向的位置要求時，需要限制工件的五個自由度。當(dāng)被加工面有三個方向的位置要求時，需要限制工件的六個自由度。18圖4-8在工件上銑鍵槽19

4.3相關(guān)知識3、應(yīng)用六點定位原理時應(yīng)注意的問題⑴正確的定位形式正確的定位形式就是指在滿足加工要求的情況下，適當(dāng)?shù)叵拗乒ぜ淖杂啥葦?shù)目。⑵防止產(chǎn)生欠定位根據(jù)零件的加工要求應(yīng)該限制的自由度，在實際定位時有部分（或全部）自由度未被限制的定位，稱為欠定位。⑶正確處理過定位如果工件在定位時，其同一自由度被多于一個的定位元件限制，這種定位稱為過定位，也稱為重復(fù)定位。20圖4-9過定位情況分析

過定位一般是不允許的，因為它可能產(chǎn)生破壞定位、工件不能裝入、工件變形或夾具變形等后果（如圖4-9d、e），影響加工精度。但如果工件與夾具定位面精度較高時，過定位有是允許的，因為它可以提高工件安裝的剛度和穩(wěn)定性。21

4.3相關(guān)知識三、定位方式與定位元件工件在實際定位時常用的定位方式有平面定位和圓柱表面定位。1、工件以平面定位⑴工件以粗基準(zhǔn)平面定位

常用的定位元件有固定支承釘和可調(diào)支承釘圖4-10支承釘22

4.3相關(guān)知識（2）工件以精基準(zhǔn)平面定位

常用的定位元件有平頭支承釘（A型）和支承板（圖4-11）圖4-11支承板234.3相關(guān)知識2、工件以圓柱孔定位

該定位方式即采用工件上的圓柱孔為定位基準(zhǔn)面，與定位元件上的有關(guān)表面實現(xiàn)定位。⑴圓柱銷（定位銷）定位時限制工件的兩個自由度圖4-12定位銷244.3相關(guān)知識（2）圓錐銷圖4-13為常用圓錐銷的結(jié)構(gòu)。該定位方式是通過圓柱面與定位元件的外圓錐面配合實現(xiàn)定位的

定位時較短圓柱銷多限制了工件的一個自由度圖4-12定位銷254.3相關(guān)知識⑶定位心軸

定位銷如果軸向尺寸及徑向尺寸變大，定位時軸向配合長度較大，這種定位元件即為圓柱定位心軸。

圓柱定位心軸定位時限制工件的四個自由度，其中定位配合為間隙配合時定心精度低但裝卸工件方便，定位配合為過盈配合時定心精度高但裝卸工件不便。

264.3相關(guān)知識

圓錐銷錐度變?。ㄥF度為1:1000～1:8000）軸向尺寸增大，則定位元件為圓錐定位心軸。圓錐定位心軸定位時限制工件的五個自由度，但軸向定位精度很差。該定位元件定位說定心精度高。274.3相關(guān)知識3、工件以外圓柱面定位(1)V形塊V形塊是夾具中常用的定位元件,對軸定位時,當(dāng)工件用長V形塊時限制四個自由度,工件用短V形塊時限制兩個自由度，軸的左右能自動對中,即工件軸線總在V形塊工作面的對稱面內(nèi)。V形塊有固定式和活動式之分。284.3相關(guān)知識(2)半圓套

半圓套的定位面A置于工件的下方。這種定位方式類似于V形塊,也類似于軸承,常用于大型軸類零件的精基準(zhǔn)定位中,其穩(wěn)固性比V形塊更好。其定位精度取決于定位基面的精度。通常工件軸頸取精度IT7、IT8,表面粗糙度值為Ra0.8～0.4μm。294.3相關(guān)知識⑶定位套

工件以外圓柱面作為定位基準(zhǔn)面在定位套中定位時，其定位元件常做成鋼套裝在夾具體中.短定位套用于工件以端面為主要定位基準(zhǔn)。短定位套只限制工件的兩個移動自由度。長定位套用于工件以外圓柱面為主要的定位基準(zhǔn),長定位套限制工件的四個自由度。

304.3相關(guān)知識4、常見組合定位方式的使用

可參閱表4-1314.3相關(guān)知識項目二數(shù)控機床夾具一、機床夾具概述

1、概述機床夾具是在機床上加工時用來裝夾工件的工藝設(shè)備，其作用是使工件相對機床和刀具有—個正確的位置，即定位，同時在加工中還需保持這個位置不變。即夾緊。32圖4—18連桿銑槽夾具結(jié)構(gòu)1一夾具體2一壓板3、7一螺母4、5一墊圈6一螺栓8一彈簧9一定位鍵l0一菱形銷11—圓柱銷334.3相關(guān)知識2、機床夾縣的組成數(shù)控機床夾具一般由以下幾部分組成。⑴定位裝置定位裝置是由定位元件及其組合而構(gòu)成，用于確定工件在夾具中的正確位置，⑵夾緊裝置夾緊裝置用于保持工件在夾具中的既定位置，保證定位可靠，使其在外力作用下不致產(chǎn)生移動，包括夾緊元件、傳動裝置及動力裝置等。344.3相關(guān)知識⑶夾具體用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件，以保證夾具的精度、強度和剛度。⑷其他元件及裝置如定位鍵、操作件、分度裝置及連接元件354.3相關(guān)知識3、機床夾縣的用途1)保證被加工表面的位置精度;2)

減少輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率;3)擴大機床的使用范圍,利用夾具可使機床完成其本身所不能完成的任務(wù);4)實現(xiàn)工件的裝夾加工;5)減輕勞動強度，改善工作條件，保證生產(chǎn)安全。364.3相關(guān)知識二、機床夾具的分類機床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對機床夾具進行分類。常用的分類方法有以下幾種。⑴按夾具的使用特點分類根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，機床夾具可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類。374.3相關(guān)知識1)通用夾具已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，其結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，而且具有一定通用性。這類夾具適應(yīng)性強，可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件故一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。384.3相關(guān)知識2)專用夾具專為某一工件的某道工序設(shè)計制造的夾具，稱為專用夾具。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計周期較長、投資較大。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具。394.3相關(guān)知識3)可調(diào)夾具某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。它一般又可分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。前者的通用范圍比通用夾具更大；后者則是一種專用可調(diào)夾具，在多品種，中、小批量生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟效果。404.3相關(guān)知識4)組合夾具采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。組合夾具在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。414.3相關(guān)知識T形槽系組合夾具42孔系組合夾具434.3相關(guān)知識5)拼裝夾具用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝零部件拼裝而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。此類夾具更適合在數(shù)控機床上使用。444.3相關(guān)知識

（2)按使用機床不同可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數(shù)控機床夾具、自動機床夾具、自動線隨行夾具以及其他機床夾具等。454.3相關(guān)知識

（3)按夾緊的動力源分類夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等464.3相關(guān)知識三、數(shù)控機床夾具1、數(shù)控夾具的特點

1）數(shù)控加工適用于多品種、中小批量生產(chǎn)，為能裝夾不同尺寸、不同形狀的多品種工件，數(shù)控加工的夾具應(yīng)具有柔性，經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整即可夾持多種形狀和尺寸的工件。474.3相關(guān)知識2）傳統(tǒng)的專用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對刀四種功能，而數(shù)控加工中的夾具一般不需要導(dǎo)向和對刀功能，只要求具有定位和夾緊功能，就能滿足使用要求，這樣可簡化夾具的結(jié)構(gòu)。

484.3相關(guān)知識3）為適應(yīng)數(shù)控加工的高效率，數(shù)控加工夾具應(yīng)盡可能使用氣動、液壓、電動等自動夾緊裝置快速夾緊，以縮短輔助時間。4）夾具本身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。數(shù)控加工具有工序集中的特點，在工件的一次裝夾中既要進行切削力很大的粗加工，又要進行達到工件最終精度要求的精加工，因此夾具的剛度和夾緊力都要滿足大切削力的要求。494.3相關(guān)知識5）為適應(yīng)數(shù)控多方面加工，要避免夾具結(jié)構(gòu)包括夾具上的組件對刀具運動軌跡的干涉，夾具結(jié)構(gòu)不要妨礙刀具對工件各部位的多面加工。6）夾具的定位要可靠，定位元件應(yīng)具有較高的定位精度，定位部位應(yīng)便于清屑，無切屑積留。7）對剛度小的工件，應(yīng)保證最小的夾緊變形，以減小夾緊變形對加工精度的影響。

504.3相關(guān)知識2.數(shù)控車床的夾具1）數(shù)控車床通用夾具2）數(shù)控車床專用夾具①心軸類車床夾具514.3相關(guān)知識②角鐵式車床夾具用于加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件上的回轉(zhuǎn)面和端面524.3相關(guān)知識3.數(shù)控銑床和加工中心的夾具種類：1）數(shù)控銑削通用夾具①平口鉗534.3相關(guān)知識②數(shù)控銑床和加工中心用卡盤544.3相關(guān)知識③數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺554.3相關(guān)知識2）數(shù)控銑削專用夾具銑削專用夾具是指特別為某一項或類似的幾項工件設(shè)計制造的夾具，一般在批量生產(chǎn)或研制時非要不可時采用。564.3相關(guān)知識5、數(shù)控夾具選用方法1)在數(shù)控車床、車床中心和磨床上加工回轉(zhuǎn)體工件，一般采用能適應(yīng)一定直徑范圍工作的通用快速自動夾緊卡盤。當(dāng)工件幾何尺寸超出范圍時，則需要更換卡爪或另一種卡盤。。574.3相關(guān)知識2)在加工中心加工工件而工件是以底面作定位的箱體零件時，則可選用以槽系或孔系為基座的組合夾具，再配以一定量的定位、夾緊元件組合即可。3)在加工中心加工工件而工件為不規(guī)則形狀，或同時在托板上需加工多個相同或不相同的工件時，則需設(shè)計與配備專用夾具。584.3相關(guān)知識四、機床專用夾具設(shè)計的方法和步驟1、專用夾具設(shè)計的基本要求

1）保證工件的加工

2）提高加工的生產(chǎn)率、

3）操作方便，便于排屑

4）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性594.3相關(guān)知識2、機床夾具設(shè)計的一般步驟⑴明確任務(wù)，研究資料，了解生產(chǎn)條件要祥細閱讀零件圖樣，分析零件的結(jié)構(gòu)特點，材料和技術(shù)要求；⑵擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖；⑶繪制夾具總圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸和技術(shù)要求；⑷繪制零件圖。604.3相關(guān)知識3、夾具公差和技術(shù)要求的制定⑴夾具的尺寸公差和技術(shù)要求的內(nèi)①與定位精度有關(guān)的尺寸及相互位置要求②定位元件與導(dǎo)向元件、對刀元件間的位置尺寸及相互位置精度要求。③夾具與機床聯(lián)接部分的尺寸及配合性質(zhì)。④與保證夾具裝配精度有關(guān)或與檢驗方法有關(guān)的特殊技術(shù)要求。⑤夾具的輪廓尺寸、特征尺寸、安裝尺寸及運動件的活動范圍等尺寸。⑥夾具的操作、平衡、安全注意事項及其他有關(guān)說明。614.3相關(guān)知識⑵夾具公差的確定這里講的夾具公差包括夾具上裝配、檢驗尺寸公差及相互位置公差。制定夾具公差的基本原則是要保證零件的加工精度。通常將夾具的尺寸公差和形位公差取為工件相應(yīng)公差的。工件的精度要求較高；公差值較小時，為使夾具制造不十分困難宜??；工件的公差值較大，生產(chǎn)批量較大時，宜取。夾具上主要角度公差一般取為工件相應(yīng)角度公差的，常取±10′、要求嚴(yán)的可取±5′-1′。62一、確定定位方案加工該連桿連桿端處2×φ8和φ10時，因為所需加工孔位通孔，故僅有一處自由度即不需限制，屬于不完全定位，其余五個自由度都要限制。有時也將一些不需定位的自由度加以限制，成為完全定位。定位基準(zhǔn)面是利用已經(jīng)加工的連桿中部內(nèi)孔φ25和一個端面作為主要定位基準(zhǔn)面,并以連桿端的R15外圓柱作為次要定位基準(zhǔn)面,這樣就完成了連桿的全部定位。4.4任務(wù)實施63二、定位、夾緊元件的選擇

1、定位元件選擇1）連桿φ25孔端面作為基準(zhǔn)面，用一個支承板作為定位元件,即能消除工件的3個自由度；2）φ25內(nèi)孔處選用短圓柱銷能消除工件的2個自由度；4.4任務(wù)實施64

3）利用連桿端圓柱面，用活動的V形塊加以限制，即限制了工件的自由度，又避免了用固定V形塊導(dǎo)致的過定位。在數(shù)控銑床上利用已加工的φ25孔和下端面為定位基準(zhǔn)，采用支承板、圓柱銷、活動V形塊定位元件實現(xiàn)完全定位，從而保證大端2×φ8和φ10與已加