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工件安装与夹具基础知识

时间:2019-10-14

  机械加工时,必须使工件在机床或夹具中相对刀具及其切削成▲●形运动占有某一正确位置,称为定◇▲=○▼=△▲位。为了在加工中使工件能承受切削力,并保持其正确位置,还需把它压紧或夹牢,称为夹紧。从定位到夹紧的过程称为安装◇•■★▼或装夹。

  工件安装是否正确、可靠、迅速和方便,会影响加工质量和生产率。常用安装方法有:

  工件直接安装在工作台或通用夹具上,例如三爪卡盘、四爪卡△▪️▲□△盘、平口钳、电磁吸盘等。有时直接安装工件不需另行找正即可夹紧,例如利用三爪卡盘或电磁吸盘安装工件。有时直接安装需要以工件上某个表面或划线作为找正工件的基准,用划针或百分表找正后,再行夹紧,例如用四爪卡盘(见右图)或机床工作台安装工件。

  这种安装方法的定位精度和工作效率,取决于找正面(或划线)的精度、找正方法、所用工具和工人技术水平。如划线mm。由于此法安装找正费时,定位精度不易保证,生产率低,所以适用于单件小批生产及大型工件的粗加工。

  如右图所示,工件直接安装在为其加工而专门设计和制造的夹具中,无需进行找正,就可迅速可靠地保证工件对机床和刀具的正确相对位置。此法操作简便,要求工人技术水平不高。但因专用夹具的设计、制造和维★▽…◇修,需要投资,所以在成批生产或大批大量生产中应用很广。

  基准就是“根据”的意思。零件图样、零件或工艺文件上,必须根据一些指定的点、线或面,来确定另一些点、线或面的位置,这些作为根据的点、线或面称为基准。按照基准的不同功用,将其分为设计基准和工艺基准两大类。

  设计图样上所采用的基准,称为设计基准。如右图所示轴套的轴线就是各外圆和内孔的设计基准,端面A是端面B、C的设计基准。

  在工艺过程中所采用的基准,称为工艺基准。工艺基准按其用途不同,又分为装配基准、测量基准和定位基准。

  装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准,称为装配基准。右图轴套内孔就是装配基准。

  测量时所用的基准,称为测量基准。如右上图轴套内孔是检验Ф40外圆径向跳动的测量基准;表面A是检验长度L、l的测量基准。

  在加工中用作定位的基准,称为定位基准。右下图机体在加工4、5孔时用底面3安装在夹具上,底面就是定位基准。需要说明的是,工件上作为定位基准的点、线,通常是用具体表面来体现的。例如孔的轴线是用孔的表面来体现。所以,定位基准可统称为定位基面。(返回TOP)

  工件在加工过程中,若是以未经加工过的毛坯面作为定位基准的表面,称此种基准面为粗基准;若是已经加工过的表面,称为精基准。

  用作粗基准的表面应保证所有加工面都有足够的加工余量,而且各加工面对不加工面应具有一定的位置精度。其选择原则如下:

  如果零件上有几个不需加工的表面,则应选择与加工面有较高相互位置精度要求的不加工表面作粗基准,以保证零件上加工面与不加工面之间相互位置误差最小。

  例如右图所示工件以不加工的外圆表面作粗基准,这样可保证各加工面与外圆表面之间有较高的同轴度或垂直度,而且可在一次安装中,加工出绝大部分需要加工的表面。

  若零件的所有表面都需加工,这样选择可保证作为粗基准的表面加工余量均匀。例如车床床身(下图),要求导轨面耐磨性好,希望在加工时只切除一层薄而均匀的金属,使其表层保留均匀一致的金相组织和高硬度。若先选择导轨面作粗基准,加工床腿的底平面(下图a),然后以床腿的底平面为精基准去加工导轨面(下图b),就可达到此目的。

  粗基准不应有浇口、冒口、飞边、毛刺和其他缺陷,否则会使定位基准不准确和夹紧不牢靠。

  粗基准精度低、粗糙度大,如重□▼◁▼•☆■▲复使用,则定位误差大,会使加工面产生较大的位置误差。

  尽可能选用设计基准作定位基准,这样▲★-●可避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差,容易保证加工面与其设计基准的相对位置精度。

  例如加工带孔齿轮和套类零件的外圆和齿形时,是用心轴插入已加工好的孔中定位,这样可使定位基准与装配基准和设计基准重合,以提高加工精度。

  应使尽可能多的表面加工时都用一个定位基准,这样有利于保证各加工面的位置精度。此外,还可使许多工序使用的夹具的定位、夹紧装置相同或类似,减少了设计、制造夹具的时间和费用。例如加工轴类零件,很多加工面和工序都用顶尖作定位基准。又例如加工齿轮的外圆、端面和齿形时,都以内孔作精基准定位。

  对于某些精加工或光整加工工序,要求加工余量小而均匀时,可用被加工面本身作精基准定位。例如磨削床身导轨面,用导轨面本身(精基准)找正定位(右图),导轨面本身的位置精度应由前道工序保证。此外,如浮动镗刀镗孔、浮动铰刀铰孔、拉刀拉孔、珩磨孔、无心磨床磨外圆等,都是采用自为基准。

  为获得均匀的加工余量或较高的位置精度,可采用互为基准、反复加工的原则。例如主轴轴颈和锥孔的同轴度要求很高,生产中就是利用互为基准的原则反复加工完成的。

  在实际生产中,精基准的选择要完全符合上述原则,有时很难做到,所以,应根据具体情况进行分析,选用最有利的精基准。