工件的安装与定位

2019-07-0809:17:36工件的安装与定位已关闭评论

(1)工件的安装

1)安装的概念

加工零件时,必须先把工件安置在机床(或夹具)上,使它占有一个正确位置,称为定位。零件定位后,要使它在加工中保持定位精度,还必须把它压紧夹牢,称为夹紧。零件从定位到夹紧的整个过程称为安装。

2)安装的主要方式

①找正安装 由工人用目测或用划针、百分表等工具反复找正工件的某些表面(或预先划好的找正线),以能确定出工件的正确位置并夹紧。此法的安装精度取决于操作工的技术水平和找正方法,生产效率低,仅适用于单简生产。

②夹具安装 将工件放在夹具中,无须调整和找正,就能保证它与刀具的正确位置。此法需用专用夹具,适用于大批量生产。

(2)定位原理

在三维坐标系中,无任何约束的物体具有6个自由度,即沿3个坐标轴的移动(用表示)和绕3个坐标轴的转动(用表示),如图5.3.1所示。要使物体在机床(或夹具)上具有确定的位置(即定位),就必须约束这6个自由度。用6个支承点来限制工件的6个自由度的方法称为6点定位(或称6点定则)。如图5.3.2所示,用分布在3个坐标平面内的6个支承点限制工件的6个自由度。支承点1,2,3在XOY平面上,限制3个自由度;支撑点4,5在YOZ平面上,限制

两个自由度;支承点6在XOZ平面上,限制一个自由度。

图5.3.1 物体的6个自由度

图5.3.2 工件6点定位简图

图5.3.3 完全定位

(3)完全定位与不完全定位

1)完全定位

根据工件的加工需要,6个自由度全部被限制的定位称为完全定位。例如,要在图5.3.3所示的矩形工件上铣削一半封闭的槽,为了保证尺寸a、b和c的要求。必须利用工件的底平面和XOY坐标平面相接触来限制工件沿Z轴的移动、绕X轴的转动和绕Y轴的转动;利用左侧面和YOZ坐标平面的接触来限制工件沿X轴的移动和绕Z轴的转动;利用端平面和XOZ坐标平面的接触来限制工件沿Y轴的移动,该定位就属于完全定位。

图5.3.4 不完全定位

2)不完全定位

根据工件的加工需要,6个自由度部分被限制的定位称为不完全定位。例如,图5.3.4所示磨削平板工件的上平面,需要保证尺寸A。仅需要限制工件绕X轴的转动和绕Y轴的转动以及沿Z轴的移动)3个自由度,其余自由度不必限制,该定位就属于不完全定位。

(4)基准和定位基准的概念

基准就是“根据”的意思。在零件图和工艺文件上,总是要根据一些指定的点、线、面来确定另一些点、线、面的位置,这些作为“根据”的点、线、面称为基准。根据基准的作用不同,常把基准分为设计基准和工艺基准两大类。

1)设计基准

在零件的设计图纸上,标注尺寸和确定表面相互位置关系时所使用的基准称为设计基准。如图5.3.5所示,表面2,3和孔5的设计基准是表面1;孔4的设计基准是孔5的中心线。

2)工艺基准

在零件的制造和机器的装配过程中所使用的基准称为工艺基准。按用途不同,工艺基准又分为定位基准、度量基准和装配基准3种。

图5.3.5 设计基准

①定位基准 在机械加工过程中,用来确定被加工工件在机床或夹具上正确位置时所使用的基准称为定位基准。

②度量基准 检验已加工表面的尺寸及位置精度时所使用的基准称为度量基准。

③装配基准 装配时用以确定零件或部件在机器中位置的基准称为装配基准。

(5)定位基准的选择

毛坯加工时,第一道工序只能以毛坯表面定位,这种定位基准称为粗基准。用作定位基准的表面如果已经过加工,则称为精基准。在拟订零件加工工艺时,总要首先利用合适的粗基准,加工出将要作为精基准的表面。

1)粗基准选择的一般原则

①选取不需要加工的表面作为粗基准。这样有利于减小加工表面与不加工表面之间的位置误差,有时还可能在一次装夹中对所有需要加工的表面进行加工。例如,图5.3.6所示的筒形零件,以不需要加工的外圆面作为粗基准,可以在一次安装中把绝大部分需要加工的表面加工出来,并能保证筒壁厚均匀,端面与内孔轴线垂直。

图5.3.6 筒形零件的粗基准

图5.3.7 床身的粗基准

②选取加工余量最小的表面作为粗基准。这样不仅可以保证该表面加工时余量均匀,而且可以避免因余量不足而造成废品。如图5.3.7所示的车床床身,要求导轨面A切除的余量层薄而均匀,以达到保留铸铁表面耐磨性好、硬度高的特点,于是就先选择导轨面A作为粗基准,加工床身底面B,再以底面B为精基准加工导轨面A。

③应选择平整、光洁、并有足够大的面积和刚性的表面作为粗基准,以确保定位准确,夹紧可靠。

④粗基准一般只在第一道工序中使用一次,不重复使用。因为粗基准表面粗糙,每次装夹位置不能保证一致。

2)精基准的选择原则

①基准重合原则 应尽可能选用设计基准作为精基准,以减少定位误差。

②基准同一原则 应尽可能选择同一定位基准加工各个表面,以保证各个表面之间的位置精度。

③若两个表面之间相互位置精度要求较高,可采用互为基准反复加工的原则。

应当指出,在实际工作中,精基准的选择要完全符合上述原则,有时是不可能的。这时就要根据具体情况进行分析,选择最合理的方案。

3)几种常见零件的主要精基准

①轴类零件的主要精基准 一般选用两端的中心孔作为主要精基准,符合基准同一原则,能较好地保证这些表面之间的位置精度。

②盘套类零件一般以中心部位的孔作为主要精基准。

③支架、箱体类零件一般用装配在机座上的主要平面(即轴承支承孔的设计基准)作为主要精基准,以保证各轴承支承孔之间以及轴承支承孔与主要平面之间的位置精度要求。

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