其它装置或元件
根据加工需要,有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等,以及标准化了的其它联接元件。
6.夹具体
夹具体是夹具的基体骨架,用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。常用的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构和装配结构,形状有回转体形和底座形等形状。
上述各组成部分中,定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本组成部分。
机床夹具的种类很多,形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便,往往按某一属性进行分类。
1、按夹具的通用特性分类
目前中国常用夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类。
(1)通用夹具:是指结构、尺寸已规格化,且具有一定通用性的夹具。其优点是适应性强、不需要调整或稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这类夹具已商品化。如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。采用这类夹具可缩短生产准备周期,减少夹具品种,从而减低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高,生产力较低且较难装夹形状复杂的工件,故适用于单件小批量生产中。
(2)专用夹具:是针对某一工件的某一道工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。特点是针对性强。适用与产品相对稳定、批量较大的生产中,可获得较高的生产率和加工精度。
(3)可调夹具:夹具的某些元件可调整或可更换,已适应多中工件的夹具,称为可调夹具。它还分为通用可调夹具和成组夹具两类。
(4)组合夹具:是由可循环使用的标准夹具零部件(或专用零部件)组装成易于连接和拆卸的夹具。根据被加工零件的工艺要求可以很快地组装成专用夹具,夹具使用完毕,可以方便地拆开。夹具主要应用在单件,中、小批多品种生产和数控加工中,是一种较经济的夹具。
(5)自动线夹具:一般分为两种,一种为固定式夹具,它与专用夹具相似;另一种为随行夹具,使用中夹具随工件一起运动,并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。
2、按夹具使用的机床分类
这是专用夹具所用的分类方法。可分为车床、铣床、钻床、镗床、平面磨床、齿轮加工夹具、拉床等夹具。多品种生产和数控加工中,是一种较经济的夹具。
3.按夹具动力源来分类
按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。为减轻劳动强度和确保安全生产,手动夹具应有扩力机构与自锁性能。常用的机动夹具有气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具和离心力夹具等。
1.自由度的概念
由刚体运动学可知,一个自由刚体,在空间有且仅有优个自由度。图4-5所示的工件,它在空间的位置是任意的,即它既能沿Ox、Oy、Oz三个坐标轴移动,称为移动自由度,又能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴转动,称为转动自由度。
2.优点定位原则
如要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置,就必须设置相应的优个约束,分别限制刚体的优个运动自由度。在讨论工件的定位时,工件就是我们所指的自由刚体。如果工件的优个自由度都加以限制了,工件在空间的位置也就完全被确定下来了。因此,定位实质上就是限制工件的自由度。
分析工件定位时,通常是用一个支承点限制工件的一个自由度。用合理设置的优个支承点,限制工件的优个自由度,使工件在夹具中的位置完全确定,这就是优点定位原则。
关于优点定位原则的几个主要问题:
(1)定位支承点是定位元件抽象而来的。在夹具的实际结构中,定位支承点是通过具体的定位元件体现的,即支承点不一定用点或销的顶端,而常用面或线来代替。根据数学概念可知,两个点决定一条直线,三个点决定一个平面,即一条直线可以代替两个支承点,一个平面可代替三个支承点。在具体应用时,还可用窄长的平面(条形支承)代替直线,用较小的平面来替代点。
(2)定位支承点与工件定位基准面始终保持接触,才能起到限制自由度的作用。
(3)分析定位支承点的定位作用时,不考虑力的影响。工件的某一自由度被限制,是指工件在某个坐标方向有了确定的位置,并不是指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时不能运动。使工件在外力作用下不能运动,要靠夹紧装置来完成。
3.工件定位中的几种情况
(1)完全定位:完全定位是指不重复地限制了工件的优个自由度的定位。当工件在x、y、z三个坐标方向均有尺寸要求或位置精度要求时,一般采用这种定位方式。
(2)不完全定位:根据工件的加工要求,有时并不需要限制工件的全部自由度,这样的定位方式称为不完全定位。如在车床上加工通孔,根据加工要不需限制两个自由度,所以用三爪自定心卡盘夹持限制其余四个自由度,就可以实现四点定位。又如平板工件磨平面,工件只有厚度和平行度要求,只需限制三个自由度,在磨床上采用电磁工作台就能实现三点定位。由此可知,工作在定位时应该限制的自由度数目应由工序的加工要求而定,不影响加工精度的自由度可以不加限制。采用不完全定位可简化定位装置,因此不完全定位在实际生产中也广泛应用。
(3)欠定位:根据工件的加工要求,应该限制的自由度没有完全被限制的定位称为欠定位。欠定位无法保证加工要求,因此,在确定工件在夹具中的定位方案时,决不允许有欠定位的现象产生。如不设端面支承,则在一批工件上半封闭槽的长度就无法保证;若缺少侧面两个支承点时,则工件上的部分尺寸和槽与工件侧面的平行度则很难保证。
(4)过定位:夹具上的两个或两个以上的定位元件重复限制同一个自由度的现象,称为过定位。而在实际定位过成中会有随机误差,这种随机的误差造成了定位的不稳定,严重时会引起定位干涉,因此应该尽量避免和消除过定位现象。消除或减少过定位引起的干涉,一般有两种方法:一是改变定位元件的结构, 如缩小定位元件工作面的接触长度;或者减小定位元件的配合尺寸,增大配合间隙等;二是控制或者提高工件定位基准之间以及定位元自由度
4. 定位基准的基本概念
在研究和分析工件定位问题时,定位基准的选择是一个关键问题。定位基准就是在加工中用作定位的基准。一般说来,工件的定位基准一旦被选定,则工件的定位方
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