数控机床与加工工艺讲义精品课教案

数控机床与加工工艺讲义精品课教案内容摘要：

b)先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然后再按划出的线痕进行找正实现装夹。 2)特点： a)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； b)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； c)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。 用夹具装夹安装： 1)工件装在夹具上，不再进行找正，便能直接得到准确加工位置的装夹方式。 2)特点：避免了找正法划 线定位而浪费的工时，还可以避免加工后的工件的加工误差分散范围扩大，夹装方便。 虎钳装夹 找正法与用夹具装夹工件的对比 设加工工件如上图所示 采用找正法装夹工件的步骤： 1)先进行划线，划出槽 子的位置； 2)将工件放在立式铣床的工作台上，按划出的线痕进行找正，找正完成后用压板或虎钳夹紧工件。 3)根据槽子线痕位置调整铣刀相对工件的位置，调整好后才能开始加工。 4)加工中需先试切一段行程，测量尺寸，根据测量结果再调整铣刀的相对位置，直至达到要求为止。 5)每加工一个工件均重复上述步骤。 因此这种装夹方法不但费工费时，而且加工出一批工件的加工误差分散范围较大。 采用夹具装夹 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去。 工件的 A 面支承在两支承板 2 上； B面支承在 两齿纹顶支承钉 3 上；端面靠在支承钉 4 上，这样就确定了工件在夹具中的位置，然后旋紧螺母 9 通过压板 8 把工件夹紧，完成了工件的装夹过程。 下一工件进行加工时，夹具在机床上的位置不动，只需松开螺母 9 进行装卸工件即可。 夹具装夹图 夹具的分类 可按应用范围、使用机床 、夹紧动力源来分类。 a) 按工艺过程的不同，夹具可分为机床夹具、检验夹具、装配夹具、焊接夹具等； b) 按机床种类的不同，机床夹具又可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具等； c) 按所采用的夹紧动力源的不同又可分为手动夹具、气动夹具等； d) 根据使用范围分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。 各类夹具的定义及特点如下表所示。 通用夹具 通用性强，被广泛应用于单件小批量生产 专用夹具 专为某一工序设计，结构紧凑、操作方便、生产效率高、加工精度容易保证，适用于定型产品的成批和大量生产。 组合夹具 由一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的专用夹具。 通用可调夹具 不对应特定的加工对象，适用范围宽，通过适当的调整或更换夹具上的个别元件，即可用于加工形状、尺寸和加工工艺相似的多种工件。 成组夹具 专为某一组零件的成组加工而设计，加工对象明确 ,针对性强。 通过调整可适应多种工艺及加工形状、尺寸。 e) 随行夹具：随行夹具是自动或半自动生产线上使用的夹具，虽然它只适用于某一种工件，但毛坯装上随行夹具后，可从生产线开始一直到生产线终端在各位置上进行各种不同工序的加工。 根据这一点，随行夹具的结构也具有适用于各种不同工序加工的通用性。 夹具的组成与作用（ 10 分钟） 组成：定位元件、夹紧装置 、联接元件、对刀或导向元件、其它装置、夹具体。 夹具组成 1) 定位元件：用于确定工件在夹具中的位置。 2) 夹紧装置：用于夹紧工件。 3) 对刀、导引元件：确定刀具相对夹具定位元件的位置。 4) 其它装置：如分度元件等。 5) 连接元件和连接表面：用于确定夹具本身在机床主轴或工作台上的位置。 6) 夹具体：用于将夹具上的各种元件和装置连接成一个有机整体。 作用： (1)保证稳定可靠地达到各项加工精度要求； (2)缩短加工工时，提高劳动生产率； (3)降低生产成本； (4)减轻工人劳动强度； (5)可由较低技术等级的工人进行加工； (6)能扩大机床工艺范围。 对尺寸精度的保证 夹具上装有对刀块 5，利用对刀塞尺 10 塞入对刀块工作面与立铣刀切削刃之间来确定铣刀相对夹具的位置，此时可相应横向调整铣床工作台的位置和垂直升降工作台来达到刀具相对对刀块的正确位置。 由于对刀块的两个工作面与相应夹具定位支承板 2 和齿纹顶支承钉 3 的 各自支承面已保证和尺寸，因而最终保证铣出槽子的 a 和 b 尺寸，如下图所示。 至于槽子长度的位置尺寸 ,则依本调整铣床工作台纵向进给的行程挡块的位置，使立式铣床工作台纵向进给的终结位置保证铣刀距支承钉 4 的距离等于 c。 由于工件以端面与支承钉4 的工作面相接触，因而最终使铣出槽子的长度位置达到尺寸的要求。 夹具精度的保证 加工一批工件时，只要在允许的刀具尺寸磨损限度内，都不必调整刀具位置，不需进行试切，直接保证加工尺寸要求。 这就是用夹具装夹工件时，采用调整法达到尺寸精度的工作原理。 典型夹具介绍 通过实物、模型，了解各种夹具的结构、安装、调整。 车床夹具 心轴式、角铁式、花盘式等。 注意夹具与机床的连接方式（锥柄与过渡盘） 铣床夹具 直线进给式、圆周进给式等。 用定位健确定夹具与机床的相对位置；用对刀装置调整刀具与夹具的正确位置。 下图中表示铣槽夹具安装在立式铣床的工作台上的情况。 铣槽夹具 钻床夹具 固定式、覆盖式、翻转式、滑柱式等。 用钻套导引刀具，并观察钻模板的型式。 （四）、新课小结： 工件安装的内容和方法。 夹具的分类和组成。 典型夹具的结构。 三、作业： 何谓机床夹具。 夹具有哪些作用。 机床夹具有哪几个组成部分。 各起何作用。 为什么夹紧不等于定位。 课题六：工件在数控机床上的装夹（二） 标题：定位基准的选择 06 一、教学目的： 掌握 工件定位的基本原理、定位基准的选择原则，了解常用定位元件及定位方式。 二、教学安排： （一）旧课复习内容： 工件的安装 夹具的组成 （二）新课教学知识点与重点、难点： 工件定位的基本原理 六点定位原理（重点掌握）（中级数控车铣考证要求知识点） 六点定位原理的应用（理解）（难点） 定位基准的选择原则（中级数控车铣考证要求知识点） 粗基准的选择原则（掌握）；精基准的选择原则（重点掌握）（难点） （中级数控车铣考证要求知识点） 辅助基准的选择原则（了解） 常见定位元件及定位方式（中级数控车铣考证要求知识点） 以平面定位的定位元件（掌握）； 以圆孔定位的定位元件（掌握） 以外圆柱面定位的定位元件（理解） （三）新课内容： 工件定位的基本原理 六点定位原理： 自由度的概念： 六点定位原理的概念： 夹具用合理分布的六个支承点，分别限制工件的六个自由度，使工件在 夹具中的位置完全确定，称为 “六点定位原理 ”。 六点定位原理的应用 完全定位、不完全定位、欠定位、过定位。 定位基准的选择原则 基准的概念与分类 基准：零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。 设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。 工艺基准：零件加工、测量和装配过程中使用的基 准。 分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。 精基准的选择原则 应保证加工精度和工件安装方便可靠。 基准重合原则：选用设计基准作为定位基准。 基准统一原则：采用同一组基准定位加工零件上尽可能多 的表面。 自为基准原则：选择加工表面本身作为定位基准。 互为基准原则：工件上两个相互位置要求很高的表面加工时，互相作为基准。 粗基准的选择原则 应保证各加工面有足够的余量，并尽 快获得精基面。 若要求保证某重要表面加工余量均匀，选该表面为粗基准。 若要求保证加工面与不加工面间的位置，选不加工表面为粗基准。 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。 粗基准表面，应平整光洁。 辅助基准的选择原则 为装夹方便或实现基准统一，人为制造的一种定位基准。 常用定位元件及定位方式 工件以平面定位 定 位元件常用支承钉和支承板。 辅助支承和浮动支承的应用。 工件以圆柱孔定位 定位元件为圆柱销和各种心轴。 工件以外圆柱面定位 定位元件常用有 V型块、定位套。 （四）新课小结 六点定位原理是工件正确定位的依据。 不同的定位基准，定位支承点的分布不同。 各种基准的概念，精基准选择应保证加工精度；粗基准的选择应保证各加工表面的余量。 不同的定位方式，定位元件不同。 五、作业： 何谓 “六点定位原理 ”。 “不完全定位 ”和 “过定位 ”是否均不能采用。 为什么。 什么叫粗基准和精基准。 试述它们的选择原则。 试分析下列加工情况的定位基准： （ 1）浮动铰刀铰孔 （ 2）车削阶梯轴 （ 3）精加工齿形面 试述常用定位元件所限制的自由度。 课题七：工件在数控机床上的装夹（三） 标题：定位 误差 07 一、教学目的： 掌握夹具的分类、组成和作用，了解各典型夹具的结构和功能。 二、教学安排： （一）旧课复习内容： 精基准的选择原则。 工件常用的定位方式。 （二）新课内容知识点： 定位误差 定位误差的概念、产生的原因（重点掌握）（难点）（中级数控车铣考证要求知识点） 定位误差的计算（了解） 夹紧装置 对夹紧装置的基本要求；夹紧力三要素的确定原则（重点掌握） （难点）（中级数控车铣考证要求知识点） 夹紧气、液动设备（了解）。  （三）新课内容： 定位误差与夹紧 定位误差 定位误差的概念 指一批工件在夹具中的位置不一致而引起的误差。 用 △ D 表示。 产生原因：基准不重合误差 △ B与基准位移误差 △ Y。 定位误差的计算 △ D=△ B177。 △ Y； 工件以平面定位： △ D=△ B，（ △ Y=0） 工件以内孔定位： △ Y=1/2（ D+d） 工件以外圆柱面定位： △ Y=（ 90176。 V型块定位） 夹紧装置 对夹紧装置的基本要求： 夹紧过程中，不能改变工件定位占据的正确位置。 夹紧力大小合适。 结构简单，制造维修易。 操作方便，安全、省力。 夹紧力的确定原则： 夹紧力方向的确定原则： （ 1）夹紧力应朝向工件的主要定位面。 如挂图。 （ 2）夹紧力应尽量与切削力、重力方向一致，以 减少夹紧力。 （ 3）夹紧力应指向工件刚性好的方向。 夹紧力作用点的确定原则： （ 1）作用点应在定位元件支承的范围内。 挂图。 （ 2）作用点应位于工件刚性好的部位。 （ 3）作用点应尽量靠近加工面。 夹紧力大小的确定： （ 1）手动夹紧：不需算出夹紧力的确切数据。 （ 2）机动夹紧：按静力平衡原理计算理论夹紧力，乘以安全系数，以 决定动力部分的尺寸（如气缸、活塞的直径等）。 夹紧气、液动力装置： 机动夹紧装置一般由夹紧元件、中间传递部分和力源部分组成。 典型气动传动系统一般由气源部分如空压机、储气罐，控制部分如各种阀、执行元件如气缸等组成。 液压系统较气动夹紧系统结构尺寸小，夹紧刚性大，无噪音等。 （五）新课小结 定位误差是由基准不重合误差和基准位移误差产生的。 典型定位方式定位误差的计算方法。 对夹紧装置的基本要求和夹紧力的确定 五、作业： 什么叫定位误差。 产生定位误差的原因是什么。 夹紧装置设计的基本要求是什么。 确定夹紧力的方向和作用点的准则有哪些。 常用的夹紧动力装置有哪些。 各有何特点。