如图11所示,任何个自由刚体,在空间均有6个自由度(自由度是完全确定物体在空间的几何位置所需要的独立坐标数目),即沿空间坐标轴xyz个方向的移动和绕此坐标轴的转动(分别以x→y→z→和xyz表示)。在xy平面上设置3个支承(不能在条直线上),工件放在这3个支承上,就能限制工件的z→yx3个自由度;在xz平面上设置两个支承(两点的连线不能平行于z轴),把工件靠在这两个支承上,可限制y→z两个自由度;在yz平面上设置个支承,使工件靠在这个支承上,就限制了x→这个自由度。这样工件的这6个自由度就都被限制了,工件在空间的位置就完全确定了。 在这个空间坐标系中,设置的6个支承称为定位支承点,实际上就是起定位作用的定位元件。将具体的定位元件抽象化,转化为相应的定位支承点,用这些定位支承点来限制工件的运动自由度,这样定位分析的问题便分简单明了了。1)设置3个定位支承点的平面限制个移动自由度和两个转动自由度,称为主要定位面。 工件上选作主要定位的表面应力求面积尽可能大些,而3个定位支承点的分布应尽量彼此远离和分散,绝对不能分布在条直线上,以承受较大外力作用,提高定位稳定性。2)设置两个定位支承点的平面限制两个自由度,称为导向定位面。工件上选作导向定位的表面应力求面积狭而长,而两个定位支承点的分布在平面纵长方向上应尽量彼此远离,绝对不能分布在平面窄短方向上,以使导向作用更好,提高定位稳定性。3)设置个定位支承点的平面限制个自由度,称为止推定位面或防转定位面。 究竟是止推作用还是防转作用,要根据这个定位支承点所限制的自由度是移动的还是转动的而定。6)工件在定位时需要限制的自由度数目以及究竟是哪几个自由度,完全由工件该工序的加工要求所决定,应该根据实际情况进行具体分析,合理设置定位支承点的数量和分布情况。工件的6个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的唯位置,称为完全定位。 如图13汽车零部件CNC加工所示,在某长方体工件上加工个不通孔,为满足所有加工要求,必须限制工件的6个自由度,这就是完全定位。没有全部限制工件的6个自由度,但也能满足加工要求的定位,称为不完全定位。如图14所示,在某长方体工件上加工个通槽,满足所有加工要求仅需要限制工件的5个自由度,而工件的y→自由度可以不限制,这就是不完全定位。 特别需要说明的是,为了便于承受切削力夹紧力或为了保证批工件的进给长度致,有时将无加工要求的自由度也加以限制。例如,将图14所示工件的y→自由度也限制,实际加工是允许的,有时也是必要的。根据加工要求,工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位,称为欠定位。欠定位必然导致无法正确保证工序所规定的加工要求。 图15所示,铣削某轴的不通槽时,只限制了工件的4个自由度,x→自由度未被限制,故加工出来的槽的长度尺寸无法保证致。因此,欠定位是不允许的。工件在夹具中定位时,若几个定位支承点重复限制同个或几个自由度,称为过定位。过定位是否允许,应根据工件的不同加工情况进行具体分析。 般地,当工件以形状精度和位置精度很低的毛坯表面作为定位基准时,不允许采用过定位;而以已加工过的或精度高的毛坯表面作为定位基准时,为了提高工件定位的稳定性和刚度,在定条件下允许采用过定位。如图16所示,铣削某矩形工件的上平面时,工件以底平面作为定位基准。当设置3个定位支承点时,如图16a所示,属于不完全定位,是合理方案。 当设置4个定位支承点时,如图16b所示,属于过定位。若底平面粗糙或是4个图16铣削矩形工件的定位分析定位支承点不在同平面上,实际只有3个点接触,将造成工件定位的位置不定或批工件定位位置不致,是不合理方案;若底平面已加工过,保证4个定位支承点在同平面上,则批工件在夹具中的位置基本致,增加的定位支承点可使工件定位更加稳定,更有利于保证工件的加工精度,是合理方案。由于4个定位支承点在同平面上,实际起到3个定位支承点限制工件3个自由度的作用,是符合定位原理的。如果重复限制相同自由度的cnc加工黄铜定位支承点之间存在严重的干涉和冲突,以致造成工件或夹具的变形,从而明显影响定位精度,这样的过定位必须严禁采用。 表11列举出了常见典型定位方式及其定位分析情况。
虽然有机械设备的帮助,但面对客户如此高的产品质量要求。自然,在加工过程中需要高精度,例如精细机械零件的加工。在加工精细机械零件时,数控程序控制轮廓系统被广泛应用于铣床,包括具有广泛技术能力简单可靠和低成本的相位系统。
4主要表面的光整加工(如研磨珩磨精磨等),精密cnc加工应放在工艺路线最后阶段进行,以免光整加工的表面,由于工序间的转运和安装而受到损伤。
1)声发射技术。该技术在承压设备裂纹检测方面较为成熟,在压力容器承压管道的安全评定中已取得较为理想的效果,在航天航空复合材料等裂纹检测方面也得到大力发展。对于旋转机械裂纹诊断,主要在旋转轴齿轮疲劳裂纹及轴承裂纹检测等方面有定程度的发展。声发射的优点在于它是种动态检测方法,声发射探测到的能量来自被测试物体本身,而不是像超声或射线探伤那样由无损检测仪器提供。
精密机械加工工艺-零件定位原理。
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