如圖11所示,任何個自由剛體,在空間均有6個自由度(自由度是完全確定物體在空間的幾何位置所需要的獨立坐標數目),即沿空間坐標軸xyz個方向的移動和繞此坐標軸的轉動(分別以x→y→z→和xyz表示)。在xy平面上設置3個支承(不能在條直線上),工件放在這3個支承上,就能限制工件的z→yx3個自由度;在xz平面上設置兩個支承(兩點的連線不能平行于z軸),把工件靠在這兩個支承上,可限制y→z兩個自由度;在yz平面上設置個支承,使工件靠在這個支承上,就限制了x→這個自由度。這樣工件的這6個自由度就都被限制了,工件在空間的位置就完全確定了。 在這個空間坐標系中,設置的6個支承稱為定位支承點,實際上就是起定位作用的定位元件。將具體的定位元件抽象化,轉化為相應的定位支承點,用這些定位支承點來限制工件的運動自由度,這樣定位分析的問題便分簡單明了了。1)設置3個定位支承點的平面限制個移動自由度和兩個轉動自由度,稱為主要定位面。 工件上選作主要定位的表面應力求面積盡可能大些,而3個定位支承點的分布應盡量彼此遠離和分散,絕對不能分布在條直線上,以承受較大外力作用,提高定位穩定性。2)設置兩個定位支承點的平面限制兩個自由度,稱為導向定位面。工件上選作導向定位的表面應力求面積狹而長,而兩個定位支承點的分布在平面縱長方向上應盡量彼此遠離,絕對不能分布在平面窄短方向上,以使導向作用更好,提高定位穩定性。3)設置個定位支承點的平面限制個自由度,稱為止推定位面或防轉定位面。 究竟是止推作用還是防轉作用,要根據這個定位支承點所限制的自由度是移動的還是轉動的而定。6)工件在定位時需要限制的自由度數目以及究竟是哪幾個自由度,完全由工件該工序的加工要求所決定,應該根據實際情況進行具體分析,合理設置定位支承點的數量和分布情況。工件的6個自由度全部被限制而在夾具中占有完全確定的唯位置,稱為完全定位。 如圖13汽車零部件CNC加工所示,在某長方體工件上加工個不通孔,為滿足所有加工要求,必須限制工件的6個自由度,這就是完全定位。沒有全部限制工件的6個自由度,但也能滿足加工要求的定位,稱為不完全定位。如圖14所示,在某長方體工件上加工個通槽,滿足所有加工要求僅需要限制工件的5個自由度,而工件的y→自由度可以不限制,這就是不完全定位。 特別需要說明的是,為了便于承受切削力夾緊力或為了保證批工件的進給長度致,有時將無加工要求的自由度也加以限制。例如,將圖14所示工件的y→自由度也限制,實際加工是允許的,有時也是必要的。根據加工要求,工件必須限制的自由度沒有達到全部限制的定位,稱為欠定位。欠定位必然導致無法正確保證工序所規定的加工要求。 圖15所示,銑削某軸的不通槽時,只限制了工件的4個自由度,x→自由度未被限制,故加工出來的槽的長度尺寸無法保證致。因此,欠定位是不允許的。工件在夾具中定位時,若幾個定位支承點重復限制同個或幾個自由度,稱為過定位。過定位是否允許,應根據工件的不同加工情況進行具體分析。 般地,當工件以形狀精度和位置精度很低的毛坯表面作為定位基準時,不允許采用過定位;而以已加工過的或精度高的毛坯表面作為定位基準時,為了提高工件定位的穩定性和剛度,在定條件下允許采用過定位。如圖16所示,銑削某矩形工件的上平面時,工件以底平面作為定位基準。當設置3個定位支承點時,如圖16a所示,屬于不完全定位,是合理方案。 當設置4個定位支承點時,如圖16b所示,屬于過定位。若底平面粗糙或是4個圖16銑削矩形工件的定位分析定位支承點不在同平面上,實際只有3個點接觸,將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;若底平面已加工過,保證4個定位支承點在同平面上,則批工件在夾具中的位置基本致,增加的定位支承點可使工件定位更加穩定,更有利于保證工件的加工精度,是合理方案。由于4個定位支承點在同平面上,實際起到3個定位支承點限制工件3個自由度的作用,是符合定位原理的。如果重復限制相同自由度的cnc加工黃銅定位支承點之間存在嚴重的干涉和沖突,以致造成工件或夾具的變形,從而明顯影響定位精度,這樣的過定位必須嚴禁采用。 表11列舉出了常見典型定位方式及其定位分析情況。
雖然有機械設備的幫助,但面對客戶如此高的產品質量要求。自然,在加工過程中需要高精度,例如精細機械零件的加工。在加工精細機械零件時,數控程序控制輪廓系統被廣泛應用于銑床,包括具有廣泛技術能力簡單可靠和低成本的相位系統。
4主要表面的光整加工(如研磨珩磨精磨等),精密cnc加工應放在工藝路線最后階段進行,以免光整加工的表面,由于工序間的轉運和安裝而受到損傷。
1)聲發射技術。該技術在承壓設備裂紋檢測方面較為成熟,在壓力容器承壓管道的安全評定中已取得較為理想的效果,在航天航空復合材料等裂紋檢測方面也得到大力發展。對于旋轉機械裂紋診斷,主要在旋轉軸齒輪疲勞裂紋及軸承裂紋檢測等方面有定程度的發展。聲發射的優點在于它是種動態檢測方法,聲發射探測到的能量來自被測試物體本身,而不是像超聲或射線探傷那樣由無損檢測儀器提供。
精密機械加工工藝-零件定位原理。
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