工件
工件,制造过程中的一个产品部件。也叫制件、作件、课件、五金件等。
基本信息
- 中文名
工件
- 外文名
workpiece
- 运用领域
机械制造
- 加工方式
铸造、锻造、车、铣等
- 解释
指在机械加工过程中的加工对象
定义
工件指机械加工过程中的加工对象。它可以是单个零件,也可以是固定在一起的几个零件的组合体。工件的加工方式种类多样,有车、铣、刨、磨、铸造、锻造等等。工件的加工工序也随加工方式的变化而变化。
工件的定位
工件的定位是指工件在机床或夹具中占有正确位置的过程,目的是使同一批工件在加工时占有一致的正确加工位置。其主要内容包括:(1)掌握工件的定位原理,保证工件加工时的位置一致。(2)选择或设计合理的定位方式及相应的定位元件。
六点定位原理
任何一个工件在空间直角坐标系内都有且只有六个自由度,即分别沿
、
、
三轴的移动
、
、
的自由度和绕此三轴的转动的自由度
、
、
。如果采用六个相应的固定约束点,同时消除这六个自由度,则该工件在空问的位置为唯一,此即工件的六点定位原理。
如图1所示的表示一个六方体工件的定位情况,现分析限制工件六个自由度的方法:
(1)在
,平面上设置三个支承钉1、2、3,把工件放在这三个支承钉上,就可限制工件的三个自由度
、
、
。
(2)在
平面上设置两个支承钉4、5,把工件靠在这两个支承钉上,就可限制
、
两个自由度。(3)在
平面上没置一个支承钉6,把工件靠在这个支承钉上,就可限制
自由度。
通过上述方法,使工件与六个支承点接触,限制其六个自由度,保证工件在机床或夹具中占有正确的位置,即完成了定位过程。
为了在夹具设计中,更好地应用六点定位原理,还需讨论如下几个问题:
1.支承点与定位元件
六点定位原理中提到:工件的六个自由度需要用夹具上按一定要求布置的六个支承点或支承来消除,除支承钉比较直观地能理解为一个支承点外,其他定位元件相当几个支承点应用其所限制的自由度数来判断。
例如图2所示的为加工连杆大头孔的定位方案,连杆4以其底面安装在支承板2上,支承板限制了工件三个自由度(
、
、
),相当于三个支承点,小头孔套在短圆柱销1上,限制了工件两个自由度(
、
),相当于两个支承点;圆柱销3与工件大头侧面接触,限制了工件最后一个自由度(
),相当一个支承点。这里应注意是:定位元件1和3同样是一个圆柱销,但两者所相当的支承点数是不同的,这是因为,前者限制了两个自由度,而后者只限制一个自由度。
图3所示为几种常见的定位方式中的定位元件所限制的自由度数或相当支承点数。2.完全定位与不完全定位工件的六个自由度均被夹具的定位元件所限制,使工件在夹具中处于完全确定的位置,也就是说,当固定约束数正好为工件的六个自由度数时的定位称为完全定位。如图2所示的连杆定位就是完全定位。在拟定工件的定位方案中,根据工件的加工要求,并不一定都需要完全定位。如图4所示,其中图(a)所示的表示在工件上铣键槽,要求保证工序尺寸x、y、z及与底面侧面平行,所以加工时必须限制六个自由度,即要完全定位。图(b)所示的为工件上铣台阶面,要求保证工序尺寸y、z及与底面,侧面平行,故只要限制五个自由度就够了,这时不必限制沿X轴移动的自由度(
),因为它对工件的加工精度并无影响。图(c:)所示的为在工件上铣顶面,仅要求保证工序尺寸z及与底面平行,因此,只要限制三个自由度(
、
、
)。这种按加工要求,允许有一个或几个自由度不被限制的定位,但仍能满足加工要求时的定位,称为不完全定位。