數(shù)控加工工藝及刀具夾具教學課件ppt作者胡建新

1、數(shù)控加工工藝與刀具夾具 主編 胡建新模塊一數(shù)控加工用夾具數(shù)控加工工藝與刀具夾具模塊一數(shù)控加工用夾具課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析(常用定位元件與定位方法)課題1.4對各種組合定位的分析(關于重復定位)課題1.5工件在夾具中的夾緊方法【學習目標】1.了解機床夾具的功用，了解常用機床夾具的基本分類。2.了解工件定位、夾緊和安裝概念。課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)【學習任務的提出】1.1.1機床夾具的功用圖1-1工件的鍵槽銑削加工課題1.1鍵槽加工對夾具

2、的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-2不貫通平鍵槽的銑削加工課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-3鍵槽的幾種位置誤差課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)【相關知識】1.1.2 機床夾具基本概念1.機床夾具 機床夾具是在加工工位上用于裝夾工件的裝置。圖1 4中的機用平口鉗就是用于裝夾工件的夾具。對工件進行正確的裝夾包括定位和夾緊兩個過程。2.定位 令工件在工位上處于正確空間位置的操作稱為對工件的“定位”。3.夾緊 令工件在定位位置上緊固不動的操作稱為對工件的“夾緊”。4.安裝 在夾具定位概念中，把工件在工位上的“定位”和“夾緊”過程稱為對工件的“安

3、裝”。習慣上也稱為工件在加工工位上的“裝夾”課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-4工件在機用平口鉗中的裝夾和加工1鉗座2定位塊3固定鉗口4工件5銑刀6活動鉗口課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)1.1.3機床夾具的分類工件在數(shù)控機床上進行機械加工時，幾乎都要借助于機床夾具對其進行夾持。數(shù)控機床夾具可以劃分為若干不同種類。1.通用夾具通用夾具是指在各類數(shù)控機床上都能夠廣泛應用的夾具，例如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、機用平口鉗、回轉分度頭和數(shù)控回轉臺等。2.專用夾具專用夾具是指僅適用于某一工件或者僅適用于工件的一道或數(shù)道工序加工而專門設計的夾具。課題

4、1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-5套筒零件的鉆孔專用夾具1夾具體2定位平面3短圓柱銷4開口墊圈5夾緊螺母6鉆套 7鉆模板課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)3.拼裝夾具由預先制造好的各類標準元件經(jīng)組合拼裝而成的夾具稱為拼裝型夾具。(1)組合夾具組合夾具屬于早期的拼裝類夾具，由簡單的標準定位元件、支撐元件、夾緊元件、基礎件及其他組件組合而成。課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1 6所示為一臺組裝好的鉆孔組合夾具。它由矩形基礎板1和回轉工作臺8組成整個夾具的結構，引導鉆頭的鉆套4由支撐件2支撐，對工件的定位和夾緊由定位件3和夾緊

5、件5和緊固件6完成。圖1-6鉆孔組合夾具1基礎板2支承件3定位件4鉆套(導向件) 5夾緊件6緊固件7其他件8回轉工作臺課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)(2)模塊化夾具模塊夾具應用組合夾具的組合拼裝原理，發(fā)展了比組合夾具更趨完善的標準模塊化的工作臺、連接支撐板、標準可調(diào)定位元件和機動性較強的夾緊單元和模塊，以及其他組件總成。圖1-7槽系組合夾具1圓形基礎板2直角方支承3、11夾緊螺釘4、6、9長支承 5方支承板7、12螺母8 V形支承10圓形支承13連接板課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-8孔系定位組合夾具課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機

6、床夾具的基本類型)圖1-9組合夾具的各種標準件課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-10模塊夾具的各種標準合件a)可調(diào)頂尖支承b)可調(diào)V形支承c)擺動支承d)移動、擺動支承課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-11可調(diào)V形支承合件課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-12多性能拼裝虎鉗課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-13在拼裝平口鉗安裝上多工件課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-14立式拼裝虎鉗課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)圖1-15虎鉗與回

7、轉臺模塊的組合課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)【思考與練習】1.什么叫定位、夾緊和安裝？2.機床夾具的主要功用是什么？3.機床夾具可以劃分為哪幾個大類？4.組合夾具有哪些優(yōu)缺點？5.模塊化拼裝夾具有什么特點？6.通用夾具有什么特點？7.專用夾具有什么特點?應用在什么場合?課題1.1鍵槽加工對夾具的定位要求(機床夾具的基本類型)【學習目標】1.了解工件定位時的六個空間位置自由度概念及其表達符號。2.了解工件六點定位的基本原理。3.學會對箱體類、蓋板類和軸類工件的常用定位方法。課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)圖1-16工件的平面銑削加工夾具【學習任務的

8、提出】1.2.1軸的平面銑削加工夾具設計試對圖1 16所示工件的平面銑削加工夾具進行設計。課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)【相關知識】1.2.2工件的安裝方法由工件的加工要求確定工件的安裝方法，有各種裝夾方案可供選擇。圖1 17給出了最為普通的加工方法利用虎鉗夾緊。但是這種方法會產(chǎn)生很多問題，如在活動鉗口對工件施行夾緊后，經(jīng)常出現(xiàn)工件底部墊塊接觸不實的情況。這主要是由于參加定位的工件表面是回轉圓柱面所致。為使安裝比較穩(wěn)定，有如圖1 18所示為各種裝夾方案。課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)圖1-17虎鉗夾緊方案課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定

9、位基本原理)圖1-18工件裝夾的各種方案課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)1.2.3空間物體的六個位置自由度1.工件定位時的六個位置自由度如圖1 19所示，若不采取相應的定位措施，工件在夾具中被夾緊時的空間位置將不確定。為描述工件空間位置的不確定性，引入位置自由度概念：工件在參與定位時，其空間位置的不確定程度，可以通過工件所在空間直角坐標系中的空間坐標和角度等六個獨立的位置參量進行描述和比較，稱為六個位置自由度。課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)圖1-19工件的六個空間位置自由度課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)1)工件沿X軸方向最終

10、移動位置的不確定，見圖1-19a，稱為工件沿X軸方向的移動自由度，用符號表示。2)工件繞X軸方向的最終轉動位置的不確定，見圖1-19b，稱為工件繞X軸的轉動自由度，用符號表示。3)工件沿Y軸方向最終移動位置的不確定，見圖1-19c，稱為工件沿Y軸方向的移動自由度，用符號表示。 4)工件繞Y軸方向的最終轉動位置的不確定，見圖1-19d，稱為工件繞Y軸的轉動自由度，用符號表示。5)工件沿Z軸方向最終移動位置的不確定，見圖1-19e，稱為工件沿Z軸方向的移動自由度，用符號表示。6)工件繞Z軸方向的最終轉動位置的不確定，見圖1-19f，稱為工件繞Z軸的轉動自由度，用符號表示。課題1.2在小軸上進行平面

11、銑削加工(工件定位基本原理)2.位置自由度(位置度)概念用于描述工件在某一預先設定的空間直角坐標系中定位時，其空間位置不確定程度的六個獨立位置參量，稱為工件在此坐標系中的六個位置不確定度。在夾具定位理論中簡稱其為六個位置自由度，或直接稱為位置度。課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)1.2.4六點定位基本原理1.工件的六點定位基本原理在工件的定位中，用在空間合理分布的最多六個定位點限制工件的最多六個空間位置自由度，這一原理稱為工件的六點定位基本原理，簡稱六點定位原理。2.六點定位原理在箱體類工件定位中的應用圖1-20箱體類零件的常用定位方法課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工

12、件定位基本原理)3.六點定位原理在盤類工件定位中的應用六點定位原理在盤類工件定位中的應用如圖1 21所示。4.六點定位原理在軸類工件定位中的應用六點定位原理在軸類工件定位中的應用，可用圖1 22表示。圖1-21盤類零件的六點定位應用課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)圖1-22軸類零件的六點定位課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)1.2.5課堂小結本課從小軸平面銑削加工的定位安裝要求出發(fā)，引出了工件定位的六點定位基本原理。并對箱體類、盤類和軸類零件的常用定位方法進行了基本介紹。其中的六個空間位置度和定位原理是本課程重點內(nèi)容。六點定位原理的各種具體應用將會在后

13、續(xù)課程中進一步進行討論與分析。課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)【思考與練習】1.工件定位時，具有哪幾個位置度？2.箱體工件一般如何定位？3.盤類工件一般采用什么方法定位？4.軸類工件一般采用什么方法定位？課題1.2在小軸上進行平面銑削加工(工件定位基本原理)【學習目標】1.知道常用定位元件的基本類型。2.會運用常用定位手段與方法對工件定位。3.能夠運用各種定位方法的原理與基本分析方法，分析常用定位元件的定位約束作用。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析【學習任務的提出】1.3.1用三爪自定心卡盤裝夾工件圖1 23所示為工件在三爪自定心卡盤上進行定位和夾緊，試分析車床

14、卡盤對工件的定位約束作用?？ㄗぜ峁┝藥讉€點的約束？消除了工件的哪幾個位置自由度？對圖思考同樣問題。圖1-23三爪自定心卡盤裝夾工件課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-24卡盤與頂尖裝夾工件課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析 【相關知識】1.3.2夾具中的常用定位元件根據(jù)一般箱體類、盤類及軸類工件定位中的六點定位原理，夾具對工件的定位約束作用，是靠夾具上設置的具有各種定位幾何形面和形狀的定位元件而實現(xiàn)的。這些特定形狀的幾何形面是對工件進行位置約束的最為基本的要素，稱為基本定位體。夾具定位元件的定位面均由這些最基本的幾何形體所組成。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分

15、析1.支承釘支承釘是基本定位元件，可以用其直接體現(xiàn)定位約束點。支承釘在實際生產(chǎn)中廣泛應用，其結構尺寸已標準化。圖1-25三種標準支承釘a)A型：平頭b)B型：球頭c)C型：齒紋頭課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-26支承釘?shù)亩ㄎ患s束作用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析2.支承板工件上幅面跨度較大的大型精加工平面，常被用于作為第一定位基準。為使工件安裝穩(wěn)固、可靠，夾具上的定位元件多選用支承板體現(xiàn)定位平面。圖所示為兩種常用支承板的結構形式。圖1-27兩種支承板a)A型支承板b)B型支承板課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-28平面定位元件的定位作用課題1.3三爪

16、自定心卡盤裝夾工件的定位分析3.各種自位支承自位支承是指能夠根據(jù)工件實際表面的起伏情況，自動調(diào)整支承方向和接觸部位的浮動支承，如圖1 29所示。1)保證不同接觸條件下的穩(wěn)固接觸，提高安裝穩(wěn)定性。2)增大支承點的局部剛性。3)利用浮動結構消除重復定位所造成的夾緊彈性變形。4)適合于各類復雜表面的點定位。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-29各種自位支承圖1 29所示為幾種常用自位支承結構。其中圖1 29a為球面副浮動結構自位支承。這種浮動結構利用凹球面座與浮動頭凸球面相接觸，其接觸應力較小，耐磨損，適合于承受大的載荷。但浮動頭的摩擦較大，擺動靈敏度差，而且內(nèi)外球面副的制造較困難,一

17、般只用于重載荷情況下。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-30定位銷課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析1)自位支承在其支撐部位僅提供了一個點的約束，即它僅在該部位消除一個移動位置不確定度。2)擺動杠桿式浮動結構在裝配時，其擺動方向應與工件表面的誤差方向相對應；若不能預先確定工件毛坯的誤差方向，應改用圖1-29a、b所示的球面浮動結構。3)浮動結構的跨度不要過大，以免造成附加的轉動位置自由度。4.定位銷當箱體類、蓋板類工件以圓柱孔作為定位表面時，夾具定位元件最常用的是各類圓柱形定位銷。對于工件上較大尺寸(50mm)的定位孔，圓柱銷的尺寸及結構需要根據(jù)工件的定位要求及定位孔的尺

18、寸公差帶具體確定；而對于常用尺寸范圍(150mm)的圓柱銷，由于應用廣泛，均已標準化，并簡稱為定位銷。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析5.各類心軸各類定位心軸常應用于車、磨、銑類機床上對內(nèi)孔尺寸較大的套筒類、盤類工件進行定位安裝。(1)間隙配合心軸其常用結構見圖1-31。當軸向夾緊工件時，心軸體往往需設置一個軸肩端面，形成平面和長銷組合的重復定位結構。為防止因工件端面誤差較大而引起各種不良重復定位，一般多采用減小心軸軸肩環(huán)形支撐平面的半徑尺寸，以減小夾緊后的心軸彎曲量。圖1-31間隙配合心軸課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-32球面浮動的端面支承結構課題1.3三爪自定心

19、卡盤裝夾工件的定位分析圖1-33過盈配合心軸(2)過盈配合心軸其常用結構見圖1-33。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析 6.頂尖類各種不同類型的普通頂尖及內(nèi)撥頂尖廣泛應用于車床、磨床、銑床等機床上，完成對各類工件孔的定位。其中，夾具標準內(nèi)撥頂尖如圖1 34 a所示。圖1 34b和圖1 34c為普通頂尖的應用。圖1 34d和圖1 34e所示的外撥頂尖和內(nèi)錐孔頂尖一般用于對小型工件進行直接切削驅(qū)動。當定位中的頂尖不產(chǎn)生軸向移動時，對工件有三個點的約束作用，消除了工件、三個移動位置不確定度。當距離較遠的工件另一端采用活動頂尖時，對該端有兩點約束作用。對于整個工件消除了、兩個轉動位置度，見表

20、1 1的短圓錐銷定位約束作用。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-34各類頂尖的應用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析表1-1常用定位幾何要素的約束作用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析表1-1常用定位幾何要素的約束作用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析表1-1常用定位幾何要素的約束作用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析7.V形塊圖1-35V形塊課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-36V形塊的應用課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析圖1-37V形塊的長與短課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析1.3.3常用定位元件的定位約束作用

21、 由以上定位元件的應用情況可以推知，不同定位元件的幾何要素對工件的定位約束作用亦不同。表1 1也給出了常用定位要素的基本定位作用，可以分析和判斷定位方案中各個元件所發(fā)揮的定位作用。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析【問題的結論】1.3.4三爪自定心卡盤的定位約束三爪自定心卡盤是一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動定心并夾緊的夾具。它利用工件的回轉圓柱表面對工件進行自動定位和夾緊。卡爪相當于自動定心的V形塊?，F(xiàn)根據(jù)卡爪對工件的夾持長度，分析對工件提供的約束作用。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析 【實踐與練習】1.3.5卡盤其他裝夾方法的定位分析圖1 24的裝夾對工件提供了幾個點的約束？課題1.3三

22、爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析1.3.6課堂小結1)空間自由物體都具有六個表達和描述其當前空間位置的位置參量，稱為位置自由度，簡稱“位置度”。2)用空間合理分布的六個定位點，可以消除工件的六個位置自由度，這一原理稱為工件的六點定位基本原理，簡稱“六點定則”。3)夾具中經(jīng)常采用8種基本定位體為工件提供定位約束。課題1.3三爪自定心卡盤裝夾工件的定位分析課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位) 1.4.2重復定位1.4.3課堂小結1.4.4定位分析實踐課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)【學習目標】1.了解完全定位、不完全定位、重復定位的概念。2.了解重復定位的干涉問題及其

23、解決方法。3.會正確運用重復定位裝夾工作。課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)【學習任務的提出】1.4.1工件的完全定位與不完全定位對圖1 38所示工件進行通槽銑削加工，試分析其定位要求。圖1-38通槽工件圖1-39工件銑削通槽課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-40不需要完全定位的加工課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)【相關知識】1.工件的完全定位工件在夾具中定位時，六個位置自由度全部被消除稱完全定位。圖1 20箱體類工件、圖1 21盤類工件及圖1 22軸類工件的六點定位都是完全定位的例子。2.工件的不完全定位根據(jù)工件不同的加工需要，有些工序

24、的加工不需要對工件進行完全定位，只要消除部分位置度即可滿足加工要求。工件的六個位置度沒有全部被消除的定位，稱為不完全定位。圖1 39、圖1 40的工件加工都屬于不完全定位。課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)1.4.2重復定位1.重復定位實例分析2.重復定位概念3.重復定位的后果課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-41平面長銷組合定位1環(huán)形平面2長圓柱銷課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-42環(huán)形平面和短圓錐銷定位課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-43平面雙銷定位1平面2、3短圓柱銷課題1.4對各種組合定位的分析 (關

25、于重復 定位)3.重復定位的后果(1)重復定位會造成定位質(zhì)量不穩(wěn)定，降低定位精度整批工件的同一個位置度被夾具不同的定位元件重復限制，往往造成各個工件之間此項位置度最終被限制的不確定性，如圖1-44a所示。(2)重復定位可能引起夾緊變形和虛假接觸由于工件不可避免地存在加工誤差，因此重復定位結構往往引起定位元件的夾緊變形而破壞定位原狀，甚至造成定位元件與工件的虛假接觸。，課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-44工件端面垂直度誤差對重復定位的影響課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1 45為心軸由于工件端面的垂直度誤差，造成夾緊時的彎曲變形。圖1 46為卡盤的卡爪

26、對長工件的夾持長度不合適，造成重復定位，給右邊的頂尖順利頂入工件的頂尖孔帶來干涉，造成頂尖孔與頂尖的虛假接觸，如圖1 47所示。圖1-45重復定位引起心軸的夾緊變形課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-46卡爪對工件的重復定位帶來頂尖的干涉課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-47重復定位造成頂尖的虛假接觸課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-48雙圓柱銷結構的安裝干涉(3)重復定位會造成工件安裝困難重復定位經(jīng)常會使工件在工位上的安裝困難。課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)當采用雙銷定位結構時，第二銷的作用是防止轉動，所以只

27、需要提供一點即可滿足定位要求。如圖所示，可以把銷的一部分留下，而把不需要的部分材料去除;圖1 49b、c也可以改善工件孔的干涉，使工件較容易插入銷中，完成安裝。圖1-49削邊銷結構改善干涉課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-50平面、活動錐銷組合定位結構課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)1.4.3課堂小結1)工件在夾具中定位時，六個位置度全部被消除的定位，稱為完全定位。2)六個位置度沒有完全被消除的定位，稱為不完全定位。3)工件應該消除的位置度沒有被消除的定位稱為欠定位。4)欠定位在實際生產(chǎn)中不允許出現(xiàn)。5)具有重復限制位置度的定位稱為重復定位。6)如果工件

28、的定位表面加工誤差較大，重復定位會造成定位混亂、安裝困難。課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)1.4.4定位分析實踐1.什么叫完全定位？2.什么叫不完全定位？3.什么叫欠定位？4.什么叫重復定位？5.生產(chǎn)中允許欠定位嗎？6.重復定位在什么情況下可以采用？應該注意什么問題？7.試對圖1-52圖1-56的工件安裝進行定位情況分析。課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-51車床安裝工件的定位分析課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-52內(nèi)撥頂尖與活動頂尖課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-53固定V形塊與活動V形塊課題1.4對各種

29、組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-54平面、短圓柱銷定位課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-55平面、短圓柱銷定位課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)圖1-56平面、V形塊定位課題1.4對各種組合定位的分析 (關于重復 定位)課題1.5工件在夾具中的夾緊方法1.5.1薄壁套筒的裝夾1.5.2對夾具夾緊裝置的基本要求1.5.3夾緊力方向的合理確定1.5.4夾緊力作用點的合理確定1.5.5對薄壁套筒的裝夾1.5.6對數(shù)控機床夾具的基本要求1.5.7數(shù)控車床常用夾具1.5.8數(shù)控車床常用其他夾具與附件1.5.9數(shù)控銑床與加工中心用夾具課題1.5工件在夾具中的夾

30、緊方法【學習目標】1.知道機床夾具對工件的夾緊要求，學會常用機床夾具的夾緊方法。2.知道工件夾緊注意事項，學會數(shù)控夾具的常用夾緊方法。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法【學習任務1的提出】1.5.1薄壁套筒的裝夾 圖1-57薄壁套筒的裝夾課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-58薄壁套筒的夾緊變形課題1.5工件在夾具中的夾緊方法【相關知識】1.5.2對夾具夾緊裝置的基本要求1.夾緊要可靠夾緊裝置的基本功能是夾固工件，以使工件在切削力、重力、離心慣性力等外力作用下，能穩(wěn)固地維持其定位位置不動，保證切削加工的順利、安全進行。故夾緊可靠是對夾緊裝置所提出的首要要求。2.夾緊不允許破壞定位夾緊應保證維持

31、工件的定位位置，工件的精確定位是保證加工合格的先決條件，所以，夾緊不允許破壞工件的原有定位狀態(tài)。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法3.夾緊變形要盡量小，且不能壓傷工件對工件的夾緊不應引起工件有較大的夾緊變形，以免松開夾緊后的彈性恢復造成加工表面的形狀、位置精度下降。另外，夾緊不應造成工件表面的壓傷，以免影響工件表面質(zhì)量；當夾緊力較大時，應選擇適當?shù)膲壕o點或采用墊塊、壓腳等結構，以防壓潰工件表面。4.操作要方便夾具的操作機構應力求使操作方便、省力、安全，有利于快速裝卸工件，減輕工人的勞動強度，以提高工作效率。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法1.5.3夾緊力方向的合理確定1.主要夾緊力的方向應盡量指

32、向工件的主要定位基準表面 2.夾緊力的方向應盡量與切削力、重力方向保持一致3.夾緊力的方向應盡量施于工件剛性較強的方向4.夾緊力的作用線應分布于工件有效支撐面范圍以內(nèi)，以防止工件發(fā)生傾覆課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-59夾緊力作用線應分布于支承范圍內(nèi)課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-60夾緊力的作用部位選擇課題1.5工件在夾具中的夾緊方法1.5.4夾緊力作用點的合理確定1.夾緊力作用點應選擇工件剛性較好的部位夾緊力的作用點應選擇在使工件夾緊變形小的凸緣、耳座、肋、隔板等剛性較好的部位。只有選擇這些部位，才能使工件夾得實，壓得牢；同時，所產(chǎn)生的夾緊變形也較小。圖1 61a的夾緊方案把

33、作用點選在工件剛性最差的薄壁空腔頂部的中央，會造成工件頂部較大的壓緊變形；圖1 61b把夾緊點設置在工件底部的凸緣處，夾緊變形就很??；圖1 61c表示工件無壓緊凸緣可利用時，可以利用浮動壓板，把夾緊點分散到肋板和箱壁厚度較大處，可以有效減小壓緊變形。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-61夾緊力的作用點要合理選擇課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-62工件的鏜孔加工課題1.5工件在夾具中的夾緊方法2.夾緊力的作用點應盡量靠近工件要加工的部位夾緊力作用點越靠近加工部位，加工振動越小，切削越平穩(wěn)，加工質(zhì)量越高。圖1-63夾緊力方向的選擇課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-64對薄壁套筒進行軸

34、向夾緊課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-65開口套夾緊工件1套筒2開口套1.5.5對薄壁套筒的裝夾課題1.5工件在夾具中的夾緊方法【其他相關知識】1.5.6對數(shù)控機床夾具的基本要求1.高精度數(shù)控機床本身的精度很高，一般用于高精度加工。對數(shù)控機床夾具也提出較高的定位安裝精度要求和較高的轉位、對定精度要求。2.快速裝夾工件為適應高效、自動化加工的需要，夾具結構應適應快速裝夾的需要，以減少工件裝夾輔助時間，提高機床切削運轉利用率。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法3.夾具應具有良好的敞開性數(shù)控機床加工為刀具自動走刀加工。夾具及工件應為刀具的快速移動和換刀等快速動作提供較寬敞的運行空間。尤其對于多刀

35、、多工序加工，夾具結構更應簡單、開敞，使刀具容易進入，以防刀具運動中與夾具工件系統(tǒng)相碰撞。4.夾具本身的機動性要好5.夾具在機床坐標系中坐標關系明確，數(shù)據(jù)簡單，便于進行編程坐標的轉換計算6.部分數(shù)控機床夾具應為刀具提供明確的對刀點課題1.5工件在夾具中的夾緊方法1.5.7數(shù)控車床常用夾具1.車床常用夾具車床常用夾具一般包括卡盤類、頂尖類、心軸類三大類。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-66三爪自定心卡盤1卡盤扳手孔2錐齒輪3大錐齒輪4卡爪5平面螺旋齒盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-67四爪單動卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-68四爪單動卡盤的應用課題1.5工件在夾具中的夾

36、緊方法圖1-69三種常用頂尖課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-70雞心夾課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-71雞心夾的應用1卡盤2工件3雞心夾4頂尖課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-72彈簧卡頭課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-73各種錐形心軸課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-74兩爪卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-75跟刀架的應用課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-76中心架的應用課題1.5工件在夾具中的夾緊方法2.車床夾具的特點臥式車床上常用的三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、各類頂尖及通用夾頭等夾具在工作時，大多需要與車床主軸一起帶動工件進行高速回轉，所以，車

37、床夾具一般具有下述特點：1)車床夾具多具有足夠的強度、剛性和可靠的夾緊裝置，以保證能牢固夾持工件隨同主軸高速回轉，并克服離心慣性力和切削力。2)車床夾具一般都具有較勻稱的結構，以減少高速回轉時的不平衡離心慣性力。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法3)車床夾具多為自動定心夾具(如三爪自定心卡盤、彈性夾頭、彈性脹套等)。4)夾具工作時，其對稱軸線與機床主軸保持同軸，故夾具相對機床主軸的安裝多具有較完善的對定結構(如定心錐柄、定心軸頸、止口等)。5)只要結構空間允許，夾具都應設置必要的安全操作防護裝置，例如護板、護罩及封閉型結構。課題1.5工件在夾具中的夾緊方法3.數(shù)控車床的新型夾具圖1 77所示為數(shù)

38、控車床上常用的伸縮卡爪式液動卡盤。其卡爪的伸縮動作靠卡盤內(nèi)自帶的液壓缸帶動。圖1 78為短行程伸縮卡爪式液動卡盤。圖1 79所示為伸縮卡爪式液動卡盤在發(fā)動機曲軸加工中的生產(chǎn)應用實例。圖1-77伸縮卡爪式液動卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-78短行程伸縮卡爪式液動卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-79數(shù)控車床伸縮卡爪式液動卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-80移動卡爪式液動卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-81氣動卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-82超薄型三爪自定心卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-83超薄型四爪單動卡盤課題1.5工件在夾具中的

39、夾緊方法圖1-84利用鋼球鎖緊裝置的快速拼裝平面卡盤課題1.5工件在夾具中的夾緊方法1.5.8數(shù)控車床常用其他夾具與附件1.液動中心架在數(shù)控車床上，有時也用到跟刀架和中心架。圖1 85所示為一種在數(shù)控車床上應用的液動中心架。使用它可以實現(xiàn)對工件的自動化支承裝夾操作。2.數(shù)控車床用對刀儀圖1 86所示為一種數(shù)控車床用的新型對刀儀。以往，這類對刀儀僅應用在數(shù)控銑床上進行銑刀Z軸方向的對刀，現(xiàn)在將其工作面轉位90，應用到數(shù)控車床上進行刀尖位置偏移參數(shù)的精確測量。它屬于機床測量輔具。圖1-85一種液動中心架課題1.5工件在夾具中的夾緊方法圖1-86一種數(shù)控車床用對刀儀課題1.5工件在夾具中的夾緊方法3.數(shù)控尾座圖1 87所示為一種安裝有伺服控制系統(tǒng)的數(shù)控機床尾座，該尾座可以通過程序來