機床夾具設(shè)計-工件的裝夾與夾具

機床夾具設(shè)計:工件的裝夾與夾具文章目錄[隱藏]1工件裝夾的概念2工件裝夾的方法2.1找正裝夾法2.2夾具裝夾法3用夾具裝夾時保證工件加工精度的條件4夾具的組成4.1定位元件及定位裝置4.2夾緊裝置4.3對刀及導引元件4.4夾具體4.5其他元件及裝置1工件裝夾的概念在機床上對工件進行加工時,為了保證加工表面相對其他表面的尺寸和位置精度,首先需要使工件在機床上占有準確的位置,并在加工過程中能承受各種力的作用而始終保持這一-準確位置不變。前者稱為工件的定位,后者稱為工件的夾緊,這一整個過程統(tǒng)稱為工件的裝夾。在機床上裝夾工件所使用的工藝裝備稱為機床夾具(以下簡稱夾具)。工件的裝夾,可根據(jù)工件加工的不同技術(shù)要求,采敢先定位后夾緊或在夾緊過程中同時實現(xiàn)定位兩種方式,其目的都是為了保證工件在加工時相對刀具及切削成形運動(通常由機床所提供)具有準確的位置。例如在牛頭刨床上加工一槽寬尺寸為B的通槽,若此通槽只對A面有尺寸和平行度要求時(圖1.1(a))可采用先定位后夾緊裝夾的方式;若此通槽對左右側(cè)兩面有對稱度要求時(圖1.1(b)),則要求采用在夾緊過程中實現(xiàn)定位的對中裝夾方式。圖1.1需采用不同裝夾方式的工件2工件裝夾的方法在機床上對工件進行加工時,根據(jù)工件的加工精度要求和加工批量的不同,可采用如下兩種裝夾方法。圖1.2工件裝夾的兩種方法2.1找正裝夾法找正裝夾法即通過對工件上有關(guān)表面或劃線的找正,最后確定工件加工時應(yīng)具有準確位置的裝夾方法。如對圖1.1(a)所示工件的加工,可將工件直接放置在牛頭刨床的工作臺.上,在牛頭刀夾上安置-塊百分表或劃針,通過牛頭滑枕前后運動找正被加工工件的左側(cè)A面,如圖1.2(a),找正后再夾緊工件進行刨槽加工。2.2夾具裝夾法夾具裝夾法即通過安裝在機床上的夾具對工件的定位和夾緊,最后確定工件加工時應(yīng)具有準確位置的裝夾方法。如對圖1.1(a)所示工件的加工,可將工件裝夾到專用刨槽夾具中(圖1.2(b))即可實現(xiàn)工件在加工時的準確位置。由于夾具裝夾法的裝夾效率高、操作簡便和易于保證加工精度，故多在成批或大量生產(chǎn)中采用。3用夾具裝夾時保證工件加工精度的條件采用夾具裝夾法對工件進行加工時,為了保證工件加工表面相對其他有關(guān)表面的尺寸和位置精度,必須滿足下述三個條件:(1)工件在夾具中占據(jù)一定的位置;(2)夾具在機床上保持一定的位置;(3)夾具相對刀具保持一定的位置。例如,在大批量生產(chǎn)的條件下,加工圖1.3(a)所示的工件上的兩個孔中D,要求兩孔的位置尺寸為A、B及L,并對底面C垂直。工件在夾具中所占據(jù)的一定位置是由四個支承板1及三個支承釘2確定,并用螺釘4夾緊。當采用立式鉆床和專用雙軸鉆削頭同時加工工件兩孔時,夾具在機床上的位置及其相對刀具的位置是由夾具上的定向鍵3和鉆套5保證的;若改用搖臂鉆床逐個孔地加工,則靠鉆套5來保證夾具相對刀具位置就可以了。再如,在成批量生產(chǎn)條件下,采用臥式銑床銑削加工圖1.4所示扇形板工件.上的三個8H9通槽，槽的位置精度要求為:(1)三槽底面與φ22H7內(nèi)孔中心線距離為40+8:2mm;(2)三槽相對φ22H7內(nèi)孔中心線的位置度公差為0.12mm;(3)三槽對端面B的垂直度公差為0.08mm;(4)三槽之間的角度公差為土10’。圖1.3工件上鉆孔工序簡圖及鉆孔夾具1-支承板;2-支承釘;3-定向鍵;4-螺釘;5-鉆套;6-夾具體圖1.4扇形板工件銑三槽的工序簡圖工件上三個通槽8H9的尺寸精度由銑刀的寬度尺寸來保證,三槽底面與φ22H7內(nèi)孔中心線距離的尺寸精度及三槽的位置精度,則需由工件在夾具中的裝夾及夾具在機床上的準確安裝來保駐,即加工時嚴格控制銑刀相對工件內(nèi)孔φ22H7中心線的位置,以保證上述第1.2、3項精度要求;由夾具上的精密分度機構(gòu)保證第4項精度要求。圖1.5銑三通槽的專用夾具1-定位套;2-定位銷;3-螺母;4-開口墊圈;5-定位心軸;6-鍵;7-分度盤;8-襯套;9-對刀塊;10-手柄;11-手把;12-夾具體;13-定向鍵圖1.5為加工扇形板三通槽的專用夾具。扇形板工件上的內(nèi)孔φ22H7、鍵槽6H10及兩端面均在以前工序加工完畢,并達到圖紙要求。在銑槽工序中,工件以內(nèi)孔φ22H7、鍵槽6H10及端面B在夾具定位心軸5及鍵6上定位,擰緊螺母3、通過開口墊圈4將工件夾緊。件9為對刀塊,件13為定向鍵,它們分別確定夾具相對刀具和夾具在機床上的準確位置。銑槽的深度和有關(guān)位置精度,是通過對刀塊9兩個垂直面到定位心軸中心線的尺寸精度來保證。加工完一個槽后，擰動手柄10將分度盤7松開,利用手把11將定位銷2由定位套1中拔出,用手柄使分度盤7帶動工件-一起回轉(zhuǎn)30%后,再將定位銷2重新插入另一個定位套中實現(xiàn)轉(zhuǎn)位。再擰動手柄10將分度盤7鎖緊,然后銑削下一個通槽。4夾具的組成通過上述例子可以看出,雖然加工工件的形狀、技術(shù)要求不同,所使用的機床不同,但在加工時，所使用的夾具大多由以下五個部分組成。4.1定位元件及定位裝置在夾具中確定工件位置的一些元件稱為定位元件,圖1.3(b)中的支承板、支承釘及圖1.5中的定位軸、鍵等。它們的作用是使一批工件在夾具中占有同一位置,只要將工件的定位基面與夾具上的定位元件相接觸或相配合,就可以使工件定位。有些夾具還采用由一些零件組成的定位裝置對工件進行定位。4.2夾緊裝置在夾具中由動力裝置(如氣缸、油缸等)、中間傳力機構(gòu)(如杠桿、螺紋傳動副斜楔、凸輪等)和夾緊元件(如卡爪、壓板、壓塊等)組成的裝置稱為夾緊裝置圖1.3(b)中的夾緊螺釘及圖1.5中的螺母螺桿、開口墊圈等。它們的作用是用以保持工件在夾具中已確定的位置,并承受加工過程中各種力的作用而不發(fā)生任何變化。4.3對刀及導引元件在夾具中,用來確定加工時所使用刀具位置的元件稱為對刀及導引元件,如圖1.3(b)中的鉆套及圖1.5中的對刀塊等。它們的作用是用來確定夾具相對刀具(如銑刀、刨刀等)的位置,或引導刀具(如孔加工用的鉆頭、擴孔鉆,鉸刀及鏜刀等)的方向。4.4夾具體在夾具中,用于連接上述各元件及裝置使其成為-個整體的基礎(chǔ)零件稱為夾具體,如圖1.3(b)中的件6及圖1.5中的件12等。它們的作用,除用于連接夾具.上的各種元件和裝置外