第4章-典型機(jī)床夾具課件

第四章典型機(jī)床夾具第一節(jié)車床夾具第二節(jié)鉆床夾具

第三節(jié)銑床夾具第四節(jié)鏜床夾具1第一節(jié)車床夾具一、車床夾具的典型結(jié)構(gòu)心軸類車床夾具心軸類車床夾具多用于以內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn).加工外圓柱面的情況。常見的心軸有圓柱心軸、彈簧心軸、頂尖心軸、液性介質(zhì)彈性心軸等.圖4一1為圓柱心軸、圖4一2為彈簧心軸、圖4一3為頂尖式心軸、圖4一4為液性介質(zhì)彈性心軸。角鐵式車床夾具夾具體呈角鐵狀的車床夾具稱為角鐵式車床夾具.其結(jié)構(gòu)不對稱.用于加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件上的回轉(zhuǎn)面和端面。下一頁

返回2第一節(jié)車床夾具二、車床夾具設(shè)計要點1.車床夾具在機(jī)床主軸上的安裝方式車床夾具與機(jī)床主軸的配合表面之間必須有一定的同軸度和看可靠的連接.其通常的連接方式有以下幾種。(1)夾具通過主軸錐孔與機(jī)床主軸連接。

(2)夾具通過過渡盤與機(jī)床主軸連接。上一頁下一頁返回3第一節(jié)車床夾具2.找正基面的設(shè)置為了保證車床夾具的安裝精度.安裝時應(yīng)對夾具的限位表面進(jìn)行仔細(xì)地找正。若夾具的限位面為與主軸同軸的回轉(zhuǎn)面.則直接用限位表面找正它與主軸的同軸度.若限位面偏離回轉(zhuǎn)中心.則應(yīng)在夾具體上專門制一孔(或外圓)作為找正基面.使該面與機(jī)床主軸同軸.同時.它也作為夾具的設(shè)計、裝配和測量基準(zhǔn).為保證加工精度.車床夾具的設(shè)計中心(即限位面或找正基面)對主軸回轉(zhuǎn)中心的同軸度應(yīng)控制在Ф0.01㎜之內(nèi).限位端面(或找正端面)對主軸回轉(zhuǎn)中心的跳動量也不應(yīng)大于0.01㎜。上一頁下一頁返回4第一節(jié)車床夾具3.定位元件的設(shè)置設(shè)置定位元件時應(yīng)考慮使工件加工表面的軸線與主軸軸線重合。對于回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ零件一般采用心軸或定心夾緊式夾具.以保證工件的定位基面、加工表面和主軸三者的軸線重合。對于殼體、支架、托架等形狀復(fù)雜的工件.由于被加工表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸和相互位置要求.所以各定位元件的限位表面應(yīng)與機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)中心具有正確的尺寸和位置關(guān)系。為了獲得定位元件相對于機(jī)床主軸軸線的準(zhǔn)確位置.有時采用

“臨床加工”的方法.即限位面的最終加工就在使用該夾具的機(jī)床上進(jìn)行.加工完之后夾具的位置不再變動.避免了很多中間環(huán)節(jié)對夾具位置精度的影響。上一頁下一頁返回5第一節(jié)車床夾具夾緊裝置的設(shè)置車床夾具的夾緊裝置必須安全可靠。夾緊力必須克服切削力、離心力等外力的作用.且自鎖可靠。對高速切削的車、磨夾具.應(yīng)進(jìn)行夾緊力克服切削力和離心力的驗算。若采用螺旋夾緊

機(jī)構(gòu)一般要加彈簧墊圈或使用鎖緊螺母。夾具的平衡應(yīng)有平衡措施.以消除回轉(zhuǎn)不平衡產(chǎn)生的振動現(xiàn)象。常采用配重法來達(dá)到車床夾具的靜平衡。在平衡配重塊上應(yīng)開有弧形槽.以便調(diào)整至最佳平衡位置后用螺釘固定;也可一采用在夾具體上加工減重孔來達(dá)到平衡。上一頁下一頁返回6第一節(jié)車床夾具6.夾具的結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)要緊湊.懸伸長度要短車床夾具的夾具體應(yīng)制成圓形.夾具上(包括工件在內(nèi))的各元件不應(yīng)伸出夾具體的輪廓之外.當(dāng)夾具上有不規(guī)則的突出部分.或有切削液飛濺及切屑纏繞時.應(yīng)加設(shè)防護(hù)罩。夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于工件在夾具上安裝和測量.切屑能順利排出或清理。上一頁下一頁返回7第一節(jié)車床夾具三、車床夾具的加工誤差工件在車床夾具上加工時.加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。上一頁下一頁返回8第一節(jié)車床夾具定位誤差由于C面既是工序基準(zhǔn).又是定位基準(zhǔn).基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時.定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的.基準(zhǔn)位移誤差也為零.因此.尺寸(45士0.05)㎜的定位誤差等于零。夾具誤差夾具誤差為限位基面與止口軸線間的距離誤差.上一頁下一頁返回9第一節(jié)車床夾具3.夾具的安裝誤差式中X1max一過渡盤與主軸間的最大配合間隙;X2max一過渡盤與夾具體間的最大配合間隙.上一頁下一頁返1回0第一節(jié)車床夾具4.加工方法誤差車床夾具的加工方法誤差.如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)(圓柱面軸線、圓錐面軸線或圓錐孔軸線)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。上一頁

返1回1第二節(jié)鉆床夾具一、鉆床夾具的類型固定式鉆模固定式鉆模.在使用的過程中.鉆模在機(jī)床上的位置是固定不動的這類鉆模加工精度較高.主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔.或在搖臂鉆床上加工平行孔系?；剞D(zhuǎn)式鉆模加工同一圓周上的平行孔系、同一截面內(nèi)徑向孔系或同一直線上的等距孔系時.鉆模上應(yīng)設(shè)置分度裝置帶有回轉(zhuǎn)式分度裝置的鉆模稱為回轉(zhuǎn)式鉆模。下一頁返1回2第二節(jié)鉆床夾具翻轉(zhuǎn)式鉆模翻轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工小型工件不同表面上的孔.翻轉(zhuǎn)式鉆模適用于夾具與工件總質(zhì)量不大于10㎏、工件上鉆制的孔徑小于Ф8~Ф10㎜、加工精度要求不高的場合。蓋板式鉆模一些大、中型的工件上加工孔時.常用蓋板式鉆模。滑柱式鉆?；姐@模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具.為保證工件的加工與裝卸.當(dāng)鉆模板夾緊工件或升至一定高度后應(yīng)能自鎖。上一頁下一頁返1回3第二節(jié)鉆床夾具二、鉆套鉆套是鉆模上特有的元件.用來引導(dǎo)刀具以保證被加工孔的位置精度和提高工藝系統(tǒng)的剛度。1.鉆套類型鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊鉆套兩大類。已列入國家標(biāo)準(zhǔn)的鉆套稱為標(biāo)準(zhǔn)鉆套。其結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料、熱處理等可查“夾具標(biāo)準(zhǔn)”或“夾具手冊”。標(biāo)準(zhǔn)鉆套又分為固定鉆套、可換鉆套和快換鉆套三種。上一頁下一頁返1回4第二節(jié)鉆床夾具固定鉆套(GB/T

2263-1991)如圖4一5(a),(b)所示.分A,B型兩種.可換鉆套(GB/T2264-1991)如圖4一5(c)所示?？鞊Q鉆套(GB/T

2265-1991)如圖4一5(d)所示。因工件的形狀或被加工孔的位置需要而不能使用標(biāo)準(zhǔn)鉆套時.需自行設(shè)計的鉆套稱特殊鉆套常見的特殊鉆套如圖4-6所示。上一頁下一頁返1回5第二節(jié)鉆床夾具2.鉆套的尺寸、公差及材料一般鉆套導(dǎo)向孔的基本尺寸取刀具的最大極限尺寸.鉆孔時其公差取F7或F8.粗鉸孔時公差取G7精鉸孔時公差取G6。若被加工孔為基準(zhǔn)孔(如H7,H9)時.鉆套導(dǎo)向孔的基本尺寸可一取被加工孔的基本尺寸.鉆孔時其公差取F7或F8時.鉸H7孔時取F7.鉸H9孔時取E7若刀具用圓柱部分導(dǎo)向(如接長擴(kuò)孔鉆、鉸刀等)時.可一采用H7/[f7(g6)]配合.上一頁下一頁返1回6第二節(jié)鉆床夾具鉆套的高度H增大.則導(dǎo)向性能好.刀具剛度提高.加工精度高.但鉆套與刀具的磨損加劇。一般取H=1~2.5d.排屑空間h指鉆套底部與工件表面之間的空間。增大h值.排屑方便.但刀具的剛度和孔的加工精度都會降低。鉆削易排屑的鑄鐵時.常取h=(0.3~0.7)d;鉆削較難排屑的鋼件時.常取h=(0.7~1.5)d。工件精度要求高時.可取h=0.使切屑全部從鉆套中排出。鉆套的材料參看“‘夾具手冊”。上一頁下一頁返1回7第二節(jié)鉆床夾具三、鉆模板鉆模板用于安裝鉆套.并確保鉆套在鉆模上的正確位置。常見的鉆模板有以下幾種。固定式鉆模板固定在夾具體上的鉆模板稱為固定式鉆模板。鉸鏈?zhǔn)姐@模板當(dāng)鉆模板妨礙工件裝卸或鉆孔后需攻螺紋時.可一采用如圖4一7所示的鉸鏈?zhǔn)姐@模板。上一頁下一頁返1回8第二節(jié)鉆床夾具分離式鉆模板鉆模板與夾具體分離.鉆模板在工件上定位.并與工件一起裝卸.如圖4一8所示。這類結(jié)構(gòu)加工的工件精度高.但工效低.費時費力。懸掛式鉆模板在立式鉆床或組合機(jī)床上用多軸傳動頭加工平行孔系時.鉆模板連接在機(jī)床主軸的傳動箱上.隨機(jī)床主軸上下移動靠近或離開工件.這種結(jié)構(gòu)簡稱為懸掛式鉆模板。上一頁下一頁返1回9第二節(jié)鉆床夾具四、鉆模對刀誤差山的計算刀具與鉆套的最大配合間隙Xmax的存在會引起刀具的偏斜.將導(dǎo)致加工孔的偏移量X2:式中B—工件厚度;H—鉆套高度;h—排屑空間的高度.上一頁

返2回0第三節(jié)銑床夾具一、銑床夾具的主要類型銑床夾具主要用于加工零件上的平面、溝槽、缺口、花鍵以及成形面等。按照銑削時的進(jìn)給方式.通常將銑床夾具分為三類:直線進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式以及靠模銑床夾具。其中.直線進(jìn)給式銑床夾具用得最多。1.直線進(jìn)給式銑床夾具這類夾具安裝在銑床工作臺上.隨工作臺一起作直線進(jìn)給運(yùn)動按照在夾具上裝夾工件的數(shù)目.它可分為單件夾具和多件夾具。多件夾具廣泛用于成批生產(chǎn)或大量生產(chǎn)的中、小零件加工。它可按先后加工.平行加工.或平行一先后加工等方式設(shè)計銑床夾具.以節(jié)省切削的基本時間或使切削的基本時間重合。下一頁返2回1第三節(jié)銑床夾具2.圓周進(jìn)給式銑床夾具圓周進(jìn)給式銑床夾具一般在有回轉(zhuǎn)工作臺的專用銑床上使用。在通用銑床上使用時.應(yīng)進(jìn)行改裝.增加一個回轉(zhuǎn)工作臺。上一頁下一頁返2回2第三節(jié)銑床夾具二、專用銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析圖4-9為在杠桿零件上銑兩斜面的工序圖.工件形狀不規(guī)則圖

4-10所示為成批生產(chǎn)中加工該工件的單件銑床夾具。工件以已精加工過的孔Ф22H7和端面在臺階定位銷9上定位.限制工件的5個自由度;以圓弧面在可調(diào)支承6上定位限制工件的一個自由度.從而實現(xiàn)了完全定位倘若工件的毛坯是同批鑄造的.則可調(diào)支承6只需每批調(diào)整一次。上一頁下一頁返2回3第三節(jié)銑床夾具工件的夾緊以鉤形壓板10為主.其結(jié)構(gòu)見A-A剖面圖.另在接近加工表面處采用浮動的輔助夾緊機(jī)構(gòu).當(dāng)擰緊該機(jī)構(gòu)的螺母時.卡爪2和卡爪3對向移動.同時將工件夾緊。在卡爪3的末端開有三條軸向槽.形成三片簧瓣.繼續(xù)擰緊螺母.錐套5迫使簧瓣脹開.使其鎖緊在夾具體中.從而增強(qiáng)夾緊剛度.以免銑削產(chǎn)生振動。夾具通過兩個定位鍵8與銑床工作臺下形槽對定.采用兩把角度銑刀同時進(jìn)行加工。夾具上的角度對刀塊7與定位銷9的臺階面和軸線有一定的尺寸聯(lián)系.而定位銷的軸線又與定位鍵的側(cè)面垂直.故通過塞尺對刀.即可使夾具相對于機(jī)床和刀具獲得正確的加工位置.從而保證加工要求。上一頁下一頁返2回4第三節(jié)銑床夾具三、銑床夾具的設(shè)計要點1.定位元件和夾緊裝置的設(shè)計要點為保證工件定位的穩(wěn)定性.除應(yīng)遵循一般的設(shè)計原則外.銑床夾具定位兀件的布置.還應(yīng)盡量使主要支承面積大些。若工件的加工部位呈懸臂狀態(tài).則應(yīng)采用輔助支承.增加工件的安裝剛度.防止振動。設(shè)計夾緊裝置應(yīng)保證足夠的夾緊力.且具有良好的自鎖性能.以防止夾緊機(jī)構(gòu)因振動而松夾。施力的方向和作用點要恰當(dāng).并盡量靠近加工表面.必要時設(shè)置輔助夾緊機(jī)構(gòu).以提高夾緊剛度對于切削用量大的銑床夾具.最好采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。上一頁下一頁返2回5第三節(jié)銑床夾具2.特殊元件設(shè)計定位鍵。定位鍵安裝在夾具底面的縱向槽中一般使用兩個.用開槽圓柱頭螺釘固定。小型夾具也可一使用一個斷面為矩形的長鍵。通過定位鍵與銑床工作臺上下形槽的配合.確定夾具在機(jī)床上的正確位置。定位鍵還可承受銑削時可一產(chǎn)生的切削扭矩.減輕夾具固定螺栓的負(fù)荷.加強(qiáng)夾具在加工過程中的穩(wěn)固性。常用定位鍵的斷面為矩形.矩形定位鍵已標(biāo)準(zhǔn)化.對刀裝置。它主要由對刀塊和塞尺組成.用以確定夾具與刀具間的相對位置。對刀塊的結(jié)構(gòu)型式取決于加工表面的形狀上一頁下一頁返2回6第三節(jié)銑床夾具3.夾具的總體設(shè)計及夾具體為了提高銑床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性和動態(tài)下的抗振性能.在進(jìn)行夾具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計時.各種裝置的布置應(yīng)緊湊.加工面盡可一能靠近工作臺面.以降低夾具的重心一般夾具的高寬之比應(yīng)限制在HB≤1~1.25范圍內(nèi)。上一頁下一頁返2回7第三節(jié)銑床夾具銑床夾具的夾具體應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度.必要時設(shè)置加強(qiáng)肋。此外.還應(yīng)合理地設(shè)置耳座.銑削加工時產(chǎn)生大量切屑.夾具應(yīng)具有足夠的排屑空間.并注意切屑的流向.使清理切屑方便對于重型銑床夾具.在夾具體上應(yīng)設(shè)置吊環(huán).以便于搬運(yùn)上一頁

返2回8第四節(jié)鏜床夾具一、雙支承鏜模雙支承鏜模上有兩個引導(dǎo)鎖刀桿的支承.鏜桿與機(jī)床主軸采用浮動連接.鏜孔的位置精度由鏜模保證.消除了機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對鏜孔精度的影響。1.前后雙支承鏜模圖4一11所示為鏜削車床尾座孔的鏜模.鏜模的兩個支承分別設(shè)置在刀具的前方和后方.鏜刀桿10和主軸之間通過浮動接頭11連接工件以底面、槽及側(cè)面在定位板3,生及可調(diào)支承釘

7上定位.限制6個自由度。采用聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu).擰緊夾緊螺釘6.壓板5,8同時將工件夾緊。鏜模支架1上裝有滾動回轉(zhuǎn)鏜套2.用以支承和引導(dǎo)鎖刀桿。鏜模以底面A作為安裝基面安裝在機(jī)床工作臺上.其側(cè)面設(shè)置找正基面B.因此可一不設(shè)定位鍵。下一頁返2回9第四節(jié)鏜床夾具2.后雙支承鏜模圖4一12所示為后雙支承鏜孔示意圖.兩個支承設(shè)置在刀具的后方.鏜桿與主軸浮動連接。為保證鏜桿的剛性.鏜桿的懸伸量

L1＜5d;為保證鏜孔精度.兩個支承的導(dǎo)向長度L>(1.25-1.5)L1

。后雙支承鏜?？稍谙潴w的一個壁上鏜孔.此類鏜模便于裝卸工件和刀具.也便于觀察和測量。上一頁下一頁返3回0第四節(jié)鏜床夾具二、單支承鏜模這類鏜模只有一個導(dǎo)向支承.鏜桿與主軸采用固定連接。安裝鏜模時.應(yīng)使鏜套軸線與機(jī)床主軸軸線重合。主軸的回轉(zhuǎn)精度將影響鏜孔精度。根據(jù)支承相對刀具的位置.單支承鏜模又可一分為以下兩種。上一頁下一頁返3回1第四節(jié)鏜床夾具前單支承鏜模圖4一13所示為采用前單支承鏜孔.鏜模支承設(shè)置在刀具的前方.主要用于加工孔徑D＞60㎜、加工長度L＜D的通孔。一般鏜桿的導(dǎo)向部分直徑d＜D。因?qū)虿糠种睆讲皇芗庸た讖酱笮〉挠绊?故在多工步加工時.可不更換鏜套。這種布置也便于在加工中觀察和測量。但在立鏜時.切屑會落人鏜套.應(yīng)設(shè)置防屑罩。后單支承鏜模圖4一14所示為采用后單支承鏜孔.鏜套設(shè)置在刀具的后方。用于立鏜時.切屑不會影響鏜套。上一頁下一頁返3回2第四節(jié)鏜床夾具三、無支承鏜床夾具工件在剛性好、精度高的金剛鏜床、坐標(biāo)鏜床或數(shù)控機(jī)床、加工中心上鏜孔時.夾具上不設(shè)置鏜模支承.加工孔的尺寸和位置精度均由鏜床保證。這類夾具只需設(shè)計定位裝置、夾緊裝置和夾具體即可。上一頁下一頁返3回3第四節(jié)鏜床夾具四、鏜床夾具的設(shè)計要點1.鏜套鏜套的結(jié)構(gòu)型式和精度直接影響被加工孔的精度。常用的鏜套有以下兩類。固定式鏜套與快換鉆套結(jié)構(gòu)相似.加工時鏜套不隨鏜桿轉(zhuǎn)動。A型不帶油杯和油槽.靠鏜桿上開的油槽潤滑;H型則帶油杯和油槽.使鏜桿和鏜套之間能充分地潤滑。具體結(jié)構(gòu)尺寸見“‘夾具手冊”?；剞D(zhuǎn)式鏜套回轉(zhuǎn)式鏜套隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動.鏜桿與鏜套之間只有相對移動而無相對轉(zhuǎn)動.從而減少了鏜套的磨損.不會因摩擦發(fā)熱出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象。因此.這類鏜套適用于高速鏜孔?；剞D(zhuǎn)式鏜套又分為滑動式和滾動式兩種。上一頁下一頁返3回4第四節(jié)鏜床夾具2.鏜桿固定式鏜套的鏜桿導(dǎo)向部分直徑d＜50

㎜時.常采用整體式結(jié)構(gòu)。開油槽的鏜桿.鏜桿與鏜套的接觸面積大.磨損大.若切屑從油槽內(nèi)進(jìn)人鏜套.則易出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象。但鏜桿的剛度和強(qiáng)度較好。有較深直槽和螺旋槽的鏜桿，這種結(jié)構(gòu)可大大減少鏜桿與鏜套的接觸面積.溝槽內(nèi)有一定的存屑能力.可減少“卡死”現(xiàn)象.但其剛度較低。上一頁下一頁返3回5第四節(jié)鏜床夾具當(dāng)鏜桿導(dǎo)向部分直徑d＞50㎜時.常采用鑲條式結(jié)構(gòu)。鑲條應(yīng)采用摩擦因數(shù)小和耐磨的材料.如銅或鋼。鑲條磨損后.可在底部加墊片.重新修磨使用。這種結(jié)構(gòu)的摩擦面積小.容屑量大.不易“卡死”?；剞D(zhuǎn)鏜套的鏜桿引進(jìn)結(jié)構(gòu)。在鏜桿前端設(shè)置平鍵.鍵下裝有壓縮彈簧.鍵的前部有斜面.適用于開有鍵槽的鏜套。無論鏜桿以何位置進(jìn)人鏜套.平鍵均能自動進(jìn)人鍵槽.帶動鏜套回轉(zhuǎn)。上一頁下一頁返3回6第四節(jié)鏜床夾具鏜桿與加工孔之間應(yīng)有足夠的間隙.以容納切屑。鏜桿的精度一般比加工孔的精度高兩級。鏜桿的直徑公差.粗鎖時選g6.精鎖時選g5;表面粗糙度Ra0