車床夾具設(shè)計

1、第4單元車床夾具的設(shè)計4.1車床夾具的分類及設(shè)計要點和步驟4.2心軸類車床夾具的設(shè)計4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計4.1車床夾具的分類及設(shè)計要點和步驟4.1.1車床夾具的分類車床夾具按其使用范圍大小，可分為通用車床夾具和專用車床夾具兩大類。通用車床夾具主要有自定心卡盤、單動卡盤、撥動頂尖等。此類車床夾具已經(jīng)完全標準化，成為工業(yè)商品，由專門的廠家商業(yè)化生產(chǎn)，故本書只講述專用車床夾具的設(shè)計。專用車床夾具按其結(jié)構(gòu)形式和裝夾工件的方式不同，分為心軸類車床夾具、卡盤類車床夾具和角鐵類車床夾具。1.心軸類車床夾具心軸類車床夾具通常用于以工件的內(nèi)孔作為定位基準，加工外圓柱面的情況。典型

2、的心軸類夾具有圓柱心軸、彈簧心軸、頂尖式心軸等。2.卡盤類車床夾具4.1車床夾具的分類及設(shè)計要點和步驟卡盤類車床夾具的結(jié)構(gòu)特點是具有卡盤形狀的夾具體。使用卡盤式夾具加工的工件形狀一般都比較復雜，多數(shù)情況是工件的定位基準為與加工圓柱面垂直的端面，夾具上的平面定位件與車床主軸的軸線相垂直。3.角鐵類車床夾具角鐵類車床夾具的結(jié)構(gòu)特點是具有類似角鐵形狀的夾具體。常用于加工殼體、支座、接頭等形狀復雜工件的內(nèi)、外圓柱面和端面。4.1.2車床夾具的設(shè)計要點由于車床夾具一般是安裝在機床的主軸上，隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，因此對車床夾具的設(shè)計有著特別的要求。1.夾具的結(jié)構(gòu)要緊湊4.1車床夾具的分類及設(shè)計要點和步驟夾具外輪

3、廓尺寸要盡可能小，重量盡可能輕，夾具重心應(yīng)盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，減小慣性力和回轉(zhuǎn)力矩。2.夾具設(shè)計時應(yīng)考慮設(shè)計平衡結(jié)構(gòu)消除夾具回轉(zhuǎn)中可能產(chǎn)生的不平衡現(xiàn)象，以避免振動對工件加工質(zhì)量和刀具壽命的影響。特別是角鐵類車床夾具最容易出現(xiàn)此類問題。平衡措施主要有兩種方法，即設(shè)置平衡塊和增設(shè)減重孔。3.夾具的夾緊裝置應(yīng)力求夾緊迅速、可靠設(shè)計時還要注意夾具旋轉(zhuǎn)慣性力可能使夾緊力有減小的傾向，為防止回轉(zhuǎn)過程中夾具夾緊元件的松脫，要設(shè)計好可靠的自鎖結(jié)構(gòu)。4.夾具與車床主軸的定位和連接要準確、可靠4.1車床夾具的分類及設(shè)計要點和步驟連接軸或連接盤（過渡盤）的回轉(zhuǎn)軸線與車床主軸的軸線應(yīng)具有盡可能高的同軸度。對于外輪廓尺

4、寸較小的夾具，可采用莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接；對于外輪廓尺寸較大的夾具，可通過特別設(shè)計的過渡盤與機床主軸軸頸配合連接。無論哪一種連接方式都要注意連接牢固，不能產(chǎn)生松動情況。特別要考慮當主軸高速旋轉(zhuǎn)、急剎車等情況時，夾具與主軸之間應(yīng)設(shè)有防松裝置。5.工件尺寸不能大于夾具體的回轉(zhuǎn)直徑夾具上所有的元件和裝置不能大于夾具體的回轉(zhuǎn)直徑?？拷鼕A具體外緣的元件，應(yīng)盡量避免有凸起的部分，必要時回轉(zhuǎn)部分外面可加裝防護罩。4.1.3車床夾具的設(shè)計步驟4.1車床夾具的分類及設(shè)計要點和步驟使用UG軟件進行夾具的設(shè)計，首先，要明確工件的加工工藝要求，分析工件工程圖所注明的加工精度和已經(jīng)完工的工序。其次，確定工件的

5、加工方式和定位方案，選擇合適的定位元件或支承元件，初步設(shè)計出此類元件，并將這些元件的實體與工件的實體組裝到一起。再次，確定夾緊方案，初步設(shè)計出夾緊機構(gòu)和元件，并將這些元件按配合關(guān)系組裝到一起。最后，確定夾具體結(jié)構(gòu)，設(shè)計出夾具體及其與機床的連接方式，并通過夾具體將夾具所有元件裝配到一起。1.確定定位方案4.1車床夾具的分類及設(shè)計要點和步驟按擬定的定位方案，根據(jù)工件工程圖、工序要求和設(shè)計任務(wù)，選擇工件的定位基準。采用UG的建模應(yīng)用模塊設(shè)計出工件的實體模型，并按實際加工方位固定在三維空間上。設(shè)計出所有定位元件的實體模型，并根據(jù)相應(yīng)的配合方式組裝到已完成安裝的工件上。2.確定夾緊方案按擬定的夾緊方案，

6、根據(jù)工件和定位元件的結(jié)構(gòu)及尺寸，設(shè)計出所有夾緊元件和相關(guān)緊固元件的實體模型，并按相應(yīng)的配合方式組裝到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中。在裝配過程中，如發(fā)現(xiàn)配合不合適的地方，對前面所設(shè)計的元件進行修改更正，并調(diào)整裝配結(jié)構(gòu)。3.確定夾具體結(jié)構(gòu)4.1車床夾具的分類及設(shè)計要點和步驟按擬定的夾具結(jié)構(gòu)，根據(jù)工件、定位元件和夾緊元件設(shè)計出夾具體、相關(guān)緊固元件和輔助元件的實體模型，并按照相應(yīng)的配合方式組裝到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中。在裝配過程中，如發(fā)現(xiàn)配合不合適的地方，可對前面所設(shè)計的元件進行修改更正，并調(diào)整裝配結(jié)構(gòu)。完成全部裝配后，要檢驗整個夾具結(jié)構(gòu)是否能滿足設(shè)計任務(wù)目標，如果有差錯，要對相關(guān)元件進行修改編輯，并重新調(diào)整裝配結(jié)

7、構(gòu)，直至實現(xiàn)設(shè)計目標。4.繪制夾具圖樣按照設(shè)計任務(wù)要求，用UG的制圖應(yīng)用模塊，繪制全部的夾具元件和夾具裝配的工程圖，并根據(jù)第1單元的15夾具中常用的公差配合的內(nèi)容，對全部圖樣進行技術(shù)標注。4.2心軸類車床夾具的設(shè)計4.2.1通孔彈性夾頭定心夾具的設(shè)計通孔彈性夾頭定心夾具是以具有彈性結(jié)構(gòu)的內(nèi)夾頭作為定位和夾緊元件來裝夾工件的。以車削限位襯套工件用夾具的具體設(shè)計步驟和方法為例進行講述。1.確定定位方案根據(jù)基準重合的原則，選擇?40內(nèi)孔及?56外圓端面作為定位基準?？锥ㄎ辉閮?nèi)夾式彈性夾頭，端面定位元件為5號莫氏錐柄心軸的端面。(1)設(shè)計工件實體模型按照限位襯套工件工程圖設(shè)計好工件的實體模型，在U

8、G的裝配環(huán)境下將其調(diào)入，并確定其在三維空間的適合位置上，如圖4-2所示。4.2心軸類車床夾具的設(shè)計(2)設(shè)計定位元件根據(jù)限位襯套工件的內(nèi)孔尺寸和長度尺寸，分別設(shè)計出內(nèi)夾式彈性夾頭和莫氏5號錐柄心軸，其工程圖如圖4-3和圖4-4所示。圖4-1限位襯套加工件的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-2限位襯套實體模型的定位4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-3內(nèi)夾式彈性夾頭的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-4莫氏5號錐柄心軸的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-5完成莫氏5號錐柄心軸和內(nèi)夾式彈性夾頭裝配的實體圖和工程圖2.確定夾緊方案4.2心軸類車床夾具的設(shè)計心軸類夾具需要從工件的內(nèi)部將工件夾緊

9、。該夾具采用錐形脹套的軸向推動使彈性夾頭產(chǎn)生彈性變形，從而將工件的內(nèi)孔脹緊，達到夾緊的目的。(1)設(shè)計夾緊元件為實現(xiàn)內(nèi)孔脹緊功能，可根據(jù)定位元件的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計出與彈性夾頭內(nèi)錐面相匹配的錐形脹套，如圖4-6所示。圖4-6設(shè)計的錐形脹套4.2心軸類車床夾具的設(shè)計(2)設(shè)計緊固元件本夾緊結(jié)構(gòu)采用螺旋夾緊方式，其結(jié)構(gòu)和元件都非常簡單，且具有良好的自鎖性能，夾緊可靠。(3)組裝夾緊機構(gòu)根據(jù)夾緊方案將夾緊元件和緊固元件裝配到夾具中。3.夾具的特點圖4-7設(shè)計的導向銷4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-8六角螺母的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-9墊圈的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-10完成的通

10、孔彈性夾頭定心夾具裝配的實體圖和工程圖4.夾具的使用方法4.2心軸類車床夾具的設(shè)計將夾具體（5號錐柄心軸）安裝到車床的主軸孔中，并通過拉桿從車床主軸孔另一端緊固到心軸的螺紋孔中。4.2.2偏移滾柱定心夾具的設(shè)計偏移滾柱定心夾具是利用安裝在偏槽心軸上的3個滾柱對空心工件內(nèi)壁進行定位，并通過反向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦力來實現(xiàn)夾緊的。圖4-11薄壁套加工件的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計1.確定定位方案根據(jù)基準重合的原則，選擇?60內(nèi)孔及左端面作為定位基準?？椎亩ㄎ辉榘惭b在莫氏5號錐柄心軸的3個滾柱，端面的定位元件為安裝在莫氏錐柄心軸上的定位墊平面。(1)設(shè)計工件實體模型按薄壁套工程圖設(shè)計好工件的實體

11、模型，在UG裝配環(huán)境下將其調(diào)入，并確定其在三維空間的合適位置，如圖4-12所示。(2)設(shè)計定位元件根據(jù)薄壁套工件的內(nèi)孔尺寸、工件長度分別設(shè)計出定位墊、莫氏5號錐柄心軸、偏槽心軸、滾柱和滾柱擋圈，其工程圖如圖4-13圖4-17所示。4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-12薄壁套工件實體模型的定位4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-13定位墊的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-14莫氏5號錐柄心軸的工程圖2.確定夾緊方案4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-15偏槽心軸的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-16滾柱的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-17滾柱擋圈的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-

12、18完成定位元件裝配的實體圖和工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計(1)設(shè)計緊固元件由于本夾具的緊固元件并非是用于施加作用力來夾緊工件的，只需要根據(jù)偏槽心軸右端的外徑、滾柱擋圈的外徑和錐柄心軸右端的螺紋孔尺寸，設(shè)計沉頭孔墊圈和沉頭螺釘即可。圖4-19墊圈的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-20螺釘?shù)墓こ虉D(2)組裝夾緊機構(gòu)根據(jù)夾緊方案將緊固元件裝配到夾具中。4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-21完成設(shè)計的偏移滾柱定心夾具裝配的實體圖和工程圖3.夾具的特點4.2心軸類車床夾具的設(shè)計本夾具的顯著特點是操作方便、快捷，所用的輔助操作時間最少。非常適合重量輕、切削力不太大的加工件的大批量常年化生產(chǎn)。但其

13、定位精度有限，只適用于對內(nèi)外同軸度要求不高，且具有通孔結(jié)構(gòu)工件的加工。4.夾具的使用方法4.2心軸類車床夾具的設(shè)計將夾具體（莫氏5號錐柄心軸）安裝到車床的主軸孔中，并通過拉桿從車床主軸孔另一端緊固到心軸的螺紋孔中。車削加工時，將工件先插入3個滾柱所包容的圓柱表面上，用手將工件沿車床主軸旋轉(zhuǎn)的反方向旋緊，使3個滾柱緊緊地卡住工件的內(nèi)孔表面，即可將工件定位。由于切削加工時所產(chǎn)生的切削力會使工件更加夾緊，因此不再需要另外的夾緊操作。完成加工后，將工件正方向旋轉(zhuǎn)，3個滾柱會脫離工件的夾緊表面，工件呈松開狀態(tài)，即可將工件取下。4.2.3波紋套定心夾具的設(shè)計4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-22止動套加工件

14、的工程圖1.確定定位方案4.2心軸類車床夾具的設(shè)計依據(jù)基準重合的原則，選擇?40內(nèi)孔及右端面作為定位基準?？椎亩ㄎ辉榘惭b在心軸上的波紋套，端面定位在夾具體的端面上。(1)設(shè)計工件實體模型按止動套工程圖設(shè)計好止動套的實體模型，在UG的裝配環(huán)境下將其調(diào)入，并確定其在三維空間的合適位置上，如圖4-23所示。(2)設(shè)計定位元件根據(jù)止動套工件的內(nèi)孔尺寸、工件長度分別設(shè)計出波紋套和心軸，其工程圖如圖4-24和圖4-25所示。圖4-23止動套工件實體模型的定位4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-24波紋套的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-25心軸的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-26完成定位元件

15、裝配的實體圖和工程圖2.確定夾緊方案4.2心軸類車床夾具的設(shè)計本夾具是通過安裝在心軸上的波紋套，以其外圓表面進行定位和夾緊的。因此，并不需要另外的夾緊機構(gòu)，只需要設(shè)計出緊固元件，將波紋套固定在心軸上即可。(1)設(shè)計緊固元件本夾緊結(jié)構(gòu)采用螺旋夾緊方式，結(jié)構(gòu)和元件非常簡單，且具有良好的自鎖性能，夾緊方便可靠。圖4-27凹槽墊圈的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-28旋鈕螺母的工程圖(2)組裝緊固元件根據(jù)夾緊方案將緊固元件裝配到夾具結(jié)構(gòu)中。4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-29完成緊固元件裝配的工程圖3.確定夾具體結(jié)構(gòu)4.2心軸類車床夾具的設(shè)計根據(jù)本夾具的結(jié)構(gòu)特點，可選擇法蘭盤式的夾具體，并將所有

16、元件組裝到該夾具體上，以便與安裝在車床主軸上的過渡盤配合連接。(1)設(shè)計夾具體根據(jù)心軸和波紋套的尺寸，設(shè)計出法蘭盤式結(jié)構(gòu)的夾具體如圖4-30所示。圖4-30法蘭盤式結(jié)構(gòu)的夾具體4.2心軸類車床夾具的設(shè)計(2)組裝夾具體依據(jù)夾具的設(shè)計方案，將夾具體組裝到已完成裝配的工件、定位元件和緊固元件結(jié)構(gòu)中。圖4-31完成設(shè)計的波紋套定心夾具裝配的實體圖和工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計4.夾具的特點本夾具的特點是定位精度高，裝夾省力方便，非常適合對內(nèi)外徑同軸度要求比較嚴格工件的加工。但要求作為定位基準的工件內(nèi)孔尺寸精度也比較高，且長度與內(nèi)徑比要大。適合中、小批量的生產(chǎn)。5.夾具的使用方法將夾具體與車床附件

17、的過渡盤配合連接，安裝到車床的主軸上。夾具體通過4個內(nèi)六角螺栓緊固到過渡盤上。4.2.4碟片定心夾具的設(shè)計4.2心軸類車床夾具的設(shè)計碟片定心夾具是利用碟形簧片在軸向受力時發(fā)生彈性變形實現(xiàn)對工件的定位和夾緊。常見的是采用螺旋推動，使碟形簧片在軸向受到作用力，碟形簧片在徑向發(fā)生彈性變形，使外徑脹大，從而從內(nèi)徑對工件同時定位和夾緊。1.確定定位方案根據(jù)基準重合的原則，選擇?50內(nèi)孔及左端面作為定位基準。孔的初始定位元件為安裝在莫氏5號錐柄心軸的定位套，端面定位在定位套的端面上。當工件夾緊時，是由碟形簧片將工件內(nèi)孔表面進行最終定位的。(1)設(shè)計工件實體模型按滑動套工程圖設(shè)計好工件的實體模型，在UG的裝

18、配環(huán)境下將其調(diào)入，并確定其在三維空間的合適位置，如圖4-33所示。4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-32滑動套加工件的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-33滑動套工件實體模型的定位(2)設(shè)計定位元件根據(jù)滑動套工件的內(nèi)孔尺寸、工件長度分別設(shè)4.2心軸類車床夾具的設(shè)計計出定位套和碟形簧片，其工程圖如圖4-34和圖4-35所示。圖4-34定位套的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-35碟形簧片的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-36完成定位元件裝配的實體圖和工程圖2.確定夾緊方案4.2心軸類車床夾具的設(shè)計本夾具是通過安裝在錐柄心軸上的碟形簧片，以其外圓表面進行定位和夾緊的。因此，不需要另外的

19、夾緊機構(gòu)，只需要設(shè)計出緊固元件，將碟形簧片固定在心軸上即可。(1)設(shè)計緊固元件本夾緊結(jié)構(gòu)采用螺旋夾緊方式，結(jié)構(gòu)及其元件非常簡單，且具有良好的自鎖性能，夾緊方便可靠。圖4-37擋環(huán)的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-38六角螺母的工程圖(2)組裝緊固元件根據(jù)夾緊方案將緊固元件裝配到夾具結(jié)構(gòu)中。4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-39完成緊固元件裝配的實體圖和工程圖3.確定夾具體結(jié)構(gòu)4.2心軸類車床夾具的設(shè)計根據(jù)本夾具的結(jié)構(gòu)特點，可選擇莫氏5號錐柄心軸作為夾具體，并將所有元件組裝到該夾具體上。(1)設(shè)計夾具體根據(jù)定位套、碟形簧片、擋環(huán)和六角螺母的尺寸，設(shè)計出莫氏5號錐柄心軸結(jié)構(gòu)的夾具體，如圖4-4

20、0所示。圖4-40錐柄心軸結(jié)構(gòu)的夾具體(2)組裝夾具體依據(jù)夾具的設(shè)計方案，4.2心軸類車床夾具的設(shè)計將夾具體組裝到已完成裝配的工件、定位元件和緊固元件結(jié)構(gòu)中。圖4-41完成設(shè)計的碟片定心夾具裝配的實體圖和工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計4.夾具的特點本夾具的特點是，具有較高的定位精度，非常適合大孔徑、短長度工件的裝夾。適合中、小批量的生產(chǎn)。5.夾具的使用方法將夾具體（莫氏5號錐柄心軸）安裝到車床的主軸孔中，并通過拉桿從車床主軸孔另一端緊固到心軸的螺紋孔中。4.2.5盲孔彈性夾頭定心夾具的設(shè)計盲孔彈性夾頭定心夾具也是以具有彈性結(jié)構(gòu)的內(nèi)夾頭作為定位和夾緊元件來裝夾工件的。但該夾具由于采用了內(nèi)拉式的

21、脹緊結(jié)構(gòu)，可以裝夾盲孔形狀的工件。具體的設(shè)計方法通過車削泵蓋用夾具的設(shè)計來講述。4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-42泵蓋加工件的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-43泵蓋工件實體模型的定位1.確定定位方案4.2心軸類車床夾具的設(shè)計根據(jù)基準重合的原則，選擇?70內(nèi)孔及左端面作為定位基準。孔及端面的定位元件均為安裝在錐柄心軸上的內(nèi)夾式彈性夾頭。(1)設(shè)計工件實體模型按泵蓋工程圖設(shè)計好工件的實體模型，在UG的裝配環(huán)境下將其調(diào)入，并確定其在三維空間的指定位置上，如圖4-43所示。(2)設(shè)計定位元件根據(jù)泵蓋工件的內(nèi)孔直徑、工件長度設(shè)計出內(nèi)夾式彈性夾頭，如圖4-44所示，將其按定位方案裝配到工件上。圖

22、4-44設(shè)計出內(nèi)夾式彈性夾頭4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-45完成定位元件裝配的實體圖和工程圖2.確定夾緊方案4.2心軸類車床夾具的設(shè)計該夾具是通過安裝在錐柄心軸上的彈性夾頭，以其外圓和端面進行定位和夾緊的。因此，并不需要另外的夾緊機構(gòu)，只需要設(shè)計出緊固元件，將彈性夾頭固定在錐柄心軸上，并設(shè)計出相應(yīng)的拉緊元件。(1)設(shè)計緊固元件本夾緊結(jié)構(gòu)采用外套式螺母的旋轉(zhuǎn)，通過擋桿拉動圓錐心軸，使彈性夾頭的外徑脹大來夾緊工件。圖4-46圓錐心軸的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-47擋桿的工程圖(2)組裝緊固元件根據(jù)夾緊方案將圓錐心軸和擋桿裝配到夾具中4.2心軸類車床夾具的設(shè)計。3.確定夾具體結(jié)構(gòu)根據(jù)

23、本夾具的結(jié)構(gòu)特點，可選擇莫氏5號錐柄心軸作為夾具體，并將所有元件組裝到該夾具體上。(1)設(shè)計夾具體根據(jù)彈性夾頭、圓錐心軸、擋桿的尺寸，設(shè)計出莫氏5號錐柄心軸結(jié)構(gòu)的夾具體如圖4-49所示。圖4-48完成緊固元件裝配的實體圖和工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-49錐柄心軸結(jié)構(gòu)的夾具體4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-50外套式螺母的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-51完成設(shè)計的定位螺釘(2)組裝夾具體依據(jù)夾具的設(shè)計方案，4.2心軸類車床夾具的設(shè)計將夾具體、定位螺釘和外套式螺母組裝到已完成裝配的工件、定位元件和緊固元件結(jié)構(gòu)中。圖4-52完成設(shè)計的盲孔彈性夾頭定心夾具裝配的實體模型和工程圖4.

24、2心軸類車床夾具的設(shè)計4.夾具的特點本夾具的特點是可以裝夾帶有盲孔結(jié)構(gòu)的工件。其原理是，將彈性夾頭固定在夾具體上，并且從內(nèi)部拉動圓錐心軸使其發(fā)生彈性變形，從而夾緊工件。另一個特點是可以對工件進行軸向定位，以保證批量生產(chǎn)時快速對準刀具。本夾具適合中、小批量的生產(chǎn)。5.夾具的使用方法將夾具體（莫氏5號錐柄心軸）安裝到車床的主軸孔中，并通過拉桿從主軸孔另一端將其緊固到心軸的螺紋孔中。4.2.6頂尖心軸夾具的設(shè)計4.2心軸類車床夾具的設(shè)計頂尖心軸夾具是以兩端配有頂尖的心軸作為定位元件，通過兩個頂尖以工件的內(nèi)孔進行定位的。夾緊方式則采用螺母和快換墊圈從工件的端面進行緊固。具體的設(shè)計方法通過車削連接桿套用

25、夾具的設(shè)計來講述。圖4-53連接桿套加工件的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計1.確定定位方案圖4-54連接桿套工件實體模型的定位(1)設(shè)計工件實體模型按連接桿套工程圖設(shè)計好工件的實體模型，在UG的裝配環(huán)境下將其調(diào)入，4.2心軸類車床夾具的設(shè)計并確定其在三維空間的指定位置上，如圖4-54所示。(2)設(shè)計定位元件根據(jù)連接桿套工件的內(nèi)孔直徑、工件長度分別設(shè)計出左頂套和右頂套，如圖4-55和圖4-56所示。圖4-55左頂套4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-56右頂套4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-57完成定位元件裝配的實體圖和工程圖2.確定夾緊方案4.2心軸類車床夾具的設(shè)計該夾具是通過安裝在定心軸上的左

26、、右頂套，以其60圓錐面進行定位和夾緊的。因此，不需要另外的夾緊機構(gòu)，只需要設(shè)計出緊固元件，將兩個頂套固定在定心軸上，并設(shè)計出相應(yīng)的緊固元件即可。(1)設(shè)計緊固元件本夾緊結(jié)構(gòu)采用六角螺母和快換墊圈的夾緊方式，從軸向?qū)蓚€頂套壓緊工件。圖4-58六角螺母的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-59快換墊圈的工程圖(2)組裝緊固元件根據(jù)夾緊方案將快換墊圈和六角螺母裝配到夾4.2心軸類車床夾具的設(shè)計具中。圖4-60完成緊固元件裝配的實體圖和工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計3.確定夾具體結(jié)構(gòu)根據(jù)連接桿套夾具的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計一根定心軸作為夾具體，并將所有元件組裝到該夾具體上。(1)設(shè)計夾具體根據(jù)左頂套、

27、右頂套、快換墊圈和六角螺母的尺寸，設(shè)計出的定心軸結(jié)構(gòu)的夾具體如圖4-61所示。圖4-61定心軸結(jié)構(gòu)夾具體的工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計圖4-62定位螺釘?shù)墓こ虉D4.2心軸類車床夾具的設(shè)計(2)組裝夾具體依據(jù)夾具的設(shè)計方案，將夾具體和定位螺釘組裝到已完成裝配的工件、定位元件和緊固元件結(jié)構(gòu)中。4.夾具的特點本夾具的一個特點是，適合裝夾長度和直徑比大于4的帶孔工件。因為，當工件的長度超過160mm時，只靠主軸端單一夾具的夾緊不能保證加工的穩(wěn)定性，切削加工時會產(chǎn)生振動和偏移現(xiàn)象。另一個特點是，可以對工件進行軸向定位，以保證批量生產(chǎn)時快速對準刀具。此夾具適合大批量的生產(chǎn)。圖4-63完成設(shè)計的頂尖心軸

28、夾具裝配的實體圖和工程圖4.2心軸類車床夾具的設(shè)計5.夾具的使用方法將夾具體（定心軸）用車床的自定心卡盤從左端夾緊，或用插入主軸孔的固定頂尖頂住定心軸的中心孔，并用雞心夾頭卡緊定心軸左端外圓表面。右端用車床尾架上的回轉(zhuǎn)頂尖頂緊定心端的中心孔中，實現(xiàn)定位和夾緊。4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計4.3.1液體塑料定心夾具的設(shè)計液體塑料定心夾具是以薄壁套作為定位元件，通過對其腔體內(nèi)的液體塑料施壓從而使薄壁套產(chǎn)生彈性變形，從工件的外圓柱表面夾緊工件。具體的設(shè)計方法通過車削底座用夾具的設(shè)計來講述。圖4-64底座加工件的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計1.確定定位方案根據(jù)設(shè)計要求，選擇?5-0064外圓及?11

29、0外圓的左端面作為定位基準。外圓表面及左端面的定位元件采用帶有型腔的薄壁套，并通過柱塞螺釘?shù)臄D壓使其中的液體塑料產(chǎn)生壓力并使其彈性變形，將工件從外圓表面夾緊。(1)設(shè)計工件實體模型按底座加工件工程圖設(shè)計好工件的實體模型，在UG的裝配環(huán)境下將其調(diào)入，并確定其在三維空間的指定位置，如圖4-65所示。(2)設(shè)計定位元件根據(jù)底座工件的定位外圓直徑、工件長度設(shè)計出定位元件即薄壁套，如圖4-66所示。4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-65底座工件實體模型的定位4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-66設(shè)計的薄壁套4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-67完成定位元件裝配的實體圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計2.確定夾緊方案

30、該夾具是通過安裝在法蘭式夾具體上的薄壁套進行定位和夾緊的。因此，不需要另外的夾緊機構(gòu)，只需要設(shè)計出緊固元件，將薄壁套固定住即可。此外，由于采用液體塑料施壓夾緊，還需要設(shè)計一個柱塞螺釘用于對液體塑料進行擠壓。(1)設(shè)計緊固元件本夾緊結(jié)構(gòu)需要設(shè)計沉頭螺釘和柱塞螺釘，沉頭螺釘用于固定薄壁套，柱塞螺釘用于對液體塑料產(chǎn)生壓力。圖4-68沉頭螺釘?shù)墓こ虉D4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-69柱塞螺釘?shù)墓こ虉D(2)組裝緊固元件由于本夾具中所用的緊固元件需要與夾具體配4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計合裝配，因此，不單獨組裝緊固元件，等完成夾具體的設(shè)計后，再進行夾具體和緊固元件的組裝。3.確定夾具體結(jié)構(gòu)根據(jù)本夾具的結(jié)構(gòu)

31、特點，設(shè)計具有法蘭盤結(jié)構(gòu)的夾具體，并將所有元件組裝到夾具體上。(1)設(shè)計夾具體根據(jù)本夾具的特點，采用法蘭盤結(jié)構(gòu)的夾具體，以便將裝配好的夾具與車床主軸上的過渡盤相配合。圖4-70完成設(shè)計的夾具體4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-71密封螺釘?shù)墓こ虉D4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計(2)組裝夾具體根據(jù)夾具設(shè)計方案，先將夾具體和沉頭螺釘裝配到薄壁套上；注入液體塑料，以此表示為液體塑料的實體模型安裝其上；最后再將柱塞螺釘和密封螺釘組裝到已完成裝配的工件和定位元件的結(jié)構(gòu)中。圖4-72完成設(shè)計的液體塑料定心夾具裝配的實體圖和工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計4.夾具的特點本夾具的特點是適合裝夾已加工外圓表面且工件長

32、度不大的回轉(zhuǎn)體工件。該夾具的優(yōu)點是，定位精度較高，夾緊操作省力，適用于中、小批量的生產(chǎn)；缺點是夾緊力較小，不適合裝夾重量太重的工件。5.夾具的使用方法將夾具初裝好后，拆除柱塞螺釘和密封螺釘，注入液體塑料，注滿后，再將密封螺釘和柱塞螺釘擰入相應(yīng)的螺紋孔中。4.3.2虎鉗式定心夾具的設(shè)計4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計虎鉗式定心夾具是利用定心夾緊元件的等距移動實現(xiàn)對工件的定位和夾緊的。操縱夾緊的方式是利用具有左、右雙向螺紋的螺桿來控制夾緊卡爪的運動，使之同時完成定位和夾緊動作。具體的設(shè)計方法通過車削底座工件用夾具的設(shè)計來講述。圖4-73底座加工件的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計1.確定定位方案根據(jù)設(shè)計

33、要求，選擇64mm64mm底座邊緣及底平面作為定位基準，底平面緊靠在定位環(huán)的端面上。四周表面以兩個等距移動的V形卡爪夾緊。(1)設(shè)計工件的實體模型圖4-74將底座在三維空間定位4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計(2)設(shè)計定位元件根據(jù)底座工件的定位基準，即64mm64mm底座邊緣設(shè)計出定位元件即V形卡爪，如圖4-75所示。圖4-75V形卡爪4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-76定位環(huán)4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-77完成定位元件裝配的實體圖和工程圖2.確定夾緊方案4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計該夾具擬由一個雙向螺紋（左螺紋和右螺紋）螺桿和兩個螺母（一個左螺紋和一個右螺紋）滑塊來實現(xiàn)等距移動定心夾緊。兩個V形

34、卡爪就安裝在兩個螺母滑塊上。雙向螺紋螺桿將安裝到卡盤結(jié)構(gòu)的夾具體上。當旋轉(zhuǎn)螺桿時，在雙向螺紋的作用下實現(xiàn)定心夾緊動作。(1)設(shè)計夾緊元件首先，根據(jù)已完成設(shè)計的V形卡爪定位元件的結(jié)構(gòu)和尺寸，先設(shè)計出螺母滑塊，其中一個為左螺紋，另一個為右螺紋，如圖4-78所示。圖4-78設(shè)計出螺母滑塊4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-79雙向螺紋螺桿的工程圖(2)設(shè)計緊固元件根據(jù)夾具結(jié)構(gòu)要求，需要設(shè)計兩種緊固元件，即沉頭螺釘和平頭螺釘。4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-80沉頭螺釘?shù)墓こ虉D4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-81平頭螺釘?shù)墓こ虉D(3)組裝緊固元件由于夾具體尚未完成設(shè)計，4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計故先將螺母

35、滑塊和雙向螺紋螺桿組裝到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中，再將平頭螺釘裝配到V形卡爪和螺母滑塊上。圖4-82完成緊固元件裝配的實體圖和工程圖3.確定夾具體結(jié)構(gòu)4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計根據(jù)本夾具的結(jié)構(gòu)特點設(shè)計具有卡盤結(jié)構(gòu)的夾具體，同時，為了將所有元件準確地定位和連接到一起，還需要設(shè)計輔助元件，并將所有元件組裝到夾具體上。(1)設(shè)計夾具體根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，采用卡盤結(jié)構(gòu)的夾具體，以便將裝配好的夾具與車床主軸上的過渡盤相配合。圖4-83完成設(shè)計的夾具體4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計(2)設(shè)計輔助元件輔助元件的作用是將所有元件定位并固定在夾具體上。圖4-84完成設(shè)計的螺桿支座4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-85完成設(shè)計的定

36、心墊(3)組裝夾具體首先，依據(jù)夾具的設(shè)計方案，4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計先將夾具體裝配到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中。圖4-86完成虎鉗式定心夾具裝配的實體圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-87完成虎鉗式定心夾具裝配的工程圖4.夾具的特點4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計本夾具的特點是，適用范圍廣，可以裝夾以回轉(zhuǎn)軸為對稱軸的多種形狀的工件，如圓柱體工件、正方體工件、菱形體工件等。該夾具夾緊力大，裝夾牢靠，且能夠自動定心。同時，夾具中的定位環(huán)，通過螺紋結(jié)構(gòu)可以軸向調(diào)節(jié)位置，以便變換加工件的類型時，能夠確保軸向的定位。正是由于這些顯著特點，該夾具可作為多品種、小批量生產(chǎn)的首選夾具之一。5.夾具的使用方法將夾具初裝好

37、后，安裝一個標準心軸，用百分表調(diào)整工件的定心位置。如果發(fā)現(xiàn)存在偏差，可將V形卡爪上的平頭螺釘松開，進行徑向的微調(diào)，直至工件的回轉(zhuǎn)軸線與夾具體的回轉(zhuǎn)軸線相重合。然后，將所有螺釘緊固，完成夾具的最終裝配。4.3.3外圓彈性夾頭定心夾具的設(shè)計4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-88定位軸加工件的工程圖1.確定定位方案4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計根據(jù)基準重合的原則，選擇?2-0021外圓及左端面作為定位基準。定位元件為外夾式彈性夾頭。(1)設(shè)計工件實體模型按定位軸工程圖設(shè)計好定位軸工件的實體模型，在UG的裝配環(huán)境下將其調(diào)入，并安裝在三維空間的指定位置，使其呈加工狀態(tài)，如圖4-89所示。圖4-89將定位軸在三

38、維空間定位4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計(2)設(shè)計定位元件根據(jù)定位軸工件定位基準外圓的直徑和長度分別設(shè)計出外夾式彈性夾頭，如圖所示。圖4-90設(shè)計出外夾式彈性夾頭4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-91完成定位元件裝配的實體圖和工程圖2.確定夾緊方案4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計該夾具是通過安裝在錐柄心軸上的彈性夾頭，以其內(nèi)孔和端面進行定位和夾緊的。夾緊方式則采用帶有內(nèi)錐孔的鎖緊螺母，通過向左的位移迫使彈性夾頭在徑向收縮，從而將工件的外圓表面夾緊。因此，夾緊元件只需要設(shè)計一個鎖緊螺母。(1)設(shè)計夾緊元件根據(jù)彈性夾頭的結(jié)構(gòu)和尺寸，以及后面要設(shè)計的錐柄心軸夾具體，設(shè)計出鎖緊螺母如圖4-92所示。圖4-92完成

39、設(shè)計的鎖緊螺母4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計(2)組裝夾緊元件由于夾具體尚未完成設(shè)計，故先將鎖緊螺母組裝到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中。圖4-93完成夾緊元件裝配的實體圖和工程圖3.確定夾具體結(jié)構(gòu)4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計根據(jù)本夾具的結(jié)構(gòu)特點，將夾具體設(shè)計成錐柄心軸結(jié)構(gòu)，以便在夾具完成后與車床的主軸孔相配合并安裝。為了將彈性夾頭固定在錐柄心軸上，還需要設(shè)計一個特殊的固定螺釘。(1)設(shè)計夾具體根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計錐柄心軸夾具體，其工程圖如圖4-94所示。圖4-94錐柄心軸夾具體工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計(2)設(shè)計緊固元件這里要設(shè)計的緊固元件，主要用于將彈性夾頭固定在夾具體上，即將彈性夾頭在錐柄心軸上進行軸

40、向和旋轉(zhuǎn)方向上的定位。圖4-95固定螺釘?shù)墓こ虉D4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計(3)組裝夾具體依據(jù)夾具的設(shè)計方案，將夾具體、固定螺釘組裝到已完成裝配的工件、定位元件和夾緊元件的結(jié)構(gòu)中。4.夾具的特點本夾具的特點是，對工件的同軸度定位精度高，裝夾方便、省力，而且結(jié)構(gòu)非常簡單、使用元件的數(shù)量少、工藝性能好、制造方便、成本低廉，且夾具的日常維護十分方便。本夾具的缺點是，夾緊力有限，不適合裝夾體積大、質(zhì)量大的工件。圖4-96完成的外圓彈性夾頭定心夾具裝配的實體圖和工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計5.夾具的使用方法將夾具體（莫氏5號錐柄心軸）安裝到車床的主軸孔中，并通過拉桿從主軸孔另一端將其緊固到心軸的螺紋

41、孔中。4.3.4偏擺卡盤雙孔夾具的設(shè)計偏擺卡盤雙孔夾具是用于加工兩軸線平行的雙孔工件的特殊夾具。該夾具采用固定V形塊和活動V形塊進行定位和夾緊工件，可以在一次裝夾中，通過偏轉(zhuǎn)分度盤對工件的兩個孔進行車削加工。具體的設(shè)計方法通過車削齒輪泵芯工件用夾具的設(shè)計來講述。1.確定定位方案4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計由于作為齒輪泵芯工件的徑向定位基準是毛坯表面，因此選擇左側(cè)的已加工平面和上下兩個圓弧面進行定位。定位元件為兩個V形塊，上部的圓弧面由固定V形塊定位，下部的圓弧面由活動V形塊作為輔助定位和夾緊。(1)設(shè)計工件實體模型按齒輪泵芯工件的工程圖設(shè)計好工件的實體模型，在UG的裝配環(huán)境下將其調(diào)入，并確定其在

42、三維空間的指定位置，如圖4-98所示。圖4-97齒輪泵芯加工件的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-98將齒輪泵芯安裝定位(2)設(shè)計定位元件根據(jù)工件的定位表面，即上下兩個圓弧面，4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計分別設(shè)計出固定V形塊和活動V形塊。2.確定分度方案由于本夾具需要在一次裝夾中完成兩個平行孔的加工，因此需要增加一個分度機構(gòu)。要求分度機構(gòu)在完成一個孔的加工后，轉(zhuǎn)動分度盤，使其對定到下一個定位孔上，將下一個孔的軸線位置對準車床主軸的軸線上。具體的分度方式，擬采用偏擺方式，即將分度盤以偏距的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)一定角度，使下一個孔的中心處在加工位置。要實現(xiàn)這一目的，需要設(shè)計出分度盤、銷座、定位套、定位銷

43、、中心軸、彈簧、拉鈕等分度元件。(1)設(shè)計分度元件首先，根據(jù)定位元件(兩個V形塊)的結(jié)構(gòu)及尺寸、工件兩個孔的中心距和夾具體的配合情況，完成設(shè)計的分度盤如圖4-102所示。4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-99固定V形塊的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-100活動V形塊的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-101完成定位元件裝配的實體圖和工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-102完成設(shè)計的分度盤4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-103銷座的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-104定位套的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-105定位銷的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-106定位

44、彈簧的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-107中心軸的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-108拉鈕的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-109卡銷的工程圖(2)設(shè)計導向元件首先，4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計根據(jù)分度盤和活動V形塊的結(jié)構(gòu)和尺寸，完成設(shè)計用于限定活動V形塊的徑向滑動的導向座，如圖4-110所示。圖4-110完成設(shè)計的導向座4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-111完成設(shè)計的拉銷4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-112完成設(shè)計的復位彈簧(3)組裝分度元件和導向元件由于夾具體和緊固元件尚未完成設(shè)4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計計，因此應(yīng)根據(jù)元件之間的關(guān)聯(lián)性，按順序進行裝配。圖4-113完成

45、分度盤裝配的實體圖和工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-114完成分度元件裝配的結(jié)構(gòu)4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-115完成導向座裝配的實體圖和工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-116完成導向元件裝配的實體圖和工程圖3.確定夾緊方案4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-117夾緊螺栓的工程圖(1)設(shè)計夾緊元件本夾緊結(jié)構(gòu)主要由活動V形塊和夾緊螺栓來擔當，因此，需要設(shè)計夾緊螺栓，其工程圖如圖4-117所示。4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計(2)設(shè)計緊固元件齒輪泵芯夾具用到的所有緊固元件有平頭螺釘、中心軸螺母、雙頭螺栓和法蘭面螺母，其工程圖如圖4-118至圖4-121所示。圖4-118平頭螺釘?shù)墓こ虉D4

46、.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-119中心軸螺母的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-120雙頭螺栓的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-121法蘭面螺母的工程圖(3)組裝夾緊元件和緊固元件由于夾具體尚未設(shè)計和裝配，4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計因此先根據(jù)夾緊方案將夾緊螺栓組裝到導向座上；將6個平頭螺釘分別組裝到固定V形塊和活動V形塊上，將它們固定在分度盤上；將中心軸螺母組裝到分度盤上。圖4-122完成平頭螺釘和中心螺母元件裝配的實體圖和工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計4.確定夾具體結(jié)構(gòu)根據(jù)齒輪泵芯夾具的結(jié)構(gòu)特點，將夾具體設(shè)計成卡盤類的結(jié)構(gòu)，以便與車床附件分度盤相配合裝配。此外，前面設(shè)計的所有元

47、件連同工件都裝配到該夾具體上。(1)設(shè)計夾具體根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，采用卡盤結(jié)構(gòu)的夾具體。圖4-123夾具體的工程圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計圖4-124完成的偏擺卡盤雙孔夾具裝配的實體圖4.3卡盤類車床夾具的設(shè)計(2)組裝夾具體根據(jù)齒輪泵芯夾具設(shè)計的整體方案，先將夾具體組裝到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中。5.夾具的特點齒輪泵芯夾具的特點是具有分度功能，可以在一次裝夾中完成兩個工位的加工，且定位準確、可靠，有效地保證兩個平行孔的中心距精度。當加工完一個孔后，通過分度裝置即可對另一個孔進行加工。該類型夾具非常適合平行雙孔工件的車削加工，是大批量生產(chǎn)的專用夾具。圖4-125完成的偏擺卡盤雙孔夾具裝配的工程圖4.

48、3卡盤類車床夾具的設(shè)計6.夾具的使用方法將夾具體與車床的過渡盤相配合，并用4個螺栓將其固定住，使整個夾具與車床的主軸連接。圖4-126加工下邊孔時工件在夾具中的定位情況4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計4.4.1垂直布局定位夾具的設(shè)計垂直布局定位夾具，是指利用角鐵內(nèi)側(cè)與主軸軸線平行的平面作為工件的主要定位基準的車床夾具。下面介紹的垂直布局定位夾具是加工雙軸座工件的專用夾具，其定位基準是工件的底平面和一個與底面平行的軸孔，其定位元件分別是基準臺和菱形銷。工件的夾緊是通過遮蓋式壓板，用螺旋壓緊方式來實現(xiàn)的。具體的設(shè)計方法通過車削雙軸座工件用夾具的設(shè)計來講述。圖4-127雙軸座加工件的工程圖4.4角鐵類車床

49、夾具的設(shè)計1.確定定位方案由于雙軸座工件底面已加工完畢，采用此平面作為基礎(chǔ)定位基準，限制了工件3個自由度。再選擇已加工完畢的?10孔作為定位基準，限制2個自由度。軸向的定位基準選擇已加工的一側(cè)平面。至此，可以實現(xiàn)對工件的完全定位。(1)設(shè)計工件實體模型按雙軸座工件的工程圖設(shè)計好工件的實體模型，在UG的裝配環(huán)境下將其調(diào)入，并確定其在三維空間的指定位置，將工件待加工的?40孔的軸線位置確定為加工狀態(tài)位置，如圖4-128所示。(2)設(shè)計定位元件根據(jù)工件的各個定位基準面，即底平面、?10孔表面和內(nèi)側(cè)平面，分別設(shè)計出定位塊、菱形銷和定位套。4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-128將雙軸座實體模型在三維空間

50、中安裝定位4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-129定位塊的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-130菱形銷的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-131定位套的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-132完成定位元件裝配的實體圖和工程圖2.確定支撐方案4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計由于本夾具的所有定位元件和夾緊元件并不是直接安裝在夾具體上，而是安裝在支撐體上，是通過這個支撐體將這些元件關(guān)聯(lián)起來。因此，要單獨設(shè)計一個支撐體，這個支撐體就是角鐵形式的彎板。(1)設(shè)計支撐體元件根據(jù)工件的總體尺寸、各類元件的尺寸及方案的布局構(gòu)想，設(shè)計出角鐵形式的90彎板作為支撐體。圖4-133完成設(shè)計的支撐體元件工程圖4

51、.4角鐵類車床夾具的設(shè)計(2)組裝支撐體根據(jù)定位元件所在方位及其支撐體與夾具體的連接關(guān)系，將支撐體組裝到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中，如圖4-134所示。圖4-134完成支撐體的裝配3.確定夾緊方案4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計本夾具是通過安裝在支撐體上的遮蓋式壓板機構(gòu)，從工件上部的圓柱面壓向定位塊表面，來實現(xiàn)夾緊的。為此，需要設(shè)計支柱螺栓、鉸鏈螺栓、鉸鏈壓板、球面壓塊、鉸鏈支座、長銷軸、短銷軸等夾緊元件。要將這些夾緊元件固定在支撐體上，還需要設(shè)計M820平頭螺釘、M621平頭螺釘、M675緊定螺釘、M12球面螺母、M6六角螺母等緊固元件。此外，還將用于緊固支撐體至夾具體的緊固元件M1024平頭螺釘也一并設(shè)

52、計完成。(1)設(shè)計夾緊元件本夾緊結(jié)構(gòu)的元件有支柱螺栓、鉸鏈螺栓、鉸鏈壓板、球面壓塊、鉸鏈支座、長銷軸、短銷軸共7個。4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-135支柱螺栓的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-136鉸鏈螺栓的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-137鉸鏈壓板的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-138球面壓塊的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-139鉸鏈支座的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-140長銷軸的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-141短銷軸的工程圖(2)設(shè)計緊固元件本夾具用到的所有緊固元件共6個，4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計有M820平頭螺釘、M621平頭螺

53、釘、M67.5緊定螺釘、M12球面螺母、M6六角螺母、M1024平頭螺釘，其工程圖如圖4-142圖4-147所示。圖4-142M820平頭螺釘?shù)墓こ虉D4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-143M621平頭螺釘?shù)墓こ虉D4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-144M67.5緊定螺釘?shù)墓こ虉D4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-145M12球面螺母的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-146M6六角螺母的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-147M1024平頭螺釘?shù)墓こ虉D(3)組裝夾緊元件和緊固元件根據(jù)夾緊方案，4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計先將球面壓塊裝配到工件上部的圓柱面上，以確定其他夾緊元件的空間位置。圖4-

54、148完成夾緊元件和緊固元件裝配的實體圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-149完成夾緊元件和緊固元件裝配的工程圖4.確定夾具體結(jié)構(gòu)4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計根據(jù)角鐵類夾具的結(jié)構(gòu)特點，同樣將夾具體設(shè)計成卡盤形式的結(jié)構(gòu)，以便與車床附件中的過渡盤相配合裝配。夾具體在夾具結(jié)構(gòu)中要承載著支撐體及其上面所有的夾具元件。同時，由于本夾具的重心明顯偏移，需要設(shè)計一個平衡塊，以消除切削過程中所產(chǎn)生的抖動現(xiàn)象。(1)設(shè)計夾具體和平衡塊根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，采用卡盤結(jié)構(gòu)的夾具體，在設(shè)計夾具體時要注意它不僅與過渡盤的結(jié)構(gòu)和尺寸相匹配，同時，還要與支撐體的結(jié)構(gòu)和尺寸相匹配。圖4-150完成設(shè)計的夾具體4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計

55、圖4-151完成設(shè)計的平衡塊(2)組裝夾具體和平衡塊根據(jù)夾具設(shè)計的整體方案，先將夾具體和平衡塊組裝到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中。4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-152完成車削雙軸座夾具裝配的實體圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-153完成車削雙軸座夾具裝配的工程圖5.夾具的特點4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計本夾具的特點是以平面、軸孔和孔端面作為定位基準，實現(xiàn)了完全定位，且定位準確可靠。在加工操作中，工件的裝夾和拆卸都非常方便。采用遮蓋式壓板夾緊機構(gòu)，夾緊牢固，能充分保證車削加工中工件不會發(fā)生振動，是中、小型批量生產(chǎn)的理想專用夾具。6.夾具的使用方法4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計將夾具體與車床的過渡盤相配合，并

56、用4個螺栓將其固定住，使整個夾具與車床的主軸連接。由于本夾具加裝了一個平衡塊，在將其組裝到夾具體上之后，需要在車床上進行平衡調(diào)試，如果未達到平衡狀態(tài)，就需要對平衡塊進行減重處理，即將平衡塊取下，再進行加工。因此，在設(shè)計平衡塊時，先根據(jù)估算值，將其尺寸加大，充分留有再加工的余量。這個過程可能要重復多次，直至達到一個比較滿意的效果。4.4.2水平布局定位夾具的設(shè)計4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計水平布局定位夾具是指，利用角鐵內(nèi)側(cè)與主軸軸線平行的平面作為工件的主要定位基準的車床夾具。下面介紹的水平布局定位夾具是加工單拐軸工件的專用夾具，其定位基準是工件的軸孔、孔端面和下部的圓柱表面，其定位元件分別是定位軸

57、、軸端面和活動V形塊。工件的夾緊是由螺旋壓板和等距移動的卡爪兩部分夾緊機構(gòu)來完成的。具體的設(shè)計方法通過車削單拐軸工件用夾具的設(shè)計來講述。圖4-154單拐軸加工件的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計1.確定定位方案圖4-155將單拐軸實體模型在三維空間中定位4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計(1)設(shè)計工件實體模型按單拐軸工程圖設(shè)計好工件的實體模型，在UG的裝配環(huán)境下將其調(diào)入，并確定其在三維空間的指定位置，將單拐軸工件待加工的?3-0045圓柱的軸線位置確定為加工狀態(tài)位置，如圖所示。(2)設(shè)計定位元件根據(jù)單拐軸工件的各個定位基準面，即?20孔及左側(cè)端面、?40圓柱面，分別設(shè)計完成定位軸和活動V形塊，如圖4-

58、156和圖4-157所示。2.確定支撐方案圖4-156完成設(shè)計的定位軸4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-157完成設(shè)計的活動V形塊4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-158完成定位元件裝配的實體圖和工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-159完成設(shè)計的支撐體(1)設(shè)計支撐體元件根據(jù)單拐軸工件的總體尺寸、各類元件的尺4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計寸及布局方案的構(gòu)想，設(shè)計出角鐵形式的90彎板作為支撐體。(2)組裝支撐體根據(jù)定位元件所在的方位及后面支撐體與夾具體的連接關(guān)系，將支撐體組裝到已完成的裝配結(jié)構(gòu)中，如圖4-160所示。圖4-160完成支撐體的裝配4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計3.確定夾緊方案單拐軸夾具是通

59、過安裝在支撐體上的螺旋壓板機構(gòu)和等距移動卡爪機構(gòu)來實現(xiàn)夾緊的。為此，需要設(shè)計定位基座、快換墊圈、旋緊螺母、彈簧、左卡爪、右卡爪、小鉸軸、撐緊螺栓等夾緊元件。要將這些夾緊元件固定在支撐體上，還需要設(shè)計M820平頭螺釘、M620平頭螺釘和M840平頭螺釘?shù)染o固元件。(1)設(shè)計夾緊元件本夾緊結(jié)構(gòu)的元件有定位基座、快換墊圈、旋緊螺母、彈簧、左卡爪、右卡爪、小鉸軸、撐緊螺栓，共8個。(2)設(shè)計緊固元件本夾具用到的所有緊固元件共3個，即M820平頭螺釘、M620平頭螺釘和M840平頭螺釘，其工程圖如圖4-169圖4-171所示。(3)組裝夾緊元件和緊固元件4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-161定位基座的工

60、程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-162快換墊圈的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-163旋緊螺母的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-164彈簧的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-165左卡爪的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-166右卡爪的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-167小鉸軸的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-168撐緊螺栓的工程圖4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-169M820平頭螺釘?shù)墓こ虉D4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-170M620平頭螺釘?shù)墓こ虉D4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-171M840平頭螺釘4.4角鐵類車床夾具的設(shè)計圖4-172完成夾緊元件