第四章專用夾具

公開課教案授課章節(jié)名稱第四章機床夾具4.4專用夾具授課教師開課范圍授課時間授課班級授課類型多媒體教學(xué)課時2教學(xué)目標(biāo)1、 車床夾具的結(jié)構(gòu)特點及其定位2、 銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點3、 鉆床夾具的結(jié)構(gòu)特點4、 鏜床夾具的結(jié)構(gòu)特點5、 可調(diào)夾具的結(jié)構(gòu)特點6、 數(shù)控機床夾具的結(jié)構(gòu)特點教學(xué)重點1、 車床夾具的結(jié)構(gòu)特點及其定位2、 銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點3、 鉆床夾具的結(jié)構(gòu)特點教學(xué)難點各種夾具的結(jié)構(gòu)及其定位學(xué)情處理這部分知識實用性很強，老師要抓住這個特點，利用一些模型等直觀教具增強學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。在講授時注重培養(yǎng)學(xué)生的獨立分析和解決問題能力及創(chuàng)新能力等。選用教材北京理工大學(xué)出版社，王泓主編的《機械制造基礎(chǔ)》教材內(nèi)容處理說明在教材講解的基礎(chǔ)上拓展教學(xué)內(nèi)容，挖掘?qū)W生創(chuàng)新能力，開闊學(xué)生學(xué)習(xí)思路。課外作業(yè)P210第15、16、17、18、20題教學(xué)后記

教學(xué)程序復(fù)習(xí)導(dǎo)入教學(xué)內(nèi)容教學(xué)程序復(fù)習(xí)導(dǎo)入1、 斜楔夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)及其工作原理？2、 偏心夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)及其工作原理？3、 螺旋夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)及其工作原理？4、 試比較三種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點教學(xué)手段

與方法講授 第四章機床夾具教學(xué)手段

與方法新課 4.4專用夾具4.4.1車床夾具在車床上用來加工工件的內(nèi)、外回轉(zhuǎn)表面及端面的夾具稱為車床夾具，車床夾具多數(shù)安裝在車床主軸上，少數(shù)安裝在床身或拖板上。第二種安裝方式屬機床改裝范疇，在此不作介紹。1.車床夾具實例1） 角鐵式車床夾具在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件上的回轉(zhuǎn)面及端面時，由于這些零件的形狀比較復(fù)雜，難以裝在通用卡盤上，因而需采用專用夾具。這類車床夾具的夾具體一般呈角鐵狀，其結(jié)構(gòu)不對稱，稱這樣的夾具為角鐵式車床夾具。2） 心軸類車床夾具心軸類車床夾具多用于工件以孔作主要定位基準(zhǔn)，加工套類、盤類零件的外圓柱面的情況。常見的車床心軸有圓柱心軸、彈簧心軸、頂尖式心軸和彈性心軸等。3） 回轉(zhuǎn)分度車床夾具如圖4-47所示是閥體四孔偏心回轉(zhuǎn)車床夾具裝配圖。該夾具用于普通車床，車削閥體上的四個均布孔。分度盤對定銷工件以端面、中心孔和側(cè)面在轉(zhuǎn)盤、定位銷及銷上定位。分別擰緊螺母，通過壓板，將工件壓緊。一孔車削完畢后，松開螺母，拔出對定銷，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)900,對定銷插入分度盤的另一個定位孔中，擰緊螺母，即可車削第二個孔，依此類推，車削其余各孔。該夾具利用偏心原理，一次安裝，可車削多孔。

分度盤對定銷.車床夾具的結(jié)構(gòu)特點1） 車床主軸的回轉(zhuǎn)軸線與工件被加工面的軸線重合在車床上加工回轉(zhuǎn)表面時，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置，必須保證主軸的回轉(zhuǎn)軸線與工件被加工面的軸線重合。2） 結(jié)構(gòu)要緊湊以及懸伸長度要短車床夾具的懸伸長度過大，會加劇主軸軸承的磨損，同時引起振動，影響加工質(zhì)量。因此，夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，懸伸長度要短。3） 夾具應(yīng)基本平衡角鐵式車床夾具的定位裝置及其他元件總是偏在主軸軸線的一邊，不平衡現(xiàn)象嚴(yán)重。應(yīng)設(shè)置配重塊或加工減重孔來達(dá)到夾具的基本平衡，以減小振動和主軸軸承的磨損。4） 夾具體應(yīng)制成圓形車床夾具的夾具體應(yīng)設(shè)計成圓形，夾具上（包括工件）的各個元件不應(yīng)伸出夾具體的圓形輪廓之外，以免工作時碰傷操作者。.車床夾具的定位及夾具與機床的聯(lián)接工件在夾具中的正確位置是由夾具定位元件的定位面所確定。而夾具定位元件的定位面相對機床、刀具和切削成形運動也必須處于正確位置，它是由夾具與機床聯(lián)接和配合精度來保證的。不同的機床，夾具在其上的定位及與機床的聯(lián)接方式也不相同。對于工件回轉(zhuǎn)類型的機床，如車床、內(nèi)圓磨床和外圓磨床等，夾具隨主軸一起回轉(zhuǎn)，夾具一般聯(lián)接在主軸的端部，其定位和聯(lián)接方式取決于機床主軸端部的結(jié)構(gòu)。對外輪廓尺寸較小的夾具，可通過夾具的莫氏錐柄，在機床主軸端部的錐孔內(nèi)定位并聯(lián)接，為安全起見，可用拉桿從主軸尾部將錐柄拉緊。這種聯(lián)接方式簡便，安裝迅速，錐面定心無間隙，定位精度高，但剛性差，適用于車削短小零件和精加工套筒類零件。4.4.2銑床夾具銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、花鍵及各種成形面。按照銑削時的進(jìn)給方式，通常將銑床夾具分為直線進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式和靠模式三種。1.銑床夾具實例1）直線進(jìn)給式銑床夾具如圖2所示為銑槽的直線進(jìn)給銑床夾具。工件以一面兩孔定位，夾具上相應(yīng)的定位元件為支承板、一個圓柱銷和一個菱形銷。工件的夾緊是使用螺旋壓板夾緊機構(gòu)來實現(xiàn)的。卸工件時，松開壓緊螺母，螺旋壓板在彈簧作用下抬起，轉(zhuǎn)離工件的夾緊表面。使用定位鍵和對刀塊，確定夾具與機床、刀具與夾具正確的相對位置。圖22） 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。工件以圓孔、端面及側(cè)面在定位銷和擋銷上定位，由液壓缸驅(qū)動拉桿通過快換墊圈將工件夾緊。夾具上可同時裝夾12個工件。工作臺由電動機通過蝸桿蝸輪機構(gòu)帶動回轉(zhuǎn)。因此，它生產(chǎn)效率高，適用于大批大量生產(chǎn)的中、小件加工。3） 銑床靠模夾具銑床靠模夾具用于專用或通用銑床上加工各種成形面?？磕A具的作用是使主進(jìn)給運動和靠模獲得的輔助運動合成加工所需要的仿形運動。按照主進(jìn)給運動的運動方式，銑床靠模夾具可分為直線進(jìn)給和圓周進(jìn)給兩種。2.銃床夾具結(jié)構(gòu)特點銑床夾具除了具有定位元件、夾緊機構(gòu)和夾具體以外，和其他機床夾具不同的是還具有定位鍵（對刀塊與塞尺）和對刀裝置。1）定位鍵銑床夾具常用裝在夾具體底面上的定位鍵來確定夾具相對于機床進(jìn)給方向的正確位置。如圖3所示為常用定位鍵的結(jié)構(gòu)及使用實例。為了提高定向精度，定位鍵上部與夾具體底面的槽配合，下部與機床工作臺的T形槽配合。兩定位鍵在夾具允許范圍內(nèi)應(yīng)盡量布置得遠(yuǎn)些，以提高夾具的安裝精度。圖32）對刀裝置對刀塊是用來確定夾具與刀具的相對位置。對刀時，在刀具與對刀塊之間加一塞尺，使刀具與對刀塊不直接接觸，以免損壞刀刃或造成對刀塊過早磨損。4.4.3鉆床夾具在鉆床上進(jìn)行孔的鉆、擴、锪、攻螺紋等加工時所用的夾具稱為鉆床夾具，又稱鉆模。鉆模的主要類型鉆模的種類繁多，常用的有固定式、回轉(zhuǎn)式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式鉆模等。1） 固定式鉆模 固定式鉆模的特點是在加工中鉆模固定不動，用于在立式鉆床上加工單孔或在搖臂鉆床上加工位于同一方向上的平行孔系。如圖4所示，鉆模板用若干個螺釘和兩個圓柱定位銷固定在夾具體上。除用上述連接方法外，鉆模板和夾具體還可以采用焊接結(jié)構(gòu)或直接鑄造成一體。固定式鉆模結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，定位精度高，但有時裝卸工件不便。2） 回轉(zhuǎn)式鉆?；剞D(zhuǎn)式鉆模用于加工工件上圍繞某一軸線分布的軸向或徑向孔系。工件一次安裝，經(jīng)夾具分度機構(gòu)轉(zhuǎn)位順序加工各孔。如圖5所示為加工套筒上三圈徑向孔的回轉(zhuǎn)式鉆模。工件以內(nèi)孔和一個端面在定位軸和分度盤的端面A上定位，用螺母夾緊工件。鉆完一排孔后，將分度銷拉出，松開螺母，即可轉(zhuǎn)動分度盤至另一位置，再插入分度銷，擰緊螺母，即可進(jìn)行另一排孔的加工。圖4圖53）蓋板式鉆模如圖6所示為加工車床溜板箱上多個小孔的蓋板式鉆模。蓋板式鉆模的特點是定位元件、夾緊裝置及鉆套均設(shè)在鉆模板上，鉆模板在工件上裝夾。夾具結(jié)構(gòu)簡單，輕便，易清除切屑。蓋板式鉆模適合在大型工件上加工小孔，也可用在中小型工件上的鉆孔，加工小孔的蓋板式鉆模，因鉆削力矩小，可不設(shè)夾緊裝置。但是，蓋板式鉆模每次需從工件上裝卸，比較費時。4）滑柱式鉆模這是一種將鉆模板裝在可升降的滑柱上的鉆模。如圖7所示為手動滑柱式鉆模，它由鉆模板、斜齒輪軸、齒條軸、兩根導(dǎo)向滑柱以及夾具體等部分組成。這種夾具結(jié)構(gòu)和尺寸系列已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。圖75）翻轉(zhuǎn)式鉆模翻轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工中、小型工件分布在不同表面上的孔。圖8所示為加工套筒上四個徑向孔的翻轉(zhuǎn)式鉆模。工件以內(nèi)孔及端面在臺肩和定位軸的圓柱面上定位，用快換墊圈和螺母夾緊。鉆完一組孔后，翻轉(zhuǎn)600,鉆另一組孔。該夾具的結(jié)構(gòu)比較簡單，但每次鉆孔都需找正鉆套相對鉆頭的位置，所以輔助時間較長，且手動翻轉(zhuǎn)費力，因此工件連同夾具總重量不能太重，生鉆套和鉆模板鉆模除有定位元件、夾緊裝置和夾具體以外還有鉆模板和鉆套。鉆套 鉆套是鉆模上的特有元件，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。鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊鉆套兩大類。標(biāo)準(zhǔn)鉆套又分為固定鉆套、可換鉆套和快換鉆套三種。非標(biāo)測試夾具,,氣動安裝夾具，CNC精密零件加工，五金機械零件加工廠固定鉆套如圖9所示為固定鉆套。鉆套直接壓裝在鉆模板上。固定鉆套結(jié)構(gòu)簡單，鉆孔精度高，但磨損后不能更換。固定鉆套適用于單一鉆孔工序的小批生產(chǎn)。圖9可換鉆套如圖10所示為可換鉆套。鉆套裝在襯套中，襯套壓裝在鉆模板上，由螺釘將鉆套壓緊，以防止鉆套轉(zhuǎn)動或退刀時脫出。鉆套磨損后，將螺釘松開可迅速更換?？蓳Q鉆套適用于大批生產(chǎn)時的單一鉆孔工序。快換鉆套如圖11為快換鉆套，其結(jié)構(gòu)與可換鉆套相似。當(dāng)一個工序中工件同一孔需經(jīng)多種方法加工(如孔需經(jīng)鉆、擴、鉸或攻螺紋等)時，能快速更換不同孔徑的鉆套。更換時，將鉆套缺口轉(zhuǎn)至螺釘處，即可取出。特殊鉆套如圖12所示是特殊鉆套，當(dāng)工件的結(jié)構(gòu)形狀不適合采用標(biāo)準(zhǔn)鉆套時，可自行設(shè)計與工件相適應(yīng)的特殊鉆套。

圖10-圖12鉆模板 用于安裝鉆套，并確保鉆套在鉆模上的正確位置。鉆模板多裝配在夾具體或支架上。常用的鉆模板有以下幾種。固定式鉆模板(見圖13)。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，可采用圖14所示的鉸鏈?zhǔn)姐@模板。鉆套導(dǎo)向孔與夾具安裝面的垂直度可通過調(diào)整兩個支承釘?shù)母叨葋肀ＷC。加工時，鉆模板由菱形螺母鎖緊。由于鉸鏈銷孔之間存在配合間隙，用此類鉆模板加工的工件精度比固定式鉆模板低?？尚妒姐@模板。可卸式鉆模板又稱分離式鉆模板，如圖15所示。它與夾具體形成可分離式的，鉆模板卸下才能裝卸工件，比較費事，且定位精度低，一般多用于不便裝卸工件的情況。圖14

4.4.4鏜床夾具^4.4.4鏜床夾具^鏜床夾具又稱鏜模，1.篷床夾具實例*鉆套/工件j于加工箱體類工件的精密孔或孔系。鏜模可分為雙支承鏜模、單支承鏜模及無支承鏜模。1）鏜?？煞譃殡p支承鏜模、單支承鏜模及無支承鏜模。圖162） 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，單支承鏜模又可分為前單支承鏜模（鏜桿支承設(shè)置在刀具的前方）和后單支承鏜模（鏜桿支承設(shè)置在刀具的后方）。3） 無支承鏜模工件在剛性好、精度高的金剛鏜床或坐標(biāo)鏜床上鏜孔時，夾具上不設(shè)置鏜桿支承，加工孔的尺寸和位置精度均由鏜床保證。2.鏜床夾具的其他組件鏜床夾具除具有定位元件和夾緊裝置外，還有鏜套、鏜模支架、鏜模底座、鏜桿等。1） 鏜套鏜套的結(jié)構(gòu)形式和精度直接影響被加工孔的精度。常用的鏜套有兩類，即固定式鏜套和回轉(zhuǎn)式鏜套。2） 鏜桿 如圖17所示為用于固定式鏜套的鏜桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)。當(dāng)鏜桿導(dǎo)向部分直徑小于50mm時，鏜桿常采用整體式結(jié)構(gòu)。

圖173） 鏜模支架鏜模支架主要用來安裝鏜套和承受切削力，要求有足夠的剛性和穩(wěn)定性，在結(jié)構(gòu)上一般要有較大的安裝基面和設(shè)置必要的加強肋，而且支架上不允許安裝夾緊機構(gòu)和承受夾緊反力，以免支架變形而破壞精度。4） 浮動接頭當(dāng)用雙支承鏜模鏜孔時，鏜桿通過浮動接頭與機床主軸浮動聯(lián)接。如圖18所示為聯(lián)接鏜桿與機床主軸的浮動接頭。圖185）鏜模底座鏜模底座與其他夾具體相比厚度較大，且內(nèi)腔設(shè)有十字形加強肋。和銑床夾具一樣，鏜模底座上也常設(shè)有定位鍵或找正面，以保證鏜模在機床上安裝時的正確位置。4.4.5可調(diào)夾具可調(diào)夾具有通用可調(diào)夾具、成組夾具兩類。它們的共同特點是:只要更換或調(diào)整個別定位、夾緊或?qū)蛟纯捎糜诙喾N零件的加工，從而使多種零件的單件小批生產(chǎn)變?yōu)橐唤M零件在同一夾具上的“成批生產(chǎn)”。產(chǎn)品更新?lián)Q代后，只要屬于同一類型的零件，就可在此夾具上加工。由于可調(diào)夾具具有較強的適應(yīng)性和良好的繼承性，所以使用可調(diào)夾具可大量減少專用夾具的數(shù)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低成本。4.4.6數(shù)控機床夾具數(shù)控機床夾具主要采用可調(diào)夾具、組合夾具、拼裝夾具和數(shù)控夾具（夾具本身可在程序控制下進(jìn)行調(diào)整）。小結(jié)拼裝夾具是在成組工藝基礎(chǔ)上，用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的夾具零部件拼裝而成的夾具。它有組合夾具的優(yōu)點，比組合夾具有更好的精度和剛性，更小的體積和更高的效率，因而較適合柔性加工的要求，常用作數(shù)控機床夾具。小結(jié)今天學(xué)習(xí)了車床夾具的結(jié)構(gòu)特