《機械制造基礎(chǔ)》課件 模塊6 機床專用夾具的設(shè)計過程

各類機床專用夾具《機械制造基礎(chǔ)》12車床夾具鉆床夾具3鏜床夾具4銑床夾具5數(shù)控機床夾具一、車床夾具包括用于各種車床、內(nèi)外圓磨床等機床上安裝工件用的夾具。主要用于加工旋轉(zhuǎn)表面及端面。一、車床夾具1、心軸式車夾具（1）頂尖式心軸圖6-1-1頂尖式心軸包括用于各種車床、內(nèi)外圓磨床等機床上安裝工件用的夾具。主要用于加工旋轉(zhuǎn)表面及端面。一、車床夾具1、心軸式車夾具（2）錐柄式心軸圖6-1-2錐柄式心軸包括用于各種車床、內(nèi)外圓磨床等機床上安裝工件用的夾具。主要用于加工旋轉(zhuǎn)表面及端面。一、車床夾具2、圓盤式車夾具圖6-1-3具有聯(lián)動壓板的圓盤車夾具工件是以孔及端面為基準在定位件上定位，用三個聯(lián)動的鉤形壓板夾緊的。包括用于各種車床、內(nèi)外圓磨床等機床上安裝工件用的夾具。主要用于加工旋轉(zhuǎn)表面及端面。一、車床夾具3、角鐵式車夾具圖6-1-4角鐵式車夾具1工件以一平面、一孔和一外圓面為基準，在定位平面、一個銷和活動V形塊上定位，壓板轉(zhuǎn)上來夾緊工件，V形塊也有夾緊作用。包括用于各種車床、內(nèi)外圓磨床等機床上安裝工件用的夾具。主要用于加工旋轉(zhuǎn)表面及端面。一、車床夾具3、角鐵式車夾具圖6-1-5角鐵式車夾具2工件以一平面和兩孔為基準在夾具傾斜的定位面和兩個銷子上定位，用兩只鉤形壓板夾緊。車床夾具特點一、車床夾具⑴因為整個車夾具是隨機床主軸一起回轉(zhuǎn)的，所以要求它結(jié)構(gòu)緊湊，輪廓尺寸盡可能小，重量輕，而且其重心盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，以減少慣性力和回轉(zhuǎn)力矩。⑵應(yīng)有平衡措施，消除回轉(zhuǎn)不平衡產(chǎn)生的振動現(xiàn)象。⑶與主軸端連接部分有較準確的圓柱孔（或圓錐孔），其結(jié)構(gòu)形式及尺寸規(guī)格，隨使用的機床而異。⑷為使夾具使用安全，盡可能避免帶有尖角或凸出部分，必要時回轉(zhuǎn)部分外面要加防護罩。二、鉆床夾具二、鉆床夾具⒈固定模板式鉆模

圖6-1-6固定模板式鉆模工件以端面、內(nèi)孔、槽為基準，在夾具心軸和圓柱銷單位，用墊圈螺母夾緊。二、鉆床夾具2.覆蓋式鉆模

圖6-1-7覆式鉆模（1）覆式鉆?！蓪@模板“覆”在工件上或裝于工件中，定位件與鉆套均裝在鉆模板上，這時工件通常都是直接放置在機床工作臺上，而鉆模就利用本身定位件在工件上的定位基準面上定位。二、鉆床夾具2.覆蓋式鉆模

圖6-1-8蓋式鉆模（2）蓋式鉆模——蓋式鉆模的鉆模板是個活動的蓋板，可和鉆夾具本體用定位銷相組合或用鉸鏈連接。二、鉆床夾具3.翻轉(zhuǎn)式鉆模

圖6-1-9鉆八個孔的箱式鉆模1-夾具體2-定位板3-鉆套4-開口墊圈5-螺母6-V形墊塊7-螺紋軸整個夾具可以和工件一起翻轉(zhuǎn)，用以加工不同方向的孔?？煞譃橄涫?、半箱式和支柱式。二、鉆床夾具⒋回轉(zhuǎn)式鉆模圖6-1-10帶分度裝置的回轉(zhuǎn)式鉆模1、4-螺母2-分度盤3-定位軸

5-分度銷用來加工沿圓周分布的許多孔（或許多徑向孔）。一種是利用分度裝置使工件變更工位；另一種是每一個孔都使用一個單獨的鉆套，依靠這些鉆套來決定刀具對工件的位置。二、鉆床夾具⒌滑柱式鉆模圖6-1-11手動的滑柱式鉆模1-底座2-定位支承釘3-圓柱銷4-壓柱5-壓柱體6-螺塞7-快換鉆套8-襯套9-定位圓錐結(jié)構(gòu)已經(jīng)通用化和規(guī)格化，不必使用單獨的夾緊裝置，操作迅速，所以在生產(chǎn)中使用廣泛。使用這類鉆模時，應(yīng)注意滑柱的配合間隙。二、鉆床夾具⒌滑柱式鉆模圖6-1-12滑柱式鉆模二、鉆床夾具鉆套的類型（1）固定鉆套（2）可換鉆套（3）快換鉆套二、鉆床夾具鉆套的類型（4）特種鉆套三、鏜床夾具三、鏜床夾具1、鏜模6-1-13鏜模

1－支架2－鏜套3、4－定位元件5、8－壓板6－夾緊螺釘7－可調(diào)支承9－鏜模底座10－鏜桿11－浮動接頭三、鏜床夾具2、鏜套類型（1）固定式鏜套（2）回轉(zhuǎn)式鏜套外形尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、制造簡單，易保證鏜套中心位置的準確，因與鏜桿之間有摩擦，主要用于低速加工。

隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動，適于鏜桿在較高速度條件下工件。a、b外滾式：軸承安裝在鏜套外，鏜桿與鏜套有相對軸向移動，無相對轉(zhuǎn)動c、d內(nèi)滾式：軸承安裝在鏜套內(nèi)，鏜桿與鏜套無相對軸向移動，有相對轉(zhuǎn)動。四、銑床夾具四、銑床夾具銑床夾具包括用在各種銑床、平面磨床上的夾具，工件安裝在夾具上隨同機床工作臺一起作送進運動。6-1-14多工位回轉(zhuǎn)式夾具四、銑床夾具圖6-1-15加工殼體的銑床夾具1-夾具體2-支承板3-壓板4-螺母5-對刀塊6-大圓柱銷7-球頭釘8-鉸接板9-螺桿10-菱形銷11-定向鍵四、銑床夾具圖6-1-16定向鍵及其連接銑床夾具的安裝銑床夾具在銑床工作臺上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，所以在設(shè)計時就必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個定向鍵。圖6-1-17夾具體上的耳座四、銑床夾具圖6-1-18利用對刀裝置對刀銑床夾具的對刀裝置銑床夾具在工作臺上安裝好以后，還要調(diào)整銑刀對夾具的相對位置，以便于進行定距加工。五、數(shù)控機床夾具五、數(shù)控機床夾具1、對數(shù)控機床夾具的要求（1）能實現(xiàn)在一次安裝后進行多個表面的加工，避免刀具干涉。（2）要保證夾緊可靠，同時又要避免產(chǎn)生夾緊變形。（3）采用多件加工，提高效率。（4）裝卸工件方便，輔助時間盡量短。（5）數(shù)控夾具要考慮數(shù)控加工的其他特點。五、數(shù)控機床夾具2、數(shù)控機床常用的夾具（1）數(shù)控車床上的通用夾具。如卡盤、花盤等。（2）數(shù)控銑床和加工中心加工中小型零件，使用機用虎鉗。（3）壓板-T形螺釘或彎板安裝工件。（4）拼裝夾具，是用元件和合件裝配而成的夾具。小結(jié)1、能夠分析車床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點；2、理解數(shù)控夾具的特點，正確選用數(shù)控機床夾具?！稒C械制造基礎(chǔ)》專用夾具設(shè)計的全過程《機械制造基礎(chǔ)》12設(shè)計準備工作擬定夾具結(jié)構(gòu)方案3對結(jié)構(gòu)方案進行精度分析和估算4夾具總圖設(shè)計5夾具總圖上的尺寸和技術(shù)要求的標注6繪制夾具零件圖一、設(shè)計準備工作專用夾具設(shè)計是以機械加工工序卡片上所規(guī)定的定位基準、夾緊位置和工序要求作依據(jù)的。一、設(shè)計準備工作⑴了解工件情況、工序要求和加工狀態(tài)⑵了解所用機床、刀具等的情況⑶了解生產(chǎn)批量和對夾具的需用情況⑷了解夾具制造車間的生產(chǎn)條件和技術(shù)現(xiàn)狀⑸準備好設(shè)計夾具用的各種標準、工廠規(guī)定、典型夾具圖冊和相關(guān)夾具設(shè)計指導(dǎo)資料等。以成批生產(chǎn)連桿為例，說明夾具設(shè)計的具體方法步驟。一、設(shè)計準備工作圖6-2-1連桿銑八槽工序圖槽寬10槽深3.2槽位置45°二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案⒈工件的定位方案圖6-2-2銑連桿槽的定位方案理論需限制的自由度：6個選擇定位元件：一面兩銷變更工位方案：兩個相差為90度菱形銷二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案2.工件的夾緊方案圖6-2-3銑連桿槽的夾緊方案夾緊作用點：大孔端面夾緊力方向：向下夾緊機構(gòu)：手動螺旋壓板二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案3.刀具的對刀或?qū)б桨笀D6-2-4對刀方案直角對刀塊塞尺二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案4.夾具體結(jié)構(gòu)，夾具在機床上的安裝方式圖6-2-5銑連桿八槽的夾具總圖三、對結(jié)構(gòu)方案進行精度分析和估算三、對結(jié)構(gòu)方案進行精度分析和估算

論證能否保證工件被加工表面的位置精度要求，從而可以斷定所擬方案是否合理。同時也可發(fā)現(xiàn)方案中的薄弱環(huán)節(jié)，以便進一步修改方案和采取某些措施。對結(jié)構(gòu)方案進行精度分析和估算，要涉及到定位、夾緊、分度、引導(dǎo)以及夾具制造的技術(shù)要求等。四、夾具總圖設(shè)計四、夾具總圖設(shè)計夾具總圖圖形大小的比例盡量取1:1，如工件過大可用1:2或1:5，過小可用2:1的比例?？倛D中的視圖應(yīng)盡量少。主視圖盡量選與操作者正對的位置。⒈總圖設(shè)計的步驟——先用雙點劃線把工件在加工位置狀態(tài)的形狀繪制在圖紙上，然后依次制定定位、夾緊裝置和夾緊件、刀具的對刀或?qū)б?、夾具本體及各個連接件等。⒉對總圖設(shè)計中的幾點要求1）設(shè)計定位件、夾緊件、刀具導(dǎo)引件等元件時，盡量多采用標準件和通用件。2）為操作方便和防止將工件裝反，可設(shè)置止動銷、障礙銷。五、夾具總圖上的尺寸和技術(shù)要求的標注五、夾具總圖上的尺寸和技術(shù)要求的標注⒈夾具總圖上標注的五類尺寸⑴夾具的輪廓尺寸——即夾具的長、寬、高尺寸。⑵定位元件上定位表面的尺寸以及各定位表面之間的尺寸。⑶定位表面到對刀件或刀具導(dǎo)引件間的位置尺寸，及導(dǎo)引件間的位置尺寸⑷主要配合尺寸。⑸夾具與機床的聯(lián)系尺寸——指夾具在機床上安裝時有關(guān)的尺寸，確定夾具在機床上的正確位置。⒉夾具上主要元件之間的位置尺寸公差夾具上主要元件之間的尺寸應(yīng)取工件相應(yīng)尺寸的平均值。一般是按工件相應(yīng)公差的1/2~1/5取值的，有時甚至還取得更嚴些。它的取值原則是既要精確，又要能夠?qū)崿F(xiàn)，以確保工件加工質(zhì)量。六、繪制夾具零件圖六、繪制夾具零件圖

對于夾具上的零件，要分別繪制其工件圖，并規(guī)定相應(yīng)的技術(shù)要求。

夾具體一般都是非標準件，也是夾具上尺寸最大，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜和承受負荷也最大的元件，需自行設(shè)計和制造，設(shè)計時應(yīng)考慮如下要求：⑴夾具體應(yīng)有足夠的強度和剛度，以防受力后發(fā)生變形⑵夾具體安裝需穩(wěn)定，故夾具體重心必須要低⑶夾具體要結(jié)構(gòu)緊湊、形狀簡單、裝卸工件方便并盡可能使其重減輕⑷夾具體要便于排屑⑸夾具體要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于制造、裝配和使用⑹夾具體制造方法的選擇要能保證加工精度，同時要考慮降低成本六、繪制夾具零件圖1.鑄造夾具體（圖a）工藝性好，可以鑄出各種復(fù)雜的外形，且抗壓強度、剛度和抗振性都較好。2.焊接夾具體（圖b）

易于制造，生產(chǎn)周期短，成本低，重量輕。

缺點是焊接產(chǎn)生的熱變形和殘余應(yīng)力對精度影響較大。3.裝配夾具體（圖c）很有發(fā)展前途，選用標準毛坯件或標準零件組裝而成，可大為縮