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1、第六章 典型夾具的設(shè)計(jì),第一節(jié) 鉆床夾具 第二節(jié) 鏜床夾具 第三節(jié) 銑床夾具 第四節(jié) 其他機(jī)床夾具簡(jiǎn)介,機(jī)床夾具可以看作機(jī)床的附件。 夾具可以增強(qiáng)或拓展機(jī)床的功能，使通用機(jī)床具有一定的專(zhuān)用機(jī)床的屬性。 機(jī)床類(lèi)型往往決定了機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，不同類(lèi)型機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)各具特點(diǎn)。 下面著重介紹常見(jiàn)的鉆床夾具設(shè)計(jì)、車(chē)床夾具設(shè)計(jì)、鏜床夾具設(shè)計(jì)以及銑床夾具設(shè)計(jì)。,,第一節(jié) 鉆床夾具,在鉆床上鉆孔常采用劃線(xiàn)法加工，其生產(chǎn)效率和加工精度較低，故當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，常使用專(zhuān)用鉆床夾具。 在鉆床夾具上，一般都裝有一定尺寸的鉆套，用以確定定位元件距刀具的位置，故習(xí)慣上稱(chēng)為鉆模。通過(guò)鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。 使用鉆床夾具加工的優(yōu)

2、點(diǎn)： 易于保證被加工孔對(duì)其定位基準(zhǔn)和各孔之間的位置精度；,有助于提高刀具系統(tǒng)的剛度，防止鉆頭在切入后引偏； 并有利于提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度。 此外，由于不需劃線(xiàn)和找正，工序時(shí)間大為縮短，顯著提高了工作效率。,,1. 鉆床夾具的類(lèi)型 鉆床夾具一般分為固定式、翻轉(zhuǎn)式、可移式，回轉(zhuǎn)式、蓋板式和滑柱式等類(lèi)型： (1) 固定式鉆模 在立鉆上鉆一個(gè)孔或在搖臂鉆床上鉆平行孔系的孔，常用固定鉆模，這種夾具穩(wěn)固，可鉆較大的孔。 (2) 翻轉(zhuǎn)式鉆模 翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具用于工件連同夾具不超過(guò)10kg重的小型零件加工，特別適用多方向的孔系加工。,2. 鉆套 鉆套是引導(dǎo)孔加工刀具的元件，其作用是確定刀具相對(duì)夾具定

3、位元件的位置，引導(dǎo)鉆頭等孔加工刀具，提高其剛性，防止刀具在加工中發(fā)生偏斜。 按鉆套的結(jié)構(gòu)和使用情況，可分為固定式、可換式、快換式和特殊鉆套，其前三種均已標(biāo)準(zhǔn)化。 固定式鉆套結(jié)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 圖3.53(a)、3.53(b)為固定式鉆套的兩種形式。 鉆套外徑以H7/n6配合直接壓入鉆模板的孔中。 固定式鉆套多用于中小批生產(chǎn)，使用過(guò)程不需要更換鉆套的場(chǎng)合。固定式鉆套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可獲得較高精度。,,,,,圖3.53(c)為可換式鉆套。當(dāng)生產(chǎn)量較大，使用過(guò)程中需要更換磨損了的鉆套時(shí)，可使用這種鉆套?？蓳Q式鉆套裝在襯套中，襯套按H7/n6的配合壓入夾具體內(nèi)，可換式鉆套外徑與襯套內(nèi)徑一般采用H7/g6 或H7

4、/h6的配合，并用螺釘加以緊固，以防止在加工過(guò)程中鉆頭與鉆套內(nèi)徑摩擦而使鉆套發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，或退刀時(shí)隨刀具抬起。 圖3.53(d)為快換式鉆套。在一次安裝中順序進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔，需要使用不同內(nèi)徑的鉆套來(lái)引導(dǎo)刀具。使用時(shí)，只要將鉆套逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使得螺釘?shù)念^部剛好對(duì)準(zhǔn)鉆套上的缺口，然后往上一拔，就可取下鉆套。,,圖示為幾種特殊結(jié)構(gòu)的鉆套。 圖a用于加深底面孔的加長(zhǎng)鉆套； 圖b用于加工曲面上的孔； 圖c用于加工間距很小的孔。,3鉆模板 用于安裝鉆套的板叫鉆模板，鉆模板與夾具體的連接方式有固定式，鉸鏈?zhǔn)剑烧凼胶蛻覓焓降葞追N。,,第二節(jié) 鏜床夾具,鏜床也是采用刀具回轉(zhuǎn)加工方式，因此鏜床夾具的重要

5、特征是具有鏜桿導(dǎo)向裝置，被稱(chēng)為鏜套，一般稱(chēng)為鏜模。 在鏜床夾具中，鏜套要安裝在鏜模支架上，鏜模支架連接在夾具體上。 鏜床夾具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在設(shè)計(jì)鏜套結(jié)構(gòu)及其位置布置。,1鏜套 鏜套分為固定式鏜套和回轉(zhuǎn)式鏜套等類(lèi)型。 固定式鏜套結(jié)構(gòu)與鉆套類(lèi)似，鏜套被固定安裝在夾具鏜模支架上，不能隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，在鏜削過(guò)程中，鏜桿在鏜套中既有軸向的相對(duì)移動(dòng)，又有較高的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。鏜套容易摩擦磨損而失去引導(dǎo)精度，只適用于線(xiàn)速度v0.3 ms的低速情況下使用。 回轉(zhuǎn)式鏜套結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包含有滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承，鏜套在鏜孔過(guò)程中隨同鏜桿一起回轉(zhuǎn)，因此鏜套內(nèi)壁與鏜桿沒(méi)有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而減少鏜套內(nèi)壁的磨損和發(fā)熱，可長(zhǎng)期維持其

6、引導(dǎo)精度，比較適合于高速鏜孔，一般應(yīng)用于孔徑較大、線(xiàn)速度v0.3 ms的場(chǎng)合。,2鏜套導(dǎo)向支架的布置 鏜套導(dǎo)向支架的布置指的是鏜套相對(duì)于鏜刀的位置分布。 按照鏜套相對(duì)刀具分布位置的不同，鏜模導(dǎo)向裝置的布置方式可分為單套前引導(dǎo)、單套后引導(dǎo)、雙套單向引導(dǎo)、前后單套引導(dǎo)和前后雙套引導(dǎo)等五種結(jié)構(gòu)形式。夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、孔的位置及孔徑大小和孔深比等來(lái)選擇鏜模導(dǎo)向裝置的布置方式。 3鏜床夾具設(shè)計(jì)關(guān)鍵 (1) 鏜床夾具設(shè)計(jì)須注意鏜刀從鏜套中穿過(guò)時(shí)的刀具引入問(wèn)題。避免破壞已調(diào)整好的鏜刀或碰傷已加工表面。 (2) 為了防止受力變形影響孔的加工精度和孔系位置精度，鏜模導(dǎo)向支架上不允許設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)等。,第三

7、節(jié) 銑床夾具,1、銑床夾具的主要類(lèi)型 專(zhuān)用銑床夾具是生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛的一種夾具。 在銑削過(guò)程中，多數(shù)銑床夾具與機(jī)床工作臺(tái)一起作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的。 銑床夾具的整體結(jié)構(gòu)在很大程度上取決于銑床的工作方式、工件加工表面特征等。 按照銑削的進(jìn)給方式，銑床夾具可分為：直線(xiàn)進(jìn)給式銑床夾具、圓周進(jìn)給式銑床夾具和仿形進(jìn)給式銑床夾具等。 按在夾具同時(shí)裝夾的工件數(shù)量，銑床夾具可分為單件加工銑床夾具和多件加工銑床夾具等。 按夾具的工位數(shù)量，銑床夾具可分為單工位銑床夾具、雙工位銑床夾具和多工位銑床夾具等。,2定位鍵 銑床夾具底面上常常裝有定位鍵，定位鍵可用來(lái)確定夾具相對(duì)機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置。,,,,,3. 對(duì)刀元件 為迅速

8、確定刀具相對(duì)夾具的相對(duì)位置，銑削夾具常使用對(duì)刀元件。它由對(duì)刀塊及塞尺組成，如圖3.55所示。 當(dāng)對(duì)刀具要求高或夾具不便設(shè)置對(duì)刀元件時(shí)，也可以采用試切法或接樣板對(duì)刀。,,4. 銑床夾具設(shè)計(jì)關(guān)鍵 由于銑削時(shí)切削力較大，且為不連續(xù)切削，易產(chǎn)生振動(dòng)，因此銑床夾具應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，應(yīng)使工件的加工表面盡可能地靠近工作臺(tái)面，以降低夾具重心。通常夾具體的高度與寬度之比限制在H/B11.5范圍內(nèi)。根據(jù)實(shí)際情況還設(shè)置必要的加強(qiáng)筋，以提高夾具的剛性和抗振性。 銑床夾具一般設(shè)置對(duì)刀裝置，方便對(duì)刀操作。設(shè)置定位鍵，保證工件、機(jī)床、刀具等之間的位置精度,,銑床夾具往往固定在工作臺(tái)上使用，一般采用T形螺栓利用工作臺(tái)T

9、形槽固定。銑床夾具側(cè)面一般設(shè)置兩個(gè)U形口，U形口中心和定向鍵中心與工作臺(tái)T形槽相一致。 此外，銑削加工時(shí)切屑較多，夾具應(yīng)有足夠的排屑空間。清理切屑要安全方便，并注意切屑的流向。,第四節(jié) 車(chē)床夾具,相比較，車(chē)床夾具較簡(jiǎn)單，有較多夾具實(shí)現(xiàn)了通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。典型的車(chē)床夾具如以外圓定位的車(chē)床夾具如卡盤(pán)、卡頭；以?xún)?nèi)孔定位的車(chē)床夾具如各類(lèi)心軸；以中心孔定位的車(chē)床夾具如各類(lèi)頂尖、撥盤(pán)等。 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)是由于夾具裝在機(jī)床主軸上并帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)，因此夾具設(shè)計(jì)需要關(guān)注回轉(zhuǎn)中心的同軸問(wèn)題和平衡問(wèn)題，特別是零件不是回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)時(shí)，平衡問(wèn)題更為突出。,一般地，車(chē)床夾具設(shè)計(jì)關(guān)鍵如下： (1)夾具與主軸的連接，定心精度

10、要高，連接方式要與選用機(jī)床主軸端部結(jié)構(gòu)相符，定心后要壓緊或拉緊，保證可靠與安全。 (2) 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)應(yīng)注意夾具的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)與機(jī)床主軸軸線(xiàn)有較高的同軸度。 (3) 因車(chē)床夾具帶動(dòng)工件高速回轉(zhuǎn)，受切削力、離心力等作用，因此夾緊力應(yīng)足夠大，且須有可靠的自鎖，以確保安全。,(4) 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，懸伸長(zhǎng)度要短，夾具應(yīng)制成圓形。當(dāng)機(jī)構(gòu)非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意動(dòng)平衡，設(shè)置必要的配重并能調(diào)節(jié)，以免破壞主軸回轉(zhuǎn)精度。 (5) 因車(chē)床夾具跟隨車(chē)床主軸高速回轉(zhuǎn)，夾具各部分不得突出夾具體轉(zhuǎn)盤(pán)外徑之外，且?jiàn)A具工作中不能松動(dòng)零件，以確保安全。 (6) 注意切屑纏繞和冷卻液飛濺等問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩。 外圓磨床夾具設(shè)計(jì)與

11、車(chē)床夾具設(shè)計(jì)較為相似。,一、可調(diào)夾具,概念： 某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱(chēng)為可調(diào)夾具。 分類(lèi)： 通用可調(diào)夾具（通用范圍比通用夾具更大） 成組夾具 （專(zhuān)用可調(diào)夾具 ） 特點(diǎn)：對(duì)不同類(lèi)型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來(lái)夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。,第五節(jié) 其他機(jī)床夾具簡(jiǎn)介,二、組合夾具,概念： 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專(zhuān)為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱(chēng)為組合夾具。 特點(diǎn)： 使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，可減少專(zhuān)用夾具數(shù)量。,新型數(shù)控夾具與組合夾具,新型數(shù)控夾具體,新型數(shù)控夾具與組合夾具,夾具體元件,新型數(shù)控夾具與組合夾具,孔系組合夾具,

12、,,,三、隨行夾具 自動(dòng)線(xiàn)夾具，既擔(dān)負(fù)裝夾任務(wù)，又擔(dān)負(fù)沿自動(dòng)線(xiàn)輸送工件的任務(wù)。,四、數(shù)控機(jī)床夾具 數(shù)控機(jī)床夾具 數(shù)控機(jī)床夾具有高效化、柔性化和高精度等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)，除了應(yīng)遵循一般夾具設(shè)計(jì)的原則外，還應(yīng)注意以下特點(diǎn)：,應(yīng)有較高的精度 應(yīng)有利于實(shí)現(xiàn)加工工序的集中 夾緊應(yīng)牢固可靠、操作方便 設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床夾具時(shí)，應(yīng)按坐標(biāo)圖上規(guī)定的定位和夾緊表面以及機(jī)床坐標(biāo)的起始點(diǎn)，確定夾具坐標(biāo)原點(diǎn)的位置,加工中心機(jī)床夾具 在加工中心上，夾具的任務(wù)不僅是夾緊工件，而且還要以各個(gè)方向的定位面為參考基準(zhǔn)，確定工件編程的零點(diǎn) 根據(jù)加工中心機(jī)床特點(diǎn)和加工需要，目前常用的夾具結(jié)構(gòu)類(lèi)型有專(zhuān)用夾具、組合夾具、可調(diào)整夾具和成組夾具,