项目十二 典型铣床夹具

机床夹具设计机床夹具设计项目十二项目十二 典型铣床夹具设计典型铣床夹具设计项目引入项目引入 如图如图6.16.1所示，连杆零件在本工序中需铣所示，连杆零件在本工序中需铣45mm45mm槽。工件材料为槽。工件材料为4545钢，毛坯为锻件，中钢，毛坯为锻件，中批量生产。批量生产。图图6.1 6.1 连杆零件工序简图连杆零件工序简图加工要求：加工要求：(1)45 mm槽与槽与13H8孔中心的距离孔中心的距离为为38.50.05mm。(2)45mm槽距顶面槽距顶面距离为距离为10mm。本任务设计连杆零件本任务设计连杆零件铣铣45mm槽的铣床夹槽的铣床夹具。具。铣床夹具铣床夹具l铣床主要用于加工零件上的平面，沟槽，缺口，铣床主要用于加工零件上的平面，沟槽，缺口，花键以及成型面等。花键以及成型面等。l铣床夹具按照铣削的进给方式分为三类：铣床夹具按照铣削的进给方式分为三类：直线进给式直线进给式 圆周进给式圆周进给式 靠模铣床夹具靠模铣床夹具卧式铣床卧式铣床立式铣床立式铣床相关知识相关知识铣床夹具的主要类型铣床夹具的主要类型1.1.直线进给式铣床夹具直线进给式铣床夹具 直线进给式铣床夹具安装在铣床工作台上，随工作台一直线进给式铣床夹具安装在铣床工作台上，随工作台一起作直线进给运动。起作直线进给运动。可按可按先后加工先后加工、平行加工平行加工或或平行平行先后加工先后加工等方式设等方式设计，以节省切削的基本时间或使切削的基本时间重合。计，以节省切削的基本时间或使切削的基本时间重合。单件夹具单件夹具多件夹具多件夹具使用与单件小批生产。使用与单件小批生产。适用于成批生产或大量生产适用于成批生产或大量生产的中、小零件加工。的中、小零件加工。按按装夹装夹工件数工件数目不同目不同可可分分为为 图图6.3 6.3 在杠杆零件上铣出斜面的工序简图在杠杆零件上铣出斜面的工序简图 直线进给单件夹具直线进给单件夹具单件铣床夹具单件铣床夹具l l夹具体；夹具体；2 2、3 3一卡爪；一卡爪；4 4一连接杆；一连接杆；5 5一锥套；一锥套；6 6一可调支承；一可调支承；7 7一对刀块；一对刀块；8 8一定位键；一定位键；9 9一定位销；一定位销；1010一钩形压板一钩形压板直线进给单件夹具直线进给单件夹具1-1-对刀块对刀块 2-2-支承钉支承钉 3-3-防转销防转销 4-4-夹具体夹具体 5-5-开口压板开口压板 6-6-螺母螺母 7-7-定位销定位销 8-8-定位键定位键1-1-夹具体夹具体2-2-定向键定向键3-3-定位支承板定位支承板4-4-偏心轮偏心轮5-5-工件工件6-V6-V型块型块 7-7-对刀块对刀块直线进给式单件铣床夹具直线进给式单件铣床夹具1 1夹具体；夹具体；2 2一定向键；一定向键；3 3一手柄；一手柄；4 4一回转座；一回转座；5 5一楔块；一楔块；6 6一夹紧螺母；一夹紧螺母；7 7一压板；一压板；8 8一一V V形块形块 直线进给多件夹具直线进给多件夹具多件装夹的铣床夹具多件装夹的铣床夹具1工件工件2定位定位V型块型块3侧向夹紧螺钉侧向夹紧螺钉图图6.5 6.5 圆周进给式铣床夹具圆周进给式铣床夹具l l拉杆；拉杆；2 2一定位销；一定位销；3 3一快换垫圈；一快换垫圈；4 4一挡销；一挡销；5 5一转台；一转台；6 6一液压缸一液压缸 圆周进给式铣床夹圆周进给式铣床夹具一般在有回转工作具一般在有回转工作台的专用铣床上使用。台的专用铣床上使用。在通用铣床上使用时，在通用铣床上使用时，应进行改装，增加一应进行改装，增加一个回转工作台。个回转工作台。2.2.圆周进给式铣床夹具圆周进给式铣床夹具图图6.6 6.6 立式双头回转铣床立式双头回转铣床立式双头回转铣床立式双头回转铣床上加工柴油机连杆上加工柴油机连杆端面的情形，夹具端面的情形，夹具沿圆周排列紧凑，沿圆周排列紧凑，使铣刀的空程时间使铣刀的空程时间缩短到最低限度，缩短到最低限度，且因机床有两个主且因机床有两个主轴，能顺次进行粗轴，能顺次进行粗铣和精铣，铣和精铣，因而大因而大大提高了生产效率。大提高了生产效率。3.3.靠模铣床夹具靠模铣床夹具 带有靠模装置的铣床夹具用于专用或通用铣床上加带有靠模装置的铣床夹具用于专用或通用铣床上加工各种成形面。靠模铣床夹具的作用是使主进给运动和由工各种成形面。靠模铣床夹具的作用是使主进给运动和由靠模获得的辅助运动合成加工所需要的仿形运动。按照主靠模获得的辅助运动合成加工所需要的仿形运动。按照主进给运动的运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆进给运动的运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。周进给两种。1)1)直线进给靠模铣床夹具（如图直线进给靠模铣床夹具（如图6.7(a)6.7(a)所示所示 ）2)2)圆周进给靠模铣床夹具图（如图圆周进给靠模铣床夹具图（如图6.7(b)6.7(b)所示所示 ）6.2 基 础 知 识图图6.7 6.7 靠模铣削夹具靠模铣削夹具1 1滚柱；滚柱；2 2一靠模板；一靠模板；3 3一铣刀；一铣刀；4 4一工件；一工件；5 5一铣刀滑座；一铣刀滑座；6 6一滚柱滑座；一滚柱滑座；7 7一回转台；一回转台；8 8一滑座一滑座 为保证工件定位的稳定性，除应遵循一般的设计原则为保证工件定位的稳定性，除应遵循一般的设计原则外，铣床夹具定位元件的布置还应尽量使主要支承面积大外，铣床夹具定位元件的布置还应尽量使主要支承面积大些。若工件的加工部位呈悬臂状态，则应采用辅助支承，些。若工件的加工部位呈悬臂状态，则应采用辅助支承，增加工件的安装刚度，防止振动。增加工件的安装刚度，防止振动。1.1.定位元件和夹紧装置的设计要点定位元件和夹紧装置的设计要点 铣床夹具的设计要点铣床夹具的设计要点 设计夹紧装置应保证足够的夹紧力，且具有良好的自设计夹紧装置应保证足够的夹紧力，且具有良好的自锁性能，以防止夹紧机构因振动而松夹。施力的方向和作锁性能，以防止夹紧机构因振动而松夹。施力的方向和作用点要恰当，并尽量靠近加工表面，必要时设置辅助夹紧用点要恰当，并尽量靠近加工表面，必要时设置辅助夹紧机构，以提高夹紧刚度。对于切削用量大的铣床夹具，最机构，以提高夹紧刚度。对于切削用量大的铣床夹具，最好采用螺旋夹紧机构。好采用螺旋夹紧机构。1)1)定位键定位键 定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个，定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个，用开槽圆柱头螺钉固定。小型夹具也可使用一个断面为矩用开槽圆柱头螺钉固定。小型夹具也可使用一个断面为矩形的长键。通过定位键与铣床工作台上形的长键。通过定位键与铣床工作台上T T形槽的配合，确形槽的配合，确定夹具在机床上的正确位置。定位键还可承受铣削时可产定夹具在机床上的正确位置。定位键还可承受铣削时可产生的切削扭矩，以减轻夹具固定螺栓的负荷，加强夹具在生的切削扭矩，以减轻夹具固定螺栓的负荷，加强夹具在加工过程中的稳固性。加工过程中的稳固性。2.2.特殊元件设计特殊元件设计 图图6.8 6.8 定位键定位键(GB(GBT 2206T 22061991)1991)对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位键对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位键(或或定向键定向键)，而用找正的方法安装夹具，中的，而用找正的方法安装夹具，中的V V形块上放形块上放入精密心棒，通过用固定在床身或主轴上的百分表入精密心棒，通过用固定在床身或主轴上的百分表1 1进进行找正，夹具就可获得所需的准确位置。因为这种方法行找正，夹具就可获得所需的准确位置。因为这种方法是直接按成形运动确定定位元件的位置的，避免了中间是直接按成形运动确定定位元件的位置的，避免了中间环节的影响。环节的影响。图图6.9 6.9 夹具位置的找正夹具位置的找正 对刀装置主要由对刀块和塞尺组成，用以确定夹具与刀具对刀装置主要由对刀块和塞尺组成，用以确定夹具与刀具间的相对位置。对刀块的结构形式取决于加工表面的形状。间的相对位置。对刀块的结构形式取决于加工表面的形状。图图6.10(a)6.10(a)所示为圆形对刀块，用于加工平面；所示为圆形对刀块，用于加工平面；图图6.10(b)6.10(b)所示为方形对刀块，用于调整组合铣刀的位置；所示为方形对刀块，用于调整组合铣刀的位置；图图6.10(c)6.10(c)所示为直角对刀块，用于加工两相互垂直面或铣所示为直角对刀块，用于加工两相互垂直面或铣槽时的对刀；槽时的对刀；图图6.10(d)6.10(d)所示为侧装对刀块，亦用于加工两相互垂直面所示为侧装对刀块，亦用于加工两相互垂直面或铣槽时的对刀。或铣槽时的对刀。这些标准对刀块的结构参数均可从有关手册中查取。这些标准对刀块的结构参数均可从有关手册中查取。2)2)对刀装置对刀装置 图图6.10 6.10 标准对刀块及对刀装置标准对刀块及对刀装置 1 1对刀块；对刀块；2 2一对刀平塞尺；一对刀平塞尺；3 3一对刀圆柱塞尺一对刀圆柱塞尺 使用对刀装置对刀时，在刀具和对刀块之间用塞尺进使用对刀装置对刀时，在刀具和对刀块之间用塞尺进行调整，以免损坏切削刃或造成对刀块过早磨损。行调整，以免损坏切削刃或造成对刀块过早磨损。图图6.11 6.11 常用标准塞尺常用标准塞尺换算时应取工件相应尺寸的平均值计算。换算时应取工件相应尺寸的平均值计算。图图6.12 6.12 对刀尺寸标注对刀尺寸标注 为了提高铣床夹具在机床上安装的稳固性和动态下的抗为了提高铣床夹具在机床上安装的稳固性和动态下的抗振性能，在进行夹具的总体结构设计时，各种装置的布置应紧振性能，在进行夹具的总体结构设计时，各种装置的布置应紧凑，加工面应尽可能靠近工作台面，以降低夹具的重心，一般凑，加工面应尽可能靠近工作台面，以降低夹具的重心，一般夹具的高宽之比应限制在夹具的高宽之比应限制在H/B1H/B11.251.25范围内。范围内。铣床夹具的夹具体应具有足够的刚度和强度，必要时设铣床夹具的夹具体应具有足够的刚度和强度，必要时设置加强肋。置加强肋。应合理地设置耳座，以便与工作台连接。（常见的耳座应合理地设置耳座，以便与工作台连接。（常见的耳座结构如图结构如图6.136.13所示所示 ）夹具应具有足够的排屑空间，并注意切屑的流向，使清理夹具应具有足够的排屑空间，并注意切屑的流向，使清理切屑方便。切屑方便。对于重型铣床夹具，在夹具体上应设置吊环，以便于搬运。对于重型铣床夹具，在夹具体上应设置吊环，以便于搬运。3.夹具的总体设计及夹具体夹具的总体设计及夹具体图图6.13 6.13 常见的耳应结构常见的耳应结构