工装的定位夹紧与夹具设计

第 4章 工 件 的 定 位 夹 紧 与 夹 具 设 计 4.1 夹 具 的 基 本 概 念4.1.1机 床 夹 具 的 定 义 及 组 成1.机 床 夹 具 的 定 义 ： 广 义 上 ， 为 使 工 艺 过 程 的 任 何 工 序 保 证 质 量 、提 高 生 产 率 、 减 轻 工 人 劳 动 强 度 及 工 作 安 全 等 的 一 切附 加 装 置 都 称 为 夹 具 。 机 床 夹 具 ： 是 将 工 件 进 行 定 位 、 夹 紧 ， 将 刀 具进 行 导 向 或 对 刀 ， 以 保 证 工 件 和 刀 具 间 的 相 对 位 置 关系 的 附 加 装 置 ， 简 称 夹 具 。 辅 助 工 具 ： 将 刀 具 在 机 床 上 进 行 定 位 、 夹 紧 的 装置 ， 简 称 辅 具 。 2. 夹 具 的 组 成 部 分 1） 定 位 元 件 起 定 位 作 用 ， 保 证 工 件 相 对 于 夹 具 的 位 置 ， 可 用 六点 定 位 原 理 来 分 析 其 所 限 制 的 自 由 度 。2) 夹 紧 装 置 将 工 件 夹 紧 ， 以 保 证 在 加 工 时 保 持 所 限 制 的 自 由 度 。根 据 动 力 源 的 不 同 ， 可 分 为 手 动 、 气 动 、 液 动 和 电 动 等夹 紧 方 式 。3) 导 向 元 件 和 对 刀 装 置 用 来 保 证 刀 具 相 对 于 夹 具 的 位 置 ， 对 于 钻 头 、 扩 孔钻 、 铰 刀 、 镗 刀 等 孔 加 工 刀 具 用 导 向 元 件 ， 对 于 铣 刀 、刨 刀 等 用 对 刀 装 置 (图 4-1、 图 4-2)。4) 连 接 元 件 它 保 证 夹 具 和 机 床 工 作 台 之 间 的 相 对 位 置 。 对 于 铣 床 夹 具 有 定 位 键 与 铣 床 工 作 台 上 的 T形 槽 相配 来 进 行 定 位 ， 再 用 螺 钉 夹 紧 (图 4-1)。 5) 夹 具 体 是 夹 具 的 关 键 零 件 。 定 位 元 件 、 夹 紧 装 置 、 导 向元 件 、 对 刀 装 置 、 连 接 元 件 等 都 装 在 它 上 面 。 夹 具 体 比 较 复 杂 ， 它 保 证 各 元 件 之 间 的 相 对 位 置 。对 于 加 工 精 度 来 说 ， 主 要 是 控 制 刀 具 相 对 于 工 件 的 位置 ， 工 件 在 夹 具 上 进 行 加 工 时 ， 这 个 相 对 位 置 关 系 是由 定 位 元 件 、 导 向 元 件 或 对 刀 装 置 并 通 过 夹 具 体 来 保证 ， 所 以 夹 具 体 的 精 度 要 求 比 较 高 。6) 其 它 元 件 及 装 置 如 动 力 装 置 的 操 作 系 统 等 。 机 床 夹 具 和 机 床 、 刀 具 、 工 件 之 间 的 关 系 如图 4-3所 示 。 4.1.2 夹 具 的 作 用 1)保 证 加 工 精 度 2)提 高 生 产 率 3)减 轻 劳 动 强 度 4)扩 大 机 床 的 工 艺 范 围 4.1.3夹 具 的 分 类 1 从 通 用 化 程 度 来 分 (1) 通 用 夹 具 与 通 用 机 床 配 套 ， 作 为 通 用 机 床 的 附 件 、 如 三 爪 卡 盘 、 四 爪 卡 盘 、 虎 钳 、 分 度 头 和 转 台 等 。 (2) 专 用 夹 具 根 据 零 件 上 艺 过 程 中 某 工 序 的 要 求 专 门 设 计 的 夹 具 ， 此 夹 具 只 用 于 该 零 件 加 工 （ 如 连 杆 镗 孔 夹具 ） ， 一 般 都 是 成 批 和 大 量 生 产 中 所 需 ， 数 量 也 比较 大 。 (3) 成 组 夹 具 适 用 于 一 组 零 件 的 夹 具 ， 一 般 都 是 同 类 零 件 ， 经 过 调 整 (如 更 换 、 增 加 一 些 元 件 )可 用 来 定 位 、 夹 紧 一 组 零 件 。(4) 组 合 夹 具 （ 拼 凑 夹 具 ） 由 许 多 标 准 件 组 合 而 成 ， 可 根 据 零 件 加 工 工 序 的 需 要 拼 装 ， 用 完 后 再 拆 卸 ， 可 用 于 单 件 、 小 批 生 产 。(5) 随 行 夹 具 用 于 自 动 线 上 ， 工 件 安 装 在 随 行 夹 具 上 ， 随 行 夹 具 由 运 输 装 置 送 往 各 机 床 ， 并 在 机 床 夹 具 或 机 床 工 作 台 上 进 行 定 位 夹 紧 。 2.从 使 用 机 床 的 类 型 来 分 可 分 为 车 床 夹 具 、 磨 床 夹 具 、 钻 床 夹 具 (包 括 钻 模 )、镗 床 夹 具 (包 括 镗 模 )、 铣 床 夹 具 等 。3.从 用 途 来 分 可 分 为 机 床 夹 具 、 装 配 夹 具 和 检 验 夹 具 等 。4.从 动 力 来 源 分 可 分 为 手 动 夹 具 、 气 动 夹 具 、 液 压 夹 具 、 气 液 夹 具 、电 动 夹 具 、 电 磁 夹 具 、 真 空 夹 具 、 自 紧 夹 具 (靠 切 削 力 本身 夹 紧 )等 。 4.1.4 工 件 在 夹 具 中 加 工 时 加 工 误 差 的 组 成1.工 件 在 夹 具 中 加 工 时 的 加 工 误 差 (2)对 定 误 差 刀 具 导 向 或 对 刀 误 差 ， 即 夹 具 与 刀 具 的 相 对 位置 误 差 。 夹 具 在 机 床 上 定 位 和 夹 紧 误 差 即 夹 具 与 机 床 的相 对 位 置 误 差 。 (3)加 工 过 程 误 差 如 加 工 方 法 的 原 理 误 差 ， 工 艺 系 统 的 受 力 变 形 、工 艺 系 统 的 受 热 变 形 、 工 艺 系 统 各 组 成 部 分 (如 机 床 、刀 具 、 量 具 等 )的 静 精 度 和 磨 损 等 。 工 件 在 夹 具 中 加 工 时 的 加 工 误 差 ， 由 三 部 分 组 成 。 (1)安 装 误 差 工 件 在 夹 具 中 的 定 位 和 夹 紧 误 差 。 2.误 差 值 的 估 算 一 般 夹 县 的 制 造 精 度 ， 其 误 差 值 取 该 零件 尺 寸 公 差 值 的 1/3 1/5。 上 述 误 差 中 ， 安 装 误 差 和 对 定 误 差 都 是和 夹 具 有 关 的 误 差 ， 一 般 约 占 整 个 加 工 误差 的 三 分 之 一 。 4.2.1 工 件 的 安 装这 里 安 装 有 两 个 含 义 即 定 位 和 夹 紧 。定 位 ： 工 件 在 机 床 上 加 工 时 ， 首 先 要 把 工 件 安 放 在 机 床 工 作 台 上 或 夹 具 中 ， 使 它 和 刀 具 之 间 有 相 对 正 确 的 位 置 ， 这 个 过 程 称 为 定 位 。夹 紧 ： 工 件 定 位 后 ， 应 将 工 件 固 定 ， 使 其 在 加 工 过 程 中 保 持 定 位 位 置 不 变 ， 这 个 过 程 称 为 夹 紧 。安 装 ： 工 件 从 定 位 到 夹 紧 的 整 个 过 程 称 为 安 装 。 正 确 的 安 装 是 保 证 工 件 加 工 精 度 的 重 要 条 件 。4.2工 件 在 夹 具 上 的 定 位 安 装 一 般 有 三 种 方 式 : 1.直 接 找 正 安 装 工 件 的 定 位 过 程 可 以 由 操 作 工 人 直 接 在 机 床上 利 用 千 分 表 、 划 线 盘 等 工 具 ， 找 正 某 些 有 相 互位 置 要 求 的 表 面 ， 然 后 夹 紧 工 件 ， 称 之 为 直 接 找正 安 装 。 直 接 找 正 安 装 生 产 效 率 低 ， 一 般 用 于 单件 小 批 量 生 产 。 2.划 线 找 正 安 装 3.夹 具 安 装 优 点 ： 操 作 比 较 简 单 ， 容 易 保 证 加 工 精 度 要求 ， 在 各 种 生 产 类 型 中 都 有 应 用 ， 持 别 是 成 批 和大 量 生 产 中 。 4.2.2 定 位 原 理 1.六 点 定 位 原 理 采 用 6个 按 一 定 规 则 布 置 的 约 束 点 ， 可 以 限 制 工 件的 6个 自 由 度 ， 实 现 完 全 定 位 ， 称 为 六 点 定 位 原 理 。 2.典 型 定 位 元 件 及 限 制 的 自 由 度 （ 1） 定 位 元 件 ： 用 于 代 替 约 束 点 的 定 位 元 件 的种 类 很 多 ， 常 用 的 有 ： 支 承 钉 、 支 承 板 、 长 销 、 短销 、 菱 形 销 、 长 V形 块 、 短 V形 块 、 长 定 位 套 、 短 定位 套 、 固 定 锥 销 、 浮 动 锥 销 等 。 （ 2） 限 制 自 由 度 以 及 分 析 从 表 4-2中 可 以 看 出 ， 有 时 候 研 究 定 位 元 件 及 其组 合 能 限 制 哪 些 自 由 度 不 如 研 究 它 们 不 能 限 制 哪 些自 由 度 更 方 便 。 表 4-2 典 型 定 位 元 件 的 定 位 分 析 (续 ） 表 4-2 典 型 定 位 元 件 的 定 位 分 析 （ 续 ） 表 4-2 典 型 定 位 元 件 的 定 位 分 析 （ 续 ） 3.完 全 定 位 和 不 完 全 定 位 3.完 全 定 位 和 不 完 全 定 位 3.完 全 定 位 和 不 完 全 定 位 (2)过 定 位 工 件 在 定 位 时 ， 同 一 个 自 由 度 被 两 个 或 两 个 以 上约 束 点 约 束 ， 这 样 的 定 位 被 称 为 过 定 位 (或 称 定 位 干涉 )。 过 定 位 是 否 允 许 ， 应 根 据 具 体 情 况 进 行 具 体 分析 。 (2)可 调 支 承支 承 点 位 置 可 以 调 整 的 支 承 称 为 可 调 支 承 。 (3)自 位 支 承 （ 浮 动 支 承 ） 自 位 支 承 在 定 位 过 程 中 ， 支 承 本 身 可 以 随 工 件定 位 基 准 面 的 变 化 而 自 动 调 整 井 与 之 相 适 应 。 如 图4-17所 示 。 自 位 支 承 常 用 于 毛 坯 表 面 、 断 续 表 面 、阶 梯 表 面 的 定 位 以 及 有 角 度 误 差 的 平 面 定 位 。 (4)辅 助 支 承 辅 助 支 承 是 在 工 件 定 位 后 才 参 与 支 承 的 元 件 ，其 高 度 是 由 工 件 确 定 的 ， 因 此 它 不 起 定 位 作 用 ， 但辅 助 支 承 锁 紧 后 就 成 为 固 定 支 承 ， 能 承 受 切 削 力 。辅 助 支 承 的 结 构 形 式 很 多 ， 图 4-18是 其 中 的 3种 。 2.工 件 以 圆 柱 孔 定 位 工 件 以 圆 柱 孔 定 位 大 都 属 于 定 心 定 位 (定 位 基 准为 孔 的 轴 线 )， 夹 具 上 相 应 的 定 位 元 件 是 心 轴 和 定 位销 。(1)心 轴 (2)定 位 销 圆 柱 定 位 销 通 常 限 制 工 件 的 2个 移 动 自 由 度 。 当 要 求 孔 销 配 合 只 在 一 个 方 向 上 限 制 工 件 自 由 度时 ， 可 用 菱 形 销 ， 如 图 4-21(a)所 示 。 工 件 也 可 以 用 圆 锥 销 定 位 ， 如 图 4-2l(b)和 (c)所示 。 图 示 圆 锥 销 定 位 限 制 了 工 件 的 3个 移 动 自 由 度 。 3.工 件 以 外 圆 表 面 定 位 工 件 以 外 圆 表 面 定 位 有 两 种 形 式 ， 一 种 是 定 心 定位 ， 一 种 是 支 承 定 位 。 参 考 图 4-22。 2)长 度 ： V形 块 有 长 短 之 分 ， 长 V形 块 (或 两 个 短 V形 块 的 组 合 )限 制 工 件 的 4个 自 由 度 ， 而 短 V形 块 一 般 只 限 制 2个 自 由 度 。3） V形 块 又 有 固 定 和 活 动 之 分 ， 活 动 V形 块 在 可 移 动 方 向 上 对 工 件 不 起 定 位 作 用 。4） 设 计 参 数 ： V形 块 在 夹 具 中 的 安 装 尺 寸 T是 V形 块 的 主 要 设 计 参 数 ， 该 尺 寸 常 用 作 V形 块 检 验 和 调 整 的 依 据 。 由 图 4-23可 以 求 出 ： 工 件 以 外 圆 表 面 支 承 定 位 常 用 的 定 位 元 件 是 V形 块 。1） 角 度 ： V形 块 的 角 度 有 60， 90和 120， 90最 为 多 且已 标 准 化 。 特 点 ： 对 中 性 好 ； 可 用 于 非 完 整 外 圆 表 面 的 定位 。 4.工 件 以 其 它 表 面 定 位 如 图 4-24为 工 件 以 锥 孔 定 位 的 例 子 ， 锥 度 心 轴限 制 了 工 件 除 绕 自 身 轴 线 转 动 之 外 的 5个 自 内 度 。 5.定 位 表 面 的 组 合 常 见 的 定 位 表 面 组 合 有 平 面 与 平 面 的 组 合 ， 平面 与 圆 孔 的 组 合 ， 平 面 与 外 圆 表 面 的 组 合 ， 平 面 与其 它 表 面 的 组 合 ， 锥 面 与 锥 面 的 组 合 等 。 在 多 个 表 面 同 时 参 与 定 位 的 情 况 下 、 各 表 面 在定 位 中 所 起 的 作 用 有 主 次 之 分 。 一 般 称 定 位 点 数 最多 的 定 位 表 面 为 第 一 定 位 基 准 面 或 主 要 定 位 面 或 支承 面 ， 定 位 点 数 次 多 的 定 位 表 面 称 为 第 二 定 位 基 准面 或 导 向 面 ， 定 位 点 数 为 1的 定 位 表 面 称 为 第 三 定位 基 准 面 或 止 动 面 。 在 加 工 箱 体 类 零 件 时 经 常 采 用 一 面 两 孔 组 合 (一个 大 平 面 及 与 该 平 面 相 垂 直 的 两 个 圆 孔 组 合 )定 位 、夹 具 上 相 应 的 定 位 元 件 是 一 面 两 销 。 为 了 避 免 由 于过 定 位 而 引 起 的 工 件 安 装 时 的 干 涉 ， 两 销 中 一 个 应采 用 菱 形 销 。 菱 形 销 的 宽 度 可 以 通 过 简 单 的 几 何 关系 导 出 。 式 中 b菱 形 销 的 宽 度 ； D2工 件 上 与 菱 形 销 配 合 孔 的 最 小 直 径 ； 2min菱 形 销 与 其 配 合 孔 之 间 的 最 小 间 隙 ； Tlk工 件 上 两 孔 中 心 距 公 差 ； Tlx夹 具 上 两 销 中 心 距 公 差 ； 1min圆 柱 销 与 其 配 合 孔 的 最 小 间 隙 。 在 实 际 生 产 中 ， 由 于 菱 形 销 的 尺 寸 已 标 准 化 ， 因而 常 按 下 面 的 步 骤 设 计 菱 形 销 。 1)确 定 两 销 中 心 距 尺 寸 及 其 公 差 取 工 件 上 两 孔 中心 距 的 基 本 尺 寸 为 两 定 位 销 中 心 距 的 基 本 尺 寸 ， 其 公差 取 工 件 孔 中 心 距 公 差 的 1/51/3， 即 令 ：T lx=(1/51/3)Tlk。 2)确 定 圆 柱 销 直 径 及 其 公 差 取 相 应 孔 的 最 小 直 径作 为 圆 柱 销 直 径 的 基 本 尺 寸 ， 其 公 差 一 般 取 g6或 f7。 3)确 定 菱 形 销 宽 度 、 直 径 及 其 公 差 首 先 按 有 关 标准 (参 考 表 4-3)选 取 菱 形 销 的 宽 度 b； 然 后 按 式 (4-2)计 算出 菱 形 销 与 其 配 合 孔 的 最 小 间 隙 2min； 再 计 算 菱 形销 直 径 的 基 本 尺 寸 ； d2 D2- 2min； 最 后 按 h6或 h7选取 菱 形 销 直 径 的 公 差 。 4.2.4 定 位 误 差 的 分 析 与 计 算 定 位 误 差 D包 括 定 位 基 准 与 设 计 基 准 不 重 合 误 差 C和 定 位 基 准 位 移 误 差 ， 前 者 简 称 基 准 不 重 合 误 差 ，后 者 简 称 基 准 位 移 误 差 。 基 准 位 移 误 差 又 可 分 为 是 由 于 工 件 定 位 表 面 不 准确 所 引 起 的 和 由 于 夹 具 定 位 元 件 不 准 确 所 引 起 的 两 部分 。 工 件 定 位 表 面 不 准 确 所 引 起 的 基 准 位 移 误 差 对 一 批 零 件 来 说 ， 就 有 一 个 尺 寸 分 布 带 ， 其 中 有 系统 误 差 和 随 机 误 差 ； 而 夹 具 定 位 元 件 不 准 确 所 引 起 的基 准 位 移 误 差 r， 对 于 一 个 夹 具 来 说 是 系 统 误 差 ， 但如 果 有 几 个 夹 具 同 时 在 使 用 ， 则 和 随 机 误 差 在 一 起 出现 多 峰 状 的 尺 寸 分 布 曲 线 。 (2)用 支 承 定 位 平 面 2 2 2 sin( /2) cos( /2) sin( /2) cos( /2)2 2tan( /2)cos ( /2) sin ( /2) cos ( /2) sin( /2)2 2 sin( /2) 2 sin( /2) 2sin( /2)D DOO BO OBD D D D 4.3.1对 夹 紧 装 置 的 要 求 1)在 夹 紧 过 程 中 能 保 持 工 件 正 确 定 位 ； 2)夹 紧 应 可 靠 和 适 当 ： 夹 紧 机 构 要 有 自 锁 作 用 ， 保证 在 加 工 过 程 中 不 产 生 松 动 或 振 动 。 夹 紧 工 件 时 ， 工件 不 产 生 变 形 和 表 面 损 伤 。 3)夹 紧 装 置 应 操 作 方 便 、 省 力 、 安 全 ； 4)夹 紧 装 置 的 复 杂 程 度 和 自 动 化 程 度 应 与 工 件 的 生产 批 量 和 生 产 方 式 相 适 应 。 结 构 设 计 应 力 求 简 单 、 紧凑 ， 并 尽 可 能 采 用 标 准 化 元 件 。4.3工 件 在 夹 具 中 的 夹 紧 4.3.2 夹 紧 力 的 确 定1.夹 紧 力 方 向 的 选 择 1)夹 紧 力 的 作 用 方向 应 有 利 于 工 件 的 准确 定 位 ， 而 不 能 破 坏定 位 。 措 施 ： 夹 紧 力 要垂 直 指 向 主 要 定 位 面 。 2)夹 紧 力 的 作 用 方 向 应 尽 量 与 工 件 刚 度最 大 的 方 向 相 一 致 ， 以 减 小 工 件 变 形 。 3)夹 紧 力 的 作 用 方 向 应 尽 可 能 与 切 削 力 、 工件 重 力 方 向 一 致 ， 以 减 小 所 须 的 夹 紧 力 。 2.夹 紧 力 作 用 点 的 选 择 1)夹 紧 力 作 用 点 应 正 对 支 承 元 件 或 位 于 支 承 元 件所 形 成 的 支 承 面 内 ， 以 保 证 工 件 已 获 得 的 定 位 不 变 。 2)夹 紧 力 作 用 点 应 处 在 工 件 刚 性 较 好 的 部 位 ， 以减 小 工 件 的 夹 紧 变 形 。 3)夹 紧 力 作 用 点 应 尽 可 能 靠 近 被 加 工 表 面 ， 以 便 减小 切 削 力 对 工 件 造 成 的 翻 转 力 矩 。 3.夹 紧 力 大 小 的 估 算 夹 紧 力 不 能 过 小 过 大 。 夹 紧 力 不 足 ， 会 使工 件 在 切 削 过 程 中 产 生 位 移 并 容 易 引 起 振 动 ；夹 紧 力 过 大 又 会 造 成 工 件 或 夹 具 不 应 有 的 变 形或 表 面 损 伤 。 夹 紧 力 的 大 小 可 根 据 作 用 在 工 件 上 的 各 种力 ： 切 削 力 、 工 件 重 力 的 大 小 和 相 互 位 置 方 向来 具 体 计 算 ， 确 定 保 持 工 件 平 衡 所 需 的 最 小 夹紧 力 ； 为 安 全 起 见 将 最 小 夹 紧 力 乘 以 安 全 系 数 k，可 得 到 所 需 要 的 夹 紧 力 。 夹 具 设 计 时 ， 其 夹 紧力 一 般 比 理 论 值 大 2 3倍 。 安 全 系 数 k通 常 取 1.52.5。 精 加 工 和 连 续 切 削 时 取较 小 值 ； 粗 加 工 或 断 续 切 削 时 取 较 大 值 。 当 夹 紧 力 与 切削 力 方 向 相 反 时 ， k值 可 取 2.5 3.0。 摩 擦 系 数 主 要 取 决 于 工 件 与 支 承 件 或 夹 紧 件 之 间的 接 触 形 式 ， 具 体 数 值 可 查 有 关 手 册 。 由 上 述 的 例 子 可 以 看 出 夹 紧 力 的 估 算 是 很 粗 略 的 。这 是 因 为 ： 切 削 力 大 小 只 考 虑 了 主 切 削 力 Fc； 摩 擦 系 数 的 取 值 是 近 似 的 。 因 此 在 需 要 准 确 地 确 定夹 紧 力 大 小 时 ， 通 常 要 采 用 实 验 的 方 法 。 4.4各 类 机 床 夹 具 举 例4.4.1钻 床 夹 具 钻 床 夹 具 主 要 包 括 钻 模 和 钻 床 辅 助 工 具 。 钻 床 夹具 一 般 只 指 钻 模 。 钻 模 在 钻 床 上 借 钻 模 套 筒 的 帮 助 而 得 到 钻 头 与工 件 之 间 的 相 互 需 要 位 置 的 夹 具 。 1.钻 模 的 类 型 根 据 结 构 特 点 可 分 为 固 定 式 钻 模 、 回 转 式 钻 模 、翻 转 式 钻 模 、 盖 板 式 钻 模 和 滑 柱 式 钻 模 等 。 (1)固 定 式 钻 模 相 对 于 工 件 位 置 保持 不 变 的 钻 模 。 这 类钻 模 多 用 于 立 式 钻 床 、摇 臂 钻 床 和 多 轴 钻 床上 。 (2)回 转 式 钻 模 (转 动 夹 具 )分 卧 轴 式 和 立 轴 式 结 构 。 (3)盖 板 式 钻 模 以 加 工 车 床 溜 板 箱 上 多 个 小 孔 所 用 的 盖 板 式 钻 模 为 例 。 特 点 ： 没 有 夹 具 体 (4)滑 柱 式 钻 模 (5)翻 转 式 钻 模 没 有 固 定 转 轴 和 分 度 装 置 的 回 转 式 钻 模 多 用 于 加 工 过 小 、 过 大 件 或 简 化 夹 具 ， 采 用 翻 转 式钻 模 。 缺 点 ： 装 卸 工 件 费 时 ， 并 且 不 太 方 便 2、 钻 模 设 计 要 点 (1)钻 套 钻 套 是 引 导 刀 具 的 元 件 ， 用 以 保 证 孔 的加 工 位 置 ， 并 防 止 加 工 过 程 中 刀 具 的 偏 斜 。 钻 套 分 4种 类 型 ： 固 定 钻 套 、 可 换 钻 套 、 快 换 钻 套 和 特 殊 钻 套 。 固 定 钻 套 ： 固 定 钻 套 直 接 压 入 钻 模 板 或 夹 具 体 的 孔 中 ， 位 置精 度 较 高 ， 但 磨 损 后 不 易 拆 卸 ， 故 多 用 于 中 、 小 批 量生 产 。 可 换 钻 套 衬 套 则 压 入 钻 模 板 或 夹 具 体 的 孔 中 ， 钻 套 以 间 隙配 合 安 装 在 衬 套 中 。 为 防 止 钻 套 在 衬 套 中 转 动 ， 加 一固 定 螺 钉 。 可 换 钻 套 在 磨 损 后 可 以 更 换 ， 故 多 用 于 大批 量 生 产 。 快 换 钻 套 具 有 快 速 更 换 的 持 点 ， 更 换 时 不 需 拧 动 螺 钉 。 快换 钻 套 多 用 于 同 一 孔 需 经 多 个 工 步 (如 钻 、 扩 、 铰 等 )加工 的 情 况 。 上 述 3种 钻 套 均 已 标 准 化 ， 其 规 格 可 查 阅 有关 手 册 。 特 殊 钻 套 用 于 不 宜 使 用 标 准 钻 套 ， 根 据 特 殊 要 求 设 计 的专 用 钻 套 。 钻 套 尺 寸 及 公 差 ： d的 基 本 尺 寸 刀 具 最 大 极 限 尺 寸 公 差 ： 钻 孔 、 扩 孔 取 F7； 粗 铰 时 取 G7； 精 铰 时 取 G6。 若 钻 套 引 导 的 是 刀 具 的 导 向 部 分 ： 常 取 配 合 为 H7 f7， H7 g6， H6 g5。 钻 套 的 高 度 H， 常 取 H=(12.5)d。 对 于 精 度 要 求较 高 的 孔 、 直 径 较 小 的 孔 和 刀 具 刚 性 较 差 时 应 取 较 大值 。 钻 套 与 工 件 之 间 应 留 有 排 屑 间 隙 h， 取 h=(0.31.2)d； 加 工 铸 铁 和 黄 铜 等 脆 性 材 料 时 ， 可 取 较 小 值 ； 加 工 钢 等 韧 性 材 料 时 ， 应 取 较 大 值 。 当 孔 的 位 置 精 度 要 求 很 高 时 ， 也 可 以 取 h=0。 (2)钻 模 板 固 定 式 ： 结 构 简单 ， 精 度 较 高 分 离 式 分 离 式 钻 模 板 是 可 拆 卸 的 ， 工 件 每 装 卸一 次 ， 钻 模 板 也 要 装 卸 一 次 。 它 是 为 了 装 卸 工件 方 便 而 设 计 的 。 悬 挂 式 (3)夹 具 体 夹 具 体 一 般 没 有 定 位 或 导 向 装 置 ， 夹 具 体 底 面 安放 在 钻 床 工 作 台 上 后 ， 用 钻 套 直 接 找 正 并 用 压 板 压 紧 。 对 于 某 些 类 型 的 钻 模 ， 要 求 在 相 对 于 钻 头 送 进 方向 设 置 支 脚 。 支 脚 可 以 直 接 在 夹 具 体 上 作 出 ， 也 可 以作 成 装 配 式 。 支 脚 一 般 应 有 4个 ， 以 检 查 夹 具 安 放 是否 歪 斜 。 支 脚 的 宽 度 (或 直 径 )应 大 于 机 床 工 作 台 T形 槽的 宽 度 。4.4.2 镗 床 夹 具 具 有 刀 具 导 向 的 镗 床 夹 具 又 称 为 镗 模 ， 镗 模 与 钻模 有 很 多 相 似 之 处 。 1.镗 模 的 种 类 镗 模 根 据 其 镗 套 支 架 的 布 置 形 式 可 分 为 单 面 导向 和 双 面 导 向 两 类 。 单 面 导 向 只 有 一 个 导 向 支 架 ， 布 置 在 刀 具 前 面 ，称 为 前 导 向 。 2.镗 模 的 设 计 要 点(1)镗 套 镗 套 用 于 引 导 镗 杆 。 可 分 为 固 定 式 镗 套 和 回 转 式 镗 套 两 类 。 固 定 式 镗 套 的 外 形 尺 寸 较 小 ， 且 位 置 精 度 较 高 。缺 点 ： 易 于 磨 损 ， 多 用 于 速 度 较 低 的 场 合 . 回 转 式 镗 套 当 镗 杆 的 线 速 度 大 于 20m/min时 采 用 (2) 镗 模 支 架 与 夹 具 体 镗 模 支 架 用 于 安 装 镗 套 ， 保 证 被 加 工 孔 系 的 位置 精 度 ， 并 有 承 受 切 削 力 的 作 用 。 镗 模 支 架 要 求 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 ， 在 结 构上 设 计 较 大 的 安 装 基 面 和 加 强 筋 ； 镗 模 支 架 上 不 允 许 安 装 夹 紧 机 构 或 承 受 夹 紧力 ， 以 免 支 架 变 形 而 影 响 精 度 。 镗 模 底 座 上 一 般 应 设 有 耳 座 和 起 吊 孔 (或 起 吊螺 栓 )， 分 别 用 以 安 装 和 起 吊 镗 模 ； 在 镗 模 底 座 的 侧 面 ， 还 常 常 加 工 出 细 长 的 找正 基 面 (参 考 图 4-51中 的 G面 )， 用 以 找 正 夹 具 定 位 元 件和 导 向 元 件 的 位 置 以 及 找 正 夹 具 在 机 床 工 作 台 上 安 装时 的 位 置 。 4.4.3 铣 床 夹 具 1.铣 床 夹 具 的 类 型 1)按 不 同 的 进 给 方 式 ： 铣 床 夹 具 分 为 直 线 进 给式 、 圆 周 进 给 式 和 仿 形 进 给 式 三 种 类 型 。 直 线 进 给式 铣 床 夹 具 用 得 最 多 。 2)根 据 夹 具 上 同 时 安 装 工 件 的 数 量 ： 分 为 单 件铣 夹 具 和 多 件 铣 夹 具 。 铣 工 件 上 斜 面 的 单 件 铣 夹 具 (图 4-55(a)。 工件 以 一 面 两 孔 定 位 ， 为 保 证 夹 紧 力 作 用 方 向 指 向 主要 定 位 面 ， 两 个 压 板 的 前 端 作 成 球 面 。 此 外 ， 为 了确 定 对 刀 块 的 位 置 ， 在 夹 具 上 设 置 了 工 艺 孔 O。 圆 周 式 进 给 铣 床 夹 具 用 在 具 有 回 转 工 作 台 的 铣 床 上 ， 一 般均 采 用 连 续 进 给 ， 有 较 高 的 生 产 率 。 这 种 加 工 方 法 使 机 动 时 间与 辅 助 时 间 相 重 合 ， 从 而 提 高 了 机 床 利 用 率 。 2.铣 床 夹 具 设 计 要 点(1)夹 具 总 体 结 构 铣 削 加 工 的 切 削 力 较 大 ， 又 是 断 续 切 削 ， 加 工 中易 引 起 振 动 ， 因 此 要 求 ： 1)铣 床 夹 具 的 受 力 元 件 要 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 2)夹 紧 机 构 所 提 供 的 夹 紧 力 应 足 够 大 ， 且 要 求 有较 好 的 自 锁 性 能 3)为 了 提 高 夹 具 的 工 作 效 率 ， 应 尽 可 能 采 用 机 动夹 紧 机 构 和 联 动 夹 紧 机 构 ， 并 在 可 能 的 情 况 下 ， 采用 多 件 夹 紧 和 多 件 加 工 。 (2)对 刀 装 置 对 刀 装 置 用 以 确 定 夹 具 相 对 于 刀 具 的 位 置 。 铣 床夹 具 的 对 刀 装 置 主 要 由 对 刀 块 和 塞 尺 构 成 。 塞 尺 用 于检 查 刀 具 与 对 刀 块 之 间 的 间 隙 ， 以 避 免 刀 具 与 对 刀 块直 接 接 触 。 (3)夹 具 体 铣 床 夹 具 的 夹 具 体 要 承 受 较 大 的 切 削 力 ， 因 此 要有 1) 足 够 的 强 度 、 刚 度 和 稳 定 性 。 故 夹 具 体 上 要 适 当 地 布 置 筋 板 ； 夹 具 体 的 安 装 面 应 足 够 大 ； 作 成 周 边 接 触 的 形 式 。 2) 铣 床 夹 具 通 过 定 位 键 与 铣 床 工 作 台 T形 槽 的 配合 来 确 定 夹 具 在 机 床 上 的 方 位 。 4.4.4 车 床 夹 具1.车 床 夹 具 的 类 型 根 据 工 件 的 定 位 基 准 和 夹 具 本 身 的 结 构 特 点 ，车 床 夹 具 可 分 为 以 下 4类 ： 1)以 工 件 外 圆 定 位 的 车 床 夹 具 ， 如 各 类 夹 盘 和 夹 头 。 2)以 工 件 内 孔 定 位 的 车 床 夹 具 ， 如 各 种 心 轴 。 3)以 工 件 顶 尖 孔 定 位 的 车 床 夹 具 ， 如 顶 尖 、 拨 盘 等 。 4)用 于 加 工 非 回 转 体 的 车 床 夹 具 ， 如 各 种 弯 板 式 、花 盘 式 车 床 夹 具 。 当 工 件 定 位 表 面 为 单 一 圆 柱 表 面 或 与 被 加 工 面 相 垂 直的 平 面 时 ， 可 采 用 各 种 通 用 车 床 夹 具 ， 如 三 爪 自 定 心 卡 盘 、四 爪 单 动 卡 盘 、 顶 尖 、 花 盘 等 ； 当 工 件 定 位 面 较 复 杂 或 有 其 它 特 殊 要 求 时 (例 如 为 了 获得 高 的 定 位 精 度 或 在 大 批 量 生 产 时 要 求 有 较 高 的 生 产 率 )， 应设 计 专 用 车 床 夹 具 。 2 车 床 夹 具 设 计 要 点(1)车 床 夹 具 总 体 结 构 为 保 证 夹 具 工 作 平 稳 ， 夹 具 的 结 构 应 尽 量 紧 凑 ， 重 心 应尽 量 靠 近 主 轴 端 ， 一 般 要 求 夹 具 悬 伸 不 大 于 夹 具 轮 廓 外 径 。 对 于 弯 板 式 车 床 夹 具 和 偏 重 的 车 床 夹 具 ， 通 常 采 用 加平 衡 块 (配 重 )的 方 法 进 行 平 衡 。 (参 考 图 4-59中 的 件 1) 为 保 证 工 作 安 全 ， 夹 具 上 所 有 元 件 或 机 构 不 应 超 出 夹具 体 的 外 廓 必 要 时 应 加 防 护 罩 (如 图 4-59中 的 件 2)。 要 求 车 床 夹 具 的 夹 紧 机 构 要 能 提 供 足 够 的 夹 紧 力 ， 且有 较 好 的 自 锁 性 ， 以 确 保 工 件 在 切 削 过 程 中 不 会 松 动 。 (2)夹 具 与 机 床 主 轴 的 联 接 车 床 夹 具 与 机 床 主 轴 的 联 接 方 式 取 决 于 机 床 主 轴轴 端 的 结 构 以 及 夹 具 的 体 积 和 精 度 要 求 。 车 床 夹 具 的 设 计 要 点 同 样 适 合 于 内 圆 磨床 和 外 圆 磨 床 所 用 的 夹 具 。