夹具讲稿第四章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 各类机床夹具及其设计特点,4.1,车床类夹具,车床类夹具：,包括用于各种车床、内外圆磨床等机床上安装工件的夹具。,工作特点：,这类夹具都是安装在机床的主轴上，与主轴一起作回转运动。用以保证工件被加工表面对其定位基准的位置精度。,一、各种车床类夹具,车床类夹具按其结构特征大致可分为,心轴类、圆盘类、花盘类和角铁类,几种。,1,心轴式,按照与机床主轴的连接方式，心轴可分为,顶尖式心轴和锥柄式,两类。,2,圆盘式,对于各种轴类、盘类、套筒类和齿轮类等工件的车、磨工序，都可以应用圆盘式夹具。,由于工件和夹具都是,对称的，所以不需要考虑,平衡问题。,有时要设计校正环,用来找正，减小安装误差。,过渡盘：,3,花盘式,对于复杂工件，加工一个或几个与其基准平面垂直的孔时，就可采用花盘式车床夹具。,由于定位基准与加工表面不同轴，因此在设计花盘式车床夹具时，就要考虑平衡问题。,如图是加工壳体上相距为,37.80.05,毫米的两个孔。,4,角铁式,当工件的加工表面的轴线与定位基准面不垂直时，或不适合设计成对称式夹具时，就可以采用角铁式结构，但要妥善处理好平衡问题。,车气门杆的角铁式夹具,二,、,车床类夹具的设计特点,1,夹具上最大最重的元件是夹具体，所以,夹具体最好做成圆形,，以适应旋转运动的要求。,2,注意,夹具旋转过程中的,平衡问题,：,解决方法：,增加重量，加配重块,减少重量，加减重孔,3,当定位表面不能作为找正面使用时，应在夹具体上专门,做出供找正用的圆柱面,。,4,保证工作安全,平衡是保证工作安全的措施之一；,还应注意，所有元件不应突出夹具体边缘之外；,不应有易脱落甩出的元件，有时加防护罩；,此外压板以及其它辅助元件的位置应尽量低矮，使刀架有足够的活动空间而不易碰撞。,5.,尽量减轻机床主轴的负荷,，因此，夹具的悬伸长度应尽量缩短。,4.2,铣床类夹具,铣床类夹具：,包括用在各种铣床、刨床、平面磨床上的夹具。,工作特点：,工件安装在夹具上，且随同机床工作台一起作送进运动。,一、铣床夹具的构造及典型装置,各种铣床夹具：,加工壳体侧面棱边的铣床夹具,铣叶片榫头夹具,圆周进给铣齿轮端面夹具,定向键：,铣床夹具在机床工作台上的安装位置，直接影响工件被加工表面的位置精度。,在设计时就必须考虑其安装方法，一般是在夹具底座下装两个定向键。,两个定向键的距离尽可能大些，以利于提高安装精度。,对刀装置：,铣床夹具在工作台上安装好了以后，还要调整刀具对夹具的相对位置尺寸，以便于进行定距加工。,一般采用对刀装置。,采用对刀块的主要原因是铣刀是多刃刀具，加工尺寸不便用试削法调刀。（但有时也采用试削法，用标准样件调刀）。,调刀的简图：,塞尺的形状：,对刀块的形状和安装：,二、铣床类夹具的设计特点,1,铣床夹具要有足够的强度、刚度和可靠地夹紧。,铣削加工一般是断续切削，要减小振动。,2,要考虑如何快速地装卸工件。,如设计多位，多件夹紧和连续加工的夹具，夹紧方法尽量采用气、液压或机械联动机构。,原因是安装时间占加工时间的比例大。,3,一般要设计对刀装置和定向键，对于大型夹具还要设计吊环等。,4.,应注意清除切屑和排液的方便。,4.3,钻床类夹具,钻床类夹具：,是用于各种钻床、镗床和组合机床上加工孔时的夹具，有时也叫钻模。,工作特点：,它的主要作用是控制刀具的位置和导引其送进方向。,一、钻床夹具的构造和种类,1.,固定模板式钻模,：钻模板固定在夹具体上。,钻模板固定在夹具体上，排除了活动联结造成的误差，所以被加工孔的位置精度较好。,在壳体上,钻孔用的固定模板式钻模：,具有分度装置的固定模板式钻模：,2,复、盖式钻模,复式钻模：,定位件和钻套一同装在钻模板上，没有夹具体，复在或放在工件上。,如图钻模板,2,上除具有快换钻套,1,外，还装有一个圆柱销,3,和一个菱形销,4,。,加工整流仓端面接合孔用的复式钻模（也叫镜面钻模）：,盖式钻模：,钻模板是个活动的盖板，它与钻具本体的组合和联接，可以使用定位销，也可以采用铰链结构。,是钻模板可卸的盖式钻模：,铰链式的盖式钻模：,3.,翻转式钻模：,整个夹具可以和工件一起翻转，用以加工不同方位的孔。可分为箱式、半箱式和支柱式。,箱式钻模：,半箱式,钻模：,支柱式钻模：,一般是四个柱而不是三个柱，以检查夹具安放是否倾斜。,4.,回转式钻模：,回转式钻模用来加工沿圆周分布的许多轴向孔或径向孔。,5.,滑柱式钻模：,钻模板沿滑柱上下移动，不必使用单独的夹紧装置。,二,、,钻套的设计,1,钻套的种类,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。,钻套分为：,固定钻套、可换钻套、快换钻套和特种钻套,。,特种钻套：,2,钻套的设计,钻套是标准件，材料一般是,T10,，,T12,，,CrMn,，,需要确定,尺寸和公差,。,1),内孔基本尺寸,d,取刀具最大极限尺寸,，,公差：,按基轴制选择小间隙配合，,钻选,F7,，,F8,，,铰选,G7,，,G6,。,2,）,钻套的高度,H,，,一般取,H=(13)d,，,钻套距工件孔端的距离（间隙）,S,，,铸铁,一般取,S=,(0.30.7)d,，,钢,S=,(0.71.5)d,，,斜孔,S=,(00.2)d,。,三,、,钻床夹具的设计特点,1),钻套设计：,由于钻套是引导刀具的元件，直接影响加工孔的位置精度，设计时要注意钻套类型的选择，钻套尺寸的设计，钻套距工件孔端距离的设计。,2),钻模板的设计：,钻模板用来安装钻套，直接影响加工孔的位置精度，钻模板与夹具体的联接方式有固定式、铰链式、分离式和悬挂式等，设计时要考虑对精度的影响。,3,）夹具体的设计：,钻模的夹具体一般没有定位或导向装置，一般直接通过夹具体的底面安放在钻床的工作台上。但要保证刀具能通过钻套顺利导入，如有支脚一般设计成四个。,4.4,机床夹具的精度分析,例,在卧式铣床上，用三面刃铣刀加工如图所示零件的缺口，试设计一个能满足加工要求的定位方案，并计算定位引起的误差。,解：,工序要求限制：,以 外圆为主定位基准，,用长,V,型块限制工件的,四个自由度。,同时以 孔为第二定位基准，,以菱形销限制工件的 自由度。,尺寸的定位误差和定基误差：,槽对称度的定位误差和定基误差：由于是采用,V,型块所以定位误差,在加工工序所规定的精度要求中，与夹具密切相关的是被加工表面的位置精度,位置尺寸和相互位置关系的要求。,影响因素有：,定基,、,安装,、,加工,三部分。,定基,是指由于定位基准与原始基准不重合而引起的原始尺寸的误差。它的 大小已由工艺规程所确定。,安装,是指与工件在夹具上以及夹具在机床上安装的误差有关。包括：（,1,）工件在夹具上定位时所产生的定位误差,定位,。,（,2,）工件因夹紧而产生的误差,夹紧,。,（,3,）夹具在机床上的安装误差,夹安,。,加工,是指在加工中由于工艺系统变形，磨损以及调整不准确等而造成的原始尺寸误差。,包括：（,1,）与机床有关的误差,机床,。,（,2,）与刀具有关的误差,刀具,。,（,3,）与调整有关的误差,调整,。,（,4,）与变形有关的误差,变形,。,则尺寸误差,应满足如下关系：,定基,+,定位,+,夹紧,+,夹安,+,加工,当原始尺寸不只一个时，应分别计算。,精度分析举例：,陀螺马达壳体工件，以,孔、端面和凸耳平面,B,作定位基准。加工,4,个,3.5,的孔。现分析,13.40.1,和,23.30.1,位置尺寸的保证。,1.,影响尺寸,13.4,0.1,的误差分析,（,1,）,由于基准重合，所以定基误差,定基,=0,。,（,2,）由于是平面定位定位误差,定位,=0,。,（,3,）在夹紧工件时，定位端面的接触变形很小，可按,夹紧,=0.01,估算。,（,4,）钻模安装的不准确并不影响孔的位置尺寸，,夹安,=0,。,（,5,）调整误差,调整,可分作两项：,一项是钻套座孔轴线对定位端面的距离尺寸公差，其值可取工件相应尺寸公差（,13.40.1),的,1/31/5,，按,1/5,取,0.02,。,另一项是钻套内外圆的同轴度允差，一般取,0.010.005,，今取,0.01,。,则：,调整,=0.05,。,（,6,）钻头在加工中的偏斜。由于孔较浅，按偏移考虑，则最大偏移量为钻头和钻套内孔之间的最大间隙。,如：钻头直径为,3.5,-0.008,，,钻套内径按,F8,选取为 ，假定允许钻头的磨损量为,0.02,。,则：最大偏移量为：,0.008+0.028+0.02=0.056,。,以上各项误差的极限值相加为：,0.01+0.05+0.056=0.1160.2,说明各项误差的总和小于原始尺寸公差，因此，该钻具可以满足,13.40.1,的工件尺寸精度。,有关对尺寸,23.30.1,尺寸的误差分析请看书自学。,第五章 专用夹具设计的全过程,一、拟定夹具的结构方案,1,了解设计要求,前面已经讲过设计依：,（,1,）工序图及有关技术要求。,（,2,）定位基准以及该基准与原始基准的关系。,（,3,）使用该夹具的机床规格与状况。,（,4,）夹具制造车间的技术水平。,（,5,）有关图册、设计手册。,例：如图以小连杆的铣槽 工序设计夹具。,2,拟定夹具的结构方案,1,）确定定位方法和定位件；,工艺设计虽然规定了定位基准和夹紧位置，但仍然应进行分析研究。,定位基准：,如在槽深方向，选择原始基准作定位基准，会使夹具设计复杂，如果选择另外一端，虽然存在,0.1mm,的定基误差，但与尺寸公差,0.4mm,相比，能满足要求。,定位方法：大孔作主定位基准，选圆柱销，小孔选择菱形销,。,2,）确定夹紧方法和夹紧装置；,夹紧采用手动的螺旋压板夹紧。,3,）确定刀具的对刀或导引方案；,采用对刀块。,4,）变更工位的方案；,工位的变更有两种方案，一种是分度，另一种是两次装夹，由于产量小，精度要求低采用第二种方案。,5,）夹具在机床上的安装：采用定向键。,3.,对结构方案进行精度分析和估算,，决定方案的可行性。,二、夹具总图设计,当夹具的结构方案确定之后，就可着手正式绘制夹具总图，在绘制时，最好采用,1:1,的比例，主视图应尽可能选取与操作者正对的位置。,1,设计步骤：,首先用双点划线画出工件,绘制定位元件,绘制夹紧件和夹紧装置,刀具导引件对刀件,支承件夹具体以及连接件。,2,对总图设计中的几点要求,夹具结构的工艺性要好,，设计机床夹具时，除了遵循夹具设计的定位原理、夹紧原理以及在机床上正确安装的条件外，还应考虑所设计的,夹具在加工、装配、维修、检验等方面的合理要求,，以便既能保证产品质量，又能达到技术、经济的最好效果。,夹具零件,的结构形状应具有良好的加工和装配工艺性，尽量选用标准件。,3,尺寸标注,1),定位件本身及之间关系尺寸；,2),定位件与刀具引导件或对刀装置的关系尺寸；,3),主要配合尺寸；,4),夹具的安装尺寸；,5),外廓尺寸。,4,夹具的技术要求,控制各种装配误差，调整误差。,5,编写夹具零件的明细表,三,、夹具精度的校核,在夹具总图设计完成之后，需要进行精度校核。,四、绘制夹具零件图,应用机械零件设计的有关知识，应达到零件图的要求。,