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文檔簡介

1、第十一章機(jī)床夾具設(shè)計機(jī)床夾具概述典型的定位方式、定位元件及定位裝置定位誤差的分析與計算夾具的夾緊裝置夾具體各種機(jī)床專用夾具實(shí)例專用夾具設(shè)計方法機(jī)床夾具概述為了加工出符合規(guī)定技術(shù)要求的表面,必須在加工前將工件裝夾在機(jī)床上或夾具中。工件的裝夾包括定位和夾緊兩個過程。工件在夾具中定位的任務(wù)是:使同一工序中的所有工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置。一批工件在夾具上定位時,各個工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致,但各個工件的位置變動量必須控制在加工要求所允許的范圍之內(nèi)。將工件定位后的位置固定下來,稱為夾緊。工件夾緊的任務(wù)是:使工件在切削力、離心力、慣性力和重力的作用下不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置,以保證機(jī)械加

2、工的正常進(jìn)行。一、機(jī)床夾具的組成一、機(jī)床夾具的組成 二、機(jī)床夾具的分類二、機(jī)床夾具的分類 三、機(jī)床夾具的功用三、機(jī)床夾具的功用 第一節(jié)第一節(jié)工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位一、工件定位的基本原理一、工件定位的基本原理(一)工件以平面定位(一)工件以平面定位(二)工件以圓柱孔定位(二)工件以圓柱孔定位(三)工件以外圓柱面定位(三)工件以外圓柱面定位(四)一面兩銷組合定位(四)一面兩銷組合定位二、常見的定位方式及定位元件二、常見的定位方式及定位元件3 3、 夾具分類夾具分類4 4、 夾具的作用夾具的作用5、夾具的組成、夾具的組成第二節(jié)第二節(jié).工件定位工件定位一、定位原理一、定位原理定位原理定位

3、原理定位原理定位原理定位原理定位原理 定位原理定位原理二、定位方式及定位元件二、定位方式及定位元件固定式定位元件(表固定式定位元件(表10-1)1、工件以平面定位、工件以平面定位1、基本支承、基本支承(主要支承主要支承)起定位作用起定位作用 固定支承固定支承: 支承釘;支承板支承釘;支承板;可調(diào)支承:可調(diào)支承: 自位支承:也稱浮動支承自位支承:也稱浮動支承固定式定位元件固定式定位元件可調(diào)支承可調(diào)支承浮動式定位元件浮動式定位元件輔助式輔助式支承支承元件元件-不起定位作用提高工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性形式:螺旋式;自位式;推引式2、工件以外圓柱面定位1、V形塊形塊*長長V形塊限制形塊限制4個自由度;個

4、自由度;短短V形塊限制形塊限制2個自由度;個自由度;*結(jié)構(gòu)形式有固定式和活動式,結(jié)構(gòu)形式有固定式和活動式,其中活動式兼有夾緊作用其中活動式兼有夾緊作用*具有良好的對中性具有良好的對中性*工件的定位面可以是完整的或局部的圓柱工件的定位面可以是完整的或局部的圓柱面面2、定位套、定位套V形塊形塊定位套筒及剖分套筒定位套筒及剖分套筒3、工件以圓孔定位、工件以圓孔定位 1、圓柱銷:又稱定位銷。有短銷和長銷之分、圓柱銷:又稱定位銷。有短銷和長銷之分 2、圓柱心軸、圓柱心軸 (1)間隙配合心軸間隙配合心軸 (2)過盈配合心軸過盈配合心軸 3、圓錐銷:限制、圓錐銷:限制3個移動自由度個移動自由度 4、圓錐心軸

5、:限制、圓錐心軸:限制5個移動自由度個移動自由度定位銷定位銷定位心軸定位心軸彈簧夾頭彈簧夾頭4、組合定位方式、組合定位方式4、組合定位方式、組合定位方式4、組合定位方式、組合定位方式4、組合定位方式、組合定位方式第三節(jié)、定位誤差第三節(jié)、定位誤差一、定位誤差的概念 定位基準(zhǔn)與定位基面;限位基準(zhǔn)與限位基面 二、產(chǎn)生定位誤差的原因 1、基準(zhǔn)不重合誤差B:定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合 BTs S定位尺寸,即定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間的距離二、定位誤差計算二、定位誤差計算二、定位誤差計算二、定位誤差計算 2、基準(zhǔn)位移誤差、基準(zhǔn)位移誤差Y:定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)與與限位基準(zhǔn)限位基準(zhǔn)不重合不重合 (1)心軸水平放置心軸水平

6、放置:Y=(TD+Td)/2 (2)心軸垂直放置心軸垂直放置:Y=(TD+Td)/2+ -孔軸間隙孔軸間隙 (3)平面定位平面定位:Y=0二、定位誤差計算二、定位誤差計算 三、定位誤差的計算方法 合成法:定位誤差e定由e不和e基組合而成 (1)工序基準(zhǔn)不在定位基面上: e定= e不e基 (2)工序基準(zhǔn)在定位基面上: e定= e基 e不 符號確定:定位基面尺寸變動方向一定,定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)的變動方向同向?yàn)椤?”,反向?yàn)椤?”心軸水平放置心軸水平放置定位誤差計算定位誤差計算dDTTedDdDAOAOe基基21maxmin21minmax2112用用v形塊定位的定位誤差計算形塊定位的定位誤差計算2

7、sin2dTe 基 要求保證上母線到加工面尺寸要求保證上母線到加工面尺寸Hl12122212121sin122sin2212111221dddTddddHOOOBOBBBe定b)設(shè)計基準(zhǔn)設(shè)計基準(zhǔn)H2的最大變動量為的最大變動量為 :CIC2 121212222sin122sin22sin21112221221dTddddHCOAOCOAOACACCCe定c)設(shè)計基準(zhǔn)設(shè)計基準(zhǔn)H3的最大變動量為的最大變動量為 :O1O2 22122222sin21221ainTainddHdAOAOooe定一面兩銷定位一面兩銷定位一面兩銷定位一面兩銷定位一面兩銷定位誤差一面兩銷定位誤差 e基 e基移 e基轉(zhuǎn) 可查手

8、冊 e定e基 e不一面兩銷定位設(shè)計步驟一面兩銷定位設(shè)計步驟確定兩銷中心距確定圓柱銷d1:基本尺寸為配合孔的dmin,公差取g6 或 h7.確定菱形銷尺寸b: 查表確定菱形銷的直徑d2:min2min2max2XDdLDLdLddTTTL51312/min22min22DabTTXaLdLDmin2min2max2XDd一面兩銷定位設(shè)計步驟一面兩銷定位設(shè)計步驟 菱形銷的公差為IT6IT7 5. 計算定位誤差 e定e基 e不保證規(guī)定加工精度實(shí)現(xiàn)的條件保證規(guī)定加工精度實(shí)現(xiàn)的條件影響加工精度的誤差因素除定位誤差外,尚有:影響加工精度的誤差因素除定位誤差外,尚有: (1)夾具的有關(guān)制造誤差夾具的有關(guān)制造

9、誤差e制造制造 (2)夾具安裝誤差夾具安裝誤差e安裝安裝 (3)加工誤差加工誤差e加工加工為了保證工件的加工精度,必須控制在工件允許為了保證工件的加工精度,必須控制在工件允許的公差的公差(T工件工件)范圍之內(nèi),即:范圍之內(nèi),即: e= e定位定位e制造制造e安裝安裝+e加工加工 T工件工件e基基定位基準(zhǔn)相對于限位基準(zhǔn)在定位基準(zhǔn)相對于限位基準(zhǔn)在加工尺寸方向加工尺寸方向上上 的最大變動量的最大變動量疑問A1A2A3rD+TD0d0-TdC釋疑 A1: A2: A3基定基不eeeedT2sin20不基定基不eeeeTedTD2sin221不基定基不eeeeTedTd2sin221釋疑 C:22sin

10、2cossin2cos0ddTTeeee基定基不三、工件的夾緊 (一)、夾緊裝置的組成及要求 1、夾緊的作用:保證工件正確定位后不發(fā)生位移。 2、組成:夾緊部分中間傳動機(jī)構(gòu)動力裝置 3、要求:穩(wěn)、牢、快 (二)、夾緊力的確定 1、方向: *朝主要限位面,使夾緊可靠; *有助于定位; *夾緊方向應(yīng)使夾緊力盡可能的小.夾緊力 2、作用點(diǎn): *有著力點(diǎn); *作用于工件剛性好的部位; *靠近加工表面。夾緊力三要素夾緊力三要素設(shè)計原則設(shè)計原則夾緊力三要素夾緊力三要素設(shè)計原則設(shè)計原則夾緊力三要素夾緊力三要素設(shè)計原則設(shè)計原則夾緊力三要素夾緊力三要素設(shè)計原則設(shè)計原則夾緊力三要素夾緊力三要素設(shè)計原則設(shè)計原則夾緊

11、力三要素夾緊力三要素設(shè)計原則設(shè)計原則夾緊力三要素夾緊力三要素設(shè)計原則設(shè)計原則3、夾緊力的計算1、斜楔夾緊機(jī)構(gòu) (1) 斜楔的夾緊力: Q斜楔對工件的夾緊力; a斜楔的升角; P加在斜楔上的作用力; 1斜楔與工件間的摩擦角; 2斜楔與夾具間的摩擦角11tantanPQ1、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)1、斜楔夾緊機(jī)構(gòu) (2)斜楔的自鎖條件:斜楔的自鎖條件:(3)擴(kuò)力比擴(kuò)力比i*a Q 則則i夾緊行程夾緊行程 、自鎖性、自鎖性 (4)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn):斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,有增力作用;結(jié)構(gòu)簡單,有增力作用;(受升角的影響受升角的影響)夾緊行程小夾緊行程小;夾緊松開時操作不便。夾緊松開時操作不便。21tan

12、tan1PQi212、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋面可視為楔的斜面繞在圓柱體上而成的螺旋面可視為楔的斜面繞在圓柱體上而成的,所以其原理與斜楔夾緊相似所以其原理與斜楔夾緊相似.2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 單螺旋夾緊力: 2)擴(kuò)力比i: 螺旋機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比遠(yuǎn)比斜楔機(jī)構(gòu)大得多 (3)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡單、擴(kuò)力比大、自鎖性好、行程不受限制、 但動作慢。適用于手動夾緊211tgrtgrPLQ211tantanrrLPQi2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)圖例、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)圖例2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)圖例、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)圖例3、偏心夾緊機(jī)構(gòu) (1) 圓偏心輪的工作原理: (2) 圓偏心輪的夾緊行程和工作段 1) 夾緊行

13、程: 從0到1800,則夾緊行程 H=D/2+e(D/2e)=2e (3)自鎖條件 與斜楔相同: max偏心輪上的最大升角 1-圓偏心輪與工件間的摩擦角 2-圓偏心輪與回轉(zhuǎn)銷間的摩擦角(可忽略)21max3、偏心夾緊機(jī)構(gòu) 則自鎖條件: (4)圓偏心輪的夾緊力的計算 外力平移: 夾緊力: (5)特點(diǎn):夾緊迅速、操作方便;擴(kuò)力比和夾緊力較小; 行程較小;自鎖性較差。適用于小零件、 切削力變化小、工作平穩(wěn)的場合。fDe22121pptgtgPLtgtgQQ3、偏心夾緊機(jī)構(gòu)圖例多件夾緊機(jī)構(gòu)多件夾緊機(jī)構(gòu)動力夾緊機(jī)構(gòu)動力夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)機(jī)床夾具設(shè)計方法機(jī)床夾具設(shè)計方

14、法機(jī)床夾具的設(shè)計方法 夾具的基本要求 能穩(wěn)定保證工件的加工精度; 能提高機(jī)械加工的勞動生產(chǎn)率,降低工件的制造成本; 結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,安全和省力; 便于排屑; 有良好的結(jié)構(gòu)工藝性,便于夾具的制造、裝備、檢驗(yàn)、調(diào)整和維修. 設(shè)計時應(yīng)在保證加工精度的前提下設(shè)計時應(yīng)在保證加工精度的前提下,綜合考慮綜合考慮生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和勞動條件等項(xiàng)因素生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和勞動條件等項(xiàng)因素.機(jī)床夾具的設(shè)計方法 夾具的設(shè)計步驟1.1.研究原始資料研究原始資料, ,明確設(shè)計任務(wù)明確設(shè)計任務(wù)2.2.確定夾具的結(jié)構(gòu)方案確定夾具的結(jié)構(gòu)方案, ,繪制結(jié)構(gòu)草圖繪制結(jié)構(gòu)草圖 確定工件的定位方案、夾緊方案和引導(dǎo)方案確定工件的定位方案、夾

15、緊方案和引導(dǎo)方案 確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)型式確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)型式,如定向鍵如定向鍵,分度裝置等分度裝置等 合理布置各元件或裝置合理布置各元件或裝置,確定夾具體和夾具的總體結(jié)構(gòu)確定夾具體和夾具的總體結(jié)構(gòu)3.3.繪制夾具總裝配圖繪制夾具總裝配圖 總裝配圖的比例應(yīng)盡量采用總裝配圖的比例應(yīng)盡量采用1:1的比例的比例 總裝配圖視圖的選擇,總裝配圖視圖的選擇,主視圖應(yīng)選面對操作者的工作位置主視圖應(yīng)選面對操作者的工作位置 繪制總裝配圖的順序,繪制總裝配圖的順序,先先用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖上位基面、夾緊表面及加工表面繪制在

16、各個視圖上;視工件為透視工件為透明體,明體,再再繪出定位、對刀引導(dǎo)、夾緊元件及其它元件或裝置繪出定位、對刀引導(dǎo)、夾緊元件及其它元件或裝置;最后最后繪出夾具體,并填寫明細(xì)表及標(biāo)題欄繪出夾具體,并填寫明細(xì)表及標(biāo)題欄. 標(biāo)注有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求標(biāo)注有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求4.4.繪制夾具零件圖繪制夾具零件圖 夾具總裝配圖中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要繪制零件圖夾具總裝配圖中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要繪制零件圖,并按夾具總裝并按夾具總裝配圖的要求配圖的要求,確定各零件的尺寸、公差及技術(shù)要求確定各零件的尺寸、公差及技術(shù)要求.機(jī)床夾具設(shè)計實(shí)例分析車床夾具銑床夾具鉆床夾具鏜床夾具銑床夾具設(shè)計 指導(dǎo)第一部分 銑床夾具簡介銑

17、床夾具的主要類型 直線進(jìn)給銑床夾具 由于工作臺按直線進(jìn)給方式運(yùn)動,可加工平面、直角面和各種槽等。 圓周進(jìn)給的銑床夾具 銑床工作臺做連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動,配合采用氣動或液壓等高效夾緊裝置,生產(chǎn)率高,可加工平面,適用于大批量生產(chǎn)。 靠模仿行銑床夾具 機(jī)床工作臺的主進(jìn)給運(yùn)動和由靠模獲得的輔助運(yùn)動形成的仿行運(yùn)動,采用靠模夾具可再一般萬能銑床上加工出所需的成形面。銑床專用夾具的設(shè)計特點(diǎn)和要求 由于銑削過程不是連續(xù)切削,極易產(chǎn)生銑削振動。銑削的加工余量一般較大,銑削力也較大,且方向是變化的,因此設(shè)計時要注意: 夾具要有足夠的剛度和強(qiáng)度; 夾具要有足夠的夾緊力,夾緊裝置自鎖性要好 夾緊力應(yīng)作用再工件剛度較大的部位

18、上,且作用點(diǎn)和施力方向要恰當(dāng); 夾具的重心應(yīng)盡量低,高度與寬度之比應(yīng)不大于11.25; 要有足夠的排屑空間。切削和冷卻液能順利排除,必要時可設(shè)計排屑孔。銑床專用夾具的設(shè)計特點(diǎn)和要求 為了調(diào)整和確定夾具相對于機(jī)床的位置及工件相對于刀具的位置,銑床夾具應(yīng)設(shè)置定位鍵和對刀裝置: 定位鍵與工作臺T型槽可用單面貼合,當(dāng)定位精度要求高或是重型夾具,可在夾具體的側(cè)面設(shè)置一個找正基面; 小型夾具可只用一個長的矩形鍵; 兩定位鍵的距離應(yīng)盡量遠(yuǎn)一些; 加工沒有相對位置要求的平面時,不需設(shè)置定位鍵,但若銑削扭矩較大時,設(shè)置定位鍵可減輕夾緊螺栓的負(fù)荷; 對刀裝置應(yīng)設(shè)計在便于對刀的位置,并應(yīng)在工件的切入一端。第二部分

19、銑床夾具設(shè)計實(shí)例分析研究原始資料,明確設(shè)計任務(wù) 工件為一水泵葉輪,要求設(shè)計一副銑床夾具,用在臥式銑床上加工兩條互成90的十字槽,如圖所示: 工件三維結(jié)構(gòu)圖定位方案的確定 確定要限制的自由度根據(jù)加工工序的尺寸,形狀和位置精度要求,工件定位時需完全限制六個方向的自由度: 沿X,Y,Z方向的水平運(yùn)動以及軸向轉(zhuǎn)動。 確定定位方案:將加工過的葉輪底面放置在一個大的圓形定位盤上,以大平面定位,消除X,Y方向的轉(zhuǎn)動自由度和Z方向的移動自由度。用一個定位銷與葉輪上的孔相配合,以此消除X,Y的移動自由度。利用兩塊開槽的壓板從兩個方向卡住葉片,并將它們固定在定位盤上,這樣就消除了Z方向的轉(zhuǎn)動自由度. 定位方法:圓

20、柱孔定位和平面定位圓柱孔定位和平面定位 裝配三維結(jié)構(gòu)圖(定位配置)夾緊方案的確定 選用螺旋夾緊: 工件以中心孔及底面在定位銷和定位盤的端面上定位,并使葉輪上的葉片與壓板頭部的缺口對中,旋轉(zhuǎn)螺母,通過杠桿使兩塊壓板同時夾緊工件。 選用移動式彎曲壓板移動式彎曲壓板,它的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)快速裝拆.裝配三維結(jié)構(gòu)圖(夾緊配置)分度機(jī)構(gòu)的設(shè)計 分度裝置的確定該工件選用一個立軸式回轉(zhuǎn)分立軸式回轉(zhuǎn)分度裝置度裝置,一般這樣的分度采用棘輪的比較普遍,但是由于該工件的定位夾緊機(jī)構(gòu)尺寸較大,采用棘輪的化比較不方便,因此應(yīng)改用分度盤加定位銷的分度方案,具體如下:設(shè)計一個分度盤,盤底有四段斜槽,分度盤與定位盤之間用螺釘固定

21、在夾具體上開一沉頭孔,孔中放入銷套,銷套與定位銷配合,底部有彈簧.這樣,當(dāng)分度盤轉(zhuǎn)動時,銷始終在斜槽中運(yùn)動.每轉(zhuǎn)過90,銷就在彈簧的作用上升至最高點(diǎn),反靠夾緊. 裝配三維結(jié)構(gòu)圖(分度裝置配置)夾具體與定位鍵 為保證夾具在工作臺上安裝穩(wěn)定,應(yīng)按照夾具體的高度比不大于1.25的原則確定其寬度,并在兩端設(shè)置耳座,以便固定。 定位鍵位置如圖所示。 裝配三維結(jié)構(gòu)圖(夾具體與定位鍵配置)夾具總裝配圖總裝配圖三維結(jié)構(gòu)圖 工程圖夾具裝配動畫工件加工精度分析 定位誤差D:由于本設(shè)計加工時,定位基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)都是中心軸,因此基準(zhǔn)不重合誤差為零 所以定位誤差來自于基準(zhǔn)位移誤差,其計算公式為: 孔:12H8 ES=+

22、27m EI=0m 軸:12g6 es=-6m ei=es-IT6=-17m= Xmax = (27 + 17)= 44m 對刀誤差T:對刀誤差等于塞尺厚度的公差,即T=0.014mm工件加工精度分析 安裝誤差A(yù):因加工尺寸在兩定位鍵之間, 所以: AXmax=(0.027+0.027)=0.054mm 夾具誤差J: 影響鍵槽對稱度的誤差有:定位銷與孔配合的公差0.044mm;對刀塊水平位置尺寸100.015mm; 所以J(0.044+0.03)=0.074mm結(jié)束放映回到選擇頁面鉆床夾具設(shè)計 指導(dǎo)第一部分 鉆床夾具簡介 鉆床夾具的主要類型 鉆床夾具簡稱鉆模。鉆模借助其上的鉆套引導(dǎo)刀具和工件之

23、間的相對位置,提高了加工精度和生產(chǎn)率,在成批大量生產(chǎn)中,已廣泛采用鉆模來進(jìn)行加工。 鉆床夾具的主要類型 鉆模的結(jié)構(gòu)形式很多,按工件的結(jié)構(gòu)形狀,大小和鉆模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),鉆模可分為以下幾種:固定式鉆模 這類鉆模多為大型鉆模,一般在立鉆或搖臂鉆床上使用,加工工件上較大的孔或軸線相互平行(用搖臂鉆)的孔系,鉆模需要固定在機(jī)床工作臺?;剞D(zhuǎn)式鉆模 回轉(zhuǎn)式鉆模的結(jié)構(gòu)形式按其轉(zhuǎn)軸的位置可分為立軸式,臥軸式和斜軸式三種。這類鉆模的引導(dǎo)元件鉆套,一般是固定不動的,為了實(shí)現(xiàn)工件在一次安裝中進(jìn)行多工位加工的目的,鉆模一般采用回轉(zhuǎn)式分度裝置。 當(dāng)工件上的幾個被加工的孔,是軸線互相平行的軸向孔或是分布在圓柱面上的徑向孔時,

24、使用回轉(zhuǎn)式鉆模是很方便的,即可保證加工精度,又可以提高生產(chǎn)效率。 鉆床夾具的主要類型翻轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模的特點(diǎn)就是整個工件和夾具可以一起翻轉(zhuǎn),可以用來加工同方向的平行孔系,也可以用來加工不同方向的孔。這類鉆模是一種小型夾具,在操作過程中,需要用人工進(jìn)行翻動,為了減輕工人的勞動強(qiáng)度,這類鉆模的總質(zhì)量最好不要超過10KG,對于稍大一些的工件用翻轉(zhuǎn)鉆模時,必須設(shè)計專門的托架。支柱式鉆模是這類鉆模的典型結(jié)構(gòu)之一,他用于鉆同方向上的孔系。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是用四個支腳來支撐鉆模。 鉆床夾具的主要類型覆蓋式鉆模這類鉆模按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上的不同,分為復(fù)式鉆模和蓋式鉆模兩種。 復(fù)式鉆模的特點(diǎn)就是可將鉆模板“復(fù)”在工件上或裝在

25、工件中。定位元件,夾緊元件和鉆套均裝在鉆模板上,以保證加工孔的位置精度。這類鉆模通常是利用工件上的一個與定位基準(zhǔn)平面(上表面)平行的平面或工件的底平面,直接或間接地放在鉆床工作臺上,以支撐工件或模板。這樣鉆模除了鉆模板以外,不用設(shè)置專門的夾具體。 蓋式鉆模的鉆模板是活動的蓋板,他可以用定位銷的形式在鉆模體上確定其正確位置,也可以采用鉸鏈連接的方式確定鉆模板的正確位置。這種鉆模適用于工件以下部位定位,上部鉆孔的中小型零件的加工。采用蓋式鉆模的目的,主要是為了工件的裝卸方便。 鉆床夾具的主要類型滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是一種標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)格化的通用鉆模。鉆模體可以通用于較大范圍的不同工件。設(shè)計時,只需根

26、據(jù)不同的加工對象設(shè)計相應(yīng)的定位。夾緊元件。因此,可以簡化設(shè)計工作。另外,這種鉆模不需另行設(shè)計專門的夾緊裝置,夾緊工件方便,迅速,適用于不同類型的各種中小型零件的孔加工,生產(chǎn)中,尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。 鉆床夾具的主要類型 移動式鉆模 移動式鉆模用在立式鉆床上,先后鉆銷工件同一表面上的多個孔,屬于小型夾具。移動的方法有兩種:一種式自由移動,另一種是定向移動,用專門設(shè)計的軌道和定程機(jī)構(gòu)來控制移動的方向和距離。 鉆床夾具設(shè)計要點(diǎn) 鉆模類型的選擇 在設(shè)計鉆模時,首先需要根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量和加工要求,并考慮生產(chǎn)批量、工廠工藝裝備的技術(shù)狀況等具體條件來選擇夾具的結(jié)構(gòu)類型。在選擇時,應(yīng)注意以下幾

27、點(diǎn): 加工孔徑大于10mm的中小型工件時,由于鉆銷扭矩大,宜采用固定式鉆模。 翻轉(zhuǎn)式和自由移動式鉆模適用于加工中小件,包括工件在內(nèi)的總重量不宜100N。否則,應(yīng)采用具有回轉(zhuǎn)式或直線分度裝置的鉆模。 當(dāng)加工幾個不在同心圓周上的平行孔系時,如工件和夾具的總重量不宜超過150N,宜采用固定式鉆模在搖臂鉆床上加工。 鉆床夾具設(shè)計要點(diǎn) 對于孔的垂直度和孔距精度要求不高的中小型工件,宜優(yōu)先采用滑柱鉆模,以縮短夾緊的設(shè)計之中周期。如孔的垂直度公差小于0.1mm,孔距位置公差小于0.15mm時,如不采取特殊措施,一般不宜采用這類鉆模。若鉆模板和夾具體為焊接結(jié)構(gòu)的鉆模,因焊接應(yīng)力 不能徹底消除,精度不能長期保持

28、,故一般只在工件孔距公差要求不高(大于0.15mm)時才采用。當(dāng)工件被加工孔與定位基準(zhǔn)的孔距公差小于0.05mm時,以采用固定式鉆模和固定式側(cè)面進(jìn)行加工。在大型工件上加工位于同一平面上的孔時,為簡化夾具結(jié)構(gòu),可采用蓋板式鉆模。鉆床夾具設(shè)計要點(diǎn) 鉆套類型與設(shè)計 鉆套又稱為導(dǎo)套,他的作用是確定刀具的位置和方向,即引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加工位置,并防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜,提高刀具的剛性,防止加工過程中的振動,從而保證工件的加工質(zhì)量。由此可見,鉆套的選用和設(shè)計正確與否,直接影響工件的加工質(zhì)量。 鉆床夾具設(shè)計要點(diǎn) 鉆套的種類 鉆套按其結(jié)構(gòu)和使用情況可分為:固定鉆套 固定鉆套分為無肩鉆套和帶肩鉆套兩種形

29、式。這種鉆套的外圓用H7/r6或H7/n6的過盈配合壓入鉆模板或夾具體的底孔內(nèi)。 可換鉆套 可換鉆套用H7/g5或H7/g6的間隙配合壓入襯套孔內(nèi),襯套外圓與鉆模板底孔的配合采用H7/n6或H7/r6的過盈配合。為了防止鉆套隨刀具轉(zhuǎn)動或被切削頂出,常用螺釘固緊。 可換鉆套用于大批量生產(chǎn)中,由于鉆套外圓與襯套內(nèi)孔采用間隙配合的關(guān)系,其加工精度不如固定式鉆套。 鉆床夾具設(shè)計要點(diǎn)快換鉆套 快換鉆套更換迅速,只要將鉆套逆時針轉(zhuǎn)動一下,即可從鉆模板中取出。他與襯套的配合采用H7/g6或H6/g5的間隙配合。 適用于在一個工序中使用幾種刀具(指鉆,擴(kuò),鉸)依次連續(xù)加工的情況。 特種鉆套 當(dāng)工件的結(jié)構(gòu)形狀或

30、工序加工條件均不允許采用上述幾種標(biāo)準(zhǔn)鉆套時,就應(yīng)視具體情況設(shè)計各種形式的特種鉆套。 鉆床夾具設(shè)計要點(diǎn) 鉆套的設(shè)計 鉆套設(shè)計主要指鉆套引導(dǎo)部分長度H的確定;鉆套底部與工件表面的距離s的確定;鉆套內(nèi)徑的基本尺寸和公差的確定;鉆套孔中心線位置尺寸和公差的確定及鉆套材料和熱處理的選擇等。 鉆床夾具設(shè)計要點(diǎn) 鉆套引導(dǎo)部分長度H 鉆套引導(dǎo)部分長度H由工件被加工孔的位置精度和深度,刀具的剛性和工件表面的形狀等因素決定。鉆套引導(dǎo)部分短,則引導(dǎo)性不好,降低引導(dǎo)精度;過長的話,則增加刀具與鉆套之間的摩擦,加速刀具和鉆套的磨損,降低使用壽命。 鉆套底部至工件表面間的距離S 正確選擇鉆套底部至工件表面間的距離S,對保

31、證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率均有重要意義。鉆削鋼料時,如果s過小,帶狀切削不能及時排出,因而堵塞在工件與鉆套之間,當(dāng)切削過多時,會將鉆套頂出,劃傷工件表面,甚至折斷鉆頭。但s過大的話,會使刀具的引偏量過大,降低加工精度。 鉆套內(nèi)徑的基本尺寸和公差的確定 鉆套的內(nèi)徑與刀具間的配合間隙過大的話,直接影響工件上被加工孔的位置精度,間隙過小的話,又會加劇刀具與鉆套的磨損。因此,鉆套內(nèi)徑的基本尺寸應(yīng)等于所引導(dǎo)刀具的最大極限尺寸。鉆床夾具設(shè)計要點(diǎn) 鉆模板的設(shè)計 用以安裝鉆套的鉆模板,按其與夾具體的連用以安裝鉆套的鉆模板,按其與夾具體的連接方式的不同,可分為接方式的不同,可分為: 固定式鉆模板 鉆模板與鉆模體作

32、成一體;或?qū)@模板固定在鉆模體上。因此,鉆模板上的鉆套相對與夾具體上的定位元件間的位置固定不變,從而使工件被加工孔的位置精度高。由于是固定式結(jié)構(gòu),對某些工件的裝卸將不夠方便。鉆床夾具設(shè)計要點(diǎn) 可卸式鉆模板 鉆模板與夾具體分開而成為一個獨(dú)立的部分,工件在夾具中每裝卸一次,鉆模板也跟著裝卸一次。當(dāng)鉆模板上設(shè)有定位元件和引導(dǎo)元件時,能保證被加工孔的位置精度;如果定位元件和引導(dǎo)元件做在夾具體上,則加工精度較低。 鉸鏈?zhǔn)姐@模板 鉆模板用鉸鏈裝在夾具體上,鉆模板可以繞鉸鏈軸翻轉(zhuǎn)。由于鉸鏈軸與孔間的配合間隙(一般采用H8/h7),所以他的精度不如固定式的鉆模板高。但裝卸工件方便。 鉆床夾具設(shè)計要點(diǎn) 懸掛式鉆

33、模板 鉆模板通過刀導(dǎo)柱、彈簧與多軸傳動頭連接,懸掛在機(jī)床主軸上,并隨機(jī)床主軸往復(fù)運(yùn)動。 設(shè)計鉆模板時應(yīng)注意以下問題:設(shè)計鉆模板時應(yīng)注意以下問題: 鉆模板上安裝鉆套的孔精度(形狀、尺寸和位置精度),直接與加工尺寸有關(guān),應(yīng)合理規(guī)定。如孔中心距的公差一般取工件相應(yīng)公差的1/51/3。 鉆模板應(yīng)具有足夠的剛度,以保證鉆套位置的準(zhǔn)確性,但也要考慮減輕重量。在實(shí)際使用中。鉆模板的厚度往往根據(jù)鉆套高度確定,一般在1530mm之間。如果鉆套較長,可將鉆模板局部加厚,加強(qiáng)鉆模板的周邊和設(shè)置加強(qiáng)筋,以提高鉆模板的剛性。第二部分 鉆床夾具設(shè)計實(shí)例分析研究原始資料,明確設(shè)計任務(wù) 加工零件:杠桿臂 加工任務(wù):加工杠桿臂

34、上兩個相互垂直的10mm和13mm孔。(如圖所示) 工件三維結(jié)構(gòu)圖定位方案的確定 分析工件并確定定位方案根據(jù)零件的構(gòu)造,最容易想到的是以22mm的孔為定位基準(zhǔn),這樣可以避免基準(zhǔn)不重合誤差,同時可以限定可以限定四個自由度。再用一個螺母限定零件的上下竄動的自由度和用一個支撐釘限定零件沿22mm中心線轉(zhuǎn)動的自由度就可以實(shí)現(xiàn)完全定位。 定位元件的選擇:定位銷:插入22mm的孔,用來限制X,Y方向的移動和轉(zhuǎn)動,共四個自由度可調(diào)支承釘:限定Z方向的轉(zhuǎn)動 用一輔助支承來提高工件的安裝剛度和定位的穩(wěn)定性 定位方法:圓柱孔定位圓柱孔定位 裝配三維結(jié)構(gòu)圖(定位配置)鉆模板類型選擇 根據(jù)工件和夾具體的結(jié)構(gòu),選用固定

35、固定式鉆模板式鉆模板。 固定式鉆模板雖然有時裝卸工件不便,但它結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、定位精度高。 裝配三維結(jié)構(gòu)圖(鉆模板配置)鉆套的選擇 由于孔10mm和13mm,一次鉆孔就可達(dá)到要求,因此采用固定式固定式鉆套鉆套。 10mm選無肩 13mm選有肩夾緊方案的確定 根據(jù)零件的定位方案,采用鎖緊螺母和開口墊圈來實(shí)現(xiàn)快速鎖緊快速鎖緊夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu),它與一個加工面位置靠近,增加了剛性,零件夾緊變形也小,但對于另一個加工面較遠(yuǎn),為提高剛性,故采用輔助定位元件來固定,該設(shè)計采用了螺旋輔助支承。 裝配三維結(jié)構(gòu)圖(夾緊配置)夾具體選用鑄造夾具體夾具總裝配圖總裝配圖三維結(jié)構(gòu)圖 總裝配圖工程圖夾具裝配動畫工件加工

36、精度分析 定位誤差:綠色是杠桿臂移動到最大間隙時的位置。此時最大間隙為TD+Td+2det,其中det為銷和孔之間的最小間隙因此它產(chǎn)生的定位誤差是以銷的中心為圓心,最大間隙為半徑的圓。那么它在X方向的定位誤差為 Dx=TD+Td+det =0.28+0.033+ (0.04-0) =0.353mm工件加工精度分析在Y方向的角度定位誤差為Dy Dy=2arctg =2arctg(detMax/2L) =2arctg (TD+Td+det)/2L =2arctg(0.353/(2*78)=0.264mm 其中L為兩孔間距 工件加工精度分析 對刀誤差T: 因加工孔處工件較薄,可不考慮鉆頭的偏差。鉆套

37、導(dǎo)向孔尺寸為10F7和13F7;鉆頭尺寸為10-0.036和13 -0.036;對刀誤差為: T(0.028+0.036)mm=0.064mm 安裝誤差A(yù): A0車床夾具設(shè)計 指導(dǎo)第一部分 車床夾具簡介 車床夾具的主要類型 車床夾具有兩種類型,一種是安裝在主軸上的夾具,另一種是安裝在車床拖板上或車身上的夾具。安裝在車床主軸上的夾具安裝在車床主軸上的夾具,這類夾具工作時隨主軸一起旋轉(zhuǎn),刀具作進(jìn)給運(yùn)動。根據(jù)其結(jié)構(gòu)的差異又可分為以下幾種: 心軸類車床夾具 以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn),外園需要加工的工件,多以心軸類車床夾具進(jìn)行加工。車床夾具的主要類型 卡盤類車床夾具 用卡盤類車床夾具加工的零件,大都是回轉(zhuǎn)體或?qū)?/p>

38、稱零件,因而卡盤類車床夾具的結(jié)構(gòu)基本上是對稱的,回轉(zhuǎn)時的不平衡影響較小。 角鐵式車床夾具 角鐵式夾具主要使用于以下兩種情況: 工件的主要定位基準(zhǔn)是平面,要求被加工表面的軸線對定位基準(zhǔn)面保持一定地?zé)嵛恢藐P(guān)系。 工件定位基準(zhǔn)雖然不是與被加工表面的軸線平行或成一定角度的平面,但由于工件外形的限制,不適宜采用卡盤式夾具,而必須采用半圓孔或V形塊定位件的情況。 花盤式車床夾具 花盤式車床夾具的基本特征式夾具體為一個大園盤形零件。在花盤式夾具上加工的工件一般形狀比較復(fù)雜。工件的定位基準(zhǔn)多數(shù)式用圓柱面與其垂直的端面,因而夾具對工件多數(shù)也是端面定位和軸向夾緊的。車床夾具的主要類型 安裝在拖板上或床身上的專用夾

39、具 對于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件,常常把夾具安裝在拖板上,刀具則安裝在車床主軸上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,夾具作進(jìn)給運(yùn)動。 機(jī)床夾具設(shè)計要點(diǎn) 車床夾具的主要特點(diǎn)式夾具與機(jī)床主軸聯(lián)接,工作時由主軸帶動其高速回轉(zhuǎn)。因此在設(shè)計車床夾具時除了保證工件達(dá)到工序的精度要求外,還應(yīng)考慮: 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力要求緊湊,輪廓尺寸盡可能小,重量輕,且重心盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線。 夾具應(yīng)有平衡措施,以減小振動等不利影響。平衡塊的位置可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。 夾緊裝置除應(yīng)使夾緊迅速、可靠外,還應(yīng)注意夾具旋轉(zhuǎn)的慣性力不應(yīng)使夾緊力由較小的趨勢,以防回轉(zhuǎn)過程種夾緊元件松脫。機(jī)床夾具設(shè)計要點(diǎn) 夾具上的定位、夾緊元件及其他裝置的不知不應(yīng)大于夾具體

40、的直徑;靠近夾緊外緣的元件,不應(yīng)該有突出的棱角,必要時應(yīng)加防護(hù)罩。 車床夾具與主軸聯(lián)接精度對夾具的回轉(zhuǎn)精度有決定性的影響。因此回轉(zhuǎn)軸線與車床主軸軸線要有盡可能高的同軸度。 當(dāng)主軸有高速轉(zhuǎn)動、急剎車等情況時,夾具與主軸之間的聯(lián)接應(yīng)該有放松裝置。 在加工過程中,工件在夾具上應(yīng)能用量具測量。切削能順利排出或清理。 車床夾具的主要技術(shù)要求 與工件配合的圓柱面(即定位表面)對回轉(zhuǎn)中心線的同軸度; 工件與夾具心軸為雙重配合時(如階梯圓柱面配合),應(yīng)提出雙重配合部分的同軸度; 定位表面與其軸向定位臺肩的垂直度; 夾具定位表面對夾具在機(jī)床上安裝定位基面的垂直度或平行度; 定位表面的直線度和平面度或等高性; 各

41、定位表面間的垂直度或平行度。第二部分 車床夾具設(shè)計實(shí)例分析研究原始資料,明確設(shè)計任務(wù) 如圖所示,需要加工40的孔。工件三維結(jié)構(gòu)圖定位方案的確定 確定要限制的自由度根據(jù)加工工序的尺寸,形狀和位置精度要求,工件定位時需限制四個方向的自由度: 沿X,Y方向的水平運(yùn)動以及軸向轉(zhuǎn)動。定位方案的確定固定固定V形塊形塊:限制X方向的移動,Y方向的移動和轉(zhuǎn)動?;顒踊顒覸形塊形塊:限制X方向的轉(zhuǎn)動。裝配三維結(jié)構(gòu)圖(定位配置)夾緊方案的確定 根據(jù)零件的定位方案,采用移動壓移動壓板式螺旋夾板式螺旋夾緊機(jī)構(gòu)緊機(jī)構(gòu)。 裝配三維結(jié)構(gòu)圖(夾緊配置)夾具體過渡盤夾具總裝配圖總裝配圖三維視圖夾具裝配動畫夾具工程圖夾具工程圖工件的加工精度要求定位誤差D: 因?yàn)樵O(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合,所以基準(zhǔn)不符誤差為0.4 mm 基準(zhǔn)位移誤差為0.087mm D=0.4+0.087=.0487mm安裝誤差A(yù): A=0結(jié)束放映回到選擇頁面鏜床夾具設(shè)計指導(dǎo)第一部分 鏜床夾具簡介鏜床夾具的設(shè)計原理和設(shè)計要點(diǎn) 導(dǎo)向支架的布置 鏜模的導(dǎo)向支架在布置上有多種形式,可

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