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1、61機(jī)床夾具概述 在機(jī)械制造中,用來固定加工對(duì)象,使這占有正確位置,以接受加工或檢測(cè)的裝置,統(tǒng)稱為夾具。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程中,如焊接過程中用于拼焊的焊接夾具;零件檢驗(yàn)過程中用的檢驗(yàn)夾具;裝配過程中用的裝配夾具,機(jī)械加工過程中用的機(jī)床夾具等,都屬于這一范疇。在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中。機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備,它直接影響著零件加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。本章所講述的僅限于機(jī)床夾具,以后簡(jiǎn)稱為夾具。6.1.1夾具的作用 在機(jī)床上加工零件時(shí),為了使該工序所要加工的表面能夠達(dá)到圖紙所規(guī)定的尺寸、幾何形狀及與其它表面間的相互位置精度等技術(shù)要求,在

2、加工前首先應(yīng)將工件裝好、夾牢。 把工件裝好,就是在機(jī)床上使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位上加工置。工件只有在這個(gè)位置上接受加工,才能保證被加工表面達(dá)到所要求的各項(xiàng)技術(shù)教育要求。把工件裝好這一過程稱為 定位 。 把工件夾牢,就是指定位好的工件,在加工過程中不會(huì)受切削力、離心力、沖擊、振動(dòng)等外力的影響而變動(dòng)位置。把工件夾牢這一過程稱為 夾緊 。 因此,夾具的作用就是在加工過程中,對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊,從而保證在加工過程中工件相對(duì)于機(jī)床保持正確的位置,保證達(dá)到該工序所規(guī)定的技術(shù)要求。 在機(jī)械加工過程中,工件的裝夾方法按其實(shí)現(xiàn)工件定位的方式分為兩種:一種是按找正方式定位的裝夾方法;另一種是用專用夾具裝

3、夾工件的方法。 圖6-1后蓋零件鉆徑向孔的工序圖 圖6-2后蓋零件鉆床夾具 1-鉆套 2-鉆模板 3-夾具體 4-支承板 5-圓柱銷 6-開口墊圈 7-螺母 8-螺桿 9-菱形銷 成批生產(chǎn)中,加工圖6-1所示零件,鉆后蓋上的10mm孔,保證距后端面距離為180.1mm, 10孔軸心線與30孔中心線垂直,10孔軸線與下面的5.8孔軸線在同一平面上。其鉆床夾具如圖62所示。10孔徑尺寸鉆頭保證,由鉆套1保證,距后端面距離180.1mm由支承板4保證,10孔軸線與30孔軸線垂直由鉆套和圓柱銷5共同保證。10孔軸線與下面的5.8孔軸線在同一平面上由菱形銷9保證。加工時(shí)擰緊螺母7,實(shí)現(xiàn)定位,松開螺母7,

4、拿開開口墊圈6,實(shí)現(xiàn)快速更換工件。 通過上面的例子,我們不難看出使用專用夾具裝夾工件的優(yōu)點(diǎn): (1)保證工件加工精度用夾具裝夾工件時(shí),工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證,不受工人技術(shù)水平的影響,使一批工件的加工精度趨于一致。 (2) 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率使用夾具裝夾工件方便、快速,工件不需要?jiǎng)澗€找正,可顯著地減少輔助工時(shí),提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性,因此可加大切削用量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;可使用多件、多工位裝夾工件的夾具,并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu),進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 5) 降低了成本在批量生產(chǎn)中使用夾具后,由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高、使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因,明

5、顯地降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?,每個(gè)工件增加的成本是極少的。工件批量愈大,使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效益就愈顯著。 但專用夾具也有其弊端,如設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng);因工件直接裝在夾具體中,不需要找正工序,因此對(duì)毛坯質(zhì)量要求較高;所以專用夾具主要適用于生產(chǎn)批量較大,產(chǎn)品品種相對(duì)穩(wěn)定的場(chǎng)合。 (2)專用夾具 這類夾具是指專為零件的某一道工序的加工專門設(shè)計(jì)制造的。在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中,常用各種專用夾具,可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)、投資較大。 除大批大量生產(chǎn)之外,中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 (4)組合夾具 組合

6、夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性,可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸,清洗后留待組裝新的夾具。由于組合夾具具有組裝迅速,周期短,能反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn),因此組合夾具在單件,小批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制中,得到廣泛應(yīng)用。組合夾具也已標(biāo)準(zhǔn)化。 (5)自動(dòng)線夾具自動(dòng)線夾具一般分為兩大類,一是固定式夾具,它與專用夾具相似;另一種為隨行夾具,使用中夾具隨工件一起運(yùn)動(dòng),并將工件沿自動(dòng)線從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位。 2. 按使用的機(jī)床分類 夾具按使用機(jī)床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具以及其它機(jī)床夾具等。 3. 按夾緊的動(dòng)力源分類 夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、

7、液壓夾具、氣液增力夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具、真空夾具、離心力夾具等。 6.1.3機(jī)床夾具的組成 機(jī)床夾具的和結(jié)構(gòu)雖然繁多,但它們的組成均可概括為以下幾個(gè)部分。 1. 定位元件夾具的首要任務(wù)是定位,因此無論任何夾具,都有定位元件。當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后,定位元件的結(jié)構(gòu)也就基本確定了。圖6-2中圓柱銷5、菱形銷9和支承板4都是定位元件,通過它們使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2. 夾緊裝置工件在夾具中定位后,在加工前必須將工件夾緊,以確保工件在加工過程中不因受外力作用而破壞其定位。圖6-2中的螺桿 8(與圓柱銷合成一個(gè)零件)、螺母 7 和開口墊圈 6 構(gòu)成夾緊裝置。 3. 夾具體夾具體是夾具

8、的基體和骨架,通過它將夾具所有元件構(gòu)成一個(gè)整體。如圖6-2中的件 3 。 以上這三部分是夾具的基本組成部分,也是夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。 4. 對(duì)刀或?qū)蜓b置對(duì)刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對(duì)于定位元件的正確位置。圖6-2中鉆套 1 和鉆模 板 2 組成導(dǎo)向裝置,確定了鉆頭軸線相對(duì)定位元件的正確位置。 5. 連接元件 連接元件是確定夾具在機(jī)床上正確位置的元件。圖6-1 中3 的底面為安裝基面,保證了鉆套1 的軸線垂直于鉆床工作臺(tái)以及圓柱銷 5 的軸線平行于鉆床工作臺(tái)。因此,夾具體可兼作連接元件。車床夾具上的過渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。 6.其它裝置或元件 根據(jù)加工需要,有些夾具分別采用分度

9、裝置、靠模裝置、上下料裝置、頂出器和平衡塊等。這些元件或裝置也需要專門設(shè)計(jì)。 圖6-3表示了工件與夾具各組成部分,及工件通過夾具組成部分部分與機(jī)床、刀具間相互聯(lián)系。 6.2 工件定位方法及定位元件在設(shè)計(jì)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí),工藝人員根據(jù)加工要求已經(jīng)選擇了各工序的定位基準(zhǔn)和確定了各定位基準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)限制的自由度,并將它們標(biāo)注在工序簡(jiǎn)圖或其它工藝文件上。夾具設(shè)計(jì)的任務(wù)首先是選擇和設(shè)計(jì)相應(yīng)的定位元件來實(shí)現(xiàn)上述定位方案。 為了分析問題的方便,引入“定位基面“的概念。當(dāng)工件以回轉(zhuǎn)表面(如孔、外圓等)定位時(shí),稱它的軸線為定位基準(zhǔn),而回轉(zhuǎn)表面本身則稱為定位基面。與之相對(duì)應(yīng),定位元件上與定位基面相配合(或接觸)的表面稱為限位基面,它的理論軸線則稱為限位基準(zhǔn)。如工件以圓孔在心軸上定位時(shí),工件內(nèi)孔稱

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