第六章 典型夾具的設計

第六章典型夾具的設計第一節(jié)鉆床夾具第二節(jié)鏜床夾具第三節(jié)銑床夾具第四節(jié)其他機床夾具簡介機床夾具可以看作機床的附件。夾具可以增強或拓展機床的功能，使通用機床具有一定的專用機床的屬性。機床類型往往決定了機床夾具設計，不同類型機床的夾具設計各具特點。下面著重介紹常見的鉆床夾具設計、車床夾具設計、鏜床夾具設計以及銑床夾具設計。第一節(jié)鉆床夾具

在鉆床上鉆孔常采用劃線法加工，其生產(chǎn)效率和加工精度較低，故當生產(chǎn)批量較大時，常使用專用鉆床夾具。在鉆床夾具上，一般都裝有一定尺寸的鉆套，用以確定定位元件距刀具的位置，故習慣上稱為鉆模。通過鉆套引導刀具進行加工。使用鉆床夾具加工的優(yōu)點：易于保證被加工孔對其定位基準和各孔之間的位置精度；有助于提高刀具系統(tǒng)的剛度，防止鉆頭在切入后引偏；并有利于提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度。此外，由于不需劃線和找正，工序時間大為縮短，顯著提高了工作效率。1.鉆床夾具的類型鉆床夾具一般分為固定式、翻轉(zhuǎn)式、可移式，回轉(zhuǎn)式、蓋板式和滑柱式等類型：(1)固定式鉆模

在立鉆上鉆一個孔或在搖臂鉆床上鉆平行孔系的孔，常用固定鉆模，這種夾具穩(wěn)固，可鉆較大的孔。(2)翻轉(zhuǎn)式鉆模

翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具用于工件連同夾具不超過10kg重的小型零件加工，特別適用多方向的孔系加工。(3)可移動式模鉆

可移動式模鉆用于在單軸立式鉆床上，鉆削工件同一表面上的多個孔。一般工件和加工孔徑都不大，屬于小型夾具。移動方式有兩種：一種是自由移動；另一種是使用專門設計的導軌和定程機構(gòu)來控制移動的方向和距離。(4)回轉(zhuǎn)式鉆模

加工工件需要均勻布于軸線四周的孔常采用回轉(zhuǎn)式鉆模。(5)蓋板式鉆模

加工大型工件局部位置的孔系常常采用只有鉆模板的蓋板式鉆模。然后按其上鉆套孔位置鉆削工件所需加工的孔。這類夾具結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但生產(chǎn)率不高。(6)滑柱式鉆模

滑柱式鉆模是一種通用可調(diào)夾具，其結(jié)構(gòu)特點是鉆模板裝在可升降的滑柱上的鉆模?；姐@模的定位元件、夾緊元件和鉆套等可根據(jù)工件不同進行更換，而滑柱式鉆模的其它部分可保持不變。滑柱式鉆模適用于小型零件生產(chǎn)。2.鉆套鉆套是引導孔加工刀具的元件，其作用是確定刀具相對夾具定位元件的位置，引導鉆頭等孔加工刀具，提高其剛性，防止刀具在加工中發(fā)生偏斜。按鉆套的結(jié)構(gòu)和使用情況，可分為固定式、可換式、快換式和特殊鉆套，其前三種均已標準化。固定式鉆套結(jié)構(gòu)已經(jīng)標準化圖3.53(a)、3.53(b)為固定式鉆套的兩種形式。鉆套外徑以H7/n6配合直接壓入鉆模板的孔中。固定式鉆套多用于中小批生產(chǎn)，使用過程不需要更換鉆套的場合。固定式鉆套結(jié)構(gòu)簡單，可獲得較高精度。圖3.53(c)為可換式鉆套。當生產(chǎn)量較大，使用過程中需要更換磨損了的鉆套時，可使用這種鉆套?？蓳Q式鉆套裝在襯套中，襯套按H7/n6的配合壓入夾具體內(nèi)，可換式鉆套外徑與襯套內(nèi)徑一般采用H7/g6或H7/h6的配合，并用螺釘加以緊固，以防止在加工過程中鉆頭與鉆套內(nèi)徑摩擦而使鉆套發(fā)生轉(zhuǎn)動，或退刀時隨刀具抬起。圖3.53(d)為快換式鉆套。在一次安裝中順序進行鉆、擴、鉸孔，需要使用不同內(nèi)徑的鉆套來引導刀具。使用時，只要將鉆套逆時針方向轉(zhuǎn)過一個角度，使得螺釘?shù)念^部剛好對準鉆套上的缺口，然后往上一拔，就可取下鉆套。圖示為幾種特殊結(jié)構(gòu)的鉆套。圖a用于加深底面孔的加長鉆套；圖b用于加工曲面上的孔；圖c用于加工間距很小的孔。3．鉆模板用于安裝鉆套的板叫鉆模板，鉆模板與夾具體的連接方式有固定式，鉸鏈式，可折式和懸掛式等幾種。第二節(jié)鏜床夾具鏜床也是采用刀具回轉(zhuǎn)加工方式，因此鏜床夾具的重要特征是具有鏜桿導向裝置，被稱為鏜套，一般稱為鏜模。在鏜床夾具中，鏜套要安裝在鏜模支架上，鏜模支架連接在夾具體上。鏜床夾具設計的關(guān)鍵在設計鏜套結(jié)構(gòu)及其位置布置。

1．鏜套鏜套分為固定式鏜套和回轉(zhuǎn)式鏜套等類型。固定式鏜套結(jié)構(gòu)與鉆套類似，鏜套被固定安裝在夾具鏜模支架上，不能隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動，因此，在鏜削過程中，鏜桿在鏜套中既有軸向的相對移動，又有較高的相對轉(zhuǎn)動。鏜套容易摩擦磨損而失去引導精度，只適用于線速度v＜0.3m／s的低速情況下使用。回轉(zhuǎn)式鏜套結(jié)構(gòu)較為復雜，包含有滑動軸承或滾動軸承，鏜套在鏜孔過程中隨同鏜桿一起回轉(zhuǎn)，因此鏜套內(nèi)壁與鏜桿沒有相對轉(zhuǎn)動，從而減少鏜套內(nèi)壁的磨損和發(fā)熱，可長期維持其引導精度，比較適合于高速鏜孔，一般應用于孔徑較大、線速度v＞0.3m／s的場合。2．鏜套導向支架的布置鏜套導向支架的布置指的是鏜套相對于鏜刀的位置分布。按照鏜套相對刀具分布位置的不同，鏜模導向裝置的布置方式可分為單套前引導、單套后引導、雙套單向引導、前后單套引導和前后雙套引導等五種結(jié)構(gòu)形式。夾具設計時應根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、孔的位置及孔徑大小和孔深比等來選擇鏜模導向裝置的布置方式。3．鏜床夾具設計關(guān)鍵(1)鏜床夾具設計須注意鏜刀從鏜套中穿過時的刀具引入問題。避免破壞已調(diào)整好的鏜刀或碰傷已加工表面。(2)為了防止受力變形影響孔的加工精度和孔系位置精度，鏜模導向支架上不允許設計夾緊機構(gòu)等。第三節(jié)銑床夾具1、銑床夾具的主要類型專用銑床夾具是生產(chǎn)中應用很廣泛的一種夾具。在銑削過程中，多數(shù)銑床夾具與機床工作臺一起作進給運動的。銑床夾具的整體結(jié)構(gòu)在很大程度上取決于銑床的工作方式、工件加工表面特征等。按照銑削的進給方式，銑床夾具可分為：直線進給式銑床夾具、圓周進給式銑床夾具和仿形進給式銑床夾具等。按在夾具同時裝夾的工件數(shù)量，銑床夾具可分為單件加工銑床夾具和多件加工銑床夾具等。按夾具的工位數(shù)量，銑床夾具可分為單工位銑床夾具、雙工位銑床夾具和多工位銑床夾具等。2．定位鍵銑床夾具底面上常常裝有定位鍵，定位鍵可用來確定夾具相對機床進給方向的正確位置。3.對刀元件為迅速確定刀具相對夾具的相對位置，銑削夾具常使用對刀元件。它由對刀塊及塞尺組成，如圖3.55所示。當對刀具要求高或夾具不便設置對刀元件時，也可以采用試切法或接樣板對刀。4.銑床夾具設計關(guān)鍵由于銑削時切削力較大，且為不連續(xù)切削，易產(chǎn)生振動，因此銑床夾具應具有足夠的強度和剛度，應使工件的加工表面盡可能地靠近工作臺面，以降低夾具重心。通常夾具體的高度與寬度之比限制在H/B≤1～1.5范圍內(nèi)。根據(jù)實際情況還設置必要的加強筋，以提高夾具的剛性和抗振性。銑床夾具一般設置對刀裝置，方便對刀操作。設置定位鍵，保證工件、機床、刀具等之間的位置精度銑床夾具往往固定在工作臺上使用，一般采用T形螺栓利用工作臺T形槽固定。銑床夾具側(cè)面一般設置兩個U形口，U形口中心和定向鍵中心與工作臺T形槽相一致。此外，銑削加工時切屑較多，夾具應有足夠的排屑空間。清理切屑要安全方便，并注意切屑的流向。第四節(jié)車床夾具相比較，車床夾具較簡單，有較多夾具實現(xiàn)了通用化和標準化。典型的車床夾具如以外圓定位的車床夾具如卡盤、卡頭；以內(nèi)孔定位的車床夾具如各類心軸；以中心孔定位的車床夾具如各類頂尖、撥盤等。車床夾具設計主要特點是由于夾具裝在機床主軸上并帶動工件回轉(zhuǎn)，因此夾具設計需要關(guān)注回轉(zhuǎn)中心的同軸問題和平衡問題，特別是零件不是回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)時，平衡問題更為突出。一般地，車床夾具設計