《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課件 模塊6 機(jī)床專用夾具的設(shè)計(jì)過程

各類機(jī)床專用夾具《機(jī)械制造基礎(chǔ)》12車床夾具鉆床夾具3鏜床夾具4銑床夾具5數(shù)控機(jī)床夾具一、車床夾具包括用于各種車床、內(nèi)外圓磨床等機(jī)床上安裝工件用的夾具。主要用于加工旋轉(zhuǎn)表面及端面。一、車床夾具1、心軸式車夾具（1）頂尖式心軸圖6-1-1頂尖式心軸包括用于各種車床、內(nèi)外圓磨床等機(jī)床上安裝工件用的夾具。主要用于加工旋轉(zhuǎn)表面及端面。一、車床夾具1、心軸式車夾具（2）錐柄式心軸圖6-1-2錐柄式心軸包括用于各種車床、內(nèi)外圓磨床等機(jī)床上安裝工件用的夾具。主要用于加工旋轉(zhuǎn)表面及端面。一、車床夾具2、圓盤式車夾具圖6-1-3具有聯(lián)動(dòng)壓板的圓盤車夾具工件是以孔及端面為基準(zhǔn)在定位件上定位，用三個(gè)聯(lián)動(dòng)的鉤形壓板夾緊的。包括用于各種車床、內(nèi)外圓磨床等機(jī)床上安裝工件用的夾具。主要用于加工旋轉(zhuǎn)表面及端面。一、車床夾具3、角鐵式車夾具圖6-1-4角鐵式車夾具1工件以一平面、一孔和一外圓面為基準(zhǔn)，在定位平面、一個(gè)銷和活動(dòng)V形塊上定位，壓板轉(zhuǎn)上來夾緊工件，V形塊也有夾緊作用。包括用于各種車床、內(nèi)外圓磨床等機(jī)床上安裝工件用的夾具。主要用于加工旋轉(zhuǎn)表面及端面。一、車床夾具3、角鐵式車夾具圖6-1-5角鐵式車夾具2工件以一平面和兩孔為基準(zhǔn)在夾具傾斜的定位面和兩個(gè)銷子上定位，用兩只鉤形壓板夾緊。車床夾具特點(diǎn)一、車床夾具⑴因?yàn)檎麄€(gè)車夾具是隨機(jī)床主軸一起回轉(zhuǎn)的，所以要求它結(jié)構(gòu)緊湊，輪廓尺寸盡可能小，重量輕，而且其重心盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，以減少慣性力和回轉(zhuǎn)力矩。⑵應(yīng)有平衡措施，消除回轉(zhuǎn)不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)現(xiàn)象。⑶與主軸端連接部分有較準(zhǔn)確的圓柱孔（或圓錐孔），其結(jié)構(gòu)形式及尺寸規(guī)格，隨使用的機(jī)床而異。⑷為使夾具使用安全，盡可能避免帶有尖角或凸出部分，必要時(shí)回轉(zhuǎn)部分外面要加防護(hù)罩。二、鉆床夾具二、鉆床夾具⒈固定模板式鉆模

圖6-1-6固定模板式鉆模工件以端面、內(nèi)孔、槽為基準(zhǔn)，在夾具心軸和圓柱銷單位，用墊圈螺母夾緊。二、鉆床夾具2.覆蓋式鉆模

圖6-1-7覆式鉆模（1）覆式鉆?！蓪@模板“覆”在工件上或裝于工件中，定位件與鉆套均裝在鉆模板上，這時(shí)工件通常都是直接放置在機(jī)床工作臺(tái)上，而鉆模就利用本身定位件在工件上的定位基準(zhǔn)面上定位。二、鉆床夾具2.覆蓋式鉆模

圖6-1-8蓋式鉆模（2）蓋式鉆模——蓋式鉆模的鉆模板是個(gè)活動(dòng)的蓋板，可和鉆夾具本體用定位銷相組合或用鉸鏈連接。二、鉆床夾具3.翻轉(zhuǎn)式鉆模

圖6-1-9鉆八個(gè)孔的箱式鉆模1-夾具體2-定位板3-鉆套4-開口墊圈5-螺母6-V形墊塊7-螺紋軸整個(gè)夾具可以和工件一起翻轉(zhuǎn)，用以加工不同方向的孔。可分為箱式、半箱式和支柱式。二、鉆床夾具⒋回轉(zhuǎn)式鉆模圖6-1-10帶分度裝置的回轉(zhuǎn)式鉆模1、4-螺母2-分度盤3-定位軸

5-分度銷用來加工沿圓周分布的許多孔（或許多徑向孔）。一種是利用分度裝置使工件變更工位；另一種是每一個(gè)孔都使用一個(gè)單獨(dú)的鉆套，依靠這些鉆套來決定刀具對(duì)工件的位置。二、鉆床夾具⒌滑柱式鉆模圖6-1-11手動(dòng)的滑柱式鉆模1-底座2-定位支承釘3-圓柱銷4-壓柱5-壓柱體6-螺塞7-快換鉆套8-襯套9-定位圓錐結(jié)構(gòu)已經(jīng)通用化和規(guī)格化，不必使用單獨(dú)的夾緊裝置，操作迅速，所以在生產(chǎn)中使用廣泛。使用這類鉆模時(shí)，應(yīng)注意滑柱的配合間隙。二、鉆床夾具⒌滑柱式鉆模圖6-1-12滑柱式鉆模二、鉆床夾具鉆套的類型（1）固定鉆套（2）可換鉆套（3）快換鉆套二、鉆床夾具鉆套的類型（4）特種鉆套三、鏜床夾具三、鏜床夾具1、鏜模6-1-13鏜模

1－支架2－鏜套3、4－定位元件5、8－壓板6－夾緊螺釘7－可調(diào)支承9－鏜模底座10－鏜桿11－浮動(dòng)接頭三、鏜床夾具2、鏜套類型（1）固定式鏜套（2）回轉(zhuǎn)式鏜套外形尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、制造簡單，易保證鏜套中心位置的準(zhǔn)確，因與鏜桿之間有摩擦，主要用于低速加工。

隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，適于鏜桿在較高速度條件下工件。a、b外滾式：軸承安裝在鏜套外，鏜桿與鏜套有相對(duì)軸向移動(dòng)，無相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)c、d內(nèi)滾式：軸承安裝在鏜套內(nèi)，鏜桿與鏜套無相對(duì)軸向移動(dòng)，有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。四、銑床夾具四、銑床夾具銑床夾具包括用在各種銑床、平面磨床上的夾具，工件安裝在夾具上隨同機(jī)床工作臺(tái)一起作送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。6-1-14多工位回轉(zhuǎn)式夾具四、銑床夾具圖6-1-15加工殼體的銑床夾具1-夾具體2-支承板3-壓板4-螺母5-對(duì)刀塊6-大圓柱銷7-球頭釘8-鉸接板9-螺桿10-菱形銷11-定向鍵四、銑床夾具圖6-1-16定向鍵及其連接銑床夾具的安裝銑床夾具在銑床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，所以在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定向鍵。圖6-1-17夾具體上的耳座四、銑床夾具圖6-1-18利用對(duì)刀裝置對(duì)刀銑床夾具的對(duì)刀裝置銑床夾具在工作臺(tái)上安裝好以后，還要調(diào)整銑刀對(duì)夾具的相對(duì)位置，以便于進(jìn)行定距加工。五、數(shù)控機(jī)床夾具五、數(shù)控機(jī)床夾具1、對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具的要求（1）能實(shí)現(xiàn)在一次安裝后進(jìn)行多個(gè)表面的加工，避免刀具干涉。（2）要保證夾緊可靠，同時(shí)又要避免產(chǎn)生夾緊變形。（3）采用多件加工，提高效率。（4）裝卸工件方便，輔助時(shí)間盡量短。（5）數(shù)控夾具要考慮數(shù)控加工的其他特點(diǎn)。五、數(shù)控機(jī)床夾具2、數(shù)控機(jī)床常用的夾具（1）數(shù)控車床上的通用夾具。如卡盤、花盤等。（2）數(shù)控銑床和加工中心加工中小型零件，使用機(jī)用虎鉗。（3）壓板-T形螺釘或彎板安裝工件。（4）拼裝夾具，是用元件和合件裝配而成的夾具。小結(jié)1、能夠分析車床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；2、理解數(shù)控夾具的特點(diǎn)，正確選用數(shù)控機(jī)床夾具。《機(jī)械制造基礎(chǔ)》專用夾具設(shè)計(jì)的全過程《機(jī)械制造基礎(chǔ)》12設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作擬定夾具結(jié)構(gòu)方案3對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行精度分析和估算4夾具總圖設(shè)計(jì)5夾具總圖上的尺寸和技術(shù)要求的標(biāo)注6繪制夾具零件圖一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作專用夾具設(shè)計(jì)是以機(jī)械加工工序卡片上所規(guī)定的定位基準(zhǔn)、夾緊位置和工序要求作依據(jù)的。一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作⑴了解工件情況、工序要求和加工狀態(tài)⑵了解所用機(jī)床、刀具等的情況⑶了解生產(chǎn)批量和對(duì)夾具的需用情況⑷了解夾具制造車間的生產(chǎn)條件和技術(shù)現(xiàn)狀⑸準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)夾具用的各種標(biāo)準(zhǔn)、工廠規(guī)定、典型夾具圖冊和相關(guān)夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料等。以成批生產(chǎn)連桿為例，說明夾具設(shè)計(jì)的具體方法步驟。一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作圖6-2-1連桿銑八槽工序圖槽寬10槽深3.2槽位置45°二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案⒈工件的定位方案圖6-2-2銑連桿槽的定位方案理論需限制的自由度：6個(gè)選擇定位元件：一面兩銷變更工位方案：兩個(gè)相差為90度菱形銷二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案2.工件的夾緊方案圖6-2-3銑連桿槽的夾緊方案夾緊作用點(diǎn)：大孔端面夾緊力方向：向下夾緊機(jī)構(gòu)：手動(dòng)螺旋壓板二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案3.刀具的對(duì)刀或?qū)б桨笀D6-2-4對(duì)刀方案直角對(duì)刀塊塞尺二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案4.夾具體結(jié)構(gòu)，夾具在機(jī)床上的安裝方式圖6-2-5銑連桿八槽的夾具總圖三、對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行精度分析和估算三、對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行精度分析和估算

論證能否保證工件被加工表面的位置精度要求，從而可以斷定所擬方案是否合理。同時(shí)也可發(fā)現(xiàn)方案中的薄弱環(huán)節(jié)，以便進(jìn)一步修改方案和采取某些措施。對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行精度分析和估算，要涉及到定位、夾緊、分度、引導(dǎo)以及夾具制造的技術(shù)要求等。四、夾具總圖設(shè)計(jì)四、夾具總圖設(shè)計(jì)夾具總圖圖形大小的比例盡量取1:1，如工件過大可用1:2或1:5，過小可用2:1的比例?？倛D中的視圖應(yīng)盡量少。主視圖盡量選與操作者正對(duì)的位置。⒈總圖設(shè)計(jì)的步驟——先用雙點(diǎn)劃線把工件在加工位置狀態(tài)的形狀繪制在圖紙上，然后依次制定定位、夾緊裝置和夾緊件、刀具的對(duì)刀或?qū)б?、夾具本體及各個(gè)連接件等。⒉對(duì)總圖設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)要求1）設(shè)計(jì)定位件、夾緊件、刀具導(dǎo)引件等元件時(shí)，盡量多采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。2）為操作方便和防止將工件裝反，可設(shè)置止動(dòng)銷、障礙銷。五、夾具總圖上的尺寸和技術(shù)要求的標(biāo)注五、夾具總圖上的尺寸和技術(shù)要求的標(biāo)注⒈夾具總圖上標(biāo)注的五類尺寸⑴夾具的輪廓尺寸——即夾具的長、寬、高尺寸。⑵定位元件上定位表面的尺寸以及各定位表面之間的尺寸。⑶定位表面到對(duì)刀件或刀具導(dǎo)引件間的位置尺寸，及導(dǎo)引件間的位置尺寸⑷主要配合尺寸。⑸夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸——指夾具在機(jī)床上安裝時(shí)有關(guān)的尺寸，確定夾具在機(jī)床上的正確位置。⒉夾具上主要元件之間的位置尺寸公差?yuàn)A具上主要元件之間的尺寸應(yīng)取工件相應(yīng)尺寸的平均值。一般是按工件相應(yīng)公差的1/2~1/5取值的，有時(shí)甚至還取得更嚴(yán)些。它的取值原則是既要精確，又要能夠?qū)崿F(xiàn)，以確保工件加工質(zhì)量。六、繪制夾具零件圖六、繪制夾具零件圖

對(duì)于夾具上的零件，要分別繪制其工件圖，并規(guī)定相應(yīng)的技術(shù)要求。

夾具體一般都是非標(biāo)準(zhǔn)件，也是夾具上尺寸最大，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜和承受負(fù)荷也最大的元件，需自行設(shè)計(jì)和制造，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如下要求：⑴夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以防受力后發(fā)生變形⑵夾具體安裝需穩(wěn)定，故夾具體重心必須要低⑶夾具體要結(jié)構(gòu)緊湊、形狀簡單、裝卸工件方便并盡可能使其重減輕⑷夾具體要便于排屑⑸夾具體要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于制造、裝配和使用⑹夾具體制造方法的選擇要能保證加工精度，同時(shí)要考慮降低成本六、繪制夾具零件圖1.鑄造夾具體（圖a）工藝性好，可以鑄出各種復(fù)雜的外形，且抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性都較好。2.焊接夾具體（圖b）

易于制造，生產(chǎn)周期短，成本低，重量輕。

缺點(diǎn)是焊接產(chǎn)生的熱變形和殘余應(yīng)力對(duì)精度影響較大。3.裝配夾具體（圖c）很有發(fā)展前途，選用標(biāo)準(zhǔn)毛坯件或標(biāo)準(zhǔn)零件組裝而成，可大為縮