第五節(jié)各類機(jī)床夾具

第五節(jié)各類機(jī)床夾具簡介一、車床夾具裝在車床主軸上回轉(zhuǎn)車床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)2、平衡3、定位4、安全花盤角鐵式車床夾具二、銑床夾具按工件的進(jìn)給，分三類(1)直線進(jìn)給式銑床夾具

這類夾具安裝在作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的銑床工作臺(tái)上(2)圓周進(jìn)給式銑床夾具用于立式圓工作臺(tái)銑床(3)靠模銑床夾具用在一般萬能銑床上加工成形曲面銑床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

1)銑床加工中切削力較大，振動(dòng)也較大，故需要較大的夾緊力，夾具剛性也要好。

2)借助對刀元件確定刀具相對夾具定位元件的位置，此裝置一般固定在夾具體上。

對刀元件由對刀塊和塞尺寸組成.圖a為對刀平塞尺，s=1～5mm，公差取h8；圖b為對刀圓柱塞尺，d=3～5mm，公差取h8。各種對刀塊使用銑成形面的特殊對刀塊3）借助定位鍵確定夾具在工作臺(tái)上的位置。4）降低加工輔助時(shí)間。(１)固定式鉆模三、鉆床夾具專用夾具

43φDL零件工序簡圖A-AB-B(２)滑動(dòng)式鉆模(3)回轉(zhuǎn)式鉆模(５)翻轉(zhuǎn)式鉆模(４)移動(dòng)式鉆模

用于加工小型工件不同方向上的孔，適合于中小批量工件的加工。由于加工時(shí)鉆模需要在工作臺(tái)上翻轉(zhuǎn)，因此夾具的重量不宜過重，一般應(yīng)小于10kg。加工Φ6以下孔時(shí)，由于切削力小，鉆模在鉆床工作臺(tái)上不用壓緊，直接用手扶持，甚為方便。(６)蓋板式鉆模鉆模坂鉆模坂分類：固定式、鉸鏈?zhǔn)?、可卸式、懸掛式鉆模板

夾具體

導(dǎo)柱

多軸傳動(dòng)頭

圖中鉆模板3由錐端緊定螺釘固定在導(dǎo)柱5上，導(dǎo)柱上部裝在多軸傳動(dòng)頭的導(dǎo)孔中，因此鉆模板就被懸掛起來。導(dǎo)柱的下端和夾具體6為間隙配合，以確定鉆模板對夾具體的相對位置，隨著多軸頭下降，鉆模板借助彈簧的壓力將工件壓緊。多軸頭繼續(xù)送進(jìn)鉆頭從導(dǎo)套孔伸出開始加工工件。鉆削完畢，鉆模板隨多軸頭上升，直至鉆頭退出工件，敞開了空間，使裝卸工件清除切屑十分方便。鉆套特殊鉆套第六節(jié)現(xiàn)代機(jī)床夾具一、隨行夾具一、隨行夾具二、組合夾具1234567891011121314151617181—加筋角鐵（2）2—槽用螺栓（6）3—平鍵（10）4—方形支承5—定位支承6—方形支承7—平墊圈8—六角螺母（8）9—槽用螺栓

10—鉆套螺釘11—快換鉆套12—鉆模板13—圓形定位銷14—工件15—方形支承16—角鐵17—壓緊螺釘18—基礎(chǔ)板組合夾具三、成組夾具零件工序簡圖43φDLLφD43φD43LφDL34φDL43φDL34KH1KH2KH3KH4成組夾具四、數(shù)控機(jī)床夾具數(shù)控加工用夾具的特點(diǎn)：（1）通用網(wǎng)格板夾具（2）真空夾具第七節(jié)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本步驟如圖所示,為鋼套鉆孔工序圖,工件材料為Q235A鋼,生產(chǎn)批量N=500件,需設(shè)計(jì)鉆φ5mm孔的夾具。1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集原始材料

需要加工的孔為φ5mm為未注公差尺寸，表面粗糙度Ra6.3um，孔與基準(zhǔn)面B的距離為20＋０.1mm，這三項(xiàng)要求不高。此外孔的中心線對基準(zhǔn)A的對稱度0.1mm。且外圓面φ30、孔φ20H7，總長尺寸均已加工過。本工序所使用的設(shè)備Z525立鉆。收集有關(guān)的原始資料，包括被加工零件的設(shè)計(jì)和工藝資料，即零件的設(shè)計(jì)圖，裝配該零件部件圖及該零件的工藝規(guī)程。收集機(jī)床、刀具、量具資料，及有關(guān)夾具設(shè)計(jì)資料。2.確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件

從所加工的孔位置尺寸20＋０.1mm及對稱度來看，該工序的工序基準(zhǔn)為端面B及φ20H7的孔。定位方案如圖,采用一臺(tái)階面加一個(gè)軸定位，心軸限制X、Y、Z，臺(tái)階面限制三個(gè)自由度X、Y、Z，故重復(fù)限制Y、Z，屬過定位。但由于工件定位端面B與定位孔φ20H7均精加工過，其垂直度要求比較高，另定位心軸及臺(tái)階端面垂直度要求更高，一般的要磨削加工。這種過定位是可以采用的。定位心軸在上部銑平，用來讓刀，避免鉆孔后的毛刺妨礙工件裝卸。

3.導(dǎo)向和夾緊方案，及其元件的設(shè)計(jì)

為了確定刀具相對于工件的位置，夾具上應(yīng)設(shè)置導(dǎo)引元件鉆套。由于只需鉆φ5這一個(gè)工步，且生產(chǎn)批量較小，所以我們采用固定式鉆套。鉆套安裝在鉆模板上，鉆模板采用固定式鉆模板，鉆模板與工件要留有排屑空間，便于排屑。由于工件的批量不大，宜用簡單的手動(dòng)夾緊裝置。如圖，采用帶開口墊圈的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，使工件裝卸迅速、方便。4.夾具體設(shè)計(jì)

夾具的定位、導(dǎo)引，夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確地安裝在機(jī)床上。圖采用鑄造夾具體的鋼套鉆孔鉆模。夾具體1的B面作為安裝基面，定位心軸2與夾具體1采用過渡配合，用鎖緊螺母把其夾緊在夾具體上，用防轉(zhuǎn)銷釘7保證定位心軸缺口朝上。鉆模板3與夾具體1用兩個(gè)螺釘，兩個(gè)銷釘連接。夾具裝配時(shí)，待鉆模板位置調(diào)整準(zhǔn)確后，再擰緊螺釘，然后配鉆，鉆鉸銷釘孔打入銷釘定位。此方案結(jié)構(gòu)緊湊，安裝穩(wěn)定，具有較好的抗壓強(qiáng)度和抗振性，但生產(chǎn)周期長，成本略高，型材夾具體的鉆模圖夾具體由盤1及套2組成，其是由棒料、管料等型材加工裝配而成。定位心軸安裝在盤1上，套2下部為安裝基面B，上部兼做鉆模板。套2與盤1采用過渡配合，并用三個(gè)螺釘7緊固，用修磨調(diào)整墊圈11的方法，保證鉆套的正確位置。此方案取材容易，制造周期短，成本較低，且鉆模剛度好，重量輕。ABCD42

5.夾具裝配總圖及尺寸標(biāo)注

在上述方案確定基礎(chǔ)上繪制夾具草圖，征求各方意見，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)，在方案正式敲定基礎(chǔ)上，繪制夾具總裝配圖。標(biāo)注尺寸及技術(shù)要求，根據(jù)其提供的方法及原理，可按下列步驟進(jìn)行標(biāo)注。

(1)標(biāo)注夾具輪廓尺寸

如圖所示，其最大輪廓尺寸（SL)為84mm（長），φ70mm(寬），60mm（高）。

(2)影響定位精度尺寸如圖所示，心軸與工件配合尺寸φ20H7/f6，該尺寸及公差影響定位精度，其公差選取按表選取。

繪制夾具總裝圖及零件圖

應(yīng)按國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)繪制，盡量采用1：1的比例，工件用雙點(diǎn)劃線繪制，并把工件視為透明體，盡量清楚表明夾具的定位原理及各元件的位置關(guān)系。夾具總圖繪制順序?yàn)椋汗ぜㄎ辉鷮?dǎo)引元件→夾緊裝置→其它裝置→夾具體→標(biāo)注必要尺寸公差及技術(shù)要求→編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄。對于夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件要按總圖提出要求，畫出零件圖，并標(biāo)注出全部尺寸，表面粗糙度、尺寸和形位公差、材料及熱處理和技術(shù)要求。夾具總圖上尺寸、公差和技術(shù)要求

1.夾具的外形輪廓尺寸這類尺寸表示夾具長、寬、高最大外形尺寸，對于活動(dòng)部分，應(yīng)表示其在空間的最大尺寸。這樣可避免機(jī)床、夾具、刀具發(fā)生干涉。如圖尺寸A為夾具最大輪廓尺寸。2．影響定位精度的尺寸這類尺寸表示工件定位表面與定位元件的定位工作面的配合尺寸和定位元件之間位置尺寸，其配合精度及位置尺寸公差對定位誤差產(chǎn)生很大的影響，一般是依據(jù)工件在本道工序的加工技術(shù)要求，并經(jīng)定位誤差驗(yàn)算后，方可進(jìn)行標(biāo)注。圖中B屬此類尺寸。

3.影響對刀精度的尺寸公差這類尺寸表示對刀元件或?qū)бc刀具之間的尺寸，表示對刀元件或?qū)бc定位元件之間的位置尺寸，導(dǎo)引元件之間位置尺寸。其作用是保證對刀精度。圖中C尺寸為該尺寸。

4.夾具與機(jī)床連接部分的聯(lián)系尺寸對于車床來說，夾具與車床的主軸端的聯(lián)接尺寸。對銑床來說，其是夾具定位鍵、U形槽與機(jī)床工作臺(tái)T形槽的聯(lián)接尺寸。其作用是保證機(jī)床的安裝精度。5.其它裝配尺寸

該尺寸屬于夾具內(nèi)部各組成連接副的配合，各組成元件之間的位置關(guān)系等。如圖中尺寸D就是此類尺寸。

元件名稱部位及配合襯套外徑與夾具體H7/r6或H7/n6支承釘與夾具體配合H7/r6或H7/n6固定支承釘與夾具體配合H7/r6或H7/n6與工件定位面配合H7/g6,H7/f6可換定位銷與襯套配合H7/h6表夾具常用元件配合及公差

(3)影響對刀精度的尺寸鉆套導(dǎo)向孔尺寸為φ5F7（φ5＋０．０２２＋０．０１０）mm。鉆頭尺寸為φ5h9（Φ5０－０．０３mm)，該尺寸確定查設(shè)計(jì)手冊。尺寸20.05±0.025及對稱度0.1，該尺寸的確定查設(shè)計(jì)手冊。(4)影響夾具精度的技術(shù)要求其表示對刀、導(dǎo)引元件相對夾具體的位置要求，定位元件相對夾具體的位置要求。如圖，鉆套孔軸線相對夾具體B面垂直度60：0.03，定位心軸相對于安裝基面B的平行度0.05mm，其取值是參照表所得。(5)其它裝配尺寸如圖，定位支撐心軸與夾具體配合尺寸φ14H7/r6，其配合及公差按表中選取。φ40H7/126，φ10H7/126也可參照表選擇。6.工件在夾具中加工精度分析

本工序的主要加工要求是：尺寸20+0.1mm，對稱度為0.1mm，其加工誤差影響因素如下所述。

(1)定位誤差△D

對于20+0.1mm來說，由于B面既是工序基準(zhǔn)又是定位基準(zhǔn)，所以△D=0。對于對稱度0.1來說，其定位誤差為工件定位孔與定位心軸配合的最大間隙。工件定位孔的尺寸為Φ20H7（φ20＋0.021mm），定位心軸的尺寸為φ20f6（φ20－0.020－0.033mm)。△D=Xmax=(0.021+0.033)mm=0.054mm(2)導(dǎo)引誤差△T

如圖，鉆模板底孔至定位元件尺寸公差δL1=0.05mm，鉆模板底孔相對定位心軸線對稱度δL2=0.03mm,由于工件被加工的孔較淺，刀具的引偏量即為刀鉆頭與鉆套的最大配合間隙Xz。鉆套導(dǎo)向孔尺寸為φ5F7（φ5＋0.022＋0.010mm），鉆頭尺寸為φ5h9(０－0.03mm),則Xz=0.052mm，尺寸20+0.1mm導(dǎo)引誤差為：△T1=對稱度0.1mm導(dǎo)引誤差為：△T2===0.06mm(3)夾具誤差△J影響20+0.1mm,夾具誤差為導(dǎo)向孔對安裝基面的垂直度△Jt為0.03mm,影響對稱度0.1mm的夾具誤差仍為導(dǎo)向孔對安裝基面的垂直度△J2=0.03mm，由于上節(jié)里已考慮鉆模板底孔相對定位心軸對稱度，其與垂直度在公差上兼容，只需計(jì)算其中較大一項(xiàng)即可，由于上節(jié)已考慮對稱度，且對稱度與垂直度公差值相等，所以可不考慮垂直度，即△J2=0。

(4)加工方法誤差△G

取加工尺寸公差δk的1/3。對于尺寸20+0.1，加工方法誤差△G1=0.033,對于對稱度0.1，其加工方法誤差同樣也為△G2=0.033。由于夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，即△A=0，總加工誤差∑△和精度儲(chǔ)備Jc的計(jì)算見表。由計(jì)算結(jié)果可知，該夾具能保證加工精度，并有一定精度儲(chǔ)備。加工要求誤差計(jì)算誤差名稱

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