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1、內(nèi) 容 提 要 為保證工件某工序的加工要求，必須 使工件在機床上相對 刀具的切削或成形運動處于準(zhǔn)確的相對位置 ， 必須 通過一定 的裝置把工件固定保持在準(zhǔn)確定位的位置上 。 內(nèi)容主要包括 ： (1)基本定位元件對工件的定位； (2) 定位誤差的分析與計算； (3)夾緊力及夾緊裝置設(shè)計的一般原則； (4)常用的夾緊機構(gòu) ; (5)機床夾具的基本要求和設(shè)計步驟 第三節(jié) 機床夾具設(shè)計 機 床 夾 具 概 述 3.1 機床夾具概述 3.1.1 機床夾具的分類 機床夾具按通用化程度可分為兩大類。 第一類 通用夾具 只需調(diào)整或更換少量零件就可用于裝夾不同的工件 。如 三 爪、四爪卡盤、頂尖、平口鉗 等。
2、通用夾具的 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ，適用用于大批量生產(chǎn)，也適用于 單 件小批生產(chǎn) 。 機 床 夾 具 的 分 類 及 作 用 第二類 專用夾具 專用夾具 是專門為某工件的某工序設(shè)計和制造的專用夾具 , 其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、操作迅速方便 ， 專用夾具適用于產(chǎn)品固定 的成批或大量生產(chǎn)中 。 3.1.2 夾具的作用和組成 夾具組成 .wmv 下面以 鉆床夾具 和 銑床夾具 為例進(jìn)行分析。 3.1.2.1 夾具的作用 (1)可以縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率 (2)易于保證加工精度的穩(wěn)定 (3)可擴大機床的使用范圍 (4)可以減輕勞動強度，保證安全生產(chǎn) L 1 工件 圖6 .1 鉆床夾具 2 3 1 4 5 6 7
3、1 - 快換鉆套； 2 -導(dǎo) 向套； 3- 鉆模板； 4 - 開口墊圈； 5 - 螺母； 6 - 定位銷； 7 - 夾具體 夾 具 的 組 成 機 床 夾 具 的 組 成 夾 具 的 組 成 3.1.2.2 夾具的組成 (1)定位元件： 與工件的 定位基準(zhǔn) 相 接觸 ，確定工件在夾 具中的正確位置。 (2)夾緊裝置： 切削時使工件在夾具中保持既定位置。 (3)對刀元件 ： 用于確定夾具與刀具的相對位置。 (4)夾具體： 聯(lián)接夾具各元件及裝置 (5)其它元件及裝置： 有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有 分度機構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等。 任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是 保證工件加工精度
4、的關(guān)鍵，目的是使工件“定準(zhǔn)、夾 牢”。 機 床 夾 具 的 組 成 六 點 定 位 原 理 3.2 定位元件 討論： 定位元件的結(jié)構(gòu)和尺寸主要取決于什么？ 定位元件在夾具中的布置，既要符合 六點定位原理 ，又 要能保證工件 定位的穩(wěn)定性 。 4.2.1 定位元件的主要技術(shù)要求和常用材料 要求： 定位精度、粗糙度值、耐磨性、硬度和剛度。 常用材料： 低碳鋼 如 20鋼或 20Cr鋼，工件表面經(jīng)滲碳淬火，硬 度 HRC55 65。 高碳鋼 如 T7、 T8、 T10等，淬硬至 HRC55 65。 此外也有用 中碳鋼 如 45鋼，淬硬至 HRC43 48。 定 位 元 件 3.2.2固定式定位元件
5、支承釘 用于小平面未加工或已加工表面的定 位。 如 圖 (a)平頂支承釘 ，適用于 己加工表面 的定位； (b) 圓頂支承釘 ，適用于 毛坯面 定位，以減小裝夾誤 差，但支撐釘容易磨損和壓傷工件基準(zhǔn)面； (c) 花紋頂面支承釘 ，用于工件的 側(cè)面 定位，增大摩 擦系數(shù)，但清除切屑不方便； (d) 帶襯套支承釘 ，批量大、磨損快時使用，便于拆 卸。 定 位 元 件 h d H h 圖6-8 (a) (b) (c) (d) 支承釘尾部與基體孔的配合： 過盈配合： H7/r6 或 H7/n6 加中間套 (可換 )：套與夾具體上孔為過盈配合，套 與支承釘尾部可選過渡配合 H7/js6 支承釘布置原則
6、： 三點：組成的平面面積盡可能大 二點：距離盡可能長 一點：應(yīng)與切削力方向?qū)?yīng) 定 位 元 件 支承板 一般用作精 基準(zhǔn)面較大 時的定位元件 。 如圖 。 (a) 平板式支承板 ，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但不易清除落入 沉頭螺 釘孔 內(nèi)的碎屑； (b) 臺階式支承板 ，裝夾螺釘?shù)钠矫娴陀谥С忻?3 5mm，克 服了不易清屑的缺點，但結(jié)構(gòu)不緊湊； (c) 斜糟式支承板 ，在支承面上開兩個斜糟為固定螺釘用，使 清屑容易又結(jié)構(gòu)緊湊。 不論采用支承釘或支承板作為定位元件，裝人夾具體后， 為使各支承面在一個水平面內(nèi)，應(yīng)再 修磨 一次 。 ( a ) ( b ) ( c ) 圖6.9 支撐板 定 位 元 件 應(yīng)用
7、場合： 用于難以用支承釘布置成合適的、穩(wěn)定的 定位中。 工件剛度不足 ，定位面又小 ,并且切削力不能恰好作 用在支承上。圖 (a) 薄板上鉆孔 ，支隨釘使工件變形。圖 (b) (a) (b) 不宜用三個釘支承定位的情況 承受較大力 的場合，保護 精加工表面。 方便安裝 ： 如側(cè)面支承板 取代兩支承釘， 可避免長死。 定 位 元 件 定位銷 既用平面又用與平面相垂直的圓柱孔 定位的工件 。 圖示 是幾種常用的圓柱型定位銷。 圖 (a)、 (c) 固定式定位銷 ，結(jié)構(gòu)簡單，采用 H7/r6與 夾具體直接配合； 圖 (b)、 (d) 帶村套的可換式定位銷 ，用于大批量生產(chǎn) ; 圖 (e) 可換的支承
8、墊圈銷 ，用于凸肩端面易磨損的場 合，可以在銷子未裝入之前，將墊圈支承面與其它 支承面磨成同一平面。 ( b ) ( a ) ( c ) ( d ) ( e ) 圖6.10 幾種常用圓柱型定位銷 定 位 元 件 定 位 元 件 在加工套筒類工件時，也常用錐形定位銷， 如圖 所 示， (a)用于粗基準(zhǔn)， (b)用于精基準(zhǔn)。 在加工箱體工件時，往往采用 一平面及與該平 面垂直的兩孔為定位基準(zhǔn) 。定位元件則為 一平面、 一短圓柱銷及一短的削角銷 ， 如圖所 示 。削角銷的 截面形狀， 見圖所示 。 v6缸體夾具 .flv視頻播放 ( a ) ( b ) 圖6.11 錐形定位銷 定 位 元 件 z x
9、 圖6.12 削角銷的應(yīng)用 定 位 元 件 圖6.13 削角 銷的截面形狀 b d B b ( a ) ( b ) 定 位 元 件 定位心軸 用于以內(nèi)孔表面為定位基準(zhǔn)的工件， 如套筒、盤類等 。 心軸的結(jié)構(gòu) 如圖所示 ，其中 (a)是圓柱心軸 ， (b)是花鍵心軸 ，與孔的配合常 采用 H7/h8或 H7/g6； (c)為錐心軸 ，其錐度一般為 1/1500 1/2000，用 于磨削或精車。 v形塊 用于以外圓表面為定位基準(zhǔn)的工件 。 如圖所示 v形塊用銷子及螺釘緊固在夾具體上， 工件外圓中心對中于兩斜面的對稱軸線上?；鶞?zhǔn) 面較大時可選用 圖示 的結(jié)構(gòu)，其中 (b)用于粗基準(zhǔn)； (a) (c)
10、用于精基準(zhǔn)。 圖6.14 定 位心軸 1 2 3 4 1- 傳動部分； 2- 定位部分；3-開 口墊圈；4-螺母 1:15 00 1:20 00 0. 8 ( a ) ( b ) ( b ) 定 位 元 件 D c c h H 圖6.15 V形塊典型結(jié)構(gòu) 25 ( a ) ( b ) ( c ) 圖6.16 長V形塊定位元件 定 位 元 件 定 位 元 件 3.2.3 可調(diào)式定位元件 主要用于粗基準(zhǔn)定位 。 如圖所 示 。 3.2.4 輔助式支承元件 為了增加工件的剛性和穩(wěn)定性，但又要避免過定位，此時 經(jīng)常采用輔助支承 ，如 圖所 示 (a)、 (b)為旋出式輔助支承， (a)結(jié)構(gòu)簡單，但會損
11、傷工件 定位面，帶動工件轉(zhuǎn)動而破壞定位； (b) 支承只做上下運動， 避免了上述缺點。 (c)是彈力式輔助支承，靠彈簧的彈力使支承與工件表面 接觸，并可鎖緊； (d)是推力式輔助支承，推動楔塊頂起支承，通過漲緊進(jìn) 行鎖緊。 一般輔助支承是在工件定位后才參與工作，故不起定位作用。 1 2 2 1 1 2 圖 6 . 17 可調(diào) 式定位元件 1 - 支撐釘； 2 -螺母 ； 定 位 元 件 5 5 5 ( a ) ( b ) ( c ) 1 定 位 元 件 輔助支承的作用 0+TA A3 1 2 緒 論 定 位 元 件 3.2.5 浮動式定位支承 采用浮動式支承可以 增加與工件的接觸點，提 高剛度，又可避免過定位 。 隨工件定位基準(zhǔn)面位置的變化而自動與之相適 應(yīng)， 如圖所示 。 (a)是兩點浮動式支承； (b)、 (c)是三點浮動支承； (d)是杠桿式浮動支承； (e)是斜面式浮動支承。 上述各種浮動支承，只限制工件一個方向自由 度，起一個支承點的作用。 ( a ) ( b ) ( c ) ( e )( d ) 圖 6 . 19 浮動 式定位支撐 緒 論 定 位 元 件 定位元件所限制的自由度數(shù)，與定位元 件的形式、數(shù)量及其布置情況有關(guān)。 表所 示 列舉了各種定位元件所能限制的自由度 數(shù)。
單元三夾具組成和定位元件
