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1、项目五 各类机床夹具设计,一、车床夹具二、铣床夹具三、钻床夹具四、镗床夹具,CA6140 普通卧式车床,一、车床（磨床）夹具的类型与特点,一、车床（磨床）夹具的类型与特点,1.安装在车床主轴上的夹具 这类夹具中，除了各种卡盘、花盘、顶尖等通用夹具或机床附件外，还可根据加工需要设计各种心轴或其它专用夹具，加工时夹具随同机床主轴一起旋转，刀具作进给运动。2.安装在车床床鞍上的夹具 对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装在车床床鞍上。刀具安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作进给运动。这里主要介绍应用最为广泛的安装在车床主轴上的夹具。,一、车床（磨床）夹具的主要类型,安装在车床主轴上的夹具：
2、这类夹具工作时随主轴一起旋转，刀具作进给运动。根据其结构的差异又可分为：心轴类车床夹具以内孔为定位基准，外圆、端面需要加工的工件，多以心轴类车床夹具进行加工。卡盘类车床夹具用卡盘类车床夹具加工的零件，大都是回转体或对称零件，因而卡盘类车床夹具的结构基本上是对称的，回转时的不平衡影响较小。顶尖类车床夹具顶尖、卡箍、拨盘 花盘式车床夹具 角铁式车床夹具 圆盘式车床夹具,复习：心轴类车床夹具 静配合圆柱心轴,图 静配合心轴1-传动部分；2-定位部分；3-导向部分,f6,h6,r6,图 心轴装夹工件 a)圆柱心轴装夹工件 b)圆锥心轴装夹工件,(2)动配合圆柱心轴，工件以内孔在心轴上动配合H7/g6定
3、位，通过开口垫圈、螺母夹紧。,一般心轴是以两顶尖孔装在车床前后两顶尖上，用拨叉或卡箍传递动力,基孔制间隙配合,（3）小锥度心轴,图 圆锥心轴安装工件的接触情况,复习：心轴类车床夹具,复习：卡盘类车床夹具,图 四爪卡盘装夹工件,图 三爪卡盘,a)顺爪 b)顺爪 c)反爪 d)三爪卡盘与顶尖配合使用 图 用三爪卡盘装夹工件的方法,复习：顶尖类车床夹具顶尖、卡箍、拨盘,a)用拨盘两顶尖安装工件 b)用三卡代替拨盘安装工件 图 两顶尖安装工件,花盘式车床夹具,这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意
4、平衡。,图 花盘装夹工件 a)花盘上装夹工件；b)花盘与弯板配合装夹工件 1-垫铁；2-压板；3-压板螺钉；4-T形槽；5-工件；6-弯板；7-可调螺钉；8-配重铁；9-花盘,二、专用车床夹具的典型结构,车床夹具按工件定位方式不同分为：角铁式、圆盘式和定心式等。1.角铁式夹具2.圆盘式车床夹具 3.定心夹紧夹具,1.角铁式夹具,在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转表面及端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。如图5-1所示为角铁式车床夹具。工件以一面两孔为定位基准在夹具的定位支承板和一个圆柱销及一个菱形销
5、上定位，用两个钩形压板夹紧。被加工表面是孔和端面，为了便于在加工过程中检验所加工端面的尺寸和被加工孔与定位基准面的角度，靠近加工面处设计有测量基准面及工艺孔。夹具体4上的基准圆A是找正圆。,如图5-1所示为角铁式车床夹具,勾形压板,过渡盘,圆盘式车床夹具的基本特征式夹具体为一个大圆盘形零件。在圆盘式夹具上加工的工件一般形状比较复杂。工件的定位基准多数是用圆柱面与其垂直的端面，因而夹具对工件多数也是端面定位和轴向夹紧的。,2.圆盘式车床夹具,如图5-26所示为齿轮泵体的工序图,2.圆盘式车床夹具,如图5-26所示为齿轮泵体的工序图。图5-27所示为加工齿轮泵体上两个35孔所使用的花盘式专用夹具。
6、工件以端面A、70外圆表面及小孔9内圆表面为定位基准，在转盘2的N面、圆孔70 和削边销4上定位，用两副螺旋压板5夹紧。转盘2则由两副螺旋压板6压紧在夹具体1上。当加工好其中的一个35 孔后，拔出对定销3并松开两副螺旋压板6，将转盘连同工件一起回转180，对定销即在弹簧力作用下插入夹具体上另一分度孔中，再夹紧转盘后即可加工第二个35孔。专用夹具利用夹具体上的止口E通过过渡盘上的凸缘与车床主轴联接，安装夹具时按找正圆K（代表夹具的回转轴线）校正夹具与车床主轴的同轴度。,图5-27所示为加工齿轮泵体上两个35孔所使用的圆盘式专用夹具,螺旋压板,补充：定心夹紧夹具 对于回转体工件或以回转体表面定位的
7、工件可以采用定心夹紧夹具。常见的有弹簧套筒、液性塑料定心夹紧夹具等。如图5-4所示夹具。,如图5-4 液性塑料定心夹紧夹具,补充：图5-5 典型车床组合夹具,适用于新产品试制和多品种小批量生产,三、车床夹具的结构特点,1.定位装置 在车床上加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置，必须保证这一点。2.夹紧装置 由于车削时工件和夹具一起随主轴作旋转运动，故在加工过程中，工件除受切削扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用，转速越高离心力越大，会影响夹紧机构产生的夹紧效果，此外，工件定位基准的位置相对于切削力和重力的方向来说是变化的。因此，夹紧机构所
8、产生的夹紧力必须足够，自锁性能要好，以防止工件在加工过程中脱离定位元件的工作表面。,3.车床夹具与机床主轴的联接,车床夹具与机床主轴的联接精度对夹具的 回转精度有决定性的影响。因此，要求夹具的 回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度 根据车床夹具径向尺寸的大小，其在机床主轴 上的安装一般有两种方式：（1）对于径向尺寸D140mm，或D（23）d的小型 夹具，其联接结构如图5-28a所示。（2）对于径向尺寸较大的夹具，用过渡盘连接，过 渡盘的结构如图2-28b、c所示。,对于径向尺寸D 140mm，或 D（23）d的小型夹具，其联接结构如图528a所示。,4.找正孔或找正圆,在车床夹具的夹具体
9、上一般应设置有找正孔或找正圆，如图5-1和图5-27所示。找正孔或找正圆既是车床夹具在车床主轴上安装时，保证车床夹具与车床主轴同轴度的找正基准，也是车床夹具装配时的装配基准，还常常是夹具体本身加工过程中的工艺基准。,在车床夹具的夹具体上一般应设置有找正孔或找正圆，如图5-1和图5-3所示,5.平衡措施,车床夹具应消除回转不平衡所引起的振动现象。平衡措施有两种，一种是在较轻的一侧加平衡块（配重块），其位置距离回转中心越远越好，一种是在较重的一侧加工减重孔，其位置距离回转中心越近越好。平衡块的位置和重量最好可以调节。为使操作安全，夹具上尽可能避免有尖角或突出夹具体圆形轮廓之外的元件，必要时回转部分
10、外面应加防护罩。,作业：,工艺路线：锻造毛坯预先热处理粗车半精车精车（心轴）中检齿形加工（滚齿）倒棱清洗、去毛刺高频淬火修正精基准（磨内孔、两端面）齿形精加工（珩齿）清洗、去毛刺终检入库,材料：40Cr齿部高频淬火：4852HRC,m=2，Z60（精度等级8-FL）,项目五 各类机床夹具设计,一、车床夹具二、铣床夹具三、钻床夹具四、镗床夹具,普通卧式铣床,立式铣床,二、铣 床 夹 具,1.铣床夹具的主要类型 铣床夹具主要用于加工零件上的平面、沟槽、缺口、花键以及成形面等。由于铣削切削力大，又是断续切削，易引起振动，因此要求夹紧力大，受力元件强度、刚度高，且自锁性能好。按照铣削时的进给方式，通常
11、将铣床夹具分为三类：1）直线进给式 2）圆周进给式 3）沿曲线靠模进给式 其中，直线进给式铣床夹具用得最多。,这类夹具安装在铣床工作台上，随工作台一起作直线进给运动。按照在夹具上一次装夹工件的数目，它可分为单工位夹具和多工位夹具。图5-7为单工位加工铣夹具。在卧式铣床上加工分离叉4的两个内侧面。工件以锥头顶销2和柱头定位销5及右支座6的端面在孔中定位限制5个自由度；工件背面靠在支承板上，形成完全定位。拧紧螺母夹紧工件。,1）直线进给铣夹具,单工位夹具,多工位夹具,返回,图5-7 单工位加工铣夹具,这类夹具安装在铣床工作台上，随工作台一起作直线进给运动。按照在夹具上一次装夹工件的数目，它可分为单
12、工位夹具和多工位夹具。多工位夹具广泛用于成批生产或大量生产的中、小零件加工。它可按先后加工，平行加工，或平行先后加工等方式设计铣床夹具，以节省切削的基本时间或使切削的基本时间重合。,1）直线进给铣夹具,单工位夹具,多工位夹具,（1）多件装夹的铣床夹具,图5.8 多件装夹的铣床夹具1工件2定位V型块3侧向夹紧螺钉,圆柱滚子端面铣槽,设计直线进给式铣夹具时，可从以下几方面着手提高生产率：,1）采用联动夹紧机构2）采用气压、液压等传动装置3）使装卸工件的时间与加工的机动时间重合,（2）多工位装夹的铣床夹具,铣连杆两端面,减少了夹具数量等,（3）双工位转台铣床夹具,圆柱滚子端面铣槽,与单件加工相比：多
13、件装夹工时减少；切入、切出行程时间减少，故提高了生产率,（4）料仓式铣床夹具：主要适用于成批生产的小型工件。,加工杠杆类零件的料仓式铣床夹具,圆周进给铣夹具用于回转工作台上装夹工件，由于在不停车的情况下连续装卸和加工，生产率很高。适用于大批大量生产。图5-32所示为在立式铣床上圆周进给铣拨叉的夹具，通过电动机、蜗轮副传动机构带动回转工作台6回转，夹具上可同时装夹12个工件，工件以一端的孔、端面及侧面在夹具的定位板、定位销2、挡销4上定位。由液压缸5驱动拉杆1。通过开口垫圈3夹紧工件。,2）圆周进给铣夹具（图5-32）,返回,图5.9 圆周进给式铣床夹具工作原理1转台 2夹具 3粗铣刀 4精铣刀
14、,带有靠模装置的铣床夹具，用于专用或通用铣床上加工各种成形面（直线、曲线和立体）。靠模夹具的作用是使主进给运动和由靠模获得的辅助运动合成加工所需要的仿形运动。按照主进给运动的运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给、圆周进给两种。,3）靠模进给的铣夹具,带有靠模装置的铣床夹具，用于专用或通用铣床上加工各种成形面。靠模夹具的作用是使主进给运动和由靠模获得的辅助运动合成加工所需要的仿形运动。按照主进给运动的运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给、圆周进给两种。,图5-34 机械式靠模铣床夹具,靠模板,滚柱滑座,铣刀滑座,滚柱,f,靠模板,回转台,滑座,滚柱,4.铣夹具的设计特点（图3-37）1 定向键为了与机床准确装配，须用定向键确定夹具与机床的相对位置。2 对刀装置 当不允许直接用工件进行试切对刀时，可用对刀装置对刀。用来调整刀具与夹具的相对位置的元件叫对刀装置。,3-37,返回,3-38,3-39,返回,连杆铣槽夹具设计,X6132,要求：,
