典型機床夾具設計說明書ppt課件

典型機床夾具設計,知識點1.車床夾具設計2.銑床夾具設計3.鉆床夾具設計4.鏜床夾具設計,教學重點、難點【重點】車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具的設計方法。【難點】車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具的設計方法。,第一節(jié)車床夾具設計,一、車床夾具的基本類型安裝在車床主軸上的夾具：各種卡盤、頂尖、各種心軸或其它專用夾具。加工時夾具隨機床主軸一起旋轉，切削刀具作進給運動。三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤撥動頂尖心軸式,圓盤式角鐵式花盤式適用于形狀復雜的大型工件需要平衡配重通過過渡盤與主軸頭端連接安裝在滑板或床身上的夾具：用于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，刀具安裝在車床主軸上作旋轉運動，夾具作進給運動。,三爪自定心卡盤,四爪單動卡盤,撥動頂尖,撥爪頂尖,錐堵心軸裝夾,心軸裝夾,角鐵式車床夾具,花盤式車床夾具,二、車床夾具的設計特點1、工件均為回轉體，夾具隨機床主軸一起旋轉，因此要求夾具結構緊湊、輪廓尺寸盡可能小、重量盡可能靠近回轉軸線，以減少慣性力和回轉力矩。,車床夾具與主軸的連接,2、轉速高，必須考慮平衡、夾緊力大小、元件剛度和強度、操作安全等問題，注意消除不平衡引起的振動現(xiàn)象3、與機床的聯(lián)接視具體情況而定，通常有較準確的圓柱孔或圓錐孔。4、夾具帶動工件旋轉，不允許工件相對主軸位移。5、為使夾具使用安全，應盡可能避免帶有尖角或凸出部分，必要時要加防護罩。,三、車床夾具設計要點車床夾具的主要特點是夾具與機床主軸聯(lián)接，工作時由機床主軸帶動其高速回轉。因此在設計車床夾具時除了保證工件達到工序的精度要求外，還應考慮：（1）夾具的結構應力求緊湊輕便懸臂尺寸短，使重心盡可能靠近主軸。,（2）夾具應有平衡措施，消除回轉的不平衡現(xiàn)象，以減少主軸軸承的不正常磨損，避免產(chǎn)生振動及振動對加工質量和刀具壽命的影響。平衡重的位置應可以調節(jié)。（3）夾緊裝置除應使夾緊迅速、可靠外，還應注意夾具旋轉的慣性力不應使夾緊力有減小的趨勢，以防回轉過程中夾緊元件松脫。,（4）夾具上的定位、夾緊元件及其他裝置的布置不應大于夾具體的直徑；靠近夾具外緣的元件，不應該有突出的棱角，必要時應加防護罩。（5）車床夾具與主軸聯(lián)接精度對夾具的回轉精度有決定性的影響。因此回轉軸線與車床主軸軸線要有盡可能高的同軸度。,（6）當主軸有高速轉動、急剎車等情況時，夾具與主軸之間的聯(lián)接應該有防松裝置。（7）在加工過程中，工件在夾具上應能用量具測量。切屑能順利排出或清理。車床專用夾具的設計要點也適用于圓磨床夾具。,第二節(jié)銑床夾具設計,一、銑床類夾具的特點1、用途：適用于銑床。2、特點：工件安裝在夾具上隨同機床工作臺一起作送進運動銑削為斷續(xù)切削，沖擊、振動大，夾緊力要求較大,夾具要有足夠的剛度和強度，本體應牢固地固定在機床工作臺上銑削加工效率高，工件安裝應迅速，要有快速對刀元件,二、銑床夾具的構造主要由夾具體、定位板、夾緊機構、對刀塊、定向鍵等組成,三、銑床夾具的主要類型,1、直線進給式銑床夾具,多件裝夾的銑床夾具1-工件2-定位V型塊3-側向夾緊螺釘,2、圓周進給銑床夾具,3、仿形銑床夾具,四、銑床夾具的設計1、銑床夾具的安裝：主要依靠定向鍵和百分表校正來提高安裝精度。定位鍵的結構尺寸已標準化，應按銑床工作臺的T形槽尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺T形槽的配合為H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應力求最大。,定位鍵,夾具體底部耳座,2、銑床夾具的對刀裝置：由對刀塊、（平、圓）塞尺等組成,3、銑床專用夾具的設計要點1）由于銑銷過程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，切削力較大而方向隨時都可能在變化。所以夾具應有足夠的剛性和強度，夾具的重心應盡量低，夾具的高度與寬度之比應為11.25，并應有足夠的排屑空間。2）夾緊裝置要有足夠的強度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能，一般在銑床夾具上特別是粗銑，不宜采用偏心夾緊。,3）夾緊力應作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸剛度要大。當從側面壓緊工件時，壓板在側面的著力點應低于工件側面支承點。4）為了調整和確定夾具與銑刀的相對位置，應正確選用對刀裝置，對刀裝置在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應在銑刀開始切入工件的一端。,5）切屑和冷卻液應能順利排出，必要時應開排屑孔。6）為了調整和確定夾具與機床工件臺軸線的相對位置，在夾具體的底面應具有兩個定向鍵，定向鍵與工作臺型槽宜用單面貼合，當工作臺型槽平整時可采用圓柱銷，精度高的或重型夾具宜采用夾具體上的找正基面。由于刨床夾具的結構和動作原理與銑床夾具相近，故其設計要點可參照上述內容。,鉆床夾具簡稱鉆模。這類夾具主要是用來保證被加工孔的位置精度，還可用于某些鏜床、組合機床上。鉆模借助其上的鉆套引導刀具和工件之間的相對位置，提高了加工精度和生產(chǎn)率，在成批大量生產(chǎn)中，已廣泛采用鉆模來進行加工。,第三節(jié)鉆床夾具設計,一、鉆床類夾具的主要類型,鉆床夾具的種類繁多，根據(jù)工件的結構形狀，大小，被加工孔的分布情況和鉆模板的特點，一般分為固定式、回轉式、移動式、翻轉式、蓋板式和滑柱式等幾種類型。,1、固定式鉆模這類鉆模多為大型鉆模，一般在立鉆或搖臂鉆床上使用，加工工件上較大的孔或軸線相互平行（用搖臂鉆）的孔系，鉆模需要固定在機床工作臺。,固定式鉆模,2、回轉式鉆?；剞D式鉆模的結構形式按其轉軸的位置可分為立軸式，臥軸式和斜軸式三種。這類鉆模的引導元件鉆套，一般是固定不動的，為了實現(xiàn)工件在一次安裝中進行多工位加工的目的，鉆模一般采用回轉式分度裝置。當工件上的幾個被加工的孔，是軸線互相平行的軸向孔或是分布在圓柱面上的徑向孔時，使用回轉式鉆模是很方便的，即可保證加工精度，又可以提高生產(chǎn)效率。,回轉式鉆模,3、移動式鉆模移動式鉆模用在立式鉆床上，先后鉆銷工件同一表面上的多個孔，屬于小型夾具。移動的方法有兩種：一種式自由移動，另一種是定向移動，用專門設計的軌道和定程機構來控制移動的方向和距離。,移動式鉆模,4、翻轉式鉆模這類鉆模的特點就是整個工件和夾具可以一起翻轉，可以用來加工同方向的平行孔系，也可以用來加工不同方向的孔。這類鉆模是一種小型夾具，在操作過程中，需要用人工進行翻動，為了減輕工人的勞動強度，這類鉆模的總質量最好不要超過10KG，對于稍大一些的工件用翻轉鉆模時，必須設計專門的托架。支柱式鉆模是這類鉆模的典型結構之一，他用于鉆同方向上的孔系。結構特點是用四個支腳來支撐鉆模。,翻轉式鉆模,5、覆蓋式鉆模這類鉆模按結構特點上的不同，分為復式鉆模和蓋式鉆模兩種。復式鉆模的特點就是可將鉆模板“復”在工件上或裝在工件中。定位元件，夾緊元件和鉆套均裝在鉆模板上，以保證加工孔的位置精度。這類鉆模通常是利用工件上的一個與定位基準平面（上表面）平行的平面或工件的底平面，直接或間接地放在鉆床工作臺上，以支撐工件或模板。這樣鉆模除了鉆模板以外，不用設置專門的夾具體。,蓋式鉆模的鉆模板是活動的蓋板，他可以用定位銷的形式在鉆模體上確定其正確位置，也可以采用鉸鏈連接的方式確定鉆模板的正確位置。這種鉆模適用于工件以下部位定位，上部鉆孔的中小型零件的加工。采用蓋式鉆模的目的，主要是為了工件的裝卸方便。,蓋板式鉆模,6、滑柱式鉆?；姐@模是一種標準化，規(guī)格化的通用鉆模。鉆模體可以通用于較大范圍的不同工件。設計時，只需根據(jù)不同的加工對象設計相應的定位。夾緊元件。因此，可以簡化設計工作。另外，這種鉆模不需另行設計專門的夾緊裝置，夾緊工件方便，迅速，適用于不同類型的各種中小型零件的孔加工，生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應用較廣。,滑柱式鉆模,二、鉆床夾具的設計1、鉆模類型的選擇在設計鉆模時，首先需要根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，并考慮生產(chǎn)批量、工廠工藝裝備的技術狀況等具體條件來選擇夾具的結構類型。在選擇時，應注意以下幾點：加工孔徑大于10mm的中小型工件時，由于鉆銷扭矩大，宜采用固定式鉆模。,翻轉式和自由移動式鉆模適用于加工中小件，包括工件在內的總重量不宜100N。否則，應采用具有回轉式或直線分度裝置的鉆模。當加工幾個不在同心圓周上的平行孔系時，如工件和夾具的總重量不宜超過150N，宜采用固定式鉆模在搖臂鉆床上加工。,2、鉆套類型與設計鉆套又稱為導套，他的作用是確定刀具的位置和方向，即引導刀具進入正確的加工位置，并防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜，提高刀具的剛性，防止加工過程中的振動，從而保證工件的加工質量。由此可見，鉆套的選用和設計正確與否，直接影響工件的加工質量。鉆床夾具的設計主要考慮鉆套的設計。,1）鉆套的種類鉆套按結構和使用特點可分為以下四類固定鉆套可換鉆套快換鉆套特殊鉆套,a）、b）固定鉆套,（1）固定鉆套固定鉆套分為無肩鉆套和帶肩鉆套兩種形式。這種鉆套的外圓用H7/r6或H7/n6的過盈配合壓入鉆模板或夾具體的底孔內。,c）可換鉆套,（2）可換鉆套可換鉆套用H7/g5或H7/g6的間隙配合壓入襯套孔內，襯套外圓與鉆模板底孔的配合采用H7/n6或H7/r6的過盈配合。為了防止鉆套隨刀具轉動或被切削頂出，常用螺釘固緊?？蓳Q鉆套用于大批量生產(chǎn)中，由于鉆套外圓與襯套內孔采用間隙配合的關系，其加工精度不如固定式鉆套。,d）快換鉆套,（3）快換鉆套快換鉆套更換迅速，只要將鉆套逆時針轉動一下，即可從鉆模板中取出。他與襯套的配合采用H7/g6或H6/g5的間隙配合。適用于在一個工序中使用幾種刀具（指鉆，擴，鉸）依次連續(xù)加工的情況。,特殊鉆套,（4）特殊鉆套當工件的結構形狀或工序加工條件均不允許采用上述幾種標準鉆套時，就應視具體情況設計各種形式的特殊鉆套。,三、鉆床專用夾具的設計要點1、鉆模類型的選擇鉆模類型很多，在設計鉆模時，首先需要根據(jù)工件的形狀尺寸、重量、加工要求和批量來選擇鉆模的結構類型。選擇時注意以下幾點：1）被鉆孔直徑大于0時（特別是加工鋼件），宜采用固定式鉆模。2）翻轉式鉆模適用于加工中小件，包括工件在內的總重量不宜超過0。,3）當加工分布不在圓周上的平行孔系時，如工件和夾具的總重量超過5，宜采用固定鉆模在搖臂鉆床上加工。如生產(chǎn)批量大，則可在立式鉆床上采用多軸傳動頭加工。4）對于孔的垂直度和孔心距要求不高的中小型工件，宜優(yōu)先采用滑柱鉆模。如孔的垂直度公差小于0.1，孔距位置公差小于0.15時，一般不宜采用這類鉆模。,5）鉆模板和夾具體為焊接式的鉆模，因焊接應力不能徹底消除，精度不能長期保持，故一般在工件孔距公差要求不高時采用。6）孔距與孔和基面公差小于0.05時采用固定式鉆模。,2、鉆套的選擇和設計根據(jù)鉆套的結構有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套及特殊鉆套四種類型，分別適用不同情況。,鉆套設計主要指鉆套引導部分長度H的確定；鉆套底部與工件表面的距離s的確定；鉆套內徑的基本尺寸和公差的確定；鉆套孔中心線位置尺寸和公差的確定及鉆套材料和熱處理的選擇等。,1）鉆套引導部分長度H鉆套引導部分長度H由工件被加工孔的位置精度和深度，刀具的剛性和工件表面的形狀等因素決定。鉆套引導部分短，則引導性不好，降低引導精度；過長的話，則增加刀具與鉆套之間的摩擦，加速刀具和鉆套的磨損，降低使用壽命。,2）鉆套底部至工件表面間的距離S正確選擇鉆套底部至工件表面間的距離S，對保證加工質量和提高生產(chǎn)效率均有重要意義。鉆削鋼料時，如果s過小，帶狀切削不能及時排出，因而堵塞在工件與鉆套之間，當切削過多時，會將鉆套頂出，劃傷工件表面，甚至折斷鉆頭。但s過大的話，會使刀具的引偏量過大，降低加工精度。,3）鉆套內徑的基本尺寸和公差的確定鉆套的內徑與刀具間的配合間隙過大的話，直接影響工件上被加工孔的位置精度，間隙過小的話，又會加劇刀具與鉆套的磨損。因此，鉆套內徑的基本尺寸應等于所引導刀具的最大極限尺寸。,3、鉆模板的設計1）鉆模板分類：用以安裝鉆套的鉆模板，鉆模板多裝配在夾具體或支架上、與夾具上的其他元件相連接或與夾具體鑄成一體。按其與夾具體的連接方式的不同，可分為：（1）固定式鉆模板（2）可卸式鉆模板（3）鉸鏈式鉆模板（4）懸掛式鉆模板,（1）固定式鉆模板鉆模板與鉆模體作成一體；或將鉆模板固定在鉆模體上。因此，鉆模板上的鉆套相對與夾具體上的定位元件間的位置固定不變，從而使工件被加工孔的位置精度高。由于是固定式結構，對某些工件的裝卸將不夠方便。,（2）可卸式鉆模板鉆模板與夾具體分開而成為一個獨立的部分，工件在夾具中每裝卸一次，鉆模板也跟著裝卸一次。當鉆模板上設有定位元件和引導元件時，能保證被加工孔的位置精度；如果定位元件和引導元件做在夾具體上，則加工精度較低。,（3）鉸鏈式鉆模板鉆模板用鉸鏈裝在夾具體上，鉆模板可以繞鉸鏈軸翻轉。由于鉸鏈軸與孔間的配合間隙（一般采用H8/h7），所以他的精度不如固定式的鉆模板高。但裝卸工件方便。,（4）懸掛式鉆模板鉆模板通過刀導柱、彈簧與多軸傳動頭連接，懸掛在機床主軸上，并隨機床主軸往復運動。,2）設計模板時應注意以下幾點：（1）鉆模板上安裝鉆套的孔之間及孔與定位元件的位置應有足夠的精度。（2）鉆模板應具有足夠的剛度，以保證鉆套位置的準確性，但又不能做得太厚太重。注意布置加強筋以提高鉆模板的剛性。鉆模板一般不應承受夾緊力。（3）為保證加工的穩(wěn)定性，懸掛式鉆模板導桿上的彈簧力必須足夠，使模板在夾具上能維持足夠的定位壓力。如鉆模板本身重量超過0時，導桿上可不裝彈簧。,4、支腳設計,鉆模支腳的結構形式,設計支腳應注意：1）支腳必須設置四個，以便使鉆模安放穩(wěn)定，矩形支腳斷面寬度B和圓形支腳直徑D與工作臺T型槽的寬度b符合以下關系：。2）支腳布置應保證夾具重心鉆削軸向力落在支腳形成的支承面內。鉆套軸線與支腳形成的支承面垂直或平行。,第四節(jié)鏜床夾具設計,鏜床夾具的設計原理和設計要點,一、導向支架的布置鏜模的導向支架在布置上有多種形式，可分為：單面前導向：導向支架在刀具前方，鏜桿與機床主軸剛性連接。單面雙導向：兩個導向支架布置在工件的一側，鏜桿與機床主軸浮動連接。單面后導向：導向支架在刀具后方，鏜桿與機床主軸剛性連接。刀桿剛性好，加工精度高。,雙面單導向：導向支架分別裝在工件的兩側，鏜桿與機床主軸浮動連接。雙面雙導向：適用于專用雙面鏜床，效率高，在大批量生產(chǎn)中應用廣泛。中間導向：鏜桿長L鏜桿直徑d十倍時，應增加中間導向裝置，適用于安裝面敞開的工件。中間導向：當鏜桿懸伸量較大或L10d，且工件安裝面封閉時，應增加中間懸置的導向裝置。,二、鏜套設計鏜套有多種類型，通?？煞譃楣潭ㄊ胶突剞D式鏜套。1、固定式鏜套:外形尺寸小，結構簡單，同軸度好，適用于低速擴孔，鏜孔。,2、回轉式鏜套滑動軸承外滾式鏜套：徑向尺寸小，有較好的抗振性，適用于孔距較小，轉速不高的半精加工。滾動軸承外滾式鏜套：回轉精度稍低，但剛性好，適用于轉速高的粗加工和半精加工。立式滾動下鏜套：回轉精度低，但剛性好，專用于立式