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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1.1.安装在车床主轴上的夹具安装在车床主轴上的夹具 这这类类夹夹具具中中，除除了了各各种种卡卡盘盘、花花盘盘、顶顶尖尖等等通通用用夹夹具具或或机机床床附附件件外外，还还可可根根据据加加工工需需要要设设计计各各种种心心轴轴或或其其它它专专用用夹夹具具，加工时夹具随同机床主轴一起旋转，刀具作进给运动。加工时夹具随同机床主轴一起旋转，刀具作进给运动。2.2.安装在车床
2、床鞍上的夹具安装在车床床鞍上的夹具 对对于于某某些些形形状状不不规规则则和和尺尺寸寸较较大大的的工工件件，常常常常把把夹夹具具安安装装在在车车床床床床鞍鞍上上。刀刀具具安安装装在在车车床床主主轴轴上上作作旋旋转转运运动动，夹夹具具作作进给运动。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。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）夹具的主要类型一、车床（磨床）夹具的主要类型安装在车床主轴上的夹具安装在车床主轴上的夹具：这类夹具工作时随主轴一起旋转，刀具作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：进给运动。根据其结构的差异又可分
3、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。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。较小。顶尖类车床夹具顶尖、卡箍、拨盘顶尖类车床夹具顶尖、卡箍、拨盘 花盘式车床夹具花盘式车床夹具 角铁式车床夹具角铁式车床夹具 圆盘式车床夹具圆盘式车床夹具 复习：心轴类
4、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f6h6r6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：卡盘类车床夹具复习：卡盘类车床夹具图图四爪卡盘装夹工件四爪卡盘装夹工件图三爪卡盘a)顺爪顺爪b)顺爪顺爪c)反爪反爪d)三爪卡盘与顶尖配合使用三爪卡盘与顶尖配合使用图图用三爪卡盘装夹工件的方法用三爪卡盘装夹工件的
5、方法复习：顶尖类车床夹具顶尖、卡箍、拨盘复习：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。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，要注意平衡。这类夹具不对称，要注意平衡。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
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、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。圆盘式和定心式等。1.1.角铁式夹具角铁式夹具2 2.圆盘式车床夹具圆盘式车床夹具 3.3.定心夹紧夹具定心夹紧夹具 1.1.角铁式夹具角铁式夹具v在在车车床床上上加加工工壳壳体体、支支座座、杠杠杆杆、接接头头等等零零件件的的回回转转表表面面及及端端面面时时，由由于于零零件件形形状状较较复复杂杂，难难以以装装夹夹在在通通用用卡卡盘盘上上，因因而而须须设设计计专专用用夹夹具具。这这种种夹夹具具的的夹夹具具
7、体体呈呈角角铁铁状状，故故称称其其为为角角铁铁式式车车床夹具。床夹具。v 如如图图5-15-1所所示示为为角角铁铁式式车车床床夹夹具具。工工件件以以一一面面两两孔孔为为定定位位基基准准在在夹夹具具的的定定位位支支承承板板和和一一个个圆圆柱柱销销及及一一个个菱菱形形销销上上定定位位，用用两两个个钩钩形形压压板板夹夹紧紧。被被加加工工表表面面是是孔孔和和端端面面，为为了了便便于于在在加加工工过过程程中中检检验验所所加加工工端端面面的的尺尺寸寸和和被被加加工工孔孔与与定定位位基基准准面面的的角角度度，靠靠近近加加工工面面处处设设计计有有测测量量基基准准面面及工艺孔。夹具体及工艺孔。夹具体4 4上的基
8、准圆上的基准圆A A是找正圆。是找正圆。如图如图5-15-1所示所示为角铁式车床夹具为角铁式车床夹具勾形压板过渡盘v圆圆盘盘式式车车床床夹夹具具的的基基本本特特征征式式夹夹具具体体为为一个大圆盘形零件。一个大圆盘形零件。v在在圆圆盘盘式式夹夹具具上上加加工工的的工工件件一一般般形形状状比比较较复复杂杂。工工件件的的定定位位基基准准多多数数是是用用圆圆柱柱面面与与其其垂垂直直的的端端面面，因因而而夹夹具具对对工工件件多多数也是端面定位和轴向夹紧的。数也是端面定位和轴向夹紧的。2.圆盘式车床夹具圆盘式车床夹具如图如图5-265-26所示所示为齿轮泵体的工序图为齿轮泵体的工序图2 2.圆盘式车床夹具
9、圆盘式车床夹具 如图如图5-265-26所示所示为齿轮泵体的工序图。为齿轮泵体的工序图。图图5-275-27所示所示为加工齿轮泵体为加工齿轮泵体上两个上两个3535孔所使用的花盘式专用夹具。工件以端面孔所使用的花盘式专用夹具。工件以端面A A、7070外圆表外圆表面及小孔面及小孔99内圆表面为定位基准，在转盘内圆表面为定位基准，在转盘2 2的的N N面、圆孔面、圆孔70 70 和削和削边销边销4 4上定位，用两副螺旋压板上定位，用两副螺旋压板5 5夹紧。转盘夹紧。转盘2 2则由两副螺旋压板则由两副螺旋压板6 6压压紧在夹具体紧在夹具体1 1上。当加工好其中的一个上。当加工好其中的一个35 35
10、 孔后，拔出对定销孔后，拔出对定销3 3并松并松开两副螺旋压板开两副螺旋压板6 6，将转盘连同工件一起回转，将转盘连同工件一起回转180180，对定销即在弹，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二个3535孔。专用夹具利用夹具体上的止口孔。专用夹具利用夹具体上的止口E E通过过渡盘上的凸缘与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车床主轴联接，安装夹具时按找正圆K K（代表夹具的回转轴线）校正代表夹具的回转轴线）校正夹具与车床主轴的同轴度。夹具与车床主轴的同轴度。图图5-275-27所示
11、所示为加工齿轮泵体上两个为加工齿轮泵体上两个3535孔所使用的圆盘式专用夹具孔所使用的圆盘式专用夹具螺旋压板补充：定心夹紧夹具补充：定心夹紧夹具 对对于于回回转转体体工工件件或或以以回回转转体体表表面面定定位位的的工工件件可可以以采采用用定定心心夹夹紧紧夹夹具具。常常见见的的有有弹弹簧簧套套筒筒、液液性性塑塑料料定定心心夹夹紧紧夹夹具具等等。如如图图5-45-4所示所示夹具。夹具。如图如图5-4液性塑料定心夹紧夹具液性塑料定心夹紧夹具补充：图5-5典型车床组合夹具v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三、车床夹具的结构特点 1.1.定位装置定位装置 在在车车床床上上加加工工
12、回回转转表表面面时时，要要求求工工件件加加工工面面的的轴轴线线与与车车床床主主轴轴的的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置，必须保证这一点。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。2.2.夹紧装置夹紧装置 由由于于车车削削时时工工件件和和夹夹具具一一起起随随主主轴轴作作旋旋转转运运动动，故故在在加加工工过过程程中中，工工件件除除受受切切削削扭扭矩矩的的作作用用外外，整整个个夹夹具具还还受受到到离离心心力力的的作作用用，转转速速越越高高离离心心力力越越大大，会会影影响响夹夹紧紧机机构构产产生生的的夹夹紧紧效效果果，此此外外，工工件件定定位位基基准准的的位位置置相相对对于于切
13、切削削力力和和重重力力的的方方向向来来说说是是变变化化的的。因因此此，夹夹紧紧机机构构所所产产生生的的夹夹紧紧力力必必须须足足够够，自自锁锁性性能能要要好好，以以防防止止工工件件在在加加工工过过程程中中脱离定位元件的工作表面。脱离定位元件的工作表面。3.3.车床夹具与机床主轴的联接车床夹具与机床主轴的联接 车床夹具与机床主轴的联接精度对夹具的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，其在机床主轴根据车床夹具径
14、向尺寸的大小，其在机床主轴 上的安装一般有两种方式：上的安装一般有两种方式：（1 1）对于径向尺寸）对于径向尺寸D140mmD140mm，或，或DD（2323）d d的小型的小型 夹具，其联接结构夹具，其联接结构如图如图5-28a5-28a所示所示。（2 2）对于径向尺寸较大的夹具，用过渡盘连接，过）对于径向尺寸较大的夹具，用过渡盘连接，过 渡盘的结构渡盘的结构如图如图2-28b2-28b、c c所示所示。对于径向尺寸对于径向尺寸D D 140mm140mm，或，或 D D （2323）d d的小的小型夹具，其联接结构型夹具，其联接结构如图如图5 528a28a所示所示。4.4.找正孔或找正圆
15、找正孔或找正圆 在在车车床床夹夹具具的的夹夹具具体体上上一一般般应应设设置置有有找找正正孔孔或或找找正正圆圆，如如图图5-15-1和和图图5-275-27所所示示。找找正正孔孔或或找找正正圆圆既既是是车车床床夹夹具具在在车车床床主主轴轴上上安安装装时时，保保证证车车床床夹夹具具与与车车床床主主轴轴同同轴轴度度的的找找正正基基准准，也也是是车车床床夹夹具具装装配配时时的的装装配配基基准准，还还常常常常是是夹具体本身加工过程中的工艺基准。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，在车床夹具的夹具体上一般应设置有找正孔或找正圆，如图如图5-15-1和图和图5-3
16、5-3所示所示5.5.平衡措施平衡措施 车车床床夹夹具具应应消消除除回回转转不不平平衡衡所所引引起起的的振振动动现现象象。平平衡衡措措施施有有两两种种，一一种种是是在在较较轻轻的的一一侧侧加加平平衡衡块块（配配重重块块），其其位位置置距距离离回回转转中中心心越越远远越越好好，一一种种是是在在较较重重的的一一侧侧加加工工减减重重孔孔，其其位位置置距距离离回回转转中中心心越越近近越越好好。平平衡衡块块的的位位置置和和重重量最好可以调节。量最好可以调节。为为使使操操作作安安全全，夹夹具具上上尽尽可可能能避避免免有有尖尖角角或或突突出出夹夹具具体体圆形轮廓之外的元件，必要时回转部分外面应加防护罩。圆形
17、轮廓之外的元件，必要时回转部分外面应加防护罩。v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：4852HRCm=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、铣二、铣床床夹夹具具v1.铣床夹具的主要类型v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。v按照铣
18、削时的进给方式，通常将铣床夹具分为三类：v1）直线进给式v2）圆周进给式v3）沿曲线靠模进给式v其中，直线进给式铣床夹具用得最多。v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。v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）直线进给铣夹具直线进给铣夹具单工位夹具单工位夹具多工位夹具多工位夹具v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
19、的数目，它可分为单工位夹具和多工位夹具。v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）直线进给铣夹具直线进给铣夹具单工位夹具单工位夹具多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
20、端面铣槽与单件加工相比：多件装夹工时减少；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v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。v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）圆周进给铣夹具圆周进给铣夹具（图5-32）图5.9 圆周进给式铣床夹具工作原理1转台
21、 2夹具 3粗铣刀 4精铣刀v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）。v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。v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。直线进给、圆周进给两种。3）靠模进给的铣夹具靠模进给的铣夹具v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。v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。v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。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
22、滑座滚柱f靠模板回转台滑座滚柱v4.铣夹具的设计特点铣夹具的设计特点v（图3-37）v1定向键定向键为了与机床准确装配，须用定向键确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。定夹具与机床的相对位置。v2对刀装置对刀装置v当不允许直接用工件进行试切对刀时，可用对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。元件叫对刀装置。3-383-383-393-39返回连杆铣槽夹具设计X6132要求：卧式铣床卧式铣床参数单位X6132工作台尺寸mm1320*320T型槽数目/宽度/间距mm3-18-70工作台最大承重kg500