1、機械制造工藝學-6章課件6.1 機床夾具設(shè)計概述6.2 工件在機床夾具中的定位6.3 工件的夾緊6.4 各類機床夾具6.5 現(xiàn)代機床夾具目 錄6.1 機床夾具設(shè)計概述6.2 工件在機床夾具中的定位6.36.1 機床夾具設(shè)計概述6.1.1 機床夾具在機械加工中的作用 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。機床夾具在機械加工中起著十分重要的作用，歸納起來，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：擴大機床的使用范圍。 穩(wěn)定地保證工件的加工精度。提高勞動生產(chǎn)率。 改善操作者的勞動條件。降低成本。 123456.1 機床夾具設(shè)計概述6.1.1 機床夾具在機械加工中的作6.1.2 機床夾具的分類 1.按通用特性分1）

2、通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已經(jīng)標準化，且具有一定通用性的夾具，如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、機用平口虎鉗、萬能分度頭、磁力工作臺等。這類夾具適應(yīng)性強，不需調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀范圍內(nèi)的各種工件。 2）專用夾具 專用夾具是針對某一工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的夾具。其特點是針對性極強，沒有通用性。 6.1.2 機床夾具的分類 1.按通用特性分3）可調(diào)夾具 可調(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。 4）成組夾具 成組夾具是在成組加工技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類夾具。它是

3、根據(jù)成組加工工藝的原則，針對一組形狀相近的零件專門設(shè)計的，也是具有通用基礎(chǔ)件和可更換調(diào)整元件組成的夾具。與可調(diào)夾具相比，具有使用對象明確、設(shè)計科學合理、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整方便等優(yōu)點。 3）可調(diào)夾具5）組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具，并已商品化。標準的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具，夾具用完即可拆卸，留待組裝新的夾具。 6）自動線夾具 自動線夾具一般分為兩種：一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨著工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。 5）組合夾具2.按使用的機床分 機床夾具按使用的機床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具

4、、鏜床夾具、齒輪機床夾具、數(shù)控機床夾具、自動機床夾具以及其他機床夾具等。這是專用夾具設(shè)計所用的分類方法。設(shè)計專用夾具時，機床的組別、型別和主要參數(shù)均已確定。它們的不同點是機床的切削成形運動不同，故夾具與機床的連接方式不同，它們的加工精度要求也各不相同。3.按夾緊的動力源分 機床夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產(chǎn)，手動夾具應(yīng)有擴力機構(gòu)與自鎖性能。常用的機動夾具有氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。2.按使用的機床分6.1.3 機床夾具的組成 定位支承元件、夾緊裝置、連接定向工件、對刀元件或?qū)蛟?、夾具體以及其他裝

5、置 1.定位支承元件 定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支 承工件，其是夾具的主要功能元件之一。 圖6-1 銑床夾具1-夾具體 2-液壓缸 3-壓板 4-對刀塊 5-V形塊 6-定位銷 6.1.3 機床夾具的組成 定位支承元件圖6-2 鉆床夾具1螺釘； 2轉(zhuǎn)動墊圈； 3螺桿； 4定位法蘭； 5定位塊； 6鉆套； 7鉆模板； 8彈簧； 9螺母； 10手柄； 11夾具體圖6-2 鉆床夾具2.夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。3.連接定向元件 連接定向元件用于將機床夾具與機床連接并確定機床夾具相對于機床主軸、工作臺或?qū)к壍奈恢谩＼嚧矈A具所使

6、用的過渡盤，銑床夾具所使用的定位鍵和定向鍵屬于連接定向元件。4.對刀元件或?qū)蛟?對刀元件或?qū)蛟淖饔檬潜ＷC工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件。2.夾緊裝置5.夾具體 夾具體是夾具的基體骨架，可用來配置、安裝各夾具元件使之組成一個整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，其形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等。6.其他裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些機床夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機構(gòu)、電動扳手和平衡塊，以及標準化了的其他連接元件。5.夾具體 6.2 工件在機床夾具中的定位 1.自由度的概念 一個尚未定位的工件，其

7、位置是不確定的，這種工件位置的不確定性，通常稱為自由度。 在空間直角坐標系中，工件可沿x、y、z軸有不同的位置，也可以繞x、y、z軸回轉(zhuǎn)方向有不同的位置。 6.2.1 工件的定位原理稱為沿x、y、z軸線方向的移動自由度。 稱為繞x、y、z軸回轉(zhuǎn)方向的自由度。 6.2 工件在機床夾具中的定位 1.自由度的概念 2.六點定位原則 用一個支承點來限制工件的一個自由度，用合理設(shè)置的六個支承點，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是六點定位原則。 圖6-3 工件的六個自由度2.六點定位原則 圖6-3 工件的六個自由度圖6-4 圓柱形工件定位 圖6-4 圓柱形工件定位 注意點123定位

8、支承點是定位元件抽象而來的。定位支承點與工件定位基準面始終保持接觸，才能起到限制自由度的作用。分析定位支承點的定位作用時，不考慮力的影響。六點定位原則的注意點：注意點123定位支承點是定位元件抽象而來的。定位支承點與工件3.工件定位中的幾種情況 1）完全定位 完全定位是指不重復地限制了工件六個自由度的定位。 圖6-5 完全定位3.工件定位中的幾種情況 圖6-5 完全定位2）不完全定位 根據(jù)工件的加工要求，有時并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位方式稱為不完全定位。 例如：如在一個光軸上銑鍵槽 因鍵槽在其四周上的位置無任何要求，故繞工件軸線轉(zhuǎn)動的自由度不必限制，只需限制其余五個自由度即可。

9、3）欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有完全被限制的定位稱為欠定位。 欠定位無法保證加工要求，因此，在確定工件在機床夾具中的定位方案時，不允許有欠定位的現(xiàn)象發(fā)生。 2）不完全定位 4）過定位 機床夾具上的兩個或兩個以上的定位元件重復限制同一個自由度的現(xiàn)象稱為過定位。 圖6-6 過定位 4）過定位 圖6-6 過定位 某些零件如箱體或發(fā)動機連桿的加工中，經(jīng)常采用零件上一主要平面及該平面上的兩個孔組合定位，稱為一面兩孔定位，如圖所示。圖6-7 一面兩孔定位1、2孔； 3、4短圓柱銷； 5削邊定位銷 某些零件如箱體或發(fā)動機連桿的加工中，經(jīng)常采用零1.直接找正法 在直接找正法中，工件的定位是

10、由操作者利用畫針、百分表等量具直接校準工件的待加工表面，也可校準工件上某一個相關(guān)表面，從而使工件獲得正確的位置。 6.2.2 定位方式 圖6-8 直接找正法1.直接找正法 6.2.2 定位方式 圖6-8 直接找正2.劃線找正法 按加工要求預先在待加工的工件表面上畫出加工表面的位置線，然后在機床上按畫出的線找正工件的方法，稱為劃線找正法。 圖6-9 劃線找正法 2.劃線找正法 圖6-9 劃線找正法 3.夾具定位法 當需要進行大批量生產(chǎn)時，若工件仍按上述兩種定位方式進行安裝，則生產(chǎn)率和加工精度都遠遠不能滿足要求。為此，必須根據(jù)工件某一加工工序的要求，設(shè)計專用的、保證定位精度和提高生產(chǎn)率的機床夾具。

11、夾具定位法是直接利用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置的定位方法。由于夾具的定位元件與機床和刀具的相對位置均已預先調(diào)整好，故工件定位時不必再逐個調(diào)整。這種定位方式具有迅速、可靠，定位精度較高的特點，因而廣泛用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中。3.夾具定位法6.2.3 定位方法與定位元件 要求123定位元件要有與工件相適應(yīng)的加工精度。定位元件要有足夠的剛度，不允許受力后發(fā)生變形。定位元件要有耐磨性，以便在使用中保持定位精度。6.2.3 定位方法與定位元件 要求123定位元件要有與工件1.工件以平面定位 在機械加工中，利用工件上的一個或幾個平面作為定位基準面來定位工件的方式，稱為平面定位。 如箱體、機座、支

12、架、板盤類零件等，多以平面為定位基準面。 平面定位所用的定位元件稱為基本支承，包括固定支承、可調(diào)支承、自位支承和輔助支承。 1.工件以平面定位 1）固定支承 固定支承是指高度尺寸固定，不能調(diào)整的支承，包括固定支承釘和固定支承板兩類。固定支承釘用于較小平面的支承，而固定支承板用于較大平面的支承。圖6-10 用于平面定位的幾種常用固定支承釘1）固定支承 圖6-10 用于平面定位的幾種常用固定支 固定支承板有較大的接觸面積，可使工件定位穩(wěn)固。一般較大的精基準平面定位多用固定支承板作為定位元件。如圖所示為兩種常用的固定支承板。圖6-11 兩種常用的固定支承板 固定支承板有較大的接觸面積，可使工件2）可

13、調(diào)支承 可調(diào)支承的頂端位置可以在一定的范圍內(nèi)進行調(diào)整。用于未加工過的平面定位，以調(diào)節(jié)補償各批毛坯尺寸誤差，一般不是對每個加工工件進行調(diào)整，而是一批工件毛坯調(diào)整一次。 圖6-12 幾種常用的可調(diào)支承 2）可調(diào)支承 圖6-12 幾種常用的可調(diào)支承3）自位支承 自位支承又稱為浮動支承，在定位過程中，自位支承本身所處的位置隨工件定位基準面的變化而自動調(diào)整并與之相適應(yīng)。 圖6-13 幾種常見的自位支承3）自位支承 圖6-13 幾種常見的自位支4）輔助支承 輔助支承是在工件實現(xiàn)定位后才參與支承的定位元件，不起定位作用，只能提高工件加工時剛度或起輔助定位作用。 圖6-14 幾種常用的輔助支承1支承； 2螺母

14、； 3彈簧； 4手輪4）輔助支承 圖6-14 幾種常用的輔助支承2.工件以外圓表面定位 工件以外圓表面作為定位基準時，根據(jù)外圓柱面的完整程度、加工要求和安裝方式，可以在V形塊、定位套、半圓套等中定位。其中最常用的是在V形塊上定位。 2.工件以外圓表面定位 1）V形塊 V形塊是用得最廣泛的外圓表面定位元件，有固定式V形塊和活動式V形塊之分。 圖6-15 常用固定式V形塊 1）V形塊 圖6-15 常用固定式V形圖6-16 V形塊的結(jié)構(gòu)尺寸圖6-16 V形塊的結(jié)構(gòu)尺寸V形塊定位的優(yōu)點如下： （1）對中性好，即能使工件的定位基準軸線對中在V形塊兩斜面的對稱平面上，在左右方向上不會發(fā)生偏移，且安裝方便。

15、 （2）應(yīng)用范圍較廣。不論定位基準是否經(jīng)過加工，不論是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用V形塊定位。 V形塊上兩斜面間的夾角一般選用60、90和120，其中以90應(yīng)用最多。其典型結(jié)構(gòu)和尺寸均已標準化，設(shè)計時可查國家標準手冊。V形塊的材料一般用20鋼，滲碳深度為0.81.2 mm，淬火硬度為6064 HRC。V形塊定位的優(yōu)點如下：2）定位套 工件以外圓表面為定位基準在定位套內(nèi)孔中定位，這種定位方法一般適用于精基準定位。 圖6-18 工件在定位套內(nèi)定位2）定位套 圖6-18 工件在定位套內(nèi)定位3）半圓套 下半圓起定位作用，上半圓起夾緊作用。圖（a）中的可卸式半圓套與圖（b）中的鉸鏈式半圓套相比，

16、后者裝卸工件方便。短半圓套限制工件兩個自由度，長半圓套限制工件四個自由度。 圖6-19 半圓套結(jié)構(gòu)簡圖3）半圓套 圖6-19 半圓套結(jié)構(gòu)簡圖3.工件以圓孔定位 有些工件，如套筒、法蘭盤、撥叉等以孔作為定位基準，此時采用的定位元件有定位銷、菱形銷和圓錐銷、定位心軸（圓柱心軸和圓錐心軸）等。圓孔定位還經(jīng)常與平面定位聯(lián)合使用。 3.工件以圓孔定位 1）定位銷 短圓柱銷限制工件兩個自由度，長圓柱銷限制工件四個自由度。 圖6-20 幾種常用的圓柱定位銷 1）定位銷 圖6-20 幾種常用的2）菱形銷和圓錐銷 在加工套筒、空心軸等類工件時，也經(jīng)常用到菱形銷和圓錐銷，如圖所示。圖6-21 菱形銷和圓錐銷2）菱

17、形銷和圓錐銷 圖6-21 菱形銷和圓錐銷3）定位心軸 定位心軸主要用于套筒類和空心盤類工件的車、銑、磨及齒輪加工。常見的有圓柱心軸和圓錐心軸等。 圖6-22 幾種常見的定位心軸3）定位心軸 圖6-22 幾種常見的定位心軸 工件定位后，將工件固定并使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。 6.3.1 夾緊裝置的組成和設(shè)計原則 1.夾緊裝置的組成 夾緊裝置由動力源裝置、傳力機構(gòu)和夾緊元件三部分組成。圖6-23 夾緊裝置1工件； 2壓板； 3滾子； 4斜楔； 5氣缸6.3 工件的夾緊 工件定位后，將工件固定并使其在加工過程中保持定位位置動力源裝置 動力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。按夾

18、緊力的來源，夾緊分為手動夾緊和機動夾緊兩 種。傳力機構(gòu) 動力源裝置所產(chǎn)生的力或人力要正確地作用到工件上，因此，需有適當?shù)膫髁C構(gòu)。傳力機構(gòu)是把原動力傳遞給夾緊元件的。傳力機構(gòu)的作用是：改變作用力的方向，改變作用力的大小，具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力消失后，仍能保證整個夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)。夾緊元件 夾緊元件是通過直接與工件接觸來完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。動力源裝置 傳力機構(gòu) 動力源裝置所產(chǎn)生的力或人力要正確地作用工件不振動原則。工件不移動原則。工件不變形原則。安全可靠原則。經(jīng)濟實用原則。12345 2.夾緊裝置的設(shè)計原則 工件不振動原則。工件不移動原則。工件不變形原則。安全可靠原則

19、 1.夾緊力的方向 夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時必須遵守以下準則： （1）夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。 圖-624 夾緊力應(yīng)朝向主要定位面 1.夾緊力的方向 （1）夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定 （2）夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。當夾緊力的方向與切削力和工件重力的方向均相同時，加工過程中所需的夾緊力可最小，從而能簡化夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和便于操作，減小工人勞動強度。 圖6-25 夾緊力與切削力方向 （2）夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。當夾緊 （3）夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。由于工件在不

20、同方向上剛度是不等的。不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。 圖6-26 薄壁套筒工件的夾緊 （3）夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。由于工件在不2.夾緊力的作用點 夾緊力的作用點是指夾緊元件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點的位置和數(shù)目。夾緊力作用點的選擇是達到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點必須遵守以下準則： （1）夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點與支承點對應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。圖6-27 夾緊力作用點的位置2.夾緊力的作用點圖6-

21、27 夾緊力作用點的位置 （2）夾緊力的作用點應(yīng)選在工件剛性較好的部位，這對剛度較差的工件尤其重要。圖6-28 夾緊力作用點與工件變形 （2）夾緊力的作用點應(yīng)選在工件剛性較好的部位，這對剛度圖6-29 薄壁箱體夾緊力的作用點 對于薄壁工件，增加均布作用點的數(shù)目是減小工件夾緊變形的有效方法。如圖（a）所示，薄壁箱體夾緊時，夾緊力不應(yīng)作用在薄壁箱體的頂面，而應(yīng)作用在剛性好的凸邊上，如圖（b）所示。當薄壁箱體沒有凸邊時，如圖（c）所示，將單點夾緊改為三點夾緊，使著力點落在剛性較好的箱壁上，降低了著力點的壓強，減小了工件的夾緊變形。圖6-29 薄壁箱體夾緊力的作用點 對于薄壁工件， （3）夾緊力的作用

22、點應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動和變形，提高定位的穩(wěn)定性和可靠性。在加工過程中，切削力一般容易引起工件的轉(zhuǎn)動和振動。圖6-30 增添輔助支承和附加夾緊力 （3）夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生3.夾緊力的大小 夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當，若過小，則夾緊不牢靠，在加工過程中工件可能發(fā)生移位而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報廢甚至發(fā)生安全事故。此外，夾緊力過大會使工件變形，也會對加工質(zhì)量不利。 當采用估算法確定夾緊力的大小時，為簡化計算，通常將機床夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件

23、所受切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮重力、慣性力等）的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力，即Fj實=KFj理 式中，F(xiàn)j實為實際所需夾緊力（N）；K為安全系數(shù)，粗略計算時，粗加工取K2.53，精加工取K1.52；Fj理為在一定條件下，由靜力平衡原理計算出的理論夾緊力（N）。3.夾緊力的大小 當采用估算法確定夾緊力的6.3.3 典型夾緊機構(gòu) 1.斜楔夾緊機構(gòu) 斜楔是夾緊機構(gòu)中最基本的增力和鎖緊元件。斜楔夾緊機構(gòu)是利用楔塊上的斜面直接或間接（如用杠桿）等將工件夾緊的機構(gòu)。圖6-31 幾種常用的斜楔夾緊機構(gòu)1斜楔； 2夾具體

24、； 3滑柱； 4壓板6.3.3 典型夾緊機構(gòu) 1.斜楔夾緊機構(gòu) 圖6-31 幾圖6-32 幾種常用的螺旋夾緊機構(gòu)2.螺旋夾緊機構(gòu) 螺旋夾緊機構(gòu)由螺釘、螺母、墊圈、壓板等元件組成，采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)夾緊工件的機構(gòu)。它不僅結(jié)構(gòu)簡單、容易制造，而且自鎖性能好、夾緊可靠，夾緊力和夾緊行程都較大，是機床夾具中用得最多的一種夾緊機構(gòu)。圖6-32 幾種常用的螺旋夾緊機構(gòu)2.螺旋夾緊機構(gòu) 3.偏心夾緊機構(gòu) 偏心夾緊機構(gòu)是由偏心元件直接夾緊或與其他夾緊元件組合而實現(xiàn)對工件夾緊的機構(gòu)。它是利用轉(zhuǎn)動中心與幾何中心偏移的圓盤或軸作為夾緊元件。它的工作原理也是基于斜楔的工作原理，近似于把一個斜楔彎成圓

25、盤形。偏心元件一般有圓偏心和曲線偏心兩種類型，圓偏心因結(jié)構(gòu)簡單、容易制造而得到廣泛應(yīng)用。 偏心夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，與螺旋夾緊機構(gòu)相比，還具有夾緊迅速、操作方便等優(yōu)點。其缺點是夾緊力和夾緊行程均不大，自鎖能力差，結(jié)構(gòu)不抗振，故一般適用于夾緊行程及切削負荷較小且平穩(wěn)的場合。3.偏心夾緊機構(gòu) 圖6-33 幾種常用的偏心夾緊機構(gòu)圖6-33 幾種常用的偏心夾緊機構(gòu)4.鉸鏈夾緊機構(gòu) 鉸鏈夾緊機構(gòu)是一種增力夾緊機構(gòu)，采用以鉸鏈相連接的連桿作為中間傳力元件。根據(jù)鉸鏈夾緊機構(gòu)中所采用連桿數(shù)量，可將鉸鏈夾緊機構(gòu)分為單臂鉸鏈夾緊機構(gòu)、雙臂鉸鏈夾緊機構(gòu)及三臂和多臂鉸鏈夾緊機構(gòu)等類型。 鉸鏈夾緊機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單

26、，擴力大，摩擦損失小的優(yōu)點，因此，得到了廣泛的應(yīng)用。但其自鎖性很差，一般不單獨使用，多余氣動、液壓等夾具聯(lián)合使用，作為擴力機構(gòu)，以彌補氣缸或氣室力量的不足。4.鉸鏈夾緊機構(gòu) 圖6-34 幾種常用的鉸鏈夾緊機構(gòu)圖6-34 幾種常用的鉸鏈夾緊機構(gòu)5.聯(lián)動夾緊機構(gòu) 在工件的裝夾過程中，有時需要夾具同時有幾個點對工件進行夾緊，有時則需要同時夾緊幾個工件，而有些機床夾具除了夾緊動作外，還需要松開或固緊輔助支承等，這時為了提高生產(chǎn)率，減少工件裝夾時間，可以采用各種聯(lián)動機構(gòu)。圖6-35 常用的聯(lián)動夾緊機構(gòu)5.聯(lián)動夾緊機構(gòu) 圖6-35 常用的聯(lián)動夾緊機構(gòu)6.3.4 機床夾具的動力源裝置 機床夾具的動力源有手動

27、、氣動、液壓、電動、電磁、彈力、離心力、真空吸力等。 設(shè)計夾緊機構(gòu)時，應(yīng)同時考慮所采用的動力源。選擇動力源時通常應(yīng)遵循以下兩條原則： （1）經(jīng)濟合理。采用某一種動力源時，首先應(yīng)考慮使用的經(jīng)濟效益，不僅應(yīng)使動力源設(shè)施的投資減少，而且應(yīng)使機床夾具結(jié)構(gòu)簡化，降低機床夾具的成本。 （2）與夾緊機構(gòu)相適應(yīng)。動力源的確定很大程度上決定了其所采用的夾緊機構(gòu)，因此，動力源必須與夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性、技術(shù)特性以及經(jīng)濟價值相適應(yīng)。6.3.4 機床夾具的動力源裝置 機床夾具的動力源有1.手動動力源 選用手動動力源的夾緊裝置一定要具有可靠的自鎖性能以及較小的原始作用力，故手動動力源多用于螺栓、螺母施力機構(gòu)和偏心施力機構(gòu)

28、的夾緊裝置。圖6-36 氣動動力源夾緊裝置1空氣過濾器； 2減壓閥； 3油霧器； 4單向閥； 5換向閥； 6氣缸； 7壓力繼電器2.氣動動力源 氣動動力源夾緊裝置的介質(zhì)是壓縮空氣。一般壓縮空氣由壓縮空氣站供應(yīng)。經(jīng)過管路損失后，通到夾緊裝置中的壓縮空氣為46個大氣壓。在設(shè)計計算時，通常以4個大氣壓來計算較為安全。1.手動動力源圖6-36 氣動動力源夾緊裝置2.氣動動力源圖6-37 氣液組合動力源夾緊裝置的工作原理1工作缸活塞； 2增壓缸； 3活塞桿； 4氣缸活塞； 5氣缸； 6工作缸3.液壓動力源 液壓動力源夾緊裝置是利用液壓油作為工作介質(zhì)來傳力的一種裝置。其工作原理及結(jié)構(gòu)與氣動動力源夾緊裝置相

29、似。它們的共同優(yōu)點是操作簡單、動作迅速、輔助時間短。4.氣液組合動力源 氣液組合動力源夾緊裝置的介質(zhì)仍為壓縮空氣。但它綜合了氣動動力源夾緊裝置與液壓動力源夾緊裝置的優(yōu)點，又克服了它們的部分缺點，所以得到了發(fā)展和使用。它的工作原理如圖所示。圖6-37 氣液組合動力源夾緊裝置的工作原理3.液壓動力源5.電動和電磁動力源 電動扳手和電磁吸盤都屬于電動動力源，在流水作業(yè)線上常采用電動扳手代替手動扳手，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且克服了手動時施力的波動，減輕了工人的勞動強度，是獲得穩(wěn)定夾緊力的方法之一。電磁動力源主要用于要求夾緊力穩(wěn)定的精加工機床夾具。5.電動和電磁動力源6.4.1 車床夾具 車床夾具主要用

30、于加工工件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋及端平面等。 根據(jù)工件的加工特點及車床夾具在車床上的安裝位置，可將車床夾具分為兩大類： 一類是安裝在車床主軸上的車床夾具，加工時，工件安裝在車床夾具上同車床主軸一起做回轉(zhuǎn)主運動； 另一類是安裝在車床的拖板上或床身上的車床夾具，工件也安裝在車床的拖板上，刀具安裝在車床的主軸上。6.4 各類機床夾具 6.4.1 車床夾具 車床夾具主要用于加工工件的內(nèi)外1.車床夾具的分類1）心軸類車床夾具 心軸類車床夾具常用于加工以孔作為定位基準的工件。心軸類車床夾具按照與機床主軸的連接方式可分為頂尖式心軸車床夾具和錐柄式心軸車床夾具。圖6-38 頂尖式心軸車床夾具1

31、心軸； 2固定頂尖套； 3工件； 4活動頂尖套； 5快換墊圈； 6螺母1.車床夾具的分類圖6-38 頂尖式心軸車床夾具2）角鐵式車床夾具 角鐵式車床夾具的結(jié)構(gòu)特點是具有類似角鐵的夾具體。它常用于加工殼體、支座、接頭等類工件上的圓柱面及端面 。圖6-39 花盤角鐵式車床夾具2）角鐵式車床夾具 圖6-39 花盤角鐵式車床夾具1因為整個車床夾具隨車床主軸一起回轉(zhuǎn)，所以要求它結(jié)構(gòu)緊湊，輪廓尺寸盡可能小，重量盡可能輕，重心盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，以減小慣性力和回轉(zhuǎn)力矩。2車床夾具應(yīng)有消除回轉(zhuǎn)中的不平衡現(xiàn)象的平衡措施，以減小振動等不利影響。一般應(yīng)設(shè)置配置塊或減重孔以消除回轉(zhuǎn)中的不平衡現(xiàn)象。3 與主軸連接部分是

32、車床夾具的定位基準，其應(yīng)有較準確的圓柱孔（或圓錐孔）。其結(jié)構(gòu)形式和尺寸，應(yīng)依照具體使用的車床而定。4為使車床夾具使用安全，應(yīng)盡可能避免夾具上有尖角或凸起部分，必要時可在車床回轉(zhuǎn)部分加上防護罩。2.車床夾具的設(shè)計特點1因為整個車床夾具隨車床主軸一起回轉(zhuǎn)，所以要求它結(jié)構(gòu)緊湊，輪6.4.2 銑床夾具 1.銑床夾具的分類 銑床夾具主要用于加工零件上的平面、鍵槽、缺口及形成表面等。銑床夾具按使用范圍，可分為通用銑床夾具、專用銑床夾具和組合銑床夾具三類。 銑床夾具按工件在銑床上加工的運動特點可分為直線進給銑床夾具、圓周進給銑床夾具、沿曲線進給銑床夾具（如仿形裝置）三類。 銑床夾具還可按自動化程度和夾緊動力

33、源的不同（如氣動、電動、液壓）以及裝夾工件數(shù)量的多少（如單件、雙件、多件）等進行分類。6.4.2 銑床夾具 1.銑床夾具的分類 圖6-40 銑工件上斜面的單件銑床夾具1螺母； 2杠桿 如圖所示為銑工件上斜面的單件銑床夾具。工件以一面兩孔定位，為保證夾緊力作用方向指向主要定位面，兩個壓板的前端應(yīng)做成球面。此外，為了確定對刀塊的位置，還在該夾具上設(shè)置了工藝孔。圖6-40 銑工件上斜面的單件銑床夾具 如圖所2.銑床夾具的設(shè)計特點 1）銑床夾具的總體結(jié)構(gòu) 銑床夾具的受力元件要有足夠的強度和剛度。銑床夾具的夾緊機構(gòu)所提供的夾緊力應(yīng)足夠大，且要求有較好的自鎖性能。為了提高銑床夾具的工作效率，應(yīng)盡可能采用機

34、動夾緊機構(gòu)和聯(lián)動夾緊機構(gòu)，并在可能的情況下采用多件夾緊和多件加工。 2）銑床夾具的對刀裝置 銑床夾具在工作臺上安裝好了以后，還要調(diào)整刀具對銑床夾具的相對位置，以便于進行定距加工。為了使刀具與工件被加工表面的相對位置能迅速而正確地對準，在銑床夾具上可采用對刀裝置。對刀裝置是由對刀塊和塞尺等組成，其結(jié)構(gòu)尺寸已標準化。2.銑床夾具的設(shè)計特點 如圖所示為幾種常用的對刀裝置，圖（a）中的高度對刀裝置用于加工平面時對刀。圖（b）中的直角對刀裝置用于加工鍵槽或臺階面時對刀。圖（c）中的成形對刀裝置用于加工成形表面時對刀。塞尺用于檢查刀具與對刀塊之間的間隙，以避免刀具與對刀塊直接接觸。圖6-41 幾種常用的對

35、刀裝置1銑刀； 2塞尺； 3對刀塊 如圖所示為幾種常用的對刀裝置，圖（a）中的高度對刀裝6.4.3 鉆床夾具 在鉆床上進行孔的鉆、擴、鉸、锪、攻螺紋加工所用的夾具稱為鉆床夾具。鉆床夾具是用鉆套引導刀具進行加工的，所以簡稱為鉆模。鉆模有利于保證被加工孔的定位基準和各孔之間的尺寸精度和位置精度，并可顯著提高勞動生產(chǎn)率。 1.鉆模的分類 鉆模的種類繁多，根據(jù)被加工孔的分布情況和鉆模板的特點，一般可分為固定式鉆模、回轉(zhuǎn)式鉆模、移動式鉆模、翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模和滑柱式鉆模等幾種類型。6.4.3 鉆床夾具 在鉆床上進行孔的鉆、擴、鉸、锪1）固定式鉆模 固定式鉆模在使用過程中，其鉆床夾具和工件在鉆床上的位

36、置固定不變。它常用于在立式鉆床上加工較大的單孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。 在立式鉆床上安裝鉆模時，一般先將裝在主軸上的定尺寸刀具（精度要求高時用心軸）伸入鉆套中，以確定鉆模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鉆孔精度較高。圖6-42 固定式鉆模1）固定式鉆模圖6-42 固定式鉆模2）回轉(zhuǎn)式鉆模 在鉆削加工中，回轉(zhuǎn)式鉆模使用較多，它用于加工同一圓周上的平行孔系或分布在圓周上的徑向孔。它包括立軸回轉(zhuǎn)式鉆模、臥軸回轉(zhuǎn)式鉆模和斜軸回轉(zhuǎn)式鉆模三種基本形式。由于回轉(zhuǎn)臺已經(jīng)標準化，因而回轉(zhuǎn)式夾具的設(shè)計，在一般情況下是將設(shè)計專用的工件夾具和標準回轉(zhuǎn)臺聯(lián)合使用，必要時才設(shè)計專用的回轉(zhuǎn)式鉆模。圖6-43 專用的

37、回轉(zhuǎn)式鉆模1夾具體； 2定位盤； 3組合定位銷； 4開口墊圈； 5夾緊螺母2）回轉(zhuǎn)式鉆模圖6-43 專用的回轉(zhuǎn)式鉆模圖6-44 移動式鉆模1夾具體； 2固定V形塊； 3鉆模板； 4、5鉆套； 6支座； 7活動V形塊；8手輪； 9、10定位套； 11半月鍵； 12鋼球； 13螺釘3）移動式鉆模移動式鉆模用于鉆削中、小型工件同一表面上的多個孔。圖6-44 移動式鉆模3）移動式鉆模4）翻轉(zhuǎn)式鉆模翻轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工中、小型工件分布在不同表面上的孔。圖6-45 加工套筒上四個徑向孔的翻轉(zhuǎn)式鉆模1臺肩銷； 2快換墊圈； 3螺母4）翻轉(zhuǎn)式鉆模圖6-45 加工套筒上四個徑向孔的翻轉(zhuǎn)式鉆模5）蓋板式鉆模 蓋

38、板式鉆模沒有夾具體，其鉆模蓋板上除鉆套外，一般還裝有定位元件和夾緊裝置，只要將蓋板式鉆模覆蓋在工件上即可進行加工。圖6-46 加工車床溜板箱上多個小孔的蓋板式鉆模1鉆模蓋板； 2圓柱定位銷； 3削邊定位銷； 4支承釘圖5）蓋板式鉆模圖6-46 加工車床溜板箱上多個小孔的蓋板式6）滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是一種帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。圖6-47 動滑柱式鉆模的通用結(jié)構(gòu)1斜齒輪； 2螺旋齒輪軸； 3升降鉆模板； 4鎖緊螺母； 5夾具體； 6操縱手柄； 7滑柱6）滑柱式鉆模圖6-47 動滑柱式鉆模的通用結(jié)構(gòu)2.鉆床夾具的設(shè)計特點 鉆床夾具的主要特點是都有一個安裝鉆套的鉆模板。鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。1）鉆套 鉆套裝配在鉆