機

床

夾

具（第二版）目錄CONTENTS

機床夾具基礎知識

工件在夾具中的定位

工件的夾緊

夾具體及夾具的對定

夾具圖的繪制

典型機床夾具

新型機床夾具

任務一

可調夾具知識點：◎通用可調夾具?！虺山M可調夾具?！蚩烧{夾具設計原理。能力點：◎掌握可調夾具的結構特點和調整方式。

如圖所示為可調夾具的應用示例,它們具有較強的適應性,能實現(xiàn)同一類型零件的加工。那么,可調夾具的結構特點及調整方式是怎樣的?

KH1—快換鉆套KT1—支承釘板KT2、KT3—可調鉆模板KT4—壓板座KH1—可換定位軸KH2—可換墊套KH3—可換壓板在多品種、小批量生產中,對不同類型和尺寸的工件,可調夾具具有明顯優(yōu)勢,只要更換或調整原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。由于可調夾具具有較強的適用性和良好的通用性,因此使用可調夾具可大量減少專用夾具的數(shù)量,縮短生產準備周期,降低成本。在現(xiàn)代生產中,這類夾具已逐步得到廣泛使用。

1、可調夾具類型

可調夾具一般可分為通用可調夾具和成組可調夾具兩種類型。(1)通用可調夾具對于不同尺寸或種類的相似工件,只需要調整或更換個別定位元件或夾緊元件即可使用,這類夾具稱為通用可調夾具。通用可調夾具既具有通用夾具的通用性特點,又具有專用夾具效率高的長處。(2)成組可調夾具用于成組工藝中的通用可調夾具稱為成組可調夾具,簡稱成組夾具(又稱專用可調夾具)。

2、成組夾具設計原理成組夾具是在成組工藝基礎上,針對一組工件的一個或幾個工序,按相似性原理專門設計的。設計成組夾具時,需要注意工件的相似性原理與分類歸族等問題。(1)工件的相似性原理1)工藝相似:工件加工工藝路線相似,并能使用成組夾具等工藝裝備。2)裝夾表面相似:定位基準的位置是確定成組夾具夾緊機構的重要依據(jù)之一。3)形狀相似:包括工件的基本形狀要素和幾何表面位置的相似。4)尺寸相似:工件之間的加工尺寸和輪廓尺寸相近。5)材料相似:包括工件的材料種類、毛坯形式和熱處理條件等。6)精度相似:工件對應表面之間公差等級相近。

(2)工件的分類歸族設計前,先要按相似性原理將工件分類歸族和編碼,建立加工工件組并確定工件組的綜合工件。1)工件組是一組具有相似性特征的工件群,或稱“族”。如圖所示兩個撥叉工作組,其外形上的主要差異是叉臂的寬窄不同和叉臂彎曲與否。1—銑端面

2—鉆孔、鉸孔

3—銑叉口平面

4—銑叉口圓弧面

5—鉆孔、攻螺紋

2)綜合工件又稱合成工件或代表工件。綜合工件可以是工件組中一個具有代表性的工件,也可以是一個人為假想的工件。成組夾具和通用可調夾具在結構上十分相似,都由基礎部分和調整部分組成?；A部分是成組夾具的通用部分,在使用中固定不變,主要包括夾具體、夾緊傳動裝置和操縱機構等,該部分結構主要根據(jù)工件組內各工件的輪廓尺寸、夾緊方式和加工要求等因素確定。調整部分通常包括定位元件、夾緊元件和刀具引導元件等,更換工件品種時,只需對該部分進行調整或更換元件,即可進行新的加工。

1、結構特點

2、調整方式成組夾具的調整方式可分為更換式、調節(jié)式、綜合式和組合式四種形式。更換式是指通過更換調整部分元件來實現(xiàn)組內不同工件的定位、夾緊、對刀或導向的方法。優(yōu)點是適用范圍廣泛,使用方法可靠,易于獲得較高的精度。調節(jié)式是指借助改變夾具上可調元件位置來實現(xiàn)組內不同工件的裝夾和導向的方法。綜合式是在同一套成組夾具中,既采用更換元件,又采用調節(jié)的方法。組合式是指將一組工件的有關定位元件或導向元件同時組合在一個夾具體上,以適應不同工件的加工需要的方法。成組夾具的結構設計

1、基礎部分設計基礎部分的主要元件是夾具體。設計時應注意結構的合理性和穩(wěn)定性,應采用剛度較高的結構?；A部分的動力裝置一般制成內裝式,優(yōu)先采用液壓裝置。調整件與夾具體連接的五種結構形式如圖所示。

2、調整部分設計為了保證調整元件能快速、正確地更換和調節(jié),對調整元件的設計提出以下要求:(1)結構簡單,調整方便、可靠,元件使用壽命長,操作安全。(2)調整件應具有良好的結構工藝性,能迅速裝拆,滿足對生產率的要求。(3)定位元件的調整應能保證工件的加工精度和有關工藝要求。(4)提高調整件的通用化和標準化程度,減少調整件的數(shù)量,以便于成組夾具的使用和管理。(5)調整件必須具有足夠的剛度,尤其要注意提高調整件與夾具體間的接觸剛度。1、成組夾具的主要特點是什么?2、工件相似性原理的具體內容是什么?

任務二

組合夾具知識點:◎組合夾具的特點及應用場合?！蚪M合夾具的類型和基本元件?！蚪M合夾具的組裝步驟。能力點:◎能根據(jù)組合夾具的結構特點進行組裝。

組合夾具是由一套預先制造好的具有不同幾何形狀、不同尺寸的高精度元件與組合件組成,使用時按照工件的加工要求,采用組合的方式組裝成所需的夾具。如圖所示為鉆、鉸支承板上?20H7深孔用組合夾具。試根據(jù)加工要求完成其組裝工作。1—基礎板

2—基礎角鐵

3—導向板

4—鉆模板

5—圓柱銷

6—鉆模板元件

7—削邊銷

組合夾具是在機床夾具零部件標準化基礎上發(fā)展起來的一種新型工藝裝備,是一種標準化、系列化程度很高的柔性化夾具,并已商品化,其工作原理類似于“搭積木”。使用完畢,可將夾具拆開,擦洗并歸檔保存,以便于再次組裝時使用。要完成組裝任務,有必要學習組合夾具的特點及應用場合、基本元件及組裝步驟。

1、組合夾具的特點及應用場合(1)組合夾具的特點組合夾具的特點見表。(2)組合夾具的應用場合組合夾具使用的臨時性、組合性和多變適應性,使得組合夾具特別適用于生產準備周期很短的臨時突擊性生產任務,以及新產品的試制、品種多變的產品或單件小批量生產。一般多在大、中型企業(yè)得到較快的推廣,并能長期取得較好的經濟效益。

2、組合夾具的類型、基本元件和組裝步驟(1)組合夾具的類型根據(jù)組合夾具組裝時連接基面的形狀,可將其分為槽系和孔系兩大類。1)槽系組合夾具槽系組合夾具的連接基面為T形槽,元件由鍵和螺栓等元件定位及緊固連接。根據(jù)T形槽的槽距、槽寬、螺紋直徑不同,槽系組合夾具有大型、中型、小型三種系列,以適應不同尺寸的工件。小型系列組合夾具主要適用于儀器、儀表和電信、電子工業(yè),也可用于較小工件的加工。中型系列組合夾具主要適用于機械制造工業(yè)。大型系列組合夾具主要適用于重型機械制造工業(yè)。

2)孔系組合夾具孔系組合夾具的連接基面為圓柱孔和螺孔,元件用兩個圓柱銷定位,一個螺釘緊固。根據(jù)孔徑、孔距、螺釘直徑不同,孔系組合夾具分為不同系列,以適應不同尺寸的工件?？紫到M合夾具比槽系組合夾具具有更高的剛度,且結構緊湊,常用于裝夾小型精密工件,尤其適用于加工中心、數(shù)控機床等。

(2)組合夾具的基本元件如圖所示為T形槽系組合夾具各類基本元件示例。

基本元件的外形結構及主要作用見表。

(3)組合夾具的組裝步驟組合夾具的組裝步驟見表。

鉆、鉸支承板上?20H7深孔用組合夾具的組裝步驟如下:1.組裝前的準備根據(jù)分析得出：0.05mm的平行度公差為主要加工精度要求,其次是尺寸55mm的0.20mm公差要求,最后是尺寸75mm的0.40mm公差要求,故設計夾具時應重點保證將來的鉆套軸線相對安裝基面C的平行度公差要求。2.確定組裝方案夾具采用平面雙銷組合定位為工位提供定位基準依據(jù)。工件利用平面C作為第一定位基準,利用2個?10H7孔作為第二、第三定位基準,以保證各定位基準與相應工序基準相重合。具體組裝尺寸如圖所示。

工件的夾緊選擇d面為壓緊表面,使壓板的壓緊力直接作用在?20H7孔旁邊的凸緣處,既保證了夾緊的穩(wěn)定、可靠,也避免了孔壁材料的壓緊變形。上述定位、夾緊系統(tǒng),采用基礎板、基礎角鐵與機床相聯(lián)系,以保證工件相對機床及刀具的空間位置關系。3.試裝及組裝整個夾具結構簡單,位置關系較嚴格的元件只有鉆模板元件和鉆模板,而且相互間位置變動容易,不受其他結構的影響,試裝和正式組裝合并為一個大步驟：基礎板和角鐵的連接→鉆模板元件的連接→導向板的連接→鉆模板的連接→檢驗。

模塊化夾具(拼裝夾具)模塊化夾具是一種柔性化夾具,通常由基礎件和其他模塊元件組成。如圖所示的手動滑柱式鉆模為典型的模塊化夾具。1-滑柱2-鉆模板3-螺母4-齒條軸5-手柄6-斜齒輪軸模塊化夾具與組合夾具的共同點:都具有方形、矩形和圓形基礎件;在基礎件表面有坐標孔系。不同點是組合夾具的萬能性好,標準化程度高;而模塊化夾具為非標準的。產品品種不同或加工方式不同的企業(yè),所使用的模塊結構會有較大差別。模塊化夾具適用于成批生產的企業(yè)。

1、組合夾具有什么特點?T形槽系組合夾具由哪幾部分組成?2、試述組合夾具的組裝步驟。任務三

自動線夾具知識點:◎自動線?！蚬潭ㄗ詣泳€夾具?！螂S行夾具。能力點:◎了解固定自動線夾具必須解決的問題?！蛄私獠捎秒S行夾具應注意的問題。

自動線是由多臺自動化單機借助工件自動傳輸系統(tǒng)、自動線夾具、控制系統(tǒng)等組成的一種加工系統(tǒng)。如圖所示為一鉆孔自動線夾具三維模型,試說出其類型及工作過程。1—已加工工件

2—加工工件

3—待加工工件

4—滾道槽

5—懸掛式鉆模板

6—彈簧

7—主軸

8—壓桿

9—限位器

在機械加工中,通常機動時間不到總工時的50%,其余一半以上的時間都用在裝夾工件等輔助工作上。在自動化高效生產中,廣泛地應用各種自動線夾具,它是減少輔助時間、實現(xiàn)加工自動化和減輕工人勞動強度的重要途徑之一。這類夾具一般以氣動、液壓、電動和機動等為動力源,具有自動送料、排料、隔料、卸料等功能的自動送料裝置,即可實現(xiàn)工件的自動化加工和裝卸,并在各類自動作業(yè)線及柔性制造系統(tǒng)中使用。

1、固定自動線夾具自動線夾具可分為固定自動線夾具和隨行夾具兩大類型。固定自動線夾具是指固定在工位上,不隨工件的輸送而移動的夾具。這類夾具同普通的機床夾具相似,用在固定的工位上裝夾工件。根據(jù)其工作特點,固定自動線夾具必須解決以下問題：適應工件的自動送料和裝卸問題，自動定位、自動夾緊問題，清屑問題，潤滑及磨損問題。

2、隨行夾具隨行夾具是指自動線、流水線上隨同工件一起移動而完成各工位轉換加工的夾具。它主要應用于那些外形不規(guī)則、無良好輸送基面的復雜輪廓工件。(1)帶有隨行夾具的作業(yè)線特點這類作業(yè)線各工位固定夾具的定位、夾緊結構基本上是相同或相似的,而且一般多采用平面雙銷定位方案。這樣可以大大簡化整個作業(yè)線固定夾具的設計工作,減少夾具的品種數(shù)量、設計及制造工作量,提高夾具間的結構互換程度,以利于夾具的統(tǒng)一維護、管理和調整。

(2)采用隨行夾具時應注意的問題隨行夾具在自動線上高效率循環(huán)使用時,其輸送基面極易磨損,所以應考慮采用鑲塊結構、滾動結構等措施減少輸送面的磨損。定位精度要求較高時,應將隨行夾具的輸送基面與定位基面分開。若工件和隨行夾具的質量較小,為防止定位銷插銷時會向上頂起工件,應在夾具上設置防抬起裝置。

自動線上使用的自動鉆孔固定夾具,用于套筒工件上徑向孔的加工。工件在進入夾具滾道槽前,可由專門的送料裝置,通過排料、理料、順料機構將工件依次理齊、順好方向,并沿著傾斜的放料槽滾入夾具的入口處。在工件進入夾具滾道槽4后,由左、右導向板限制進行軸向定位。懸掛式鉆模板5同時起到工件在V形槽中的定位和隔料作用。在主軸移向工件的同時,鉆模板在彈簧6的作用下完成對工件的定位與壓緊后開始鉆孔。鉆模板左端連接的壓桿8此時壓下限位器9,從而使前一個已加工好的工件滾至下道工序。鉆孔結束后,鉆模板抬起,限位器上移,擋住剛加工好的工件2,使其無法滾動,以使后續(xù)工件逐個滾入加工工位,此時的加工工件2對待加工工件3起到預定位作用。至此,夾具完成一個自動工作循環(huán)。

數(shù)控機床夾具數(shù)控機床夾具具有高效化、柔性化和高精度的特點,設計時,除了應遵循一般夾具設計的原則外,還應注意以下幾點:第一,數(shù)控機床夾具應有較高的精度,以滿足數(shù)控加工的精度要求。第二,數(shù)控機床夾具應有利于實現(xiàn)加工工序的集中,即可使工件在一次裝夾后能進行多個表面的加工,以減少工件的裝夾次數(shù)。第三,數(shù)控機床夾具的夾緊應牢固可靠、操作方便;夾緊元件的位置應固定不變,防止在自動加工過程中元件與刀具相碰。

1、數(shù)控車床夾具通常將數(shù)控車床夾具分為兩種基本類型,一類是安裝在主軸上的夾具,這類夾具和主軸連接并帶動工件隨主軸一起旋轉,如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、頂尖等。另一類是安裝在滑板或床身上的夾具,用于裝夾某些形狀不規(guī)則、尺寸較大的工件,這種情況下,刀具安裝在車床主軸上做旋轉運動,夾具做進給運動。這類夾具一般只在缺少鏜床的情況下采用。

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