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1、项目8 机床夹具设计,机械制造技术,(任务)目录,机械制造技术,任务一 认识机床夹具,任务引入,轴套零件钻床夹具,机械制造技术,知识链接,一、机床夹具的分类,机械制造技术,二、机床夹具的组成,夹具体,定位装置（元件）,夹紧装置,夹具与机床之间的联接元件,对刀或导向元件,其它装置或元件,机械制造技术,三、机床夹具在机械加工中的作用,减轻工人的劳动强度,保证加工精度，稳定产品质量,提高生产率、降低成本,扩大机床工艺范围,机械制造技术,任务二 通用夹具及其应用,任务引入,通用夹具结构、尺寸已标准化、规格化，在一定 范围内可用于加工不同工件的夹具,作为机床的附件由机床附件厂制造和供应,机械制造技术,知
2、识链接,一、顶尖及其应用,顶尖主要有普通顶尖和拨动顶尖两种,主要用于 精确重复定位或有同轴度公差要求的 工件的加工,顶尖 作为定位元件，具有定心精度高、安装方 便、可提高工件装夹刚度、减少工件在加 工中的振动,机械制造技术,（1）普通顶尖,活顶尖一般用于工件的粗加工或半精加工,普通顶尖,固定式顶尖（死顶尖）,回转式顶尖（活顶尖）,回转式顶尖 装有轴承，定位精度略差，但旋转时不易 发热，工件的加工精度低,固定式顶尖 定位精度高，但顶尖部分由于旋转摩擦生 热，容易导致顶尖或工件中心孔“烧坏”,死顶尖用于低速以及工件精度要求高时的加工,车床上加工细长轴时，一般都使用顶尖进行定位,机械制造技术,（2）
3、拨动顶尖,拨动顶尖,端面拨动顶尖,内拨动顶尖,外拨动顶尖,端面拨动顶尖,机械制造技术,外拨动顶尖,内拨动顶尖,机械制造技术,二、夹头及其应用,夹头,气压夹头,手动夹头,油压夹头,（1）手动夹头,按夹爪的数量不同分为两爪、三爪、四爪等,也可分为同动和单动式两种,三爪用于同心圆类工件的装夹,一般,四爪用于偏心圆工件的装夹,机械制造技术,三爪卡盘 有正爪和反爪之分，适用于不同直径的轴类 或套类工件的装夹，可实现自动定心，装夹 方便，但其夹紧力较小，不适宜于夹持外形 不规则的工件,三爪自定心卡盘,机械制造技术,四爪单动卡盘装夹工件,四爪卡盘 用四个丝杆分别带动四爪，四个爪单独移动，没有自动定心的作用,
4、利用划针盘或百分表找正安装工件,安装精度比三爪卡盘高，夹紧力大，适用于装夹截面形状不规则和不对称（偏心）的较重、较大的工件,机械制造技术,（2）气压夹头与油压夹头,气压夹头,机械制造技术,三、过渡盘及其应用,三爪卡盘用过渡盘的结构,四爪卡盘用过渡盘的结构,GB/T434643471984,GB/T5901.15901.31986,用于卡盘和车床主轴之间的连接,机械制造技术,四、拨盘及其应用,两顶尖拨盘装夹工件,较长的（长径比= 410）或工序较多的轴类工件的加工,车蜗杆工件,机械制造技术,五、花盘及其应用,在车削形状不规则或大而薄的工件时，可用花盘装夹,花盘 工作面上有许多长短不等的径向导槽，
5、装夹工件时配以角铁、压块、螺栓螺母、垫块、平衡铁等,花盘结构,机械制造技术,安装工件时，按划线找正，注意重心的平衡， 以防止旋转时产生振动,花盘上装夹工件,花盘与弯板组合装夹工件,机械制造技术,六、中心架和跟刀架及其应用,车削细长轴（长径比L/D 25）时，常用中心架或跟刀架作为辅助支承，以增加工件刚性,（1）中心架,加工细长阶梯轴时，一般将中心架支承在轴的中间部位,中心架装夹工件车外圆,机械制造技术,（2）跟刀架,跟刀架 固定在大拖板侧面上，随刀架纵向运动。 它有两个或三个支承爪，起辅助支承作用,跟刀架 主要用于不允许有接刀的细长轴的加工,跟刀架装夹工件车外圆,机械制造技术,七、分度头及其应
6、用,分度头 是铣床（特别是万能铣床）的重要附件，安装 在铣床的工作台上，加工的工件被支承在分度 头主轴顶尖与尾座顶尖之间或夹持在卡盘上,3) 用卡盘夹持工件，使工件轴线相对于铣床工作台 倾斜一定的角度，用以加工与工件轴线相交成一定 角度的平面、沟槽等,1) 使工件周期地绕自身轴线回转一定的角度，完成等 分或不等分的圆周分度工作，如加工六角头等,2) 通过配换挂轮，由分度头带动工件连续转动，并与 工作台纵向进给运动相配合，用以加工螺旋齿轮等,机械制造技术,（1）万能分度头的主要结构,万能分度头自带挂轮架、交换齿轮、尾架、顶尖、拨叉、千斤顶、分度盘、三爪卡盘、法兰盘等附件,万能分度头的主要结构,机
7、械制造技术,（2）万能分度头的应用, 直接分度 当分度精度要求较低或分度数较少 时，可根据主轴上的刻度和本体上 的游标直接进行分度, 角度分度 当需分度的零件在图样上以角度表 示时，可直接利用分度盘活角度表 按需进行分度, 简单分度 简单分度是最常用的方法。它是利 用分度盘上不同的孔数和定位销通 过计算来实现工件所需要的等分数,机械制造技术,4) 工件装夹时注意卡爪是否会与刀具 发生干涉等,使用分度头时的注意事项：,1) 分度时注意分度头的间隙问题；,2) 校正分度头的端面与y轴的平行， 即分度头的轴线应与x轴平行；,3) 校正尾座与分度头在同一直线上；,机械制造技术,八、平口虎钳及其应用,（
8、1）平口虎钳的结构,平口虎钳 是铣床常用的夹具，其规格以钳口宽度来表示， 常用的有100mm、125mm和150mm三种,固定式、回转式、自定心、V型和手动液压式等,平口虎钳以及不同钳口形式,机械制造技术,（2）平口虎钳的应用,机用虎钳装夹的最大优点是快捷方便，但夹持范围不大, 随时清理切屑及油污、保持虎钳导轨面的润滑与清洁, 维护好固定钳口，在工作台上安装机用虎钳时，要保证机用 虎钳的正确位置。当机用虎钳底面没有定位键时，应使用百 分表找正固定钳口面, 为使夹紧可靠，尽量使工件与钳口工作面接触面积大些，夹 持短于钳口宽度的工件尽量使用中间均等部位, 装夹工件不易高出钳口过多，必要时可在两钳口
9、处加适当厚度 的垫板, 要根据工件的材料、几何轮廓确定适当的夹紧力，不可过大， 也不能过小,机械制造技术, 为提高万能（回转式）虎钳的刚性，增加切削稳定性，可将虎钳底 座取下，把虎钳直接固定在工作台上, 在加工相互平行或垂直的工件表面时，若使用中的虎钳精度不足， 可在工件与固定钳口之间，或工件与虎钳的水平导轨间垫上适当厚 度的纸片或薄铜片，以提高工件的安装精度, 在铣削时应尽量使切削中的水平分力的方向指向固定钳口, 应注意选择工件在虎钳上安装的位置，避免在夹紧时虎钳单边受 力，必要时还要加辅助支承垫铁, 夹持表面光洁的工件时，应在工件与钳口间加垫片，以防划伤工件 表面。夹持粗糙的表面时，也应在
10、工件与钳口间加垫片，这样既可 以保护钳口，又可提高工件装夹的刚性。垫片一般采用铜或铝等软 质材料制作,机械制造技术,九、回转工作台及其应用,回转工作台 是铣床上的主要装夹工具之一，它可 以协助铣床完成各种零件的曲面加工 和需要分度的零件加工，也可应用于 插床和刨床以及其他机床,十、吸盘及其应用,吸盘 主要适用于磨床、车床、钳工划线等吸持 工件加工,机械制造技术,任务三 熟悉工件定位的基本原理,任务引入,在机械加工中，必须使工件、夹具、刀具和机床之间保持正确的相互位置，才能加工出合格的零件。这种正确的相互位置关系，是通过工件在夹具中的定位，夹具在机床上的安装，刀具相对于夹具的调整来实现的,机械制
11、造技术,知识链接,一、自由度的概念,工件的六个自由度,、,、,机械制造技术,二、六点定位原则,定位，就是限制自由度,用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是所谓“六点定位原则”，简称“六点定则”。,机械制造技术,1长方体工件,长方体工件的定位,机械制造技术,圆盘类工件的定位,2圆盘类工件,机械制造技术,轴类工件的定位,3轴类工件,Z,机械制造技术, 在分析定位支承点，即定位元件起定位作用时， 不要考虑力的影响。不要把“定位”与“夹紧” 两个概念相混淆，两者更不能互相取代,分析工件的定位时，需注意下面两点：, 用定位支承
12、点限制工件的自由度，可以理解为： 定位支承点与工件的定位基准必须始终保持紧贴 接触，即工件上的定位基面与夹具上的定位元件 的工作表面要始终保持接触配合。若二者一旦脱 离，就表示失去了定位的作用,机械制造技术,三、限制工件自由度与加工要求的关系,保证必要的定位精度和稳定性,需要限制的自由度，必须都得到恰当地限制,四、工件定位中的几种情况,1完全定位,工件的六个自由度全部被限制的定位,工件在X、Y、Z三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式,机械制造技术,2不完全定位,根据工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位，称为不完全定位,不完全定位,机械制造技术,3
13、欠定位（绝不允许）,应该限制的自由度没有完全被限制的定位,4过定位,夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度的现象，称为过定位,机械制造技术,过定位可能导致下列后果：,（1）工件无法安装,变速箱壳体定位方案,机械制造技术,（2）造成工件或定位元件变形,连杆定位简图,正确方案,机械制造技术,消除过定位所引起的干涉，一般有两种方法：,过定位往往会带来不良后果，所以应尽量避免, 改变定位元件的 结构，使定位元 件重复限制自由 度的部分不起定 位作用。如球面 垫圈、削边销等 的采用,球面垫圈,机械制造技术, 提高工件定位基准 之间以及定位元件 工作表面之间的位 置精度,提高位
14、置精度,此时，也可消除因过定位而引起的不良后果，仍能保证工件的加工精度，而且有时还可以使夹具制造简单，使工件定位稳定，刚性增强。,因此，过定位亦可合理使用,机械制造技术,任务四 正确选用定位元件,任务引入,工件在夹具中实际定位时，须把定位支承点转化为具有一定结构的定位元件与工件相应的定位基准面相接触或配合而实现的,定位副的选择及其制造精度直接影响工件的定位精度和夹具的工作效率以及制造使用性能等,工件的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副,机械制造技术,知识链接,一、工件以平面为基准的定位,、,、,1平面定位方法的应用,（1）对粗基准平面的定位,粗基准是指毛坯上未经机 械加工的表面，该 基准平
15、面的平面度 误差较大，同一批 工件上的平面状况 也不相同,三个支承钉作定位件,机械制造技术,（2）对精基准平面的定位,精基准 是指已经机械加工的表面，这样的基准平面 度误差小，可以直接放在平面上定位,工件对精基准的定位,机械制造技术,2平面定位的定位元件,（1）支承钉,支承钉,机械制造技术,（2）支承板,支承板,机械制造技术,（3）可调支承,垂直方向可调,水平方向可调,机械制造技术,（4）自位支承,自位支承 是指支承本身的位置在定位过程中，能自适 应工件定位基准面位置变化的一类支承,自位支承,机械制造技术,3工件以台阶面为基准的定位,当工件以两平行平面为定位基准时，这两个平行平面间的距离H的公
16、差应很小，且距离H比其长度L也应很小。否则，工件会发生超过允许的倾斜,以台阶面为基准的定位,机械制造技术,当工件的加工面与定位面之间距离误差较大且零件的刚性又较差时，切削加工面时，工件可能因刚度不足产生变形，此时可以采用辅助支承,辅助支承件并不起定位作用，只是增加工件的稳定性，防止工件在切削力的作用下发生变形或振动,常见的辅助支承件,机械制造技术,4工件以平面定位时的定位误差,工件定位基准对其规定位置的最大可能位移量称作定位误差,定位误差只有在工序尺寸方向上才对工件的加工工序尺寸产生影响,工件以平面作定位基准时，定位误差的大小主要取决于工件上定位基准平面的质量，以及对规定位置的尺寸公差等位置精度,机械制造技术,二、工件以外圆柱面
