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1、机床夹具设计与实践 知识目标 能力目标 根据零件的结构特点和加工要求，能设计根据零件的结构特点和加工要求，能设计车车床夹具。床夹具。 项目8 车床夹具设计 1. 分析各种车床夹具。分析各种车床夹具。 2. 掌握车床夹具的设计要点。掌握车床夹具的设计要点。 机床夹具设计与实践 8.1 工作任务 8.1.1 任务描述 如图所示为车床CA6140的开合螺母零件图，在本工序中需精车孔40mm及端面。工 件的燕尾导轨面和两个12mm孔已经加工，两孔距离为380.1mm，40mm孔经过粗加 工。工件材料为45钢，毛坯为锻件，中批量生产。试设计本工序所用的专用夹具。 机床夹具设计与实践 8.1.2 任务分析
2、 1. 生产纲领：中批量生产。 2. 毛坯：锻件，工件的燕尾导轨面和两个12mm孔已经加工，两孔距离为 380.1mm，40mm孔经过粗加工。 3. 结构分析：开合螺母由上下两个半螺母组成，装在溜板箱体后壁的燕尾形导 轨中，可上下移动。上下半螺母的背面各装有一个圆销，其伸出端分别嵌在槽盘 的两条曲线槽中。扳动手柄，经轴使槽盘逆时针转动时，曲线槽迫使两圆销互相 靠近，带动上下半螺母合拢，与丝杠啮合，刀架便由丝杠螺母经溜板箱传动进给 。槽盘顺时针转动时，曲线槽通过迫使圆销使两半螺母相互分离，与丝杠脱开啮 合，刀架便停止进给。 4. 精度分析：加工孔轴线至燕尾导轨底面C的距离为450.05 mm；孔
3、轴线与C面的 平行度为0.05 mm；加工孔轴线与12mm孔的距离为80.05 mm；加工孔轴线对两B面 的对称面的垂直度为0.05mm 。 机床夹具设计与实践 8.2 知识准备 8.2.1 各种车床夹具 使用在车床上，用来加工工件内、外回转面及端面的夹具。 车床夹具一般都安装在车床主轴端部，加工时夹具随机床主轴一起旋转， 装在刀架上的切削刀具作进给运动。 车床车床 机床夹具设计与实践 飞球保持架工序图及其心轴 1-心轴；2、5一压板；3一定位键；4一螺钉； 6一快换垫圈；7一螺母 1.定心式车床夹具 机床夹具设计与实践 2. 角铁式车床夹具 机床夹具设计与实践 l l过渡盘；过渡盘；2 2夹
4、具体；夹具体；3 3联接块；联接块；4 4销钉；销钉；5 5杠杆；杠杆；6 6拉杆；拉杆； 7 7定位销；定位销；8 8钩形压板；钩形压板；9 9带肩螺母；带肩螺母；1010平衡块；平衡块；11 11楔块；楔块；1212摆动压块摆动压块 0.05 0 34 横拉杆接头工序图横拉杆接头工序图 机床夹具设计与实践 1 1过渡盘过渡盘 2 2夹具体夹具体 3 3分度盘分度盘 4 4T T形螺钉形螺钉 5 5、9 9螺母螺母 6 6菱形销菱形销 7 7定位销定位销 8 8螺旋压板螺旋压板 1010对定销对定销 11 11平衡块平衡块 3. 圆盘式车床夹具 机床夹具设计与实践 1. 车床夹具特点 (1)
5、 具有足够的强度、刚性和可靠的夹紧装置，以保 证能牢固地夹持工件随同主轴高速回转，并克服离心 惯性力和切削力。 (2) 具有较匀称的结构，以减少高速回转时的不平衡 离心惯性力，当夹具总体结构不能保持比较匀称（如 花盘角铁类结构）时，夹具上多设置有专门的静平衡 结构（配重铁、平衡块等）。 (3) 多为自动定心夹具（如三爪自定心卡盘、弹性夹 头、弹性胀套等）。 (4) 夹具工作时，其对称轴线与机床主轴保持同轴， 故夹具相对机床主轴的安装多具有较完善的对定结构 （定心锥柄、定心轴颈、止口等结构）。 (5) 只要结构空间允许，夹具设计都尽量兼顾安全操 作防护措施，例如必要的护板、护罩及封闭结构等。 7
6、.2.2 铣床夹具设计要点 机床夹具设计与实践 1 1主轴；主轴；2 2过渡盘；过渡盘；3 3专用夹具；专用夹具；4 4压块压块 (1) 夹具通过主轴锥孔与机床主轴连接夹具通过主轴锥孔与机床主轴连接 (2)(2) 夹具通过过渡盘与机床主轴连接夹具通过过渡盘与机床主轴连接 2. 车床夹具的设计要点 (1) 车床夹具 在机床主轴上的安装方式 机床夹具设计与实践 几种车床主轴前端几种车床主轴前端 的形状及尺寸的形状及尺寸 机床夹具设计与实践 过渡盘过渡盘 机床夹具设计与实践 (2)找正基面的设置 为保证加工精度，车床夹具的设计中心(即限位面或找正基面)对主轴回转中 心的同轴度应控制在0.01mm之内
7、，限位端面(或找正端面)对主轴回转中心的跳 动量也不应大于0.01mm。 (3)找正基面的设置 设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。 对于回转体或对称零件，一般采用心轴或定心夹紧式夹具，以保证工件的 定位基面、加工表面和主轴三者的轴线重合。 对于壳体、支架、托架等形状复杂的工件，由于被加工表面与工序基准之 间有尺寸和相互位置要求，所以各定位元件的限位表面应与机床主轴旋转中心具 有正确的尺寸和位置关系。 为了获得定位元件相对于机床主轴轴线的准确位置，有时采用“临床加工” 的方法 ，如采用不淬火三爪自定心卡盘的卡爪装夹工件前，应先对卡爪“临床加 工”，以提高装夹精度。 机床夹具
8、设计与实践 (4)夹紧装置的设置 车床夹具的夹紧装置必须安全可靠。 夹紧力必须克服切削力、离心力等外力的作用，且自锁可靠。 对高速切削的车、磨夹具，应进行夹紧力克服切削力和离心力的验算。 若采用螺旋夹紧机构，一般要加弹簧垫圈或使用锁紧螺母。 (5)夹具的平衡 车床夹具除了控制悬伸长度外，结构上还应基本平衡。 角铁式车床夹具的定位元件及其他元件总是布置在主轴轴线一边，不平衡 现象最严重，所以在确定其结构时，特别要注意对它进行平衡。 平衡的方法有两种：设置平衡块或加工减重孔。 (6)夹具的结构要求 结构要紧凑，悬伸长度要短。车床夹具的悬伸长度过大，会加剧主轴轴 承的磨损，同时引起振动，影响加工质量
9、。因此，夹具的悬伸长度L与轮廓直径 D之比应控制如下：直径小于150 mm的夹具，L/D2.5；直径在150300 mm的 夹具，L/D0.9；直径大于300 mm的夹具，L/D0.6。 车床夹具的夹具体应制成圆形，夹具上(包括工件在内)的各元件不应伸出 夹具体的轮廓之外，当夹具上有不规则的突出部分，或有切削液飞溅及切屑缠绕 时，应加设防护罩。 夹具的结构应便于工件在夹具上安装和测量，切屑能顺利排出或清理。 机床夹具设计与实践 1、1l螺栓 2压板 3摆动V形块 4过渡盘 5夹具体 6平衡块 7盖板 8固定支承板 9活动菱形销 10活动支承板 8.3 任务实施 机床夹具设计与实践 项目小结 本项目介绍了各种车床夹具及其设计要点，学生通过学习和完成工作任务 ，应达到能设计车床夹具的目的。 实践任务 见书
