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1、机械制造装备设计,主讲人：李爱芝,3.3.1 孔加工用的导向装置 3.3.2 对刀装置 3.3.3 分度装置 3.3.4 对定装置夹具在机床上的定位,3.3 机床夹具的其它装置设计,3.3.1 孔加工用的导向装置 （一）钻套：钻套是钻模上特有的元件。1作用：导向引导刀具；提高刀具的刚度。对刀确定刀具的正确位置。2分类： （1）标准钻套：列入国家标准的钻套。,其结构参数、材料、热处理等可查阅夹具零部件标准或夹具手册。,固定钻套（GB/T226291）图a）A型固定钻套无肩图b）为B型固定钻套有肩,钻套安装在钻模板或夹具体中，其配合为或 。 固定钻套结构简单，钻孔精度高，但钻套磨损后，不易更换。
2、应用：主要用于小批生产或加工孔距较近以及孔距精度较高的孔。,可换钻套和快换钻套,可换钻套（GB/T226491）： 可换钻套与衬套（GB/T226391）的配合为或 ； 衬套与钻模板的配合为 或 ，并用钻套螺钉（GB/T226891）固定，以防止钻套加工时转动及退刀时脱出。,克服了固定钻套磨损后不易更换的缺点，用于大批量生产中。,快换钻套（GB/T226591）工件在一次装夹中，需要钻、扩、铰多工步加工时连续多次更换刀具，为了快速更换不同孔径的钻套用。 快换钻套与衬套（GB/T226391）的配合为 或 ； 衬套与钻模板的配合为 或 。 快换钻套在其凸缘上有供钻套螺钉压紧的肩台和一个削边平面。
3、更换钻套不需拧下钻套螺钉，只要将快换钻套转过一定角度，使削边平面正对钻套螺钉头部处，即可取出钻套。削边方向应考虑刀具的旋向，以免钻套自动脱出。,（2）特殊钻套：工件的形状或被加工孔的位置需要而不能使用标准钻套时用。常见的特殊钻套结构：图a）加长钻套：用于加工凹面上的孔，而钻模板又无法接近工件的加工平面时；图b）斜面钻套：用于在斜面或圆弧面上钻孔，排屑空间的高度 ，可增加钻头刚度，避免钻头引偏或折断；图c）小孔距钻套：用定位销确定钻套方向。,加长钻套,斜面钻套,小孔距钻套,带内锥定位 夹紧钻套,图d）带内（或外锥）锥定位夹紧钻套：钻套与衬套之间一段为圆柱间隙配合，一段为螺纹连接，钻套下端为内锥面
4、（或外锥面），具有对工件定位、夹紧和引导刀具三种功能。,3设计钻套时，应注意问题： （1）钻套导向孔的基本尺寸刀具的最大极限尺寸； （2）对于标准定尺寸刀具，钻套导向孔与刀具配合基轴制。 （3）钻套导向孔与刀具间应保证一定的配合间隙。 （4）采用标准铰刀铰H7或H9孔时，导向孔的基本尺寸被加工孔的基本尺寸，公差选F7或E7。 （5）若刀具用刀具的导柱部分导向基孔制的相应配合选 、 或 。,防止卡住和咬死,据所用刀具和工件加工要求来选取钻套导向孔的公差与配合。钻孔和扩孔F7或F8；粗铰孔G7；精铰孔G6。,（6）钻套的高度HH增大，导向性能好，刀具刚度提高，但钻套与刀具的磨损加剧。应根据孔距精度
5、、工件材料、孔加工深度、刀具耐用度、工件表面形状等因素决定：通常取 ：孔径大时取大值，孔径小时取小值；当加工精度较高或孔径 时：,套与工件距离h的选取,（7）钻套底端与工件间的距离h排屑空间钻套与工件间应留有适当的空间h（排屑空间）：若h太大，排屑方便，但导向性能降低；若h太小，排屑困难（塑性金属材料），会损坏加工表面，有时还可能将钻头折断。根据钻头直径及工件材料确定适当的间隙。h值按下面经验公式选取：加工铸铁时、黄铜等脆性材料：h=(0.60.7)d；加工钢件等塑性材料时：h=(0.71.5)d。,特殊情况： 在斜面上钻孔（或钻斜孔）h=0.3d，以免钻头引偏； 孔的位置精度较高h=0，使切
6、屑从钻头的螺旋槽中排出； 钻深孔（长径比L/d5）h=1.5d。,(二)镗套1镗套结构：用于引导镗杆。 （1）固定式镗套：在镗孔过程中不随镗杆转动的镗套。结构已经标准化，选用时可参考“夹具设计手册”。标准结构的固定式镗套（GB/T2266-91），与快换钻套结构相似，加工时镗套不随镗杆转动。,B型则带油杯和油槽，使镗杆和镗套之间能充分润滑。,A型不带油杯和油槽，靠镗杆上开的油槽润滑；,固定式镗套,固定式镗套特点： 结构紧凑，外形尺寸小； 制造简单； 位置精度高； 镗套易于磨损。 应用: 适用于低速镗孔，一般摩擦面的线速度固定式镗套的导向长度：,（2）回转式镗套：在镗孔过程中随镗杆一起转动，镗杆
7、与镗套之间只有相对移动而无相对转动。应用:高速镗孔。 类型:根据回转部分的位置不同分：内滚式回转镗套外滚式回转镗套,把回转部分安装在镗杆上，并且成为镗杆的一部分，镗杆与轴承内圈一起旋转结构尺寸较大；,把回转部分安装在夹具的导向支架上,常见几种外滚式回转镗套的典型结构： 滑动式回转镗套：装有滑动轴承，镗套2可在滑动轴承1内回转，镗模支架4上设置油杯，经油孔将润滑油送到回转副，使其充分润滑。镗套中间开有键槽3，镗杆上的键通过键槽带动镗套回转。 特点：径向尺寸较小，回转精度高，减振性好，承载能力大，需充分润滑。常用于孔距较小的孔系精加工，摩擦面线速度,滚动式回转镗套：装有滚动轴承，镗套2支承在两个滚
8、动轴承6上，轴承安装在镗模支架4的轴承孔中，轴承孔的两端用轴承端盖5封住。 特点：采用标准的滚动轴承，设计、制造、维修方便；对润滑要求低，镗杆转速高，一般摩擦面线速度 ；径向尺寸较大，回转精度受轴承精度的影响。 采用滚针轴承以减小径向尺寸，采用高精度轴承以提高回转精度。,立式滚动回转镗套：立式镗孔用，工作条件差。为避免切屑和切削液落入镗套，需设置防护罩。为承受轴向力，一般采用圆锥滚子轴承。,回转镗套一般用于镗削孔距较大的孔系，当被加工孔径大于镗套孔径时，需在镗套上开引刀槽，使装好刀的镗杆能顺利进入。 为确保镗刀进入引刀槽，镗套上有时设置尖头键或钩头键。回转镗套的导向长度，其结构尺寸可参阅“夹具
9、设计手册”。,回转镗套的引导槽及尖头键,2与镗套相配合的镗杆结构用于固定镗套的镗杆导向部分结构,用于回转镗套镗套的镗杆导向部分结构,镗杆与加工孔之间应有足够的间隙，以容纳切屑。 镗杆直径按 d=(0.70.8)D 选取或查表确定。,返回,3.3.2 对刀装置：铣床夹具或刨床夹具一般有确定刀具位置的对刀装置。作用：用来确定刀具与夹具（夹具的定位元件）的相对位置。一般由对刀块和塞尺组成。 常见的对刀装置：,高度对刀装置：用于对准铣刀的高度，3是标准圆形对刀块（GB/T2240-91）,直角对刀装置：3 是直角对刀块 （GB/2242-91），用 于对准铣刀的高度和 水平方向位置。,成形刀具对刀装置
10、,组合刀具对刀装置： 3是方形对刀块 （GB/22441-91）， 用于组合铣刀的垂直 和水平方向对刀。,塞尺：对刀平塞尺（GB/T2244-91）： ，公差为h8。,对刀圆柱塞尺（GB/T2245-91）：d=35mm，公差为h8。,塞尺使用：将塞尺放在刀具与对刀块的工作表面之间，凭抽动塞尺的松紧感觉来判断铣刀的位置。 设计夹具时，夹具总图上应标注塞尺的尺寸和公差。 对刀块工作表面到夹具定位元件的定位面尺寸：取工件尺寸公差的1/31/5。,返回,3.3.3 分度装置工件上如有一些按一定角度分布的相同表面，需要一次定位夹紧后加工出来设计夹具时需要有分度装置；或把夹具安装在通用的回转工作台实现分
11、度。,返回,图5-59 斜面分度装置 的结构,272 图5-：采用锥销定位分度的夹具,3.3.4 对定装置对定:即夹具在机床上的定位，使夹具相对于机床主轴（或刀具）及机床成形运动具有准确的位置和方向。 解决夹具在机床上安装时的定位问题。夹具是工件与机床之间的桥梁，使用夹具安装工件时，工件加工时的正确位置是通过工件在夹具上的定位+夹具在机床上的定位来实现的。,（一）夹具安装在机床工作台上：如铣床夹具、刨床夹具、镗床夹具等；1夹具底面是夹具的的主要安装基准面：形状精度高；与夹具定位元件有较高尺寸、位置精度；本身有较高形状精度。,2定位键或定向键为确定夹具与机床工作台的相对位置，在夹具体的底面上应设
12、置定位键或定向键。 铣床夹具通过两个定位键与机床工作台上的T形槽配合，确定夹具在机床上的正确位置。 定位键有矩形和圆柱形两种，如图所示。常用的是矩形定位键，其结构尺寸已标准化，可参阅“夹具零部件标准”（GB/T2206-91）。矩形定位键有A型和B型两种结构型式。,A型定位键的宽度，按 统一尺寸B（h6或h8） 制作，适用于夹具定 向精度要求不高的场 合。,B型定位键的侧面开有沟槽， 沟槽上部与夹具体的键槽配合，宽度尺寸B按H7/h6或Js6/h6与键槽配合；沟槽的下部宽度为B1，与铣床工作台的T形槽配合，T型槽公差为H8或H7，故B1一般按h6或h8制造。为提高夹具的定位精度，在制造定位键时
13、，B1应留有磨量0.5mm，以便与工作台T型槽修配，达到较高的配合精度。,与B型定位键 相配件尺寸 与圆柱形定 位键,图5-41 b)、c）,（二）夹具安装在机床主轴上：与主轴的端部形状有关，如车床夹具等。（1）以主轴锥孔与夹具锥柄配合连接,夹具2以莫氏锥柄与机床主轴配合定心，一般通过拉杆1拉紧。由于主轴锥孔较小，夹具的径向尺寸不宜过大（D140mm）。,车床夹具与机床常用的连接方式,（2）以主轴前端外圆柱面与夹具过渡盘连接，或直接与夹具连接,夹具3通过过渡盘2的内锥孔与主轴1的前端定心轴颈配合定心，并用螺钉紧固在一起。,车床夹具与机床常用的连接方式,（3）以主轴前端短圆锥面与夹具过渡盘连接,车床夹具与机床常用的连接方式,夹具3通过过渡盘2的内锥孔与主轴1前端的短锥面相配合定心，并用螺钉紧固在主轴上。如CA6140卧式普通车床可以采用这种连接方式。,（4）以主轴前端长圆锥面与夹具过渡盘连接,车床夹具与机床常用的连接方式,夹具4通过过渡盘3的内锥孔与主轴1前端的长锥面相配合定心，并用锁紧螺母2紧固。为了传递较大的扭矩，在锥面配合处用键5连接。如C616普通车床可采用这种连接方式。,（5）以圆柱面和端面定位：由螺纹连接，压板防松。,返回,车床夹具与机床常用的连接方式,
