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1、第十四章 铣床夹具, 14-1 夹具的组成和作用 14-2 工件在夹具中的定位 14-3 工件的夹紧 14-4 铣床夹具介绍 14-5 组合夹具简介, 14-1 夹具的组成和作用,一、夹具的组成,夹具的组成 刀具引导装置 回转分度装置 夹紧装置 定位装置 夹具体,1. 定位装置 定位装置由各种标准或非标准的定位元件组成， 是夹具上起定位作用的零部件， 用来解决工件相对于夹具的定位问题。定位装置是夹具工作的核心部分。 2. 夹紧装置 夹紧装置由各种夹紧元件组成， 是夹具上起夹紧作用的零部件， 用以解决工件在夹具中的夹紧问题， 使工件在加工时始终保持准确和稳定的位置。,3. 夹具体 夹具体是整个夹
2、具的基础， 夹具上其他各类结构装置都靠夹具体连接而成为一个整体，并通过夹具体使整个夹具固定在机床上。 4. 对刀装置 对刀装置由对刀元件组成， 是夹具上起对刀作用的零部件。比较完善的夹具， 为了能迅速得到机床工作台、夹具、工件相对于刀具的正确位置， 在夹具上配置有对刀装置。,5. 刀具引导装置 刀具引导装置又称导向装置， 由导向元件组成， 是夹具上起引导刀具作用的零部件， 加工时引导刀具， 使刀具相对工件或夹具获得正确的位置。 6. 回转分度装置 回转分度装置由分度元件组成， 是夹具上起分度作用的零部件， 用以在加工中对有分度要求的工件进行分度。,二、夹具的作用 1. 保证工件加工精度， 稳定
3、整批工件的加工质量 夹具的设计和应用注重于解决工件的可靠定位和稳固夹紧， 可使同一批工件的装夹结果高度统一。稳固的夹紧使各工件间的加工条件差异性大为减小， 所以， 采用夹具可以在保证工件加工精度的基础上极大地稳定整批工件的加工质量。,2. 提高劳动生产率 依靠夹具所设置的专门定位元件和高效夹紧装置， 可以快速而准确地完成工件在加工工位上的定位和夹紧， 省去对工件的逐个找正调整的装夹过程， 大大缩短了每一工件的装夹辅助工时。对于大批量生产的工件， 尤其是对外形轮廓较复杂、不易找正装夹的工件，使用高效的夹具来装夹， 其效用就更大。,3. 改善操作者的劳动条件 使用夹具可使工件的装卸方便、快捷，减轻
4、了操作者的劳动强度。夹具可以采用增力机构来减小操作的原始力； 采用各种机动的夹紧装置使操作者省力； 采用多位夹具可减少对工件的装夹和搬运次数， 使操作者的劳动条件大为改善。,4. 降低对操作工人的职业等级要求 夹具的应用使工件的装夹、操作大为简化， 使一些生产技术并不熟练的技工有可能胜任原来只能由技术熟练的技工才能完成的复杂工件的精确装夹工作。,5. 扩大通用机床的工艺范围 采用专用夹具可以扩大通用机床的工艺范围， 做到一机多用，缓解生产中机床负荷不均或设备短缺的矛盾。如在普通铣床上安装使用滚齿夹具后， 可以代替滚齿机滚切直齿圆柱齿轮和蜗轮。, 14-2 工件在夹具中的定位,一、工件定位基本原
5、理 1. 工件在工位上的位置不确定度 （1） 不定度的概念 如果不采取相应的定位措施， 工件在夹具中被夹紧时的位置将是不确定的。工件参与定位时， 其空间位置的不确定程度， 可通过工件所在空间直角坐标系中六个独立的位置参量来描述和比较。,（2） 六个不定度及其符号,六个不定度,（3） 不定度的消除与工件的定位 当工件具有全部的六个不定度时， 是工件在空间的位置不确定的最高程度。工件具有的不定度越少， 说明工件的空间位置确定性越好。当工件的六个不定度都被消除时， 它在这一空间的位置即被完全确定下来， 具有位置的唯一性。,2. 六点定位基本原理,点的定位作用,直线的定位作用,两定位点的定位作用,平面
6、的定位作用,3. 六点定位原理的应用 （1） 六点定位原理在箱体类工件定位中的应用,箱体类工件的六点定位,（2） 六点定位原理在盘类工件定位中的应用,盘类工件的六点定位,（3） 六点定位原理在轴类工件定位中的应用,轴类工件的六点定位,二、基本定位体的定位作用 1. 基本定位体 夹具对工件的定位约束作用， 是靠夹具上设置的各种形状定位元件的定位几何形面来实现的。为了准确地分析夹具定位元件对工件定位所起的实际约束作用， 把各类定位元件的常用定位几何形面归纳为10种基本定位体， 夹具定位元件的定位面都是由这些最基本的几何形体所组成。,2. 基本定位体的定位约束作用 （1） 短 形块（ 形架或 形刀口
7、） （2） 长 形块（双 形架） （3） 短圆柱销（短销） （4） 长圆柱销（长销、心轴） （5） 定位套（短套）,（6） 长定位套（长套） （7） 短圆锥销（短锥销） （8） 长圆锥销（长锥销） （9） 短圆锥套（短锥套） （10） 长圆锥套（长锥套）,三、完全定位、不完全定位、欠定位 1. 完全定位 工件在夹具中定位时， 六个不定度被全部消除的定位称为完全定位。完全定位时， 整批工件相对加工机床及刀具有一个统一的位置依据。一般情况下，当工件的工序内容在X、Y、Z三个坐标轴方向上均有尺寸或形位精度要求时， 需要在加工工位上对工件施行完全定位。,2. 不完全定位,工件铣通槽的安装,3. 欠定位
8、 工件应该消除的不定度没有被消除， 这样的定位称为欠定位。欠定位虽也是不完全定位， 但欠定位对影响加工精度的不定度没有都加以限制， 其结果将导致无法保证工序所规定的加工要求， 因此， 欠定位是不合理的不完全定位。,四、重复定位 1. 重复定位的概念 （1） 平面长销定位,平面长销定位 环形平面 长圆柱销,（2） 平面双销定位,平面双销定位 大平面 、短圆柱销,2. 重复定位的不良后果 （1） 重复定位会造成定位质量不稳定且降低定位精度,工件端面垂直度误差对重复定位的影响,（2） 重复定位可能引起夹紧变形和虚假接触,重复定位引起心轴夹紧变形,（3） 重复定位可能造成工件装夹困难,双圆柱销结构的干
9、涉,3. 重复定位结构的改善措施 （1） 提高工件定位表面的加工精度 （2） 修改夹具的重复定位结构,平面长销重复定位的改善,平面双销重复定位结构的改善,4. 重复定位的合理利用 （1） 可简化定位结构， 有利于提高定位元件的结构刚度 （2） 可以增加工件与夹具间的接触面积， 提高接触刚度, 14-3 工件的夹紧,一、对夹紧装置的基本要求 1. 夹紧要可靠 2. 夹紧不允许破坏定位 3. 夹紧变形要尽量小， 且不能损伤工件 4. 操作要方便,二、夹紧力三要素的合理确定 1. 夹紧力方向的合理确定 （1） 主要夹紧力的方向应尽量指向工件的主要定位基准表面 （2） 夹紧力的方向应尽量与切削力、重力
10、方向一致 （3） 夹紧力的方向应尽量指向工件刚度较强的方向,（4） 夹紧力的作用线应分布于工件有效支撑面范围内,夹紧力作用线应分布于支撑范围内,2. 夹紧力作用点的合理确定 （1） 夹紧力作用点应选择工件上刚度好的部位,夹紧力作用点的合理选择,（2） 夹紧力作用点应尽量靠近工件要加工的部位 夹紧力作用点越靠近工件要加工的部位， 加工时振动越小， 切削越平稳，加工质量就越高； 而且可以采用较大的切削用量， 有利于提高效率。,3. 夹紧力大小的合理确定 实际生产中确定夹紧力的方法常采用类比法和估算法。类比法是根据工件具体加工要求，参照现有生产中相类似切削条件的夹紧装置应用情况，比较确定夹紧力的大小
11、。估算法是简单计算理论切削力P， 然后乘以安全系数K， 即得所需基本夹紧力W的值，即WKP。,三、常用的夹紧机构 1. 斜楔夹紧机构,斜楔夹紧机构,斜楔的夹紧行程,2. 螺旋夹紧机构,螺旋夹紧机构 螺钉 螺母 夹具体工件 压块,常用压块,螺旋压板组合机构,钩形压板螺旋夹紧机构,3. 偏心夹紧机构,圆偏心轮,偏心夹紧机构 压板 销轴 手柄 偏心轮, 14-4 铣床夹具介绍,一、铣床夹具的特点 1. 铣削的特点 （1） 铣削是一种冲击、振动很大的切削过程 （2） 铣削的切削力较大 （3） 刀具需要经常调刀和换刀,2. 铣床夹具的特点 （1） 铣床夹具应具有足够的强度和刚度， 以适应工件重负荷切削的
12、装夹需要。 （2） 夹具都配备有较强大而可靠的夹紧系统，以保证夹紧有良好的抗振性和自锁性。 （3） 夹具一般多设置有专门的快速对刀装置， 以减少调刀、换刀辅助时间， 提高刀位精度。,二、铣床典型夹具介绍 1. 单件装夹铣床夹具,铣端面通槽夹具 夹具体 圆柱导向销 偏心轮支座 偏心轮 活动 形块 对刀块 固定 形块,2. 多件装夹铣床夹具,多件装夹铣床夹具 1-支座 2-弹性滑块 3-压块 4-螺杆支架 5-夹具体 6-压板 7-定位键,铣连杆槽夹具 1-夹具体 2-圆柱销 3-浮动杠杆 4-活节螺栓 5-螺旋辅助支承 6-浮动压板 7-对刀块 8-菱形销 9-支撑板, 14-5 组合夹具简介,
13、一、组合夹具的概念、特点及其应用场合 1. 组合夹具的概念,组合夹具 ） 槽系组合夹具 ） 孔系组合夹具,2. 组合夹具的特点 （1） 可缩短生产的准备周期 （2） 可以节省大量工艺装备费用的支出 （3） 组合夹具的适用性好 （4） 组合夹具结构一般较笨重， 而刚度又较差 （5） 初始投资大,3. 组合夹具的应用场合 组合夹具使用上所具有的临时性、组合性、多变适应性的特点， 使其特别适用于生产准备周期很短的临时突击性生产任务、新产品的试制， 以及品种多变或单件小批生产场合。,二、组合夹具的基本元件,孔式组合夹具的基本元件,） 基础件 ） 支撑件 ） 定位件 ） 导向件,） 压紧件 ） 紧固件
14、） 其他件 ） 组合件,1. 基础件 基础件分为圆形、方形、长方形基础板和基础角铁等几种外形， 它是整个组合夹具的夹具体， 作为其他元件的安装基础。基础件需具备一定的刚度， 并设置有供元件安装的T形槽系统。,2. 支撑件 支撑件主要用作不同高度的垫块及支撑， 构成夹具的中间骨架。支撑件种类繁多， 包括各种方形支撑、长方形支撑、角度支撑、角铁等。,3. 定位件 定位件主要用作各元件间确定准确的相互位置关系及为工件和机床提供定位。定位件包括各种定位销、定位键、定位盘、定位座、 形键、直键、 形座等结构。此外还有各种心轴、顶尖、对定销、定位板及三棱、六棱、四方形支座， 以及定位支撑和调整块等。,4.
15、 导向件 导向件主要用作引导刀具（如钻头、镗杆等）。它包括各种钻套、钻模板、镗孔支撑和导向支撑等。 5. 压紧件 压紧件用来压紧工件及组合元件， 由于其工作表面都经磨光， 所以也常用作限位挡板、连接板和垫铁等其他用途。,6. 紧固件 紧固件用来紧固夹具上各种散件及组件。它主要包括各种 形螺栓、关节螺栓、钩头螺栓、双头螺柱及其他特殊结构的螺母、垫圈等。 7. 其他件 其他件是指组合夹具中使用的辅助元件，如连接件、滚花手柄、各种支撑钉和支撑帽、平衡弹簧、平衡块、接头、摇板、摇块等。,8. 组合件 组合件又称合件， 是由数个元件组成的独立部件。合件是组合夹具的重要部件， 具有结构合理、使用方便、用途广泛的特点。合件按其用途不同有定位合件、分度合件、支撑合件、导向合件、夹紧合件等； 按其结构则有顶尖座、回转顶尖、可调 形座、折合板、分度盘、可调支座、可调角度转盘等。,三、组合夹具的组装步骤 1. 组装前的调查及准备工作 2. 设计组装方案 3. 试装 4. 组装和调整 5. 检验,四、组合夹具组装实例,射油泵传动轴,铣传动轴上半圆键槽的组合夹具,
