機械制造工程

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1、 機 床 常 用 夾 具 第 一 節(jié) 概 述 在 機 械 加 工 過 程 中 ， 為 了 保 證 工件 的 加 工 精 度 ， 使 之 相 對 于 機 床 、刀 具 占 有 確 定 的 位 置 ， 并 能 迅 速 、可 靠 地 夾 緊 工 件 ， 以 接 受 加 工 或檢 測 的 工 藝 裝 備 稱 為 機 床 夾 具 ，簡 稱 夾 具 。 機 床 夾 具 的 主 要 功 能 是 使 工 件 定 位 和 夾 緊 。 定 位 使 工 件 相 對 于 刀 具 及 機 床 占 有 正確 的 加 工 位 置 ， 保 證 其 被 加 工 表 面 達 到 工序 所 規(guī) 定 的 各 項 技 術 要 求 。

2、夾 緊 工 件 定 位 后 ， 經 夾 緊 裝 置 施 力 于工 件 ， 將 其 固 定 夾 牢 ， 使 其 在 加 工 過 程 中保 持 正 確 位 置 不 變 。 安 裝 工 件 從 定 位 到 夾 緊 的 整 個 過 程 。 找 正 安 裝 法 ： 按 工 件 的 有 關 表 面 或 專門 劃 出 的 線 痕 作 為 找 正 依 據(jù) ， 用 劃 針或 指 示 表 ， 逐 個 地 找 正 工 件 相 對 于 刀具 及 機 床 的 位 置 ， 然 后 將 工 件 夾 緊 。 專 用 夾 具 安 裝 法 ： 靠 專 用 夾 具 保 證 工件 相 對 于 刀 具 及 機 床 所 需 的 位 置

3、， 并使 其 夾 緊 。 保 證 加 工 精 度 ， 并 使 之 穩(wěn) 定 縮 短 輔 助 時 間 ， 提 高 生 產 效 率 ， 降低 成 本 擴 大 機 床 的 工 藝 范 圍 減 輕 勞 動 強 度 ， 降 低 技 術 要 求 便 于 變 更 工 位 、 引 導 刀 具 或 進 行 仿形 加 工 。 用 夾 具 裝 夾 工 件 的 特 點 工 件 在 夾 具 中 的 正 確 定 位 ， 是 通 過 工件 上 的 定 位 基 準 面 與 夾 具 上 的 定 位 元件 相 接 觸 而 實 現(xiàn) 的 夾 具 預 先 在 機 床 上 已 調 整 好 位 置 ， 工件 通 過 夾 具 對 于 機 床

4、也 就 占 有 了 正 確的 位 置 通 過 夾 具 上 的 對 刀 裝 置 ， 保 證 了 工 件加 工 表 面 相 對 于 刀 具 的 正 確 位 置 1 按 夾 具 的 通 用 特 性 分 類 通 用 夾 具 ： 指 結 構 、 尺 寸 已 標 準 化 、系 列 化 ， 且 具 有 一 定 通 用 性 的 機 床 附件 專 用 夾 具 ： 針 對 某 一 種 工 件 的 某 一 工序 的 加 工 要 求 而 專 門 設 計 和 制 造 的 夾具 成 組 專 用 （ 可 調 ） 夾 具 ： 采 用 成 組 加 工工 藝 ， 將 工 件 按 形 狀 、 尺 寸 和 工 藝 的 共性 分 組

5、， 再 為 每 組 工 件 設 計 組 內 通 用 的專 用 夾 具 組 合 夾 具 ： 是 一 種 模 塊 化 的 夾 具 ， 由 一套 預 先 制 造 好 的 標 準 元 件 組 裝 成 的 專 用夾 具 隨 行 夾 具 ： 自 動 線 夾 具 ， 既 擔 負 裝 夾 任務 ， 又 擔 負 沿 自 動 線 輸 送 工 件 的 任 務 。 2.按 夾 具 使 用 的 機 床 分 類 可 分 為 車 床 、 銑 床 、 鉆 床 、 鏜 床 、 磨 床 、齒 輪 機 床 、 數(shù) 控 機 床 夾 具 等 。 3.按 夾 具 的 動 力 源 分 類 按 夾 具 夾 緊 動 力 源 可 將 夾 具 分

6、 為 手 動 夾 具和 機 動 夾 具 兩 大 類 。 手 動 夾 具 應 有 擴 力 機 構 與 自 鎖 性 能 ， 以 減輕 勞 動 強 度 與 確 保 安 全 生 產 常 用 的 機 動 夾 具 有 ： 氣 動 、 液 壓 、 氣 液 增壓 、 電 動 、 電 磁 、 真 空 、 離 心 力 、 自 夾 緊夾 具 等 三 、 機 床 夾 具 的 組 成定 位 元 件 ： 用 于 確 定 工 件 在 夾 具 中 的位 置夾 緊 裝 置 ： 將 工 件 壓 緊 夾 牢 ， 并 保 證工 件 在 加 工 過 程 中 位 置 不 變聯(lián) 接 元 件 ： 用 于 確 定 夾 具 對 機 床 主 軸

7、、工 作 臺 或 導 軌 的 相 對 位 置 對 刀 或 導 向 元 件 ： 用 于 保 證 工 件 加 工表 面 與 刀 具 之 間 的 位 置 ；其 它 裝 置 或 元 件 ： 定 向 鍵 、 操 作 件 、分 度 裝 置 、 靠 模 裝 置 、 上 下 料 裝 置 、平 衡 塊 等 ， 以 及 標 準 化 了 的 其 它 聯(lián) 接元 件 ；夾 具 體 ： 是 夾 具 的 基 座 和 骨 架 ， 用 來配 置 、 安 裝 各 夾 具 元 件 及 裝 置 。 四 、 機 床 夾 具 的 現(xiàn) 狀 及 發(fā) 展 方 向對 機 床 夾 具 提 出 了 如 下 新 的 要 求 ： 能 迅 速 而 方 便

8、 地 裝 備 新 產 品 ， 以 縮短 生 產 準 備 周 期 ， 降 低 生 產 成 本 能 裝 夾 一 組 具 有 相 似 性 特 征 的 工 件 適 用 于 精 密 加 工 的 高 精 度 機 床 夾 具 適 用 于 各 種 現(xiàn) 代 化 制 造 技 術 的 新 型機 床 夾 具 采 用 以 液 壓 站 等 為 動 力 源 的 高 效 夾緊 裝 置 ， 以 進 一 步 提 高 勞 動 生 產 率 提 高 機 床 夾 具 的 標 準 化 程 度 現(xiàn) 代 機 床 夾 具 的 發(fā) 展 方 向 精 密 化 ： 如 精 密 分 度 、 高 精 度 自 定 心 高 效 化 ： 縮 短 加 工 的 基

9、本 時 間 和 輔 助時 間 ， 以 提 高 勞 動 生 產 率 ， 減 輕 工 人的 勞 動 強 度 柔 性 化 ： 通 過 調 整 、 組 合 等 方 式 ，以 適 應 工 藝 可 變 因 素 標 準 化 ： 按 夾 具 零 件 及 部 件 的 國 家標 準 以 及 各 類 通 用 夾 具 、 組 合 夾 具標 準 制 造 ， 有 利 于 夾 具 的 商 品 化 生產 ， 有 利 于 縮 短 生 產 準 備 周 期 ， 降低 生 產 總 成 本 。 第 二 節(jié) 工 件 定 位 一 、 工 件 定 位 的 基 本 原 理 1 定 位 基 準 的 基 本 概 念工 件 定 位 按 照 加 工

10、工 藝 要 求 ， 將工 件 置 于 夾 具 中 ， 使 工 件 在 夾 緊 前 相對 于 機 床 和 刀 具 就 占 有 一 個 預 定 的 位置 ， 或 者 是 使 同 一 批 工 件 逐 次 放 置 到夾 具 中 時 都 能 占 據(jù) 同 一 位 置 。 定 位 基 準 在 機 械 加 工 中 用 作 定位 的 基 準 。定 位 基 面 工 件 定 位 時 ， 作 為 定位 基 準 的 點 和 線 ， 往 往 由 某 些 具 體表 面 體 現(xiàn) 出 來 ， 這 種 表 面 稱 為 定 位基 面 。 2 自 由 度 的 概 念所 謂 自 由 度 ， 即 空 間 位 置 的 不 確定 性一 個

11、位 于 空 間 自 由 狀 態(tài) 的 物 體 ，對 于 空 間 直 角 坐 標 系 來 說 ， 具 有六 個 自 由 度 ： 三 個 位 移 自 由 度 和三 個 旋 轉 自 由 度 。 3 六 點 定 位 原 則定 位 的 實 質 ： 就 是 限 制 自 由 度 。工 件 的 六 個 自 由 度 如 果 都 加 以 限制 了 ， 工 件 在 空 間 的 位 置 就 完 全被 確 定 下 來 了 。 六 點 定 位 法 則 通 常 ， 一 個 支 承 點 限 制 工 件 的一 個 自 由 度 。 使 用 合 理 設 置 的 六 個 支 承 點 ，與 工 件 的 定 位 基 準 相 接 觸 ， 以

12、限 制 工 件 的 六 個 自 由 度 ， 使 工件 在 夾 具 中 的 位 置 完 全 被 確 定的 方 法 ， 稱 為 六 點 定 位 法 則 。 定 位 基 準 按 自 由 度 分 類 主 要 定 位 基 準 面 ： 設 置 三 個 支 承 點 ， 限 制 了 工 件 的 三個 自 由 度 的 定 位 表 面 。 要 求 ： 支 承面 積 大 ； 三 個 支 承 點 要 對 稱 配 置 。 導 向 定 位 基 準 面 ： 設 置 二 個 支 承 點 ， 限 制 了 工 件 的二 個 自 由 度 的 定 位 表 面 。 要 求 ：應 選 狹 長 表 面 ； 支 承 點 布 置 應 盡可 能

13、 遠 。 雙 導 向 定 位 基 準 面 ： 限 制 四 個 自 由 度 的 圓 柱 定 位 面 雙 支 承 定 位 基 準 面 ： 限 制 二 個 移 動 自 由 度 的 圓 柱 定 位 面 止 推 定 位 基 準 面 ： 限 制 一 個 移 動 自 由 度 的 定 位 基 準 面 。要 求 ： 應 選 窄 小 且 與 切 削 力 相 對 的表 面 ； 支 承 方 向 平 行 于 導 向 方 向 。 防 轉 定 位 基 準 面 ： 限 制 一 個 旋 轉 自 由 度 的 定 位 表 面 。要 求 ： 支 承 點 布 置 應 離 回 轉 線 盡 可能 遠 。 定 位 時 應 注 意 的 幾 個

14、 主 要 問 題 定 位 支 承 點 必 須 與 工 件 的 定 位 基 準 面始 終 保 持 緊 貼 接 觸 ； 分 析 定 位 支 承 點 的 定 位 作 用 時 ， 不 考慮 力 的 影 響 ； 定 位 支 承 點 是 定 位 元 件 抽 象 而 來 的 。 4、 工 件 定 位 中 的 幾 種 情 況 通 常 ， 自 由 度 限 制 大 于 3， 小 于 、 等 于 6。 完 全 定 位 ： 不 重 復 地 限 制 了 工 件 的 六 個 自由 度 的 定 位 。 不 完 全 定 位 ： 根 據(jù) 實 際 加 工 要 求 ， 并 不 需要 限 制 工 件 全 部 自 由 度 的 定 位

15、。 欠 定 位 ： 定 位 點 少 于 應 消 除 的 自 由 度 、 工件 定 位 不 足 的 定 位 。 過 定 位 ： 工 件 同 一 個 自 由 度 分 別 被 幾個 支 承 點 重 復 限 制 的 定 位 。過 定 位 的 不 良 后 果 ： 使 接 觸 點 不 穩(wěn) 定 ， 增 加 了 不 同 性 ； 增 加 了 夾 緊 變 形 ； 部 分 工 件 不 能 順 利 與 定 位 元 件 配 合 。 消 除 或 減 少 過 定 位 干 涉 的 兩 種 方 法 ：改 變 定 位 元 件 結 構 ， 使 定 位 元 件 重 復限 制 自 由 度 的 部 分 不 起 定 位 作 用 ；提 高

16、工 件 定 位 基 準 之 間 以 及 定 位 元 件工 作 表 面 之 間 的 位 置 精 度 。只 有 提 出 合 理 的 附 加 條 件 ， 才 允 許 采用 過 定 位 。 二 、 常 用 定 位 元 件 及 選 用 1 對 定 位 元 件 的 基 本 要 求 足 夠 的 精 度 ； 較 好 的 耐 磨 性 ； 足 夠 的 強 度 和 剛 度 ； 較 好 的 工 藝 性 ； 便 于 清 除 切 屑 。 2 常 用 定 位 元 件 所 能 限 制 的 自 由 度 常 用 定 位 元 件 可 按 工 件 典 型 定 位 基 準 面分 為 ： 用 于 平 面 定 位 的 用 于 外 圓 柱

17、面 定 位 的 用 于 孔 定 位 的常 用 定 位 元 件 所 能 限 制 的 自 由 度 見 表 3-1 3 常 用 定 位 元 件 的 選 用 工 件 以 平 面 定 位 面 積 較 小 的 基 準 平 面 選 用 支 承 釘 面 積 較 大 、 平 面 度 精 度 較 高 的 基 準平 面 定 位 選 用 支 承 板 毛 坯 面 、 階 梯 平 面 和 環(huán) 形 平 面 作 基準 平 面 定 位 時 ， 選 用 自 位 支 承 毛 坯 面 作 基 準 平 面 ， 調 節(jié) 時 可 按 定位 面 質 量 和 面 積 大 小 分 別 選 用 可 調支 承 當 工 件 定 位 基 準 面 需 提

18、 高 定 位 剛 度 、穩(wěn) 定 性 和 可 靠 性 時 ， 可 選 用 輔 助 支承 工 件 以 外 圓 柱 定 位 當 工 件 對 稱 度 要 求 較 高 時 ，選 用 V形 塊 當 工 件 定 位 圓 柱 面 精 度 較 高時 ， 可 選 用 定 位 套 或 半 圓 形定 位 座 工 件 以 內 孔 定 位 工 件 上 定 位 內 孔 較 小 時 ， 常 選 定位 銷 在 套 類 、 盤 類 零 件 的 車 削 、 磨 削和 齒 輪 加 工 中 ， 大 都 選 用 心 軸 三 、 定 位 誤 差工 序 基 準 在 工 序 尺 寸 方 向 上 的 最 大 位 置變 動 量 ， 稱 為 定 位

19、 誤 差 ， 用 D表 示 。在 工 件 的 加 工 中 ， 還 會 因 夾 具 在 制 造 與安 裝 、 工 件 的 夾 緊 、 機 床 的 工 作 精 度 、刀 具 的 精 度 、 受 力 變 形 、 熱 變 形 等 因 素而 產 生 誤 差 ， 定 位 誤 差 僅 是 加 工 誤 差 的一 部 分 。 一 般 限 定 定 位 誤 差 不 超 過 工 件加 工 公 差 T的 1/5 1/3， 即 D (1/5 1/3)T 1 產 生 定 位 誤 差 的 原 因定 位 基 準 發(fā) 生 位 移 產 生 定 位 誤 差 由 于 定 位 副 的 制 造 誤 差 或 定 位 副配 合 間 隙 所 導

20、 致 的 定 位 基 準 在 加工 尺 寸 方 向 上 最 大 位 置 變 動 量 ，稱 為 基 準 位 移 誤 差 ， 用 Y表 示 定 位 基 準 與 工 序 基 準 不 重 合 產 生定 位 誤 差 由 于 工 序 基 準 與 定 位基 準 不 重 合 所 導 致 的 工 序 基 準 在加 工 尺 寸 方 向 上 的 最 大 位 置 變 動量 ， 稱 為 基 準 不 重 合 誤 差 ,用 B表 示 D= Y+ B 2 定 位 誤 差 的 計 算計 算 定 位 誤 差 時 ， 可 以 分 別 求 出 基 準位 移 誤 差 和 基 準 不 重 合 誤 差 ， 再 求 出它 們 在 加 工 尺

21、 寸 方 向 上 的 矢 量 和 ； 也可 以 按 最 不 利 情 況 ,確 定 工 序 基 準 的兩 個 極 限 位 置 ， 根 據(jù) 幾 何 關 系 求 出 這兩 個 位 置 的 距 離 ， 將 其 投 影 到 加 工 方向 上 ， 求 出 定 位 誤 差 。 （ 例 ） 一 面 兩 孔 的 組 合 定 位常 見 的 組 合 方 式 有 ： 一 個 孔 及 其 端 面 一 根 軸 及 其 端 面 一 個 平 面 及 其 上 的 兩 個 圓 孔 生 產 中 最 常 見 的 “ 一 面 兩 孔 ” 定 位“ 一 面 兩 孔 ” 定 位 的 特 點 ： (1) 容 易 實 現(xiàn) 基 準 統(tǒng) 一 ；

22、(2) 位 置 精 度 高 ； (3) 存 在 過 定 位 現(xiàn) 象 （ 支 承 平 面 限 制三 個 自 由 度 ， 每 根 短 銷 限 制 兩 個 自由 度 ） A. 二 圓 銷 一 平 面 定 位 銷 、 孔 安 裝 時 ， 必 須 有 一 定 的 間 隙 ，此 時 dmax=Dmin Xmind 軸 徑 ； D 孔 徑 ； X 間 隙 第 二 定 位 銷 裝 入 的 條 件 ： (1) 當 孔 徑 、 銷 徑 為 ：D1min、 D2min、 d1max、 d2max 孔 間 距 最 小 、 銷 間 距 最 大 ：(LLD)、 (L+Ld)第 一 銷 孔 中 心 到 第 二 孔 徑 的

23、最 大 距 離 為 ：LLD+ D2min/2= L+Ld+ d2max/2+X2min/2即 ： d2max= D2min 2(LD+ Ld+ X2min/2) (2) 當 孔 徑 、 銷 徑 為 ：D1min、 D2min、 d1max、 d2max 孔 間 距 最 大 、 銷 間 距 最 小 ：(L+LD)、 (LLd)第 一 銷 孔 中 心 到 第 二 孔 徑 的 最 小 距 離 為 ：L+LDD2min/2= LLdd2max/2X2min/2即 ： d2max= D2min 2(LD+ Ld+ X2min/2)由 此 可 知 ， 只 要 將 定 位 銷 的 直 徑 縮 小 到 ：

24、d 2max= D2min 2(LD+ Ld+ X2min/2)即 可 實 際 定 位 時 上 述 兩 種 極 限 情 況 的 機會 是 很 少 的 ， 因 此 通 常 第 二 定 位 銷孔 不 預 留 間 隙 ， 即 X2min=0； 此 外 ， 第 一 定 位 銷 、 孔 的 最 小 配 合間 隙 起 補 償 中 心 距 偏 差 的 作 用 。 于 是 得 到 ：d2max= D2min 2(LD+ Ld X1min/2)或 ： X2min= 2(LD+ Ld X1min/2) B. 一 圓 銷 、一 削 邊 銷 及一 平 面 定 位(1) 削 邊 銷的 形 成 為 了 保 證 銷 的強

25、度 ， 通 常 使用 菱 形 銷 。 圖 a用 于 直 徑很 小 時 圖 b用 于 直 徑為 350mm時圖 c用 于 大 于50mm時 (2) 削邊 銷尺 寸的 確定 (3) 定 位 誤 差 分 析 基 準 位 移 誤 差 ： 為 第 一 定 位 銷 、 孔 的最 大 配 合 間 隙Y= D1+d1+X1min 轉 角 誤 差 ： 或 L XXtg dDdD 2 min222min1111 LXXtg 2 max2max11 第 三 節(jié) 工 件 的 夾 緊 一 夾 緊 裝 置 的 組 成 及 設 計 要 求 二 夾 緊 力 確 定 的 基 本 原 則 三 常 用 的 夾 緊 機 構 及 選

26、用 四 夾 緊 動 力 源 裝 置 一 、 夾 緊 裝 置 的 組 成 和 設 計 要 求 工 件 定 位 后 將 其 固 定 ， 使 其 在 加 工 過 程 中保 持 定 位 位 置 不 變 的 裝 置 ， 稱 為 夾 緊 裝 置 1 夾 緊 裝 置 的 組 成動 力 源 裝 置 ： 它 是 產 生 夾 緊 作 用 力 的 裝 置傳 力 機 構 ： 傳 遞 力 的 機 構 ， 其 作 用 是 ： 改變 作 用 力 的 方 向 ； 改 變 作 用 力 的 大 小 ； 具有 一 定 的 自 鎖 性 能 ， 以 保 證 夾 緊 可 靠 。夾 緊 元 件 ： 它 是 直 接 與 工 件 接 觸 完

27、成 夾 緊作 用 的 元 件 2 設 計 夾 具 時 應 考 慮 的 問 題 夾 緊 力 （ 三 要 素 ： 大 小 、 方 向 、作 用 點 ） 傳 力 方 式 （ 手 動 、 氣 動 、 液 力 、電 力 等 ） 夾 緊 機 構 （ 增 力 、 快 速 、 機 動 等 ） 3 對 夾 緊 裝 置 的 設 計 要 求 能 保 持 工 件 定 位 時 已 獲 得 的 正 確 位 置 夾 緊 要 可 靠 和 適 當 操 作 方 便 、 安 全 ， 勞 動 強 度 低 ， 生 產效 率 高 夾 緊 裝 置 的 自 動 化 和 復 雜 程 度 與 生 產批 量 與 生 產 方 式 相 適 應 有 良

28、 好 的 工 藝 性 和 經 濟 性 二 、 夾 緊 力 確 定 的 基 本 原 則 夾 緊 力 的 確 定 包 括 夾 緊 力 的 大 小 、 方 向 和 作 用點 三 個 要 素 1 夾 緊 力 方 向 的 確 定 應 指 向 各 定 位 元 件 ， 且 盡 可 能 使 之 垂 直 于 主 要定 位 基 準 ， 應 在 工 件 剛 度 最 大 的 方 向 上 將 工 件夾 緊 有 助 于 定 位 ， 不 破 壞 定 位 的 準 確 性 和 可 靠 性 應 考 慮 接 觸 面 積 的 影 響 ， 使 工 件 變 形 盡 可 能 小 應 使 夾 緊 力 盡 可 能 小 ， 減 輕 勞 動 強

29、度 、 提 高 生產 效 率 2 夾 緊 力 作 用 點 的 選 擇 夾 緊 力 作 用 點 是 指 夾 緊 元 件 與 工 件 接 觸的 一 小 塊 面 積 應 落 在 支 承 元 件 上 或 幾 個 支 承 元 件 所 形成 的 支 承 面 內 應 選 在 工 件 剛 性 較 好 的 部 位 應 盡 可 能 靠 近 被 加 工 表 面 ， 以 減 少 切 削力 翻 轉 力 矩 的 影 響 ， 減 少 振 動 3 夾 緊 力 大 小 的 確 定 要 足 夠 防 止 加 工 時 松 動 使 工 件 受 壓 變 形 小 ， 剛 性 差 的 工 件應 均 勻 加 壓 機 動 夾 緊 時 應 計 算

30、 夾 緊 力 的 大 小 ，以 理 論 夾 緊 力 乘 以 安 全 系 數(shù) K 粗 加 工 取 K 2.53， 精 加 工 取 K 1.52 夾 緊 力 三 要 素 的 確 定 ， 是 一個 綜 合 性 問 題 ， 必 須 考 慮 工件 的 結 構 特 點 、 加 工 工 藝 方法 、 定 位 元 件 的 結 構 和 布 置等 多 種 因 素 。 三 、 常 用 的 夾 緊 機 構 及 選 用 1 斜 楔 夾 緊 機 構工 作 原 理 ： 利 用 楔 塊 的 斜 面 將 楔 塊 的推 力 轉 變 為 夾 緊 力 ， 從 而 夾 緊 工 件夾 緊 力 的 大 小 ： 21 tgtg FQ 夾 持

31、 原 則 ： 楔 塊 夾 緊 工 件 后 應 能 自 鎖 ， 1 + 2 為 自 鎖 條 件一 般 鋼 鐵 的 摩 擦 系 數(shù) 為 0.10.15，取 1 =2 = 57 ， 故 1014為 了 安 全 可 靠 ， 取 = 57 夾 緊 特 點 ： 結 構 簡 單 ， 有 增 力 作 用 。 一 般 擴 力 比Q/F 3。 楔 塊 夾 緊 行 程 小 ， 增 大 行 程 會 使 自 鎖性 能 變 差 操 作 不 便 ， 夾 緊 和 松 開 均 需 敲 擊 楔 塊 材 料 ： 通 常 用 20鋼 滲 碳 ， 淬 硬5862H RC 偏 心 輪 、 凸 輪 、 螺 釘 為 楔 塊 的 變 種 2

32、螺 旋 夾 緊 機 構工 作 原 理 ： 類 似 楔 塊夾 緊 力 大 小 ： 類 似 楔 塊夾 緊 特 點 ： 結 構 簡 單 ， 增 力 大 夾 緊 可 靠 ， 能 保 證 自 鎖 夾 緊 動 作 慢 ， 適 合 手 動 夾 緊 螺 旋 夾 緊 的 構 造 ： 螺 釘 、 壓 塊 、手 柄 等簡 單 螺 旋 夾 緊 機 構 螺 旋 壓 板 夾 緊 機 構 3 偏 心 夾 緊 機 構工 作 原 理 ： 利 用 轉 動 中 心 與 幾 何 中 心偏 移 的 圓 盤 或 軸 作 為 夾 緊 元 件夾 緊 特 點 ： 結 構 簡 單 ， 制 造 方 便 夾 緊 迅 速 ， 操 作 靈 活 行 程

33、小 ， 增 力 小 ， 自 鎖 能 力 差 適 合 夾 緊 力 小 、 振 動 小 的 場 合自 鎖 條 件 ： D/e 1420 設 計 計 算 ： 偏 心 距 取 2e + （ ： 工 件 尺 寸 公 差 ； ： 裝 卸 工 件 預 留 間 隙 ） 偏 心 輪 直 徑 取 D=14e20e 手 柄 長 取 L=(22.5)D 最 小 夾 緊 行 程 Smin= + 偏 心 輪 材 料 ： 20鋼 或 20Cr； 表 面 滲 碳 淬火 5560H RC， 磨 光 、 發(fā) 藍 4 多 位 夾 緊 機 構單 件 多 位 （ 聯(lián) 動 ） 夾 緊 機 構多 件 多 位 （ 聯(lián) 動 ） 夾 緊 機 構

34、 設 計 多 位 夾 緊 機 構 應 注 意 的 問 題 夾 緊 元 件 必 須 為 浮 動 、 可 調 節(jié) 的 聯(lián)動 零 件 ， 以 保 證 同 時 均 勻 夾 緊 和 同時 松 開 夾 緊 力 方 向 應 與 定 位 方 式 和 加 工 方法 相 適 應 應 保 證 每 一 工 件 都 有 足 夠 的 夾 緊 力 夾 緊 元 件 和 傳 力 零 件 應 有 足 夠 的 剛性 ， 保 證 傳 力 均 勻 四 、 夾 緊 動 力 源 裝 置 1 氣 動 夾 緊 包 括 三 個 部 分 ： 第 一 部 分 為 氣 源 ，第 二 部 分 為 控 制 部 分 ， 第 三 部 分 為執(zhí) 行 部 分 。

35、 2 液 壓 夾 緊 液 壓 夾 緊 是 利 用 液 壓 油 為 工 作 介 質來 傳 力 的 一 種 裝 置 。 它 與 氣 動 夾 緊比 較 ， 具 有 夾 緊 力 穩(wěn) 定 、 吸 收 振 動能 力 強 等 優(yōu) 點 ， 但 結 構 比 較 復 雜 、制 造 成 本 高 ， 因 此 適 用 于 大 量 生 產 。液 壓 夾 緊 的 傳 動 系 統(tǒng) 與 普 通 氣 壓 系統(tǒng) 類 似 。 3、 氣 -液 組 合 夾 緊 氣 -液 組 合 夾 緊 的 動 力 源 為 壓 縮 空 氣 ，但 要 使 用 特 殊 的 增 壓 器 ， 比 氣 動 夾 緊裝 置 復 雜 。 它 的 工 作 原 理 如 圖

36、3-32所示 ， 壓 縮 空 氣 進 入 氣 缸 1的 右 腔 ， 推動 增 壓 器 活 塞 3左 移 ， 活 塞 桿 4隨 之 在增 壓 缸 2內 左 移 。 因 活 塞 桿 4的 作 用 面積 小 ， 使 增 壓 缸 2和 工 作 缸 5內 的 油 壓得 到 增 加 ， 并 推 動 工 作 缸 中 的 活 塞 6上 抬 ， 將 工 件 夾 緊 。 第 四 節(jié) 常 用 機 床 夾 具 一 車 床 夾 具 二 銑 床 類 夾 具 三 鉆 床 類 夾 具 一 、 車 床 夾 具 1 車 床 夾 具 的 基 本 類 型安 裝 在 車 床 主 軸 上 的 夾 具 ： 各 種 卡 盤 、頂 尖 、 各

37、 種 心 軸 或 其 它 專 用 夾 具 。 加 工時 夾 具 隨 機 床 主 軸 一 起 旋 轉 ， 切 削 刀 具作 進 給 運 動 。三 爪 自 定 心 卡 盤 和 四 爪 單 動 卡 盤撥 動 頂 尖 心 軸 式 圓 盤 式 角 鐵 式 花 盤 式 適 用 于 形 狀 復 雜 的 大 型 工 件 需 要 平 衡 配 重 通 過 過 渡 盤 與 主 軸 頭 端 連 接安 裝 在 滑 板 或 床 身 上 的 夾 具 ： 用 于 某 些形 狀 不 規(guī) 則 和 尺 寸 較 大 的 工 件 ， 刀 具安 裝 在 車 床 主 軸 上 作 旋 轉 運 動 ， 夾 具作 進 給 運 動 2 車 床 夾

38、 具 的 設 計 特 點 工 件 均 為 回 轉 體 ， 夾 具 隨 機 床 主 軸 一 起旋 轉 ， 因 此 要 求 夾 具 結 構 緊 湊 、 輪 廓 尺寸 盡 可 能 小 、 重 量 盡 可 能 靠 近 回 轉 軸 線 ，以 減 少 慣 性 力 和 回 轉 力 矩 轉 速 高 ， 必 須 考 慮 平 衡 、 夾 緊 力 大 小 、元 件 剛 度 和 強 度 、 操 作 安 全 等 問 題 ， 注意 消 除 不 平 衡 引 起 的 振 動 現(xiàn) 象 與 機 床 的 聯(lián) 接 視 具 體 情 況 而 定 ， 通常 有 較 準 確 的 圓 柱 孔 或 圓 錐 孔 夾 具 帶 動 工 件 旋 轉 ，

39、 不 允 許 工 件 相對 主 軸 位 移 為 使 夾 具 使 用 安 全 ， 應 盡 可 能 避 免帶 有 尖 角 或 凸 出 部 分 ， 必 要 時 要 加防 護 罩 二 、 銑 床 類 夾 具 1 銑 床 類 夾 具 的 特 點用 途 ： 適 用 于 銑 床 、 平 面 磨 床 。特 點 ： 工 件 安 裝 在 夾 具 上 隨 同 機 床 工 作 臺一 起 作 送 進 運 動 銑 削 為 斷 續(xù) 切 削 ， 沖 擊 、 振 動 大 ，夾 緊 力 要 求 較 大 夾 具 要 有 足 夠 的 剛 度 和 強 度 ， 本 體應 牢 固 地 固 定 在 機 床 工 作 臺 上 銑 削 加 工 效

40、 率 高 ， 工 件 安 裝 應 迅 速 ，要 有 快 速 對 刀 元 件 2、 銑 床 夾具 的 構 造主 要 由 夾具 體 、 定位 板 、 夾緊 機 構 、對 刀 塊 、定 向 鍵 等組 成 3 銑 床 夾 具 的 設 計銑 床 夾 具 的 安 裝 ： 主 要 依 靠 定 向 鍵 和百 分 表 校 正 來 提 高 安 裝 精 度 。 定 位 鍵的 結 構 尺 寸 已 標 準 化 ， 應 按 銑 床 工 作臺 的 T形 槽 尺 寸 選 定 ， 它 和 夾 具 底 座以 及 工 作 臺 T形 槽 的 配 合 為 H 7/h6、H 8/h8。 兩 定 位 鍵 的 距 離 應 力 求 最 大 銑

41、 床 夾具 的 對刀 裝 置 ：由 對 刀塊 、（ 平 、圓 ） 塞尺 等 組成 三 、 鉆 床 類 夾 具 1 鉆 床 類 夾 具 的 種 類 及 其 構 造這 類 夾 具 主 要 是 用 來 保 證 被 加 工 孔 的 位置 精 度還 可 用 于 某 些 鏜 床 、 組 合 機 床 上 鉆 床 夾 具 的 種 類 繁 多 ， 根 據(jù) 被 加 工 孔 的分 布 情 況 和 鉆 模 板 的 特 點 ， 一 般 分 為 固定 式 、 回 轉 式 、 移 動 式 、 翻 轉 式 、 復 蓋式 和 滑 柱 式 等 幾 種 類 型 2 鉆 床 夾 具 的 設 計鉆 床 夾 具 的 設 計 主 要 考

42、慮 鉆 套 的 設 計 。 鉆套 是 用 來 引 導 鉆 頭 、 擴 孔 鉆 、 鉸 刀 等 孔 加工 刀 具 ， 加 強 刀 具 剛 度 ， 并 保 證 所 加 工 的孔 和 工 件 其 它 表 面 有 準 確 的 相 對 位 置 。鉆 套 按 結 構 和 使 用 特 點 可 分 為 以 下 四 類 固 定 鉆 套 可 換 鉆 套 快 換 鉆 套 特 殊 鉆 套 第 五 節(jié) 現(xiàn) 代 機 床 夾 具 一 組 合 夾 具 二 典 型 數(shù) 控 機 床 夾 具 三 模 塊 化 夾 具 四 自 動 線 夾 具 一 、 組 合 夾 具 組 合 夾 具 是 一 種 標 準 化 、 系 列 化 程 度 很高

43、 的 柔 性 化 夾 具 。 它 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 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 。 1 T形 槽 系 組 合 夾 具 的 系 列 T形 槽 系 組 合 夾 具 的 元 件 ： 按 其 功 用可 分 為 八 類 ： 基 礎 件 ； 支 承 件 ； 定 位件 ； 導 向 件 ； 夾 緊 件 ； 緊 固 件 ； 其 它件 ； 合 件 2 孔 系 組 合 夾 具 簡 介 孔 系 組 合 夾 具 元 件 的 連

44、接 用 兩 個 圓柱 銷 定 位 ， 一 個 螺 釘 緊 固 二 、 典 型 數(shù) 控 機 床 夾 具數(shù) 控 機 床 夾 具 數(shù) 控 機 床 夾 具 有 高 效 化 、 柔 性 化 和高 精 度 等 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 特 點 ： 應 有 較 高 的 精 度應 有 利 于 實 現(xiàn) 加 工 工 序 的 集 中夾 緊 應 牢 固 可 靠 、 操 作 方 便設 計 數(shù) 控 機 床 夾 具 時 ， 應 按 坐 標 圖 上規(guī) 定 的 定 位 和 夾 緊 表 面 以 及 機 床 坐 標的 起 始 點 ， 確 定 夾

45、具 坐 標 原 點 的 位 置 加 工 中 心 機 床 夾 具在 加 工 中 心 上 ， 夾 具 的 任 務 不 僅 是 夾 緊工 件 ， 而 且 還 要 以 各 個 方 向 的 定 位 面 為參 考 基 準 ， 確 定 工 件 編 程 的 零 點根 據(jù) 加 工 中 心 機 床 特 點 和 加 工 需 要 ， 目前 常 用 的 夾 具 結 構 類 型 有 專 用 夾 具 、 組合 夾 具 、 可 調 整 夾 具 和 成 組 夾 具 三 、 模 塊 化 夾 具模 塊 化 夾 具 是 一 種 柔 性 化 的 夾 具 ， 通常 由 基 礎 件 和 其 它 模 塊 元 件 組 成模 塊 化 是 指 將

46、 同 一 功 能 的 單 元 ， 設 計成 具 有 不 同 用 途 或 性 能 的 、 且 可 以 相互 交 換 使 用 的 模 塊 ， 以 滿 足 加 工 需 要的 一 種 方 法 模 塊 化 夾 具 與 組 合 夾 具 之 間 有 許 多 共同 點 。 它 們 都 具 有 方 形 、 矩 形 和 圓 形基 礎 件 。 在 基 礎 件 表 面 有 坐 標 孔 系 。兩 種 夾 具 的 不 同 點 是 組 合 夾 具 的 萬 能性 好 ， 標 準 化 程 度 高 ； 而 模 塊 化 夾 具則 為 非 標 準 的 ， 一 般 是 為 本 企 業(yè) 產 品工 件 的 加 工 需 要 而 設 計 的

47、四 、 自 動 線 夾 具常 見 的 自 動 線 夾 具 有 隨 行 夾 具 和 固 定自 動 線 夾 具 兩 種隨 行 夾 具 常 用 于 形 狀 復 雜 且 無 良 好 輸送 基 面 ， 或 雖 有 良 好 的 輸 送 基 面 ， 但材 質 較 軟 的 工 件 。 使 用 隨 行 夾 具 時 ，工 件 隨 夾 具 一 起 由 輸 送 帶 依 次 送 到 各工 位 一 專 用 夾 具 設 計 的 方 法 和 步 驟 二 計 算 機 輔 助 夾 具 設 計 簡 介第 六 節(jié) 專 用 夾 具 的 設 計 方 法 、步 驟 及 實 例 一 、 專 用 夾 具 設 計 的 方 法 和 步 驟 1 擬

48、 定 夾 具 的 結 構 方 案明 確 設 計 要 求 和 生 產 條 件 了 解 工 件 情 況 、 工 序 要 求 和 加 工 狀 態(tài) 了 解 使 用 機 床 、 刀 具 的 需 用 情 況 了 解 生 產 批 量 和 對 夾 具 的 需 用 情 況 了 解 夾 具 制 造 車 間 的 生 產 條 件 和 技 術狀 況 準 備 好 各 種 設 計 資 料 擬 定 夾 具 的 結 構 方 案 工 件 的 定 位 方 案 工 件 的 夾 緊 方 案 變 更 工 位 的 方 案 對 刀 或 導 引 方 案 安 裝 方 式 及 夾 具 體 的 結 構 形 式對 結 構 方 案 進 行 精 度 分

49、析 和 估 算 論 證 方 案 的 可 行 性 及 科 學 性 對 薄 弱 環(huán) 節(jié) 進 行 修 改 2 夾 具 總 圖 設 計總 圖 （ 總 體 ） 設 計 的 步 驟 和 要 求 總 圖 設 計 的 步 驟先 用 雙 點 劃 線 將 工 件 按 加 工 狀 態(tài) 繪 好依 次 繪 制 定 位 件 、 夾 緊 裝 置 和 夾 緊 元件 、 對 刀 裝 置 或 導 引 件 、 夾 具 本 體 及各 個 連 接 件 等標 注 必 要 的 尺 寸 、 配 合 和 技 術 要 求 總 體 設 計 的 幾 點 要 求 定 位 件 、 夾 緊 件 、 導 引 件 等 元 件 設 計 時應 盡 可 能 標 準

50、 化 、 通 用 化 為 操 作 方 便 和 防 止 裝 反 ， 應 設 置 止 動 銷 、障 礙 銷 、 防 誤 裝 標 志 等 運 動 部 件 必 須 運 動 靈 活 、 可 靠 零 部 件 結 構 工 藝 性 要 好 ， 應 易 于 制 造 、檢 測 、 裝 配 和 調 整 夾 具 結 構 應 便 于 維 修 和 更 換 零 部 件 適 當 考 慮 提 高 夾 具 的 通 用 性 夾 具 總 圖 上 的 尺 寸 標 注 夾 具 總 圖 上 標 注 的 五 類 尺 寸 夾 具 的 輪 廓 尺 寸 定 位 零 件 上 定 位 表 面 的 尺 寸 以 及 各 定 位表 面 之 間 的 尺 寸

51、定 位 表 面 到 對 刀 件 或 刀 具 導 引 件 間 的 位置 尺 寸 主 要 配 合 尺 寸 夾 具 與 機 床 的 聯(lián) 系 尺 寸 夾 具 上 主 要 元 件 之 間 的 位 置 尺 寸 公 差 夾 具 總 圖 上 技 術 要 求 的 規(guī) 定 目 的 ： 限 制 定 位 和 導 引 元 件 等 在 夾 具 體上 的 相 對 位 置 誤 差 以 及 夾 具 的 安 裝 誤 差 定 位 件 之 間 或 定 位 件 對 夾 具 體 底 面 之 間的 相 互 位 置 精 度 要 求 定 位 件 與 導 引 件 之 間 的 相 互 位 置 要 求 對 刀 件 與 校 正 面 間 的 相 互 位

52、 置 要 求 夾 具 在 機 床 上 安 裝 時 的 位 置 精 度 要 求 （ 一 般 按 工 件 相 應 公 差 的 1/21/5選 取 ）編 寫 夾 具 零 件 明 細 表 與 一 般 機 械 裝 配 圖 相 同 3 夾 具 精 度 的 校 核影 響 夾 具 精 度 的 因 素 工 件 定 位 誤 差 刀 具 安 裝 誤 差 刀 具 位 置 誤 差 加 工 方 法 誤 差 包 括 ： 與 機床 有 關 的 誤 差 與 刀 具 有 關 的 誤 差 與調 整 有 關 的 誤 差 與 變 形 有 關 的 誤 差 各 項 誤 差 的 總 和 應 小 于 工 序 尺 寸 公 差 4 繪 制 夾 具

53、 零 件 圖特 別 應 注 意 零 件 的 技 術 要 求 與 必 要 說 明夾 具 體 設 計 的 要 求 應 有 足 夠 的 強 度 和 剛 度 ， 以 防 受 力 變 形 安 裝 需 穩(wěn) 定 ， 重 心 應 盡 量 低 ， 高 寬 比 應小 于 1.25 結 構 應 緊 湊 ， 形 狀 應 簡 單 ， 裝 卸 應 方 便 應 便 于 排 屑 應 有 良 好 的 結 構 工 藝 性 選 擇 制 造 方 法 應 能 保 證 精 度 ， 考 慮 成 本 二 、計 算機 輔助 夾具 設計 簡介 VjSgPdLaI7F3C0y)v&s#pXmUiRfNcK9H5E2B+x(u$rZoWH5E2A+

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