第5講車床夾具

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1、機械制造工藝及夾具設(shè)計機械制造工藝及夾具設(shè)計機械制造工藝及夾具設(shè)計機械制造工藝及夾具設(shè)計第六章第六章車床夾具車床夾具安裝在車床主軸上的夾具：各各種種卡卡盤盤、頂頂尖尖、各各種種心心軸軸或或其其它它專專用用夾夾具具。加加工工時時夾夾具具隨隨機機床床主主軸軸一一起起旋轉(zhuǎn)，切削刀具作進給運動。旋轉(zhuǎn)，切削刀具作進給運動。三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤三爪自定心卡盤和四爪單動卡盤撥動頂尖撥動頂尖心軸式心軸式圓盤式圓盤式角鐵式角鐵式花盤式花盤式安裝在滑板或床身上的夾具：用于某些形狀不規(guī)則用于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，刀具安裝在車床主軸上作旋轉(zhuǎn)和尺寸較大的工件，刀具安裝在車床主軸上作旋轉(zhuǎn)運動，夾具作進給

2、運動運動，夾具作進給運動車床夾具車床夾具 車床夾具的基本類型車床夾具的基本類型車床夾具車床夾具車床夾具車床夾具車床夾具車床夾具車床夾具車床夾具車床夾具車床夾具用途：加工工件的內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面。用途：加工工件的內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面。特點：主要是用來保證被加工面（孔）的位特點：主要是用來保證被加工面（孔）的位置尺寸和精度。置尺寸和精度。適用于形狀復(fù)雜的大型工件適用于形狀復(fù)雜的大型工件需要平衡配重需要平衡配重通過過渡盤與主軸頭端連接通過過渡盤與主軸頭端連接車床夾具車床夾具6-1 角鐵式車床夾具角鐵式車床夾具6-2 卡盤式車床夾具卡盤式車床夾具 6-3 心軸式及夾頭式車床夾具心軸式及夾頭式車床夾具6-

3、4 高效車床夾具高效車床夾具6-5 車床夾具設(shè)計示例車床夾具設(shè)計示例車床夾具車床夾具角鐵式車床夾具6-1 角鐵式車床夾具結(jié)構(gòu)特征：夾具結(jié)構(gòu)特征：夾具呈角鐵狀呈角鐵狀。用途：加工用途：加工殼體、支座等零件殼體、支座等零件的回轉(zhuǎn)面及端面。的回轉(zhuǎn)面及端面。要要點：點：通過夾具使加工面的軸線與機床主軸旋轉(zhuǎn)通過夾具使加工面的軸線與機床主軸旋轉(zhuǎn)中心重合。中心重合。精車：f40 孔及端面加工要求：孔位尺寸450.05mm平行度0.05mm孔距尺寸80.05mm角鐵式車床夾具角鐵式車床夾具定位：工件裝卸與夾緊：燕尾面B、C，f12孔。限位元件結(jié)構(gòu)：活動支承板回轉(zhuǎn)式螺旋壓板平衡塊角鐵式車床夾具定位：半圓孔平衡：

4、去重 一、車床夾具設(shè)計要求一、車床夾具設(shè)計要求 1夾具在車床主軸上的安裝方式夾具在車床主軸上的安裝方式錐孔（錐柄、或頂尖）連接錐孔（錐柄、或頂尖）連接安裝誤差小，定心精度高；安裝誤差小，定心精度高；D140mm或或D（23）d角鐵式車床夾具通過過渡盤與主軸連接通過過渡盤與主軸連接過渡盤形式取決于主軸的前端結(jié)構(gòu)；過渡盤形式取決于主軸的前端結(jié)構(gòu)；過渡盤與夾具體之間用過渡盤與夾具體之間用“止口止口”定心。定心。夾具體定位孔與過渡盤突緣配合：H7/f7、H7/h6、H7/js6、H7/n6也可合二為一角鐵式車床夾具角鐵式車床夾具 2找正基面的設(shè)置找正基面的設(shè)置安裝時，應(yīng)保證夾具上的限位面與主軸軸線的位

5、置關(guān)系。限位面是與主軸同軸線的回轉(zhuǎn)面限位面是與主軸同軸線的回轉(zhuǎn)面直接用限位表面找正它與主軸的同軸度直接用限位表面找正它與主軸的同軸度限位表面偏離回轉(zhuǎn)中心，設(shè)找正孔（外圓）限位表面偏離回轉(zhuǎn)中心，設(shè)找正孔（外圓）找正基面既是夾具安裝時裝配基準，也是夾具設(shè)計和制造基準。找正要求 3定位元件的設(shè)置定位元件的設(shè)置基本要求：使工件加工面軸線與主軸軸線重合回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ零件回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ零件 心軸或定心夾緊式機構(gòu)。三線重合。心軸或定心夾緊式機構(gòu)。三線重合。殼體、支架等形狀復(fù)雜的工件。殼體、支架等形狀復(fù)雜的工件。各各定定位位元元件件的的限限位位表表面面與與機機床床主主軸軸旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中中心心具具有正確的尺寸和位置關(guān)系

6、。有正確的尺寸和位置關(guān)系。角鐵式車床夾具角鐵式車床夾具角鐵式車床夾具 4夾緊裝置的設(shè)置夾緊裝置的設(shè)置確保安全可靠，夾緊力能克服切削力和離心力的作用。高速切削時，應(yīng)作夾緊力驗算。高速切削時，應(yīng)作夾緊力驗算。螺旋夾緊機構(gòu)要求加彈性墊圈或使用鎖緊螺母。螺旋夾緊機構(gòu)要求加彈性墊圈或使用鎖緊螺母。5夾具的平衡夾具的平衡作用結(jié)構(gòu)計算角鐵式車床夾具 5結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)緊湊，懸伸長都要短。結(jié)構(gòu)緊湊，懸伸長都要短。D300mm，L/D0.6夾具體應(yīng)是圓形，不應(yīng)有伸出夾具體輪廓的元件。夾具體應(yīng)是圓形，不應(yīng)有伸出夾具體輪廓的元件。便于工件的安裝和測量，順利排屑便于工件的安裝和測量，順利排屑角鐵式車床夾具 二、車

7、床夾具的加工誤差二、車床夾具的加工誤差S S D D：D DD；D DA；D DJ；D DG 計算開合螺母加工尺寸450.05mm的加工誤差 1定位誤差定位誤差D DDD=0基準重合，定位元件為平面接觸角鐵式車床夾具 2夾具誤差夾具誤差D DJ定位元件與安裝基面尺寸公差。3安裝誤差安裝誤差D DA過渡盤與主軸配合；過渡盤與夾具體配合；角鐵式車床夾具D DA=X1max+X2maxf92H7（f92 ）f92js6（f92 0.011）f160H7（f160 ）f160js6（f160 0.0125）X1max=0.035+0.011=0.046X2max=0.040+0.0125=0.0525

8、mm 4加工方法誤差加工方法誤差D DG按加工尺寸公差的1/3取值G=0.1/3=0.033mm角鐵式車床夾具Jc=0.1-0.088=0.012mm角鐵式車床夾具6-2 卡盤式車床夾具用途：加工用途：加工以外圓（內(nèi)孔）定位以外圓（內(nèi)孔）定位的回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體表體表面。面。結(jié)構(gòu)特征：結(jié)構(gòu)特征：卡爪夾緊，多采用定心夾緊機構(gòu)卡爪夾緊，多采用定心夾緊機構(gòu)。要要點：點：通過夾具使加工面的軸線與機床主軸旋轉(zhuǎn)通過夾具使加工面的軸線與機床主軸旋轉(zhuǎn)中心重合。中心重合?？ūP式車床夾具精車：f20 H9孔加工要求：同軸度f0.05mm卡盤式車床夾具卡盤式車床夾具有定心和夾緊雙重功能的機構(gòu)特點：定位基準與限位基準始終重

9、合，D DY=0等速移動定心夾緊機構(gòu)等速移動定心夾緊機構(gòu)斜楔斜楔滑塊式定心夾緊機構(gòu)滑塊式定心夾緊機構(gòu) 主要用于以未加工或粗加工過的直徑較大的孔定位時的定心夾緊。螺桿壓塊式定心夾緊機構(gòu)螺桿壓塊式定心夾緊機構(gòu) 比標準卡盤的裝夾更迅速、精度更高。均勻變形定心夾緊機構(gòu)均勻變形定心夾緊機構(gòu) 見后見后6-2定心夾緊機構(gòu)定心夾緊機構(gòu)定心夾緊機構(gòu)定心夾緊機構(gòu)定位夾緊機構(gòu)分開的結(jié)構(gòu)氣動杠桿卡盤氣動杠桿卡盤 單爪或多爪結(jié)構(gòu)，單爪是不對稱結(jié)構(gòu)。鉸鏈式卡盤鉸鏈式卡盤氣動卡盤氣動卡盤 定位：f100外圓及端面卡盤式車床夾具卡盤、回轉(zhuǎn)氣缸、導(dǎo)氣接頭卡盤式車床夾具導(dǎo)氣接頭的殼體內(nèi)孔與心軸之間的間隙：0.0070.015mm

10、氣動或液壓傳動裝置：提高工效，減輕勞動強度，動作迅速，反應(yīng)靈敏，易實現(xiàn)自動化控制?？ūP式車床夾具卡盤式車床夾具6-3 心軸式及夾頭式車床夾具心軸式：主要限位元件為軸，用于以孔定位的回轉(zhuǎn)體零件的加工。夾頭式：主要限位元件為孔，用于以外圓定位的回轉(zhuǎn)體零件的加工。一、彈簧心軸與彈簧夾頭一、彈簧心軸與彈簧夾頭心軸式車床夾具利用彈性筒夾的彈性變形將工件夾緊?？蓪崿F(xiàn)定心夾緊，定心精度一般可達0.020.05mm彈簧夾頭彈性筒夾見夾具手冊心軸式車床夾具 二、波紋套彈性心軸二、波紋套彈性心軸工作原理工作原理：波紋套受軸向壓縮后，會均勻地徑向擴波紋套受軸向壓縮后，會均勻地徑向擴大，從而將工件夾緊。大，從而將工件

11、夾緊。特點特點：定心精度高，可穩(wěn)定在定心精度高，可穩(wěn)定在0.0050.01mm之間之間。使用使用：定位孔徑大于定位孔徑大于20mm20mm，公差等級不低于，公差等級不低于IT8IT8的工的工件；但制造困難，使用受限。件；但制造困難，使用受限。心軸式車床夾具 三、碟形彈簧片心軸三、碟形彈簧片心軸特點特點：定心精度在定心精度在0.01mm之內(nèi)之內(nèi)。工作原理工作原理：碟形簧片有內(nèi)外交錯的徑向槽，：碟形簧片有內(nèi)外交錯的徑向槽，疊加起疊加起來后，受軸向壓縮，會均勻地徑向擴大，從而實現(xiàn)來后，受軸向壓縮，會均勻地徑向擴大，從而實現(xiàn)定心并夾緊。定心并夾緊。心軸式車床夾具也可做成碟形彈簧片夾頭。四、液性介質(zhì)彈性

12、心軸及夾頭四、液性介質(zhì)彈性心軸及夾頭心軸式車床夾具工作原理工作原理：液性介質(zhì)均勻傳壓，使薄壁套產(chǎn)生變形。液性介質(zhì)均勻傳壓，使薄壁套產(chǎn)生變形。特點：定心精度一般為特點：定心精度一般為0.01mm，可達，可達0.005mm。但變形量小，但變形量小，對定位面要對定位面要求較高。求較高。6-4 高效車床夾具 一、端面驅(qū)動夾具一、端面驅(qū)動夾具原理：利用撥爪嵌入工件的端面驅(qū)動工件旋轉(zhuǎn)。原理：利用撥爪嵌入工件的端面驅(qū)動工件旋轉(zhuǎn)。特點：縮短裝夾時間，避免重復(fù)裝夾，保證相互位特點：縮短裝夾時間，避免重復(fù)裝夾，保證相互位置精度。置精度。用途：數(shù)控車床加工軸類件。用途：數(shù)控車床加工軸類件。高效車床夾具 二、離心式自

13、動夾頭二、離心式自動夾頭原理：利用離心力。原理：利用離心力。特點：可大大減輕工人的裝夾勞動強度，節(jié)省裝特點：可大大減輕工人的裝夾勞動強度，節(jié)省裝夾時間。但夾具較大，且工作轉(zhuǎn)速不能過低。夾時間。但夾具較大，且工作轉(zhuǎn)速不能過低。高效車床夾具 三、不停車夾具三、不停車夾具特點：節(jié)省裝夾時間。特點：節(jié)省裝夾時間。但夾緊行程較小，適但夾緊行程較小，適用于光料。用于光料。高效車床夾具車床夾具設(shè)計實例6-5 車床夾具設(shè)計實例 一、工件加工分析一、工件加工分析三個階梯孔距為250.1mm。三孔軸線與底面的垂直度和三孔軸線與底面的垂直度和階梯孔與階梯孔與4個小孔位置的對稱個小孔位置的對稱要求（未注公差）要求（未

14、注公差）考慮設(shè)計成花盤式分度車床夾具 2工序基準工序基準2-f8H7孔、底面 1工件加工要求工件加工要求 二、結(jié)構(gòu)設(shè)計二、結(jié)構(gòu)設(shè)計 1定位裝置定位裝置定位元件采用“一面雙銷”1)兩定位孔中心距兩定位孔中心距L 及兩定位銷中心距及兩定位銷中心距l(xiāng)車床夾具設(shè)計實例取L=99.360.07mm車床夾具設(shè)計實例取l0=99.360.02mm 2）確定圓柱銷直徑）確定圓柱銷直徑d1取d1=f8g6=f8 mm 3）確定菱形銷尺寸）確定菱形銷尺寸查表得菱形銷尺寸b=3mm菱形銷直徑計算：車床夾具設(shè)計實例d2max=D2min X2min=8-0.07=7.93mm菱形銷的公差等級：菱形銷的公差等級：取IT

15、6IT7查表：IT6=0.009mmd2min=d2max IT=7.93-0.009=7.921mmd2=f8 mm 2夾緊裝置夾緊裝置兩副螺旋移動壓板 3分度裝置分度裝置直線分度裝置分度滑塊車床夾具設(shè)計實例T形螺釘，螺母鎖緊手拉式圓柱對定銷 4夾具的安裝結(jié)構(gòu)夾具的安裝結(jié)構(gòu)本工序的機床：CA6140 車床夾具設(shè)計實例過渡盤與主軸端部采用“短錐面和端面”定位。過渡盤凸緣與夾具體止口配合為：H7/h6花盤外圓設(shè)置找正圓。4夾具的尺寸標注夾具的尺寸標注最大輪廓尺寸最大輪廓尺寸SL影響定位精度的尺影響定位精度的尺寸寸SD和公差和公差影響夾具精度的尺寸影響夾具精度的尺寸SJ和公差和公差影響夾具在機影響

16、夾具在機床上安裝精度的床上安裝精度的尺寸尺寸SA和公差和公差其他重要尺其他重要尺寸和公差寸和公差 三、三、加工精度分析加工精度分析主要的加工要求：孔距尺寸250.1mmS S D D：D DD；D DA；D DJ；D DG 由于孔距尺寸由分度保證定位，所以夾具的由于孔距尺寸由分度保證定位，所以夾具的定位誤差、安裝誤差不影響該尺寸。定位誤差、安裝誤差不影響該尺寸。D=0，DA=0只計算分度誤差和加工方法誤差分度誤差DFd：為對定套的孔位公差。d=0.02X1：為對定銷與分度套的間隙。（f10H7/g6）X1=0.015+0.014=0.029mmX2：為對定銷與導(dǎo)向套的間隙。（f14H7/g6）X2=0.018+0.017=0.035mmmm加工方法誤差DGDG=dk/3=0.2/3=0.066mmJc=0.2-0.12=0.08mm能保證加工精度，并有一定的精度儲備。定位：V形塊、支承板（軸向）夾緊：斜楔杠桿壓塊，彈簧松開。定位：半圓套、插銷（、，可取下）夾緊：鉸鏈壓板結(jié)構(gòu)。