常用钻床夹具的类型课件.ppt
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1、模块十模块十 钻来夹具钻来夹具项目项目1机床夹具概述机床夹具概述项目项目2工件的装夹工件的装夹项目项目3常用钻床夹具的类型常用钻床夹具的类型项目项目4组合夹具组合夹具项目项目1机床夹具概述机床夹具概述 一、机床夹具与工件的装夹一、机床夹具与工件的装夹 在机床上用来安装工件以确定工件与刀具的相对位置,并在机床上用来安装工件以确定工件与刀具的相对位置,并将工件夹紧的一种辅助设备,称为机床夹具将工件夹紧的一种辅助设备,称为机床夹具(简称夹具简称夹具)。如。如在车、铣、刨、磨、钻等切削加工中装夹工件的夹具,在磨在车、铣、刨、磨、钻等切削加工中装夹工件的夹具,在磨床上装夹工件的夹具,装夹金钢刀修整成形砂
2、轮的夹具,在床上装夹工件的夹具,装夹金钢刀修整成形砂轮的夹具,在电加工机床上装夹工件的夹具,以及电火花加工中装夹工具电加工机床上装夹工件的夹具,以及电火花加工中装夹工具电极的夹具等。以上的夹具中,有些可制成通用的或可调的电极的夹具等。以上的夹具中,有些可制成通用的或可调的,有些只能是专用的,并且其中的某些夹具可以是用标准元,有些只能是专用的,并且其中的某些夹具可以是用标准元件组装而成的组合夹具。件组装而成的组合夹具。 夹具的作用就是在加工前对工件或工具进行定位和夹紧,夹具的作用就是在加工前对工件或工具进行定位和夹紧,使工件使工件(或工具或工具)相对于机床及刀具相对于机床及刀具(或工件或工件)处
3、在一个正确的处在一个正确的位置上。并始终保持在这个正确的加工位置上,以保证其被位置上。并始终保持在这个正确的加工位置上,以保证其被加工表面达到工序所规定的各项技术要求。加工表面达到工序所规定的各项技术要求。下一页返回项目项目1机床夹具概述机床夹具概述 二、机床夹具的组成二、机床夹具的组成 在实际生产中,应用的钻床夹具结构是多种多样的。随着在实际生产中,应用的钻床夹具结构是多种多样的。随着生产技术的发展,新型的夹具不断出现,但是它们不外乎是生产技术的发展,新型的夹具不断出现,但是它们不外乎是由定位元件、加紧元件及加紧装置、导引元件及装置、夹具由定位元件、加紧元件及加紧装置、导引元件及装置、夹具体
4、组成。有些机床夹具除了以上四种基本元件外,还有分度体组成。有些机床夹具除了以上四种基本元件外,还有分度、对定装置等其他元件及装置组成。、对定装置等其他元件及装置组成。 如如图图10-1所示为轴套的零件图,所示为轴套的零件图,图图10-2所示为在钻床上所示为在钻床上钻削轴套上的币钻削轴套上的币12孔所用钻夹具。夹具上的定位心轴和定位孔所用钻夹具。夹具上的定位心轴和定位销都是定位元件。工件销都是定位元件。工件(图中双点划线所示图中双点划线所示)通过通过cp40内孔内孔以及宽以及宽12mm的键槽,安装在夹具的定位心轴和定位销上。的键槽,安装在夹具的定位心轴和定位销上。钻孔时定位心轴与钻床主轴垂直,可
5、保证担钻孔时定位心轴与钻床主轴垂直,可保证担2孔中心线对孔中心线对cp40孔中心线的垂直度,定位销则保证币孔中心线的垂直度,定位销则保证币12孔的对称度。孔的对称度。为了不使工件在加工过程中产生位移,用螺母和开口垫圈把为了不使工件在加工过程中产生位移,用螺母和开口垫圈把工件夹紧在夹具上。工件夹紧在夹具上。上一页 下一页返回项目项目1机床夹具概述机床夹具概述 三、机床夹具的功能三、机床夹具的功能 用夹具装夹工件时,依靠定位元件即可占有正确加工位置用夹具装夹工件时,依靠定位元件即可占有正确加工位置,而且不需要找正就可以依靠夹紧元件将工件夹紧,而且不需要找正就可以依靠夹紧元件将工件夹紧;夹具一经夹具
6、一经调好只要在规定磨损范围内加工就可以连续进行。因此机床调好只要在规定磨损范围内加工就可以连续进行。因此机床夹具有以下作用。夹具有以下作用。 1.保证加工精度保证加工精度 2.提高劳动生产率和降低加工成本提高劳动生产率和降低加工成本 3.扩大机床加工范围扩大机床加工范围上一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹 一、工件的定位一、工件的定位 1.定位与定位基准定位与定位基准 确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过程,称确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过程,称为工件的定位。工件的定位是靠工件上某些表面和夹具中的为工件的定位。工件的定位是靠工件上某些表面和夹具中的定位元件定位元件(或
7、装置或装置)相接触来实现的。工件的定位必须使一批相接触来实现的。工件的定位必须使一批工件逐次放入夹具中都能占有同一位置。能否保证工件位置工件逐次放入夹具中都能占有同一位置。能否保证工件位置的一致性,直接影响工件的加工精度。的一致性,直接影响工件的加工精度。 定位基准是指在加工过程中,使工件在夹具中定位基准是指在加工过程中,使工件在夹具中(或机床上或机床上)占占有准确加工位置所依据的基准。定位基准可以是平面、外圆有准确加工位置所依据的基准。定位基准可以是平面、外圆柱面、圆柱孔等。柱面、圆柱孔等。 2.六点定位原理六点定位原理下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹若要使工件在夹具中获得唯一确定的
8、位置,就需要在夹具上若要使工件在夹具中获得唯一确定的位置,就需要在夹具上合理设置相当于定位元件的六个支承点,使工件的定位基准合理设置相当于定位元件的六个支承点,使工件的定位基准与定位元件紧贴接触,即可消除工件的所有六个自由度。这与定位元件紧贴接触,即可消除工件的所有六个自由度。这就是常说的就是常说的“六点定位原理六点定位原理”。如。如图图10-4所示为工件的六所示为工件的六点定位点定位上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹3.六点定位原理的运用六点定位原理的运用 (1)定位的分类工件按照六个自由度被限制的情况可以分成定位的分类工件按照六个自由度被限制的情况可以分成完全定位、不完全定位
9、、过定位以及欠定位四种。完全定位、不完全定位、过定位以及欠定位四种。 (2)长方体工件的定位长方体工件的定位.如如图图10-8(3)圆柱体工件的定位圆柱体工件的定位图图10-9所示为在轴上铣槽。所示为在轴上铣槽。上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹 二、工件定位方式与定位元件的选用二、工件定位方式与定位元件的选用 工件在夹具中的定位方式,一般是根据工件上已被选作定工件在夹具中的定位方式,一般是根据工件上已被选作定位基准面的形状,而采用相应结构形状的定位元件来定位的位基准面的形状,而采用相应结构形状的定位元件来定位的。工件上的定位基准面和夹具上定位元件的工作表面,保持。工件上的定位基
10、准面和夹具上定位元件的工作表面,保持一定形状的点、线或面的接触。工件上常被选作定位基准面一定形状的点、线或面的接触。工件上常被选作定位基准面的有三种形状的表面,即平面、内孔、外圆柱面。以这三种的有三种形状的表面,即平面、内孔、外圆柱面。以这三种表面为定位基准,采用不同的定位元件进行定位时,所能限表面为定位基准,采用不同的定位元件进行定位时,所能限制自由度的情况见制自由度的情况见表表10-1所列,由表中还可分析出常用定所列,由表中还可分析出常用定位元件的种类和定位的性质。位元件的种类和定位的性质。 1.工件以平面定位工件以平面定位 工件以平面定位时,常用的定位元件为支承件,可以分为工件以平面定位
11、时,常用的定位元件为支承件,可以分为:基本支承和辅助支承两大类,其中基本支承又分为固定支承基本支承和辅助支承两大类,其中基本支承又分为固定支承、可调支承、浮动支承三类。、可调支承、浮动支承三类。上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹 (1)固定支承固定支承可采用各种支承钉或支承扳,也可以固定支承固定支承可采用各种支承钉或支承扳,也可以把定位元件设计成与工件定位基准相适应的平面。固定支承把定位元件设计成与工件定位基准相适应的平面。固定支承主要起限制工件自由度的作用。主要起限制工件自由度的作用。图图10-10(a)所示平头支所示平头支承钉适用于定位基准比较光滑的工件表面,图承钉适用于定位
12、基准比较光滑的工件表面,图10-10(b)所所示球头支承钉接触面积小,便于与示球头支承钉接触面积小,便于与毛面稳定接触,适用于工件粗基准定位毛面稳定接触,适用于工件粗基准定位;图图10-10(c)所示齿所示齿纹头支承钉用在工件的侧面,能增纹头支承钉用在工件的侧面,能增大摩擦系数,防止工件滑动大摩擦系数,防止工件滑动;图图10-10(d)所示支承板结构简所示支承板结构简单,适用于侧面及顶面定位单,适用于侧面及顶面定位;图图10-10(e)所示支承板便于清所示支承板便于清除切屑,适用于底面定位,其能限制的自由度数目见除切屑,适用于底面定位,其能限制的自由度数目见表表10-2所列。所列。上一页 下一
13、页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹 (2)可调支承可调支承的高度尺寸是可以调整的,根据工件可调支承可调支承的高度尺寸是可以调整的,根据工件的加工要求调整好可调支承的高度尺寸后,就相当于固定支的加工要求调整好可调支承的高度尺寸后,就相当于固定支承,同样起到限制自由度的作用。在通用可调整夹具及成组承,同样起到限制自由度的作用。在通用可调整夹具及成组夹具中,可调支承的应用较为广泛。夹具中,可调支承的应用较为广泛。图图10-11所示为可调支所示为可调支承。承。 (3)浮动支承浮动支承也称为自位支承,它是指在某些自浮动支承浮动支承也称为自位支承,它是指在某些自由度方向上,浮动支承点的位置能随着工件定位
14、基准位置的由度方向上,浮动支承点的位置能随着工件定位基准位置的变化而自动调节,使与之适应。因此尽管每一个浮动支承与变化而自动调节,使与之适应。因此尽管每一个浮动支承与工件可能作二点或三点接触,但由于浮动支承在某些方向是工件可能作二点或三点接触,但由于浮动支承在某些方向是活动的,故其作用仍相当于一个固定活动的,故其作用仍相当于一个固定上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹支承,只限制一个自由度。浮动支承可解决某些定位方案中支承,只限制一个自由度。浮动支承可解决某些定位方案中,工件的过定位问题,并且由于增加了接触点数,故可提高,工件的过定位问题,并且由于增加了接触点数,故可提高工件的安装
15、刚性和稳定性,但夹具结构较复杂。如工件的安装刚性和稳定性,但夹具结构较复杂。如图图10-12(a)所示为两点式浮动支承,图所示为两点式浮动支承,图10-12(c)所示为三点式所示为三点式浮动支承,这类支承能适应定位基准的变化,相当于一个定浮动支承,这类支承能适应定位基准的变化,相当于一个定位支承,只限制一个自由度。位支承,只限制一个自由度。上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹 (4)辅助支承辅助支承是指由于工件形状以及夹紧力、切削辅助支承辅助支承是指由于工件形状以及夹紧力、切削力、工件重力等原因可能使工件在定位后还产生变形或定位力、工件重力等原因可能使工件在定位后还产生变形或定位不
16、稳,为了提高工件的安装刚性和稳定性所增设的支承。因不稳,为了提高工件的安装刚性和稳定性所增设的支承。因此,辅助支承只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用,而此,辅助支承只能起提高工件支承刚性的辅助定位作用,而不起限制自由度的作用,更不能破坏工件原有的定位。如不起限制自由度的作用,更不能破坏工件原有的定位。如图图10-13所示,所示,D为辅助支承。为辅助支承。 2.工件以圆孔定位工件以圆孔定位 工件以圆孔定位时,常用的定位元件有工件以圆孔定位时,常用的定位元件有:定位销、定位心定位销、定位心轴、圆锥销,见轴、圆锥销,见表表10-2所列。定位销对工件的圆孔定位时所列。定位销对工件的圆孔定位时,根据定
17、位销相对于工件孔在轴向的长或短,可分为长销或,根据定位销相对于工件孔在轴向的长或短,可分为长销或短销。短销只能限制工件两个移动自由度,长销除限制两个短销。短销只能限制工件两个移动自由度,长销除限制两个移动自由度外,还可限制两个转动自由度。定位心轴对工件移动自由度外,还可限制两个转动自由度。定位心轴对工件的圆孔定位,有过盈配合和间隙配的圆孔定位,有过盈配合和间隙配上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹合两种。过盈配合的定位精度高,而间隙配合的装卸方便。合两种。过盈配合的定位精度高,而间隙配合的装卸方便。圆锥销对工件圆孔的定位,实际上两者的接触迹线是在某一圆锥销对工件圆孔的定位,实际上两
18、者的接触迹线是在某一高度上的圆方式限制了工件三个移动的自由度。高度上的圆方式限制了工件三个移动的自由度。上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹 3.工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位 工件以外圆柱面定位时,常用的定位元件有支承板、工件以外圆柱面定位时,常用的定位元件有支承板、V形形块、定位套、半圆孔衬套和锥套。块、定位套、半圆孔衬套和锥套。V形块有窄形块有窄V形块、宽形块、宽V形块或两个窄形块或两个窄V形块组合等几种定位形块组合等几种定位方式,它们分别限制工件两个自由度和四个自由度,见表方式,它们分别限制工件两个自由度和四个自由度,见表10-2所列。不论工件是完整的圆柱面还是局部圆
19、弧面,以所列。不论工件是完整的圆柱面还是局部圆弧面,以及是否经过加工,都可以采用及是否经过加工,都可以采用V形块定位。其优点是对中性形块定位。其优点是对中性好,即能使工件的定位基准轴线对中在好,即能使工件的定位基准轴线对中在V形块两斜面的对称形块两斜面的对称平面上,又不受工件直径误差的影响,并且安装方便。平面上,又不受工件直径误差的影响,并且安装方便。上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹以定位套为定位元件对工件外圆柱面定位时,由于是间隙配以定位套为定位元件对工件外圆柱面定位时,由于是间隙配合,因此适用于精基准定位。为了保证定位精度,应尽量减合,因此适用于精基准定位。为了保证定位精度
20、,应尽量减少工件中心线在径向的位移和倾斜。以定位套元件对工件定少工件中心线在径向的位移和倾斜。以定位套元件对工件定位时,短套可以限制位时,短套可以限制2个自由度,长套可以限制个自由度,长套可以限制4个自由度,个自由度,见表见表10-2所列。所列。 定位元件为半圆孔衬套时,其下半圆孔的最小直径应取工定位元件为半圆孔衬套时,其下半圆孔的最小直径应取工件定位基准外圆的最大直径,并对工件上半圆进行夹紧。单件定位基准外圆的最大直径,并对工件上半圆进行夹紧。单锥套对件外圆柱面定位,两者的接触迹线为一圆,可限制工锥套对件外圆柱面定位,两者的接触迹线为一圆,可限制工件三个移动的自由度。件三个移动的自由度。上一
21、页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹 三、工件的夹紧三、工件的夹紧 工件在定位以后,只是确定了工件的位置,而在加工过程工件在定位以后,只是确定了工件的位置,而在加工过程中工件还受到切削力、惯性力以及工件自重的作用,会使得中工件还受到切削力、惯性力以及工件自重的作用,会使得工件产生位移或振动使工件的定位遭到破坏。因此在夹具中工件产生位移或振动使工件的定位遭到破坏。因此在夹具中应设有夹紧装置,通过夹紧装置的夹紧力作用使得工件在加应设有夹紧装置,通过夹紧装置的夹紧力作用使得工件在加工过程中始终固定在正确位置。工过程中始终固定在正确位置。 1.对夹紧装置的基本要求对夹紧装置的基本要求 工件装夹
22、装置种类很多,但其结构均由力源装置、中间递工件装夹装置种类很多,但其结构均由力源装置、中间递力结构、夹紧元件及夹紧机构三部分组成。为保证工件的加力结构、夹紧元件及夹紧机构三部分组成。为保证工件的加工质量和提高生产率,在工件夹紧过程所用的夹紧装置需要工质量和提高生产率,在工件夹紧过程所用的夹紧装置需要满足下基本要求满足下基本要求: 上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹.牢夹紧机构要有自锁机构,作用力去除以后工件仍能保持夹牢夹紧机构要有自锁机构,作用力去除以后工件仍能保持夹紧状态,位置不发生变化。紧状态,位置不发生变化。 .正夹紧时不要破坏工件的准确定位,保证工件在加工过正夹紧时不要破
23、坏工件的准确定位,保证工件在加工过程中的位置不发生变化。程中的位置不发生变化。 .快夹紧动作迅速,操作方便,安全省力。快夹紧动作迅速,操作方便,安全省力。 .简结构简单紧凑,有足够刚度和强度。简结构简单紧凑,有足够刚度和强度。 2.夹紧力的确定夹紧力的确定 夹紧力由力的作用方向、作用点和大小三个要素来体现,夹紧力由力的作用方向、作用点和大小三个要素来体现,它对工件在夹具中的定位、夹紧起决定性作用。它对工件在夹具中的定位、夹紧起决定性作用。 (1)夹紧力方向的选择夹紧力方向的选择 .夹紧力的作用方向应朝向工件的主要定位基准,把工件夹紧力的作用方向应朝向工件的主要定位基准,把工件压向定位元件的定位
24、面上,而且最好与切削力方向一致,以压向定位元件的定位面上,而且最好与切削力方向一致,以达到不破坏工件定位的准确性效果。达到不破坏工件定位的准确性效果。上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹 如如图图10-14所示的幢床夹具,工件上所示的幢床夹具,工件上A,B两面应垂直,两面应垂直,K孔孔中心线应与中心线应与B面垂直,这样面垂直,这样B面即为主要定位基准。一批工件面即为主要定位基准。一批工件的的A,B面垂直度总有一定误差,如面垂直度总有一定误差,如a 90,很明显,如果按图很明显,如果按图10-14 ( a )所示施加夹紧力所示施加夹紧力F能满足能满足K孔孔中心线垂直中心线垂直B面的要
25、求面的要求;按照图按照图10-14(b)施加夹紧力施加夹紧力F则不则不能满足能满足K孔中心线垂直孔中心线垂直B面的要求。面的要求。 .夹紧力的作用方向应使夹紧力尽可能的最小,使夹紧机夹紧力的作用方向应使夹紧力尽可能的最小,使夹紧机构轻便紧凑,减少工件变形,减轻劳动强度。夹紧力方向最构轻便紧凑,减少工件变形,减轻劳动强度。夹紧力方向最好选择与切削力、工件重力相重合的方向。好选择与切削力、工件重力相重合的方向。上一页 下一页返回项目项目2工件的装夹工件的装夹 (2)夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的正确选择,可以起夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的正确选择,可以起到确保定位可靠、防止发生夹紧变形、保证
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