机械制造第8章.ppt

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项目八项目八项目八项目八典型机床专用夹具设计典型机床专用夹具设计典型机床专用夹具设计典型机床专用夹具设计项目学习要点项目学习要点车床夹具车床夹具铣床夹具铣床夹具钻床夹具钻床夹具镗床夹具镗床夹具高效机床夹具高效机床夹具机床夹具的设计机床夹具的设计综合实训综合实训项目小结项目小结任务一任务一车床夹具车床夹具一、车床夹具的分类一、车床夹具的分类根据工件的加工特点和夹具在车床上的安装位根据工件的加工特点和夹具在车床上的安装位置，车床夹具可分为以下两种基本类型：

置，车床夹具可分为以下两种基本类型：

1安装在车床主轴上的夹具安装在车床主轴上的夹具这类夹具安装在车床主轴上，加工时夹具带动工这类夹具安装在车床主轴上，加工时夹具带动工件一起随主轴作旋转主运动，刀具作进给运动。

这类件一起随主轴作旋转主运动，刀具作进给运动。

这类夹具中除了各种卡盘、花盘和顶尖等通用夹具或机床夹具中除了各种卡盘、花盘和顶尖等通用夹具或机床附件外，还可根据加工需要设计出各种芯轴或其他专附件外，还可根据加工需要设计出各种芯轴或其他专用夹具。

实际生产中所使用的车床夹具基本上都属于用夹具。

实际生产中所使用的车床夹具基本上都属于这一类。

这一类。

2安装在车床床鞍上的夹具安装在车床床鞍上的夹具对于某些形状不规则或尺寸较大的工件，常对于某些形状不规则或尺寸较大的工件，常把夹具安装在车床床鞍上，加工时夹具带动工件把夹具安装在车床床鞍上，加工时夹具带动工件一起作进给运动，刀具安装在车床主轴上作旋转一起作进给运动，刀具安装在车床主轴上作旋转主运动。

这类车床夹具应用较少。

主运动。

这类车床夹具应用较少。

本节主要介绍安装在车床主轴上的车床夹具。

本节主要介绍安装在车床主轴上的车床夹具。

二、典型车床夹具二、典型车床夹具1卡盘式车床夹具卡盘式车床夹具卡盘式车床夹具一般用一个以上的卡爪来夹紧工卡盘式车床夹具一般用一个以上的卡爪来夹紧工件，多采用定心夹紧装置，其结构对称，用于加工以件，多采用定心夹紧装置，其结构对称，用于加工以外圆、内圆及端面等定位的回转体。

外圆、内圆及端面等定位的回转体。

如下图所示为三爪自定心卡盘。

当扳手方榫如下图所示为三爪自定心卡盘。

当扳手方榫插入小锥齿轮的方孔转动时，与其啮合的大锥齿插入小锥齿轮的方孔转动时，与其啮合的大锥齿轮随之转动。

大锥齿轮的背面是平面螺纹，平面轮随之转动。

大锥齿轮的背面是平面螺纹，平面螺纹与三个卡爪背面的螺纹啮合。

当平面螺纹转螺纹与三个卡爪背面的螺纹啮合。

当平面螺纹转动时，就带动卡爪同时向心动时，就带动卡爪同时向心或离心移动，从而实现夹具或离心移动，从而实现夹具的夹紧或松开。

因此，三爪的夹紧或松开。

因此，三爪卡盘的三爪是联动的，并能卡盘的三爪是联动的，并能自动定心，装夹工件一般不自动定心，装夹工件一般不需校正，生产率高。

需校正，生产率高。

三爪自定心卡盘适用于中、小型规则零件的三爪自定心卡盘适用于中、小型规则零件的装夹。

其装夹方法如下：

装夹。

其装夹方法如下：

当工件直径较小时，将工件置于三个卡爪之间当工件直径较小时，将工件置于三个卡爪之间装夹，如下图所示。

装夹，如下图所示。

当装夹带内孔的零件时，可将三爪当装夹带内孔的零件时，可将三爪伸入工件内孔伸入工件内孔中，利用卡爪的径向张力装夹，如下图（中，利用卡爪的径向张力装夹，如下图（b）所示。

）所示。

当工件直径较大时，用正爪不便装夹，可将三个正当工件直径较大时，用正爪不便装夹，可将三个正爪换成反爪进行装夹，如下图（爪换成反爪进行装夹，如下图（c）所示。

）所示。

当工件长度较长时，应采用当工件长度较长时，应采用“一夹一顶一夹一顶”的方法装的方法装夹，如下图（夹，如下图（d）所示。

）所示。

2角铁式车床夹具角铁式车床夹具角铁式车床夹具的夹具体呈角铁状，其结构角铁式车床夹具的夹具体呈角铁状，其结构不对称，主要用于加工壳体、支座、杠杆和接头不对称，主要用于加工壳体、支座、杠杆和接头等零件的回转面和端面。

等零件的回转面和端面。

如右图所示为加工轴承座内孔的角铁式专用车床如右图所示为加工轴承座内孔的角铁式专用车床夹具。

工件以一面（底面）两孔为定位基准，在夹具夹具。

工件以一面（底面）两孔为定位基准，在夹具的定位支承板、圆柱的定位支承板、圆柱销和削边销上定位，销和削边销上定位，用两块压板夹紧工件。

用两块压板夹紧工件。

三、车床夹具的设计要点三、车床夹具的设计要点1定位元件定位元件为保证定位准确，夹具上定位元件的结构和布为保证定位准确，夹具上定位元件的结构和布置必须使工件加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线置必须使工件加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合。

重合。

2夹紧装置夹紧装置在车削过程中，夹具和工件一起随主轴旋转，夹在车削过程中，夹具和工件一起随主轴旋转，夹具除受切削力的作用外，还受到离心力的作用。

因此，具除受切削力的作用外，还受到离心力的作用。

因此，夹紧装置必须能够产生足够的夹紧力，且自锁性能要夹紧装置必须能够产生足够的夹紧力，且自锁性能要可靠。

可靠。

3车床夹具与车床主轴的连接车床夹具与车床主轴的连接根据车床夹具径向尺寸大小的不同，其与机根据车床夹具径向尺寸大小的不同，其与机床主轴的连接方式主要有以下两种：

床主轴的连接方式主要有以下两种：

（1）对于径向尺寸）对于径向尺寸D140mm或或D（23）d的的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，如左图所示。

用螺杆拉紧，如左图所示。

（2）对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与）对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴前端连接，过渡盘与主轴配合处的形状取决车床主轴前端连接，过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。

如右图所示。

于主轴前端的结构。

如右图所示。

4夹具总体结构夹具总体结构

（1）车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的，）车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的，为保证加工过程的稳定性，夹具结构应力求简单为保证加工过程的稳定性，夹具结构应力求简单紧凑，悬伸长度尽量小，使重心尽可能靠近主轴。

紧凑，悬伸长度尽量小，使重心尽可能靠近主轴。

（2）对角铁式或花盘式等结构不对称的车床）对角铁式或花盘式等结构不对称的车床夹具，设计时应采用平衡装置，以减少由于回转夹具，设计时应采用平衡装置，以减少由于回转不平衡而引起的振动现象。

不平衡而引起的振动现象。

（3）为保证安全，夹具体应制成圆形，夹具）为保证安全，夹具体应制成圆形，夹具体上的各元件不允许伸出圆形轮廓之外。

此外，体上的各元件不允许伸出圆形轮廓之外。

此外，夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的排出或清理等。

排出或清理等。

任务二任务二铣床夹具铣床夹具一、铣床夹具的分类一、铣床夹具的分类1直线进给式铣床夹具直线进给式铣床夹具这类夹具是最常见的一种铣床夹具，它在加工这类夹具是最常见的一种铣床夹具，它在加工过程中同工作台一起作直线进给运动。

过程中同工作台一起作直线进给运动。

按一次装夹工件数目的多少，可以将其分为单按一次装夹工件数目的多少，可以将其分为单件铣床夹具和多件铣床夹具。

其中，在单件、小批件铣床夹具和多件铣床夹具。

其中，在单件、小批量生产时，使用单件铣床夹具较多；在大批量生产量生产时，使用单件铣床夹具较多；在大批量生产小零件时，使用多件铣床夹具较多。

小零件时，使用多件铣床夹具较多。

如右图所示为一直线如右图所示为一直线进给式铣床夹具。

工件以进给式铣床夹具。

工件以V形块和支承套定位。

转形块和支承套定位。

转动手柄带动偏心轮回转，动手柄带动偏心轮回转，使使V形块移动，实现夹具形块移动，实现夹具的夹紧和松开。

定向键与的夹紧和松开。

定向键与机床工作台上的机床工作台上的T形槽配形槽配合确定了夹具与机床间的合确定了夹具与机床间的相互位置后，再用螺栓紧相互位置后，再用螺栓紧固。

对刀块用来确定刀具固。

对刀块用来确定刀具的位置及方向。

的位置及方向。

2圆周进给式铣床夹具圆周进给式铣床夹具安装和拆卸，这样可安装和拆卸，这样可以实现切削加工和装以实现切削加工和装卸工件同时进行。

因卸工件同时进行。

因此，这类夹具的生产此，这类夹具的生产率较高，适用于大批、率较高，适用于大批、大量生产加工中小型大量生产加工中小型零件。

零件。

这类夹具主要用在有回转工作台的铣床上或这类夹具主要用在有回转工作台的铣床上或组合机床上。

如下图所示，工作台上一般有多个工组合机床上。

如下图所示，工作台上一般有多个工位，每个工位都安装一套夹具。

加工过程中，夹具位，每个工位都安装一套夹具。

加工过程中，夹具随工作台旋转作连续的圆周进给运动，使工件依次随工作台旋转作连续的圆周进给运动，使工件依次经过切削区域进行加工。

在装卸区域可进行工件的经过切削区域进行加工。

在装卸区域可进行工件的3仿形进给式铣床夹具仿形进给式铣床夹具类夹具主要用在立式铣床上进行机械仿形加工。

类夹具主要用在立式铣床上进行机械仿形加工。

仿形运动是在加工过程中，利用靠模在主进给运动仿形运动是在加工过程中，利用靠模在主进给运动的基础上使工件获得辅助进给运动而形成。

的基础上使工件获得辅助进给运动而形成。

按主进给运动方式的不同，仿形进给式铣床夹按主进给运动方式的不同，仿形进给式铣床夹具又可分为直线进给式仿形铣床夹具和圆周进给式具又可分为直线进给式仿形铣床夹具和圆周进给式仿形铣床夹具。

仿形进给式铣床夹具主要适用于中仿形铣床夹具。

仿形进给式铣床夹具主要适用于中小批量生产。

小批量生产。

二、铣床夹具的设计要点二、铣床夹具的设计要点1保证工件定位的稳定性和夹紧的可靠性保证工件定位的稳定性和夹紧的可靠性铣床夹具的受力元件和夹具体要有足够的刚度和铣床夹具的受力元件和夹具体要有足够的刚度和强度，以保证工件在夹具上定位的稳定性和夹紧的可强度，以保证工件在夹具上定位的稳定性和夹紧的可靠性。

靠性。

设计和布置定位元件时，应使支承面积尽量大一设计和布置定位元件时，应使支承面积尽量大一些，以增加工件定位的稳定性。

些，以增加工件定位的稳定性。

设计夹紧装置时，为防止工件在加工过程中松动，设计夹紧装置时，为防止工件在加工过程中松动，夹紧装置要有足够的夹紧力和自锁能力，且夹紧力的夹紧装置要有足够的夹紧力和自锁能力，且夹紧力的作用点和方向要适当。

作用点和方向要适当。

2定向键（定位键）定向键（定位键）为确定夹具与机床工作台的相对位置，在夹具为确定夹具与机床工作台的相对位置，在夹具体底面上应设置定向键。

定向键与铣床工作台上的体底面上应设置定向键。

定向键与铣床工作台上的T形形槽配合确定夹具在机床上的正确位置；同时它槽配合确定夹具在机床上的正确位置；同时它还能承受部分切削力，有利于减轻夹紧螺栓的负荷，还能承受部分切削力，有利于减轻夹紧螺栓的负荷，增加夹具的稳定性。

增加夹具的稳定性。

定向键安装在夹具底面的槽中，一般用两个，并定向键安装在夹具底面的槽中，一般用两个，并安装在一条直线上，其距离应尽量远些，小型夹具也安装在一条直线上，其距离应尽量远些，小型夹具也可使用一个断面为矩形的长键作为定向键。

定向键有可使用一个断面为矩形的长键作为定向键。

定向键有矩形和圆柱形两种。

矩形和圆柱形两种。

常用的矩形定向键有两种结构。

一种在侧面开有常用的矩形定向键有两种结构。

一种在侧面开有沟槽或台阶将定向键分为上下两部分，如下图（沟槽或台阶将定向键分为上下两部分，如下图（a）所）所示。

其上部尺寸按示。

其上部尺寸按H7/h6与夹具体上的键槽配合，下部与夹具体上的键槽配合，下部宽度尺寸为宽度尺寸为b，常按，常按H8/h8或或H7/h6与工作台上的与工作台上的T形槽形槽配合；另一种上没有开出沟槽或台阶，如下图（配合；另一种上没有开出沟槽或台阶，如下图（b）所）所示，其上下两部分尺寸相同，定向精度不高。

示，其上下两部分尺寸相同，定向精度不高。

如下图（如下图（c）所示为圆柱形定向键。

使用这种定向键）所示为圆柱形定向键。

使用这种定向键时，其圆柱面和工作台时，其圆柱面和工作台T形槽平面是线接触，容易磨损，形槽平面是线接触，容易磨损，所以应用较少。

所以应用较少。

3对刀装置对刀装置铣床夹具上一般都设计有