机械制造工艺第6章（2）ppt课件

镗床夹具,镗床夹具是在镗床上能实现工件的定位与夹紧的工艺装置，简称镗模。它与钻模非常相似，除了正确解决工件的定位与夹具问题外，重点考虑镗套及导向支架的选择与设计。,按所使用机床形式，镗床夹具可分卧式和立式 按其导向支架的布置形式，可分为 双支承镗模 单支承镗模 无支承镗模 采用镗模可以不受机床精度的影响而加工出较高精度工件,镗模的组成,（ 1）定位元件 （2）夹紧装置 （3）镗套 （4）镗模支架 （5）镗模底座。,1支架 2镗套 3、4定位板 5、8压板 6夹紧螺钉 7可调支承钉 9镗刀杆 10浮动接头,一、镗床夹具典型结构形式 （一）双支承镗模,二、镗床夹具设计要点 （一）引导支架布置形式及其选择 主要依据镗孔的长径比L/D来选取， 1、单面前导向,用于D60mm LD 通孔、盲孔 刀具导向部分直径d可大于所加工孔径D，刀具刚度好，加工精度高，装卸工件和换刀方便，在多工步加工时，可不更换镗套,2、单面后导向 单个导向支架布置在刀具后方,用于D60mm L D 通孔、盲孔 刀具导向部分直径d应小于所加工孔径D，镗杆能进入孔内，可减少镗杆的悬伸量，有利于缩短镗杆的长度。,H=(1.5-3)d h取决于换刀、装卸和测量工件及排屑是否方便卧式镗床h=20-80mm,立式镗床参照钻模设计中h取值,3、单面双导向,在刀具后方装有两个导向镗套，为保证刚度，镗杆悬伸量L15d，两支架的导向长度 L 2（1.25-1.5）L1,便于装卸工件和刀具，便于在加工中进行观察和测量,4、双面单导向 导向支架分别装在工件两侧,（二）镗套：主要用来导引镗杆，镗套的结构和精度直接影响加工精度。,1、 固定式镗套 镗孔过程中不随镗杆转动的镗套,特点：外形尺寸小、结构紧凑、制造简单，易保证镗套中心位置的准确，因与镗杆之间有摩擦，主要用于低速加工。,回转式镗套,镗套没有固定,镗孔时随镗杆一起转动,镗杆与镗套之间只有相对移动而无相对转动，不容易产生摩擦发热。适用于高速镗削。分为滑动和滚动两种,镗套l可在滑动轴承2内回转，镗模支架3上设置油杯，经油孔将润滑油送到回转副，使其充分润滑。镗套中间开有键槽，镗杆上的键通过键槽带动镗套回转。这种镗套的径向尺寸较小，适用于孔心距较小的孔系加工，且回转精度高，减振性好，承载能力大，但需要充分润滑。摩擦面线速度不能大于0.30.4ms，常用于精加工。,滑动式回转镗套,1,2,3,镗套,镗模支架,滑动轴承,滑动回转式镗套,滚动镗套：由滚动轴承支承的镗套,采用了标准的滚动轴承，设计、制造和维修方便，回转精度受轴承精度的影响，对润滑要求较低，镗杆转速可大大提高，径向尺寸较大，适用于粗加工和半精加工,卧式滚动式回转镗套,镗模支架,轴承,轴承 端盖,镗套,滚动式回转镗套一般用于镗削孔距较大的孔系,卧式滚动式回转镗套,当被加工孔径大于镗套孔径时，需在镗套上开引刀槽，使装好刀的镗杆能顺利进入。为确保镗刀进入引刀槽，镗套上设定向键，, 特点 表 各种镗套特点,（三）镗杆 1、固定式镗套的镗杆导向部分结构 当镗杆导向部分直径d50mm时，常采用整体式结构。,图a为开油槽的镗杆 镗杆与镗套的接触面积大，磨损大； 若切屑从油槽内进入镗套，则易出现“卡死”现象 但镗杆的刚度和强度较好。,图b、c较深直槽和螺旋槽的镗杆 可大大减少镗杆与镗套的接触面积； 沟槽内有一定的存屑能力，可减少“卡死”现象 但其刚度较低。,图d镶条式结构。 这种结构的接触面积小， 容屑量大，不易“卡死”。 镶条磨损后，可在底部加垫片，重新修磨使用。 常用于镗杆导向部分直径d50mm时。,在镗杆前端设置平键，键下装有压缩弹簧，键的前部有斜面，适用于开有键槽的镗套。无论镗杆以何位置进入镗套，平键均能自动进入键槽，带动镗套回转。,2、回转式镗套的镗杆,镗杆上开有键槽，其头部做成小于45的螺旋引导结构，可与装有尖头键的镗套配合使用。,镗杆的直径一般按经验公式d=(0.60.8)D选取，也可查表。,镗杆的精度一般比加工孔的精度高两级。镗杆的直径公差，粗镗时选g6，精镗时选g5； 表面粗糙度选RaO.40.2 m；圆柱度选直径公差的一半，直线度要求为500mm:0.01mm。 镗杆的材料常选45钢或40cr钢，淬火硬度为4045HRC；也可用20钢或20Cr钢渗碳淬火，渗碳层厚度0.81.2mm，淬火硬度6163HRC。,(四)浮动接头,镗杆1上拨动销3插入接头体2的槽中，镗杆与接头体之间留有浮动间隙，接头体的锥柄安装在主轴锥孔中。主轴的回转可通过接头体、拨动销传给镗杆。,双支承镗模的镗杆均采用浮动接头与机床主轴连接。,拨动销3,接头体2,镗杆1,镗杆,接头体,拨动销,（五）镗模支架,镗模支架用于安装镗套，保证被加工孔系的位置精度，并承受切削力应有足够强度和刚度。 支架与底座分开，一般用铸铁制造。镗模架不宜用焊接结构，以避免内应力引起蠕变而失去精度。 镗模支架要求有足够的强度和刚度，常在结构上设计较大的安装基面和必要的加强筋。 镗模架用螺钉和销钉固定在底座上，并保证有足够的接触刚度，螺钉的直径、数量、分布要合适。 镗模支架典型结构和尺寸列于表中。,图 (a)所示，夹紧力的反力作用在镗模支架上，将引起支架变形而影响镗孔精度。,图(b)的形式，让螺母座4来承受夹紧反力，则可避免镗模支架的变形。,不能在镗模支架上安装夹紧机构,六、镗模底座,镗模底座上要安装各种装置和工件，并承受切削力、夹紧力，因此要有足够的强度和刚度，并有较好的精度稳定性。其典型结构和尺寸列于表。,第三节 铣床夹具,特点 ：,铣床夹具是在铣床上能实现工件的定位与夹紧的工艺装置。,没有专门引导刀具的导套。 夹紧力要足够（因铣削加工时切削力大，同时由于铣刀刀齿的不连续切削，切削力的变化以及所引起的冲击与振动也大）。 对于夹具各组成部分的刚性与强度要求比较高。,铣床夹具主要用于加工零件上的平面、键槽、缺口及成形表面等。 一般由定位元件、夹紧机构、对刀装置、定位键和夹具体组成 一铣床夹具的类型 由于铣削过程中，夹具大都与工作台一起作进给给运动，铣床夹具的整体结构又常常取决于铣削加工的进给方式。 分为直线进给式、圆周进给式和仿形进给式三种类型。 直线进给式铣床夹具用得最多。,直线进给式铣床夹具 夹具直接安装在按直线进给方式运动的铣床工作台上,圆周式进给铣床夹具 铣床工作台做连续的回转运动，配合采用气动或液压等高效夹紧装置，可在不停车的情况下装卸工件，生产率高，可加工平面，适用于大批量生产。,机械仿形送进的靠模铣床夹具 带有靠模的铣床夹具称靠模铣床夹具，用于加工各种非圆曲面。靠模作用是使工件获得辅助运动。 靠模铣床夹具可分为直线进给式和圆周进给式两种,定位装置的设计和布置尽量使定位支承面积大些 夹紧机构所提供的夹紧力应足够大，且要求有较好的自锁性能。不宜使用偏心夹紧 夹紧力应作用在工件刚度较大的部位上，且作用点和施力方向要恰当； 为提高效率，夹紧时尽量采用快速夹紧、联动夹紧和液压气动等高效夹紧装置，并在可能的情况下，采用多件夹紧和多工位加工。,二铣床夹具设计要点,1、工件定位稳定性和夹紧可靠性,2、定位键 铣床夹具底面应设置定位键，通过定位键与铣床工作台T形槽配合，可用来确定夹具相对机床进给方向的正确位置。 两定位键越远，定向精度越高。定位键还能承受部分切削扭矩，减轻夹具固定螺栓负荷，增加夹具稳定性。,两个定向键与机床工作台的T形槽宽尺寸相对应，并采用小间隙配合，定向键一半安装在夹具槽中，一半在T形槽中。为了与机床连接，在夹具上要设计出安装螺栓的耳座和U形槽。,当定位精度要求高或是重型夹具，可在夹具体的侧面设置一个找正基面；,迅速准确的确定铣刀与夹具的相对位置。 铣床夹具的对刀装置主要由对刀块和塞尺构成。,3、对刀装置,为了防止刀具与对刀块直接接触而磨损，要留有15mm间隙，加塞尺（厚薄规）进行测量和调整。,对刀装置应设置在便于对刀的位置，并应在工件的切入一端。设计时，夹具图上应标明塞尺的厚度及对刀块工作表面与定位元件之间的尺寸和公差。,图a为高度对刀块，用于加工平面时对刀； 图b直角对刀块，用于加工键槽或台阶面时对刀； 图c、d成形对刀块，用于加工成形表面时对刀。,4、夹具体 铣床夹具的夹具体要承受较大的切削力，因此要有足够的强度、刚度和稳定性。 壁厚恰当，设置适当地筋板 尽可能降低夹具重心，夹具体高度与宽带之比不大于11.25；工件加工面尽量靠近工作台面 夹具体的安装面应足够大，且尽可能作成周边接触的形式。 足够的排屑空间。切削和冷却液能顺利排除，必要时可设计排屑槽。,夹具体上应设置耳座，以方便夹具在工作台上固定，对于小型夹具体，可两端设置一个耳座，夹具体较宽时，可两端各设置两个耳座，两耳座的距离应与铣床工作台得两个T形槽的距离一致。 重型夹具的夹具体两端还应设置吊装孔或吊环。,第四节 车床夹具,车床夹具有两种类型，一种是安装在主轴上的夹具，另一种是安装在车床床鞍上或床身上的夹具。,车床夹具设计主要特点是由于夹具装在机床主轴上并带动工件回转，因此夹具设计需要关注回转中心的同轴问题和平衡问题，特别是零件不是回转体结构时 平衡问题更为突出。,一、典型结构形式 1、心轴类车床夹具 2、角铁类车床夹具 3、卡盘类车床夹具 4、花盘类车床夹具 5、高效车床夹具,（一）心轴类车床夹具,用于以内孔定位的回转体零件的加工。,锥体,防转销,锥套,螺母,弹性套筒,角铁式车床夹具,结构特征：夹具呈角铁状。 用途：加工壳体、支座等零件的回转面及端面。 要点：通过夹具使加工面的轴线与机床主轴旋转中心重合。,1削边销；2圆柱销；3过渡盘；4夹具体； 5定程基面；6导向套；7平衡块；8压板；9工件,精车：,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,定位：,工件装卸与夹紧：,燕尾面B、C，f12孔。,限位元件,结构：,活动支承板,回转式螺旋压板,平衡块,卡盘式车床夹具,用途：加工以外圆（内孔）及端面定位的回转体表面。 结构特征：卡爪夹紧，多采用定心夹紧机构。 要点：通过夹具使加工面的轴线与机床主轴旋转中心重合。,花盘类车床夹具,夹具体为一大圆盘形零件，工件形状一般较为复杂，定位基准多数是圆柱面和与圆柱面垂直的端面，夹具对工件多数是端面定位，轴向夹紧,1、端面驱动夹具,原理：利用拨爪嵌入工件的端面驱动工件旋转。 特点：缩短装夹时间，一次装夹完成工件所有外表面加工，避免重复装夹，保证相互位置精度。 用途：数控车床加工轴类、套类零件。,高效车床夹具,塑性尖齿拨爪顶尖,不停车夹具,能在机床主轴旋转时装卸工件的车床夹具称为不停车夹具。,1夹具在车床主轴上的安装方式,锥孔（锥柄、或顶尖）连接 安装误差小，定心精度高； D140mm或D（23）d,二、车床夹具设计要点,通过过渡盘与主轴连接 适用径向尺寸较大的夹具 过渡盘形式取决于主轴的前端结构； 过渡盘与夹具体之间用“止口”定心。,夹具体定位孔与过渡盘突缘配合：,H7/h6、H7/js6,也可合二为一,主轴,过渡盘,夹具,压块,C620,CA6140,联接方法制造容易，定位精度不很高,定心精度高，刚性也好,2找正基面的设置,安装时，应保证夹具上的限位面与主轴轴线的位置关系。,限位面是与主轴同轴线的回转面 直接用限位表面找正它与主轴的同轴度,限位表面偏离回转中心，设找正孔（外圆）,找正基面既是夹具安装时装配基准，也是夹具设计和制造基准。,找正要求,3、定位装置的设计要求 在车床上加工回转面时 要求工件被加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合， 对于轴套类和盘类工件，要求夹具定位元件工作表面的对称中心线与夹具的回转轴线重合。 对于壳体、接头或支座等工件，被加工的回转面轴线与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，应以夹具轴线为基准确定定位元件工作表面的位置。,4夹紧装置的设置,确保安全可靠，夹紧力能克服切削力和离心力的作用。良好的自锁性能，防止在加工过程中工件松动,高速切削时，应作夹紧力验算 优先采用螺旋夹紧机构 对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防止引起夹具变形。,5、平衡配重 为避免回转时产生离心力而引起振动，对车床夹具应进行平衡。 平衡的方法有两种：设置配重块或加工减重孔。配重块上应开有弧形槽或径向孔，以便调整配重块的位置。,6、夹具的结构要求 （1)结构要紧凑，悬伸长度要短。 （2)车床夹具的夹具体应尽量制成圆形，夹具上(包括工件在内)的各元件不应伸出夹具体的轮廓之外。当夹具上有不规则的突出部分或有切削液飞溅及切屑缠绕时，应加设防护罩。 （3)夹具的结构应便于工件在夹具上安装和测量，切屑能顺利排出或清理。,如图所示，需要加工40的孔。,工件三维结构图,夹具总装配图,其它机床夹具简介,一、可调夹具 夹具上的个别定位元件、夹紧元件或导向元件可调整或更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。 大量减少专用夹具的数量，缩短生产准备周期，适应多品种、中小批量生产的一种先进夹具。 分类： 通用可调夹具（对象不明确，通用范围大） 成组夹具（加工对象明确，仅限本组内零件可调）,二、组合夹具 指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。 由专业厂家制造， 灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于品种多、产品变化快、新产品的试制和单件小批生产。,元件的制造精度和耐磨性对组合夹具的精度影响很大 各类元件一般多用优质钢渗碳淬火，重要元件常用合金钢。 各类元件还要求具有一定的耐腐蚀性能 夹具体积大，刚度差（元件结合面的接触刚度对加工精度的影响较大），一次投资多，成本高,三、随行夹具 是在自动线上使用的一种移动式夹具，由运