车床夹具

课题二十三 车床夹具,【教学目的和要求】 通过本课题的学习，使学生了解车床夹具的种类、结构特点，掌握车床夹具的设计要点。初步具备设计和使用专用车床夹具的能力。 【教学内容摘要】 本课题介绍了车床夹具类型与特点，以及一些典型的车床夹具。 【教学重点、难点】 教学重点为车床夹具类型与特点以及车床夹具的结构、组成部分。【教学方法和使用教具】 教学方法：讲授法、讨论法 使用教具：夹具实物、课件【教学时数】 2+2学时,一、车床夹具的类型与特点,1.安装在车床主轴上的夹具 这类夹具中，除了各种卡盘、花盘、顶尖等通用夹具或机床附件外，还可根据加工需要设计各种心轴或其它专用夹具，加工时夹具随同机床主轴一起旋转，刀具作进给运动。2.安装在车床床鞍上的夹具 对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装在车床床鞍上。刀具安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作进给运动。 这里主要介绍应用最为广泛的安装在车床主轴上的夹具。,二、专用车床夹具的典型实例,1.角铁式夹具2.花盘式车床夹具 3.定心夹紧夹具 4.组合夹具,1.角铁式夹具,如图23-1所示为角铁式车床夹具。工件以一面两孔为定位基准在夹具倾斜的定位支承板和一个圆柱销及一个菱形销上定位，用两个钩形压板夹紧。被加工表面是孔和端面，为了便于在加工过程中检验所加工端面的尺寸和被加工孔与定位基准面的角度，靠近加工面处设计有测量基准面及工艺孔。夹具体4上的基准圆A是找正圆。,如图23-1所示为角铁式车床夹具,9.1.1 采购绩效评估的目的,确保采购目标之实现 提供改进绩效之依据 作为个人或部门奖惩之参考 协助人员甑选与训练 促进部门关系 提高人员的士气,9.1.2 采购绩效评估小组的组成,采购部门主管 财务部门 销售部门 生产主管部门或工程部门 供应商 专家顾问,9.1.3 采购绩效评估标准,历史绩效标准预算或标准绩效行业平均绩效标准目标绩效标准 小思考:何种情况下选择何种绩效标准？,2.花盘式车床夹具,如图23-2所示为齿轮泵壳体的工序图。图23-3所示为加工齿轮泵壳体上两个35孔所使用的花盘式专用夹具。工件以端面A、70外圆表面及小孔9内圆表面为定位基准，在转盘2的N面、圆孔70 和削边销4上定位，用两副螺旋压板5夹紧。转盘2则由两副螺旋压板6压紧在夹具体1上。当加工好其中的一个35 孔后，拔出对定销3并松开两副螺旋压板6，将转盘连同工件一起回转180，对定销即在弹簧力作用下插入夹具体上另一分度孔中，再夹紧转盘后即可加工第二个35孔。专用夹具利用夹具体上的止口E通过过渡盘上的凸缘与车床主轴联接，安装夹具时按找正圆K（代表夹具的回转轴线）校正夹具与车床主轴的同轴度。,如图23-2所示为齿轮泵壳体的工序图,图23-3所示为加工齿轮泵壳体上两个35孔所使用的花盘式专用夹具。,3.定心夹紧夹具 对于回转体工件或以回转体表面定位的工件可以采用定心夹紧夹具。常见的有弹簧套筒、液性塑料夹具等。如图23-4所示夹具。 4.组合夹具 组合夹具是采用预先制造好的标准夹具元件，根据设计好的定位夹紧方案组装而成的专用夹具。它既有专用夹具的优点，又具有标准化、通用化的优点。产品变换后，夹具的组成元件可以拆开清洗入库，不会造成浪费，适用于新产品试制和多品种小批量的生产。在大量采用数控机床、应用CAD/CAM/CAPP技术的现代企业机械产品生产过程中具有独特的优点。图23-5所示是一个典型的车床组合夹具。,如图23-4所示夹具。,图23-5所示是一个典型的车床组合夹具。,三、车床夹具的结构特点,1.定位装置 在车床上加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置，必须保证这一点。 2.夹紧装置 由于车削时工件和夹具一起随主轴作旋转运动，故在加工过程中，工件除受切削扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用，转速越高离心力越大，会影响夹紧机构产生的夹紧效果，此外，工件定位基准的位置相对于切削力和重力的方向来说是变化的。因此，夹紧机构所产生的夹紧力必须足够，自锁性能要好，以防止工件在加工过程中脱离定位元件的工作表面。,3.车床夹具与机床主轴的联接,车床夹具与机床主轴的联接精度对夹具的 回转精度有决定性的影响。因此，要求夹具的 回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度 根据车床夹具径向尺寸的大小，其在机床主轴 上的安装一般有两种方式： （1）对于径向尺寸D140mm，或D（23）d的小型 夹具，其联接结构如图236a所示。 （2）对于径向尺寸较大的夹具，用过渡盘连接，过 渡盘的结构如图23-6b、c所示。,对于径向尺寸D140mm，或D（23）d的小型夹具，其联接结构如图236a所示。,4.找正孔或找正圆,在车床夹具的夹具体上一般应设置有找正孔或找正圆，如图23-1和图23-3所示。找正孔或找正圆既是车床夹具在车床主轴上安装时，保证车床夹具与车床主轴同轴度的找正基准，也是车床夹具装配时的装配基准，还常常是夹具体本身加工过程中的工艺基准。,在车床夹具的夹具体上一般应设置有找正孔或找正圆，如图23-1和图23-3所示,5.平衡措施,车床夹具应消除回转不平衡所引起的振动现象。平衡措施有两种，一种是在较轻的一侧加平衡块（配重块），其位置距离回转中心越远越好，一种是在较重的一侧加工减重孔，其位置距离回转中心越近越好。平衡块的位置和重量最好可以调节。 为使操作安全，夹具上尽可能避免有尖角或突出夹具体圆形轮廓之外的元件，必要时回转部分外面应加防护罩。,第六章 机床夹具, 6.2车床夹具（1）一、车床夹具的类型与特点安装在车床主轴上的夹具（图85）加工时夹具随机床主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。 安装在车床滑板或床鞍上的夹具对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装在车床滑板上，刀具则安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作进给运动。 加工回转成形面的靠模属于安装在床身上的夹具。,二、专用车床夹具的典型实例,1、心轴类车床夹具 工件以内孔作为定位基准，加工外圆柱面的情况。 2、角铁式车床夹具（图8-4）它常用于加工壳体、支座，接头类零件上的圆柱面及端面。当被加工工件的主要定位基准是平面，被加工面的轴线对主要位基准面保持一定的位置关系（平行或成一定的角度）时，相应地夹具上的平面定位件设在与车床主轴轴线相平行或成一定角度的位置上。,3、花盘式专用夹具花盘式车床夹具的夹具体为圆盘形。在花盘式夹具上加工的工件一般形状都较复杂，多数情况是工件的定位基准为圆柱面和与其垂直的端面。夹具上的平面定位件与车床主轴的轴线相垂直。 4、安装在拖板上车床夹具通过机床改装（拆去刀架，小拖板）使其固定在大拖板上，工件直运动，刀具则转动。这种方式扩大车床用途，以车代镗，解决大尺寸工件无法安装在主轴上或转速难以提高的问题。,三、车床夹具设计要点,1、 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，夹具上定位装置的结构和布置，必须保证这一点。因此，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。2、夹紧装置的设计要求 在车削过程中，由于工件和夹具随主轴旋转，除工件受切削扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用。此外，工件定位基准的位置相对于切削力和重力的方向是变化的。因此，夹紧机构必须产生足够的夹紧力，自锁性能要可靠。对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防止引起夹具变形。,3夹具与机床主轴的连接,车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的回转精度有决定性的影响。因此，要求夹具的回转轴线与主轴轴线应具有尽可能高的同轴度。心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式； (1) 对于径向尺寸D140mm，或D(23)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧。这种连接方式定心精度较高。 (2) 对于径向尺寸较大的夹具。一般通过过渡盘与车床主轴头端连接。过渡盘的使用，使夹具省去了与特定机床的联接部分，从而增加了通用性，即通过同规格的过渡盘可用于别的机床。同时也便于用百分表在夹具校正环或定位面上找正的办法来减少其安装误差。因而在设计圆盘式车床夹具时，就应对定位面与校正面间的同轴度以及定位面对安装平面的垂直度误差提出严格要求。,（1）,（2）,4、总体结构设计要求,车床夹具一般是在悬臂的状态下工作，为保证加工的稳定性，夹具的结构应力求紧凑、轻便，悬伸长度要短，使重心尽可能靠近主轴。由于加工时夹具随同主轴旋转，如果夹具的总体结构不平衡，则在离心力的作用下将造成振动，影响工件的加工精度和表面粗糙度，加剧机床主轴和轴承的磨损。因此，车床夹具除了控制悬伸长度外，结构上还应基本平衡。角铁式车床夹具的定位装置及其它元件总是安装在主轴轴线的一边，不平衡现象最严重，所以在确定其结构时，特别要注意对它进行平衡。平衡的方法有两种：设置配重块或加工减重孔。为保证安全，夹具上的各种元件一般不允许突出夹具体圆形轮廓之外。此外，还应注意切屑缠绕和切削液飞溅等问题，必要时应设置防护罩。,车床夹具设计 指导,第一部分 车床夹具简介,车床夹具的主要类型,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拖板上或车身上的夹具。安装在车床主轴上的夹具，这类夹具工作时随主轴一起旋转，刀具作进给运动。根据其结构的差异又可分为以下几种：心轴类车床夹具以内孔为定位基准，外园需要加工的工件，多以心轴类车床夹具进行加工。,车床夹具的主要类型,卡盘类车床夹具用卡盘类车床夹具加工的零件，大都是回转体或对称零件，因而卡盘类车床夹具的结构基本上是对称的，回转时的不平衡影响较小。角铁式车床夹具 角铁式夹具主要使用于以下两种情况：工件的主要定位基准是平面，要求被加工表面的轴线对定位基准面保持一定地热位置关系。工件定位基准虽然不是与被加工表面的轴线平行或成一定角度的平面，但由于工件外形的限制，不适宜采用卡盘式夹具，而必须采用半圆孔或V形块定位件的情况。花盘式车床夹具花盘式车床夹具的基本特征式夹具体为一个大园盘形零件。在花盘式夹具上加工的工件一般形状比较复杂。工件的定位基准多数式用圆柱面与其垂直的端面，因而夹具对工件多数也是端面定位和轴向夹紧的。,车床夹具的主要类型,安装在拖板上或床身上的专用夹具对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装在拖板上，刀具则安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作进给运动。,机床夹具设计要点,车床夹具的主要特点式夹具与机床主轴联接，工作时由主轴带动其高速回转。因此在设计车床夹具时除了保证工件达到工序的精度要求外，还应考虑：夹具的结构应力要求紧凑，轮廓尺寸尽可能小，重量轻，且重心尽可能靠近回转轴线。夹具应有平衡措施，以减小振动等不利影响。平衡块的位置可根据需要进行调节。夹紧装置除应使夹紧迅速、可靠外，还应注意夹具旋转的惯性力不应使夹紧力由较小的趋势，以防回转过程种夹紧元件松脱。,机床夹具设计要点,夹具上的定位、夹紧元件及其他装置的不知不应大于夹具体的直径；靠近夹紧外缘的元件，不应该有突出的棱角，必要时应加防护罩。车床夹具与主轴联接精度对夹具的回转精度有决定性的影响。因此回转轴线与车床主轴轴线要有尽可能高的同轴度。当主轴有高速转动、急刹车等情况时，夹具与主轴之间的联接应该有放松装置。在加工过程中，工件在夹具上应能用量具测量。切削能顺利排出或清理。,车床夹具的主要技术要求,与工件配合的圆柱面（即定位表面）对回转中心线的同轴度；工件与夹具心轴为双重配合时（如阶梯圆柱面配合），应提出双重配合部分的同轴度；定位表面与其轴向定位台肩的垂直度；夹具定位表面对夹具在机床上安装定位基面的垂直度或平行度；定位表面的直线度和平面度或等高性；各定位表面间的垂直度或平行度。,第二部分 车床夹具设计实例分析,研究原始资料,明确设计任务,如图所示，需要加工40的孔。,工件三维结构图,定位方案的确定,确定要限制的自由度根据加工工序的尺寸,形状和位置精度要求，工件定位时需限制四个方向的自由度: 沿X,Y方