第2章+工件的装夹和机床夹具（2）.ppt

第四节工件在机床夹具中的定位,一、工件定位的六点定位规则一个自由刚体，在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿三个坐标轴方向的移动自由度（分别用符号、表示）和绕三个坐标轴方向的转动自由度（分别用、表示）。一般将某个方向活动的可能性成为一个自由度，即一个自由刚体在空间共有六个自由度。,图2-11工件在空间的六点定位,一个工件可以看成是一个自由刚体，它在定位前其位置具有六个可活动的自由度。要使工件在某个方向有确定的位置，就必须限制工件在该方向的自由度。如图2-11所示，如果完全限制了工件的这六个自由度，则工件在空间的位置就完全确定了。在工件的适当位置上布置六个支承点，相应限制工件的六个自由度，从而确定工件唯一确定位置的规则，称为六点定位规则。,二、工件正确定位应限制的自由度用静调整法加工一批工件之前，为保证工件的加工要求，必须先调整好机床夹具与机床、刀具间的相对位置。因此，为保证工件的加工要求，工件必须正确定位，即工件的工序基准相对于机床、刀具间保持一正确位置。工件的正确定位，就是工序基准的正确定位。工序基准的正确定位，可以转化为在直角坐标系中用限制工件工序基准的自由度来分析和保证。工件正确定位，完全由其加工要求和工序基准的形式决定。,下面结合实例，用分项（加工要求）综合分析法分析加工要求应限制的自由度。例1在图2-12所示的一圆球上铣平面B，保证工序尺寸H。试分析为保证加工要求应限制的自由度。,图2-12分析铣球平面应限制的自由度,例2在图2-13所示的一圆柱体上铣平面，保证工序尺寸H。试分析为保证加工要求应限制的自由度。,图2-13分析圆柱体上铣平面应限制的自由度,例3在图2-14所示的圆柱体上扩孔，要保证扩孔尺寸及内孔对外圆的同轴度公差的加工要求。试分析工件正确定位应限制的自由度。,图2-14分析扩孔应限制的自由度,例4在图2-15所示的长方形铁块上铣一通槽，要保证工序尺寸A、B、C。试分析正确定位应限制的自由度。,图2-15分析铣槽应限制的自由度,例5在图2-16所示的圆柱体上铣一通槽，要保证：槽宽尺寸b；槽深尺寸H；槽对圆柱体轴线的对称度公差t。试分析工件正确定位应限制的自由度。,图2-16分析铣槽应限制的自由度,例6在图2-7b所示拨叉上钻螺纹孔底孔，要保证：钻孔8.9mm；螺纹孔位置尺寸；孔8.9mm对孔19mm的对称度；孔8.9mm对孔19mm及槽19mm的对称中心平面AB的垂直度。试分析为保证加工要求应限制的自由度。,图2-13分析拨叉上钻螺纹孔底孔应限制的自由度,由以上实例分析可知，限制工件自由度时并不一定要将六个自由度全部限制住，只是对加工要求有影响的自由度应加以限制。由刀具直接保证的加工要求和不影响加工要求的自由度，都可不必限制。为保证加工要求应限制的自由度，称为第一类自由度；第一类自由度必须加以限制；对加工要求无关的自由度称为第二类自由度，第二类自由度应根据实际情况考虑是否加以限制。,为简化分析自由度，可将对工件工序各项加工要求应限制的自由度分析，转化成对各项加工要求的工序基准的自由度分析。工序基准常见的有点、线、面三种，它们在直角坐标系中的位置分别由：点三个移动自由度；线两个移动和两个转动自由度；平面一个移动和两个转动自由度决定的。如果某些自由度对加工要求有影响，则该自由度就必须加以限制。,表2-1常见加工形式为保证加工要求应限制的自由度（1）,表2-1常见加工形式为保证加工要求应限制的自由度（2）,三、机床夹具定位元件及其所限制的自由度在实际生产中，工件正确定位时，其自由度是通过工件的定位基准（或基面）与机床夹具定位元件工作表面接触或配合而被限制的。工件在机床夹具中定位时，根据工件的结构特点和工序的加工要求的不同，选择的定位基准（基面）可有多种形式，不同的定位基准（基面）与不同的定位元件接触与配合，所能限制的自由度是不同的。,定位元件限制工件定位基准（基面）的自由度情况与定位元件的结构形式、数量、位置等有关，也与定位元件与工件定位基面的接触及配合的面积或长度的大小有关。定位元件必须满足以下几点要求：1）一定的精度2）良好的耐磨性3）足够的刚性4）良好的工艺性,（一）工件以平面为定位基准时常用的定位元件利用平面支承工件定位基准的定位元件称为支承件。支承件有两类：一类是用来限制自由度的，即起定位作用的支承件，称为基本支承；另一类是不起限制自由度作用的支承件，称为辅助支承。,1.支承钉一个支承钉限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制两个自由度；不在同一条直线上的三个支承钉限制三个自由度。,图2-17支承钉的结构形式,2.支承板当支承的定位基准平面较大时，常用几个支承板组成一个较大的支承平面，限制三个自由度，一般称为主要支承；一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；一般称为导向支承；一般将限制一个自由度的支承称为止推支承。,图2-18支承板的结构形式,图2-19支承板定位简图,3.可调支承可调支承多用于支承工件的粗基准，其支承的高度可根据需要进行调节。可调支承的定位作用与支承钉相同。,图2-20可调支承的结构及其应用,4.自位支承图2-21所示为自位支承常用的几种结构形式。由于自位支承是摆动的或浮动的结构，所以无论该支承是以两点或三点与工件支承表面接触，其实质只能起到一个点的支承作用，限制一个自由度。自位支承的作用是通过增加与工件表面支承点的数目，以减小工件的变形或减小接触应力。,图2-21自位支承的结构形式,5.辅助支承辅助支承不是定位元件，只是用以增加工件在加工中的支承刚性作用，不能限制工件的自由度。,图2-22辅助支承的应用示例,图2-23辅助支承的典型结构,(二)工件以内孔为定位基准时常用的定位元件1.定位销圆柱定位销根据工件内孔配合的长径比，分为长圆柱销和短圆柱销。长圆柱销限制四个自由度，短圆柱销限制两个自由度。锥销限制三个自由度。,图2-24固定式定位销的典型结构,2.心轴1）锥形心轴限制五个自由度。2）过盈配合的圆柱心轴限制四个自由度。3）间隙配合心轴（有轴肩）可限制五个自由度，（无轴肩）可限制四个自由度。,图2-25刚性心轴的结构,(三)工件以外圆为定位基面时常用的定位元件1.固定式V形块一个短V形块限制两个自由度；两个短V形块的组合或一个长V形块均可限制四个自由度。,图2-26V形块的结构形式,2.活动式V形块活动式V形块有浮动式V形块和移动式V形块两种。活动式短V形块限制一个自由度。,图2-27活动式V形块的结构,3.定位套短定位套孔限制两个自由度；长定位套孔限制四个自由度；定位套锥孔限制三个自由度。表2-2列出了一些常用定位元件所能限制的自由度。,图2-28定位套的结构,（四）工件以组合表面定位的定位元件在实际生产中，为满足工序的加工要求，一般都采用几个定位基准（基面）的组合方式进行定位，即组合定位。常用的组合定位基准（基面）有：前后顶尖孔、一孔一端面、一端面一外圆、两阶梯外圆及一端面、一长孔一外圆、一面两孔等。相应地采用定位元件的组合定位，如前后顶尖、定位销（或心轴）与支承钉（或小支承环）组合、V形块与支承钉（或小支承环）组合、长定位销与V形块组合、支承板与双销组合等。,下面通过几个实例，介绍定位元件组合定位时，应用“自由度转化分析法”进行自由度分析。例7图2-29所示为用前、后顶尖支承一长轴。前顶尖为固定顶尖，后顶尖为移动式顶尖。试分析定位元件所限制的自由度。,图2-29轴在前、后顶尖上的定位1固定顶尖2活动顶尖,例8图2-30所示为单缸曲轴定位在图示的定位元件上。试分析定位元件所限制的自由度。,图2-30曲轴在定位元件上的定位1、2固定式短V形块3浮动短V形块4支承钉,例9图2-31所示为杠杆零件定位在组合定位元件上。试分析定位元件所限制的自由度。,图2-31杠杆零件在组合定位元件上的定位1固定式短V形块2支承环3移动式短V形块4螺杆,例10图2-7所示为变速器拨叉定位在图示的定位元件上。试分析组合定位元件所限制的自由度。,图2-32拨叉零件在组合定位元件上的直角坐标系,图2-7拨叉在专用钻床夹具上的装夹1钻模板2钻套3定位销4夹具体5支承钉6钩形压板7星形手柄8定位销,例11图2-33a所示变速箱体，其底面P及D已加工完毕。本工序加工平面要保证工序尺寸B及A。采用图b所示定位元件组合定位，试分析保证加工要求应限制的第一类自由度和组合定位元件实际能限制的自由度。,图2-33a）变速箱体的组合定位,图2-33变速箱体的组合定位1支承板2支承钉3短定位销4菱形销5支承环,工件加工所需限制的第一类自由度必须全部限制，否则就会产生欠定位现象。欠定位是指定位元件实际所限制的自由度数目少于工件按加工要求应限制的第一类自由度数目。其后果是无法保证工序所规定的加工要求。因此，在确定工件的定位方案时，绝不允许发生欠定位这样的原则性错误。,在选择定位元件时，原则上不允许出现几个定位元件同时限制工件某一自由度的情况。几个定位元件重复限制工件某一自由度的定位现象，称为过定位（超定位或重复定位）。出现过定位情况其后果是：同批工件定位不一致，加工精度不稳定，可能影响工件的顺利装卸，在外力作用下工件或定位元件可能发生变形等。,在例11中，支承板与短圆柱销共同限制了工件的自由度，出现了过定位现象。解决方法是可将短圆柱销改成如图所示的短菱形销，使其失去限制自由度的能力，以消除过定位。菱形销亦称为削边销，其长轴方向应垂直于原重复限制工件自由度的坐标轴。,在汽车箱体类零件中，如变速器壳体、汽缸体、离合器壳体等零件加工时，常以一平面及其上的两个工艺孔组合作为定位基准，简称一面两孔定位。,在机床夹具上相应地用一个大支承板（一般由多个支承板组合）和两个短销作为定位基准组合，简称一面两销定位。,图2-34a）工件以一面两孔定位,由于两销重复限制了工件的自由度，出现了过定位，可将其中一个短圆柱销改成短菱形销来解决。,图2-34工件以一面两孔定位,由上述可知，组合定位是过定位将造成工件定位不稳定，或者是定位元件或工件发生干涉而影响加工精度。因此，在一般情况下，应该尽量避免出现过定位。只有在需要增强工件系统的刚度而各定位面之间又具有较高位置精度的条件下才允许采用过定位定位方案。,第五节定位误差的分析与计算,定位误差是指一批工件采用静调整法加工时，因定位不准确使工件工序基准偏离其理想位置，引起工序尺寸变化的加工误差。,一、定位误差的定义及产生的原因,图2-35铣槽加工示意图1-工件2-心轴3-铣刀,对于图2-36所示工况，由于工件的定位基准（面）与夹具定位元件本身存在制造误差以及定位副间的最小配合间隙，引起定位基准在工序尺寸A方向上出现最大位移量为：,图2-36定位误差分析,式中X工件定位孔和心轴外圆间的最小配合间隙，X=。,图2-36b）定位误差分析,在不考虑定位副制造误差的条件下（如图2-36a所示），由于工序基准与定位基准不重合引起,的定位误差，取决于工件外圆尺寸变动量Tdg,。工序基准在工序尺寸方向上就会产生位置变化，其最大位移量为：,图2-36a）定位误差分析,分析图2-35、图2-36可知，定位误差的实质就是由于定位基准与工序基准不重合以及工件定位基面和定位元件制造不准确引起的加工误差，其值为工件的工序基准在工序尺寸方向发生的最大位移量。定位误差用表示。基准不重合误差是指由于工序基准与定位基准不重合引起的加工误差。基准不重合误差的值等于在工序尺寸方向上工序基准至定位基准间的尺寸公差值，用j,b表示。,基准位移误差是指由于工件的定位基准（面）与定位元件的工作表面（定位副）制造的不准确和定位副间的配合间隙，使定位基准在工序尺寸方向上产生位置变化而引起的加工误差。基准位移误差的值等于在工序尺寸方向上定位基准的最大位移量，用j,y表示。,由上述分析可知，产生定位误差d的原因有两个方面：1）由于工件的工序基准与定位基准不重合，引起基准不重合误差j,b。2）工件的定位基准（面）与夹具定位元件本身存在制造误差以及定位副间的最小配合间隙，使定位基准偏离理想位置，产生基准位移误差j,y。加工时，若上述两项原因同时存在，则定位误差值应为上述两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即,综上分析可知，图2-35所示铣槽工序的定位误差为j,b的计算比较直观，其关键是找出工序基准与定位基准。而j,y则随定位副的形式不同，其计算方法也不同。,二、定位误差的分析与计算1工件以平面定位时的定位误差一般认为工件以平面定位时，夹具上相应的定位元件是支承钉和支承板。其定位误差主要是由基准不重合引起的，而基准位移误差主要是由工件定位基面的平面度误差和定位元件的平面度或等高误差所引起的。当工件用已加工过的平面作定位基准时，由于此项误差较小，一般可忽略不计，故可认为工件以平面定位时，其基准位移误差为零。,但要注意的是，当工件定位基准之间的位置误差较大时，将会产生基准位移误差。,图2-37定位基准之间位置误差引起基准位移误差,如图2-37所示，在一长方形工件上加工通槽，加工要求保证工序尺寸b、H和B。当定位基准K1和K2之间存在垂直度误差，在调整好的机床上加工一批工件时，由于上述误差的存在，致使工序基准K2的位置发生变化，所以工序尺寸将产生加工误差基准位移误差，其值为：,2工件以内孔定位时的定位误差工件以内孔定位时，机床夹具上的定位元件有定位销或心轴。当工件定位基面内孔与心轴采用过盈配合时，定位副间无配合间隙，内孔与心轴的轴线重合，则不会产生基准位移误差。当工件定位基面内孔与心轴采用间隙配合时，将产生基准位移误差。下面将分为两种情况进行分析。,（1）心轴或定位销水平放置（固定单边接触）如图2-38所示在工件上钻孔D，工序尺寸为ATA/2。（2-2）,图2-38心轴（定位销）水平放置时的定位误差,（2）心轴或定位销垂直放置（任意边接触）（2-3）,如果工序基准不是内孔轴线而是工件外圆的上母线或下母线，其定位误差还应加上基准不重合误差。,图2-38心轴（定位销）垂直放置时的定位误差,3工件以外圆定位时的定位误差下面以工件外圆作为定位基面，将外圆放在V形块上定位为例，说明定位误差的计算及产生的原因。如图2-40所示，在圆柱形工件上铣槽，要保证槽宽尺寸b、槽底尺寸h和槽对外圆轴线的对称度。由于槽底的工序尺寸可有三种尺寸标注方案，其工序基准不同，所产生的定位误差的原因和数值都将不同。,（1）以工件的外圆轴线O为工序基准（2-4）,图2-40a）外圆在V形块上定位时的定位误差,（2）以工件外圆下母线B为工序基准（2-5）由上式可见，j,y与j,b的方向相反。,图2-40b）外圆在V形块上定位时的定位误差,（3）以工件外圆上母线A为工序基准（2-6）由上式可见，j,y与j,b的方向相同。,图2-40c）外圆在V形块上定位时的定位误差,由上述分析可看出：1）与工序尺寸标注有关，即；2）与V形块夹角有关，即，但定位稳定性变差，通常取；3）用V形块对外圆表面定位时，在垂直于V形块对称面方向上的定位误差为零。,4.工件以组合表面定位时的定位误差,工件以组合表面定位形式较多，其定位误差的计算也较为复杂。下面以一面两孔组合定位为例，说明其定位误差的计算方法。,图2-41a）一面两孔组合定位时的定位误差分析,在图2-41a所示的箱体零件中，加工两孔M1和M2，分别保证坐标尺寸A、B和E、F。,工件采用一面两孔（工艺孔及）作为定位基准。工艺孔与圆柱销配合，最小配合间隙为X1；工艺孔与圆柱销配合，最小配合间隙为X2（X2X1）。,图2-41a）一面两孔组合定位时的定位误差分析,从图中可知，基准不重合误差等于零。工序尺寸所产生的定位误差是由于基准位移误差引起的。,计算定位误差时，只要找出定位基准产生位移的几何关系，计算在工序尺寸方向上定位基准产生的最大位移量，就可以求出定位误差值。,图2-41b）一面两孔组合定位时的定位误差分析,图2-41b）一面两孔组合定位时的定位误差分析,基准位移误差有两个方向的计算，即图a中沿工序尺寸A和E的方向（纵向方向）和定位基准偏离理想位置的转动的基准位移（图b中的及）。（1）纵向定位误差（定位销垂直放置）,（2）转动的基准位移误差若被加工表面处于两定位孔之外，则应计算其转角误差工序尺寸B的定位误差可通过几何关系算出,若被加工表面处于两定位孔之间，则应计算其横向转角误差工序尺寸F的定位误差可通过几何关系算出,工件以一面两孔定位时，为减小定位误差，可采取以下措施：1）适当提高定位孔和定位销的尺寸精度及减小配合间隙值。2）适当增大两定位孔的中心矩，以减小及值。,综合本节所述内容，d的计算可用下述方法：1）根据一批工件定位时可能占据的位置，确定（画出）工序基准相对于定位基准（调刀基准）的两个极限位置；2）利用工序基准与其它尺寸的几何关系，计算出工序基准沿工序尺寸方向上的最大变动量，即为定位误差d的值。表23列举了常见定位方式的定位误差。,三、加工误差不等式机械加工中，产生加工误差的因素很多，如定位误差、对刀误差、安装误差以及其他误差等，但只要加工误差总和不超过工序尺寸的公差值，就认为是合格的。为保证工件的加工要求，应满足下列不等式d+d，d+a+cT,必须强调的是，工序尺寸中还包括位置公差（如对称度、同轴度、垂直度等）。在设计夹具时，一般规定其定位误差d为工件相应工序尺寸公差T的1/3。所以对具体定位方案进行分析计算时，只要求出的dT/3，就可以初步认定该方案可行。,第六节工件的夹紧和夹紧装置一、夹紧装置的组成和夹紧的基本要求1.夹紧装置的组成工件在机床夹具上正确定位后，由机床夹具的夹紧装置将工件牢固夹紧。将工件压紧夹牢的装置称为夹紧装置。图2-42所示为一典型的夹紧装置。,图2-42夹紧装置的组成1-气缸2-斜楔3-滚子4-压板,一般夹紧装置由三部分组成。（1）力源装置产生夹紧力的动力装置（如气动、液压和电力等）。力源来自上述动力源的称为机动夹紧，而力源来自人力的称为手动夹紧。（2）夹紧元件直接用于夹紧工件的元件。（3）中间传力机构将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。,在有些夹具中，夹紧元件往往就是中间传力机构的一部分，难以区分，因此，常将夹紧元件和中间传力机构统称为夹紧机构。2对夹紧的基本要求1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定位位置。2）夹紧力大小要适当。3）尽量做到结构简单，操作安全、省力和方便，便于制造和维修。4）具有良好的自锁性能。,二、夹紧力的确定1夹紧力作用点的选择原则1）夹紧力的作用点应正对定位元件或作用在定位元件所形成的支承面内（图2-43）。,图2-43夹紧力作用点的选择,2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位上（图2-44）。,图2-44夹紧力作用于工件刚性好的部位,3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减少工件在加工时的振动（图2-45）。,图2-45夹紧力作用点尽可能靠近加工表面,2夹紧力作用方向的选择原则1）夹紧力的方向应垂直于工件的主要定位基面，以保证加工精度（图2-46）。,图2-46夹紧力作用方向垂直于主要定位基面,2）夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件的夹紧变形（图2-47）。,图2-47夹紧力作用方向与工件刚性的关系,3）夹紧力的方向应尽量与切削力、重力等力的方向一致，以减小夹紧力。（图2-48）。,图2-48夹紧力方向与切削力方向的关系,3夹紧力大小的估算在确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一个整体，将作用在工件上的切削力、夹紧力、重力和惯性力等，根据静力平衡原理列出静力平衡方程式，从而求出理论夹紧力。为使夹紧可靠，应再乘一安全系数k，粗加工时取k=2.53，精加工时取k=1.52。,在加工过程中如果切削力的作用点、方向和大小都在变化，则估算夹紧力时应按最不利的情况考虑。夹具设计中，夹紧力大小并非在所有情况下都需要计算。在手动夹紧装置中，常根据经验或类比法确定所需的夹紧力。对于关键工序中若需要准确计算夹紧力时，可通过工艺试验来实测切削力的大小，然后再进行夹紧力的计算。,三、常用的典型夹紧机构1螺旋夹紧机构采用螺旋装置直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧的机构，统称螺旋夹紧机构。（1）单螺旋夹紧机构,螺旋夹紧机构结构简单，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，在手动夹具上应用较多。,图2-49单螺旋夹紧机构,（2）螺旋压板夹紧机构螺旋压板夹紧机构由于操作时劳动强度大、操作时间长而影响生产率的提高。,图2-50螺旋压板夹紧机构1-螺母2-球面垫圈3-锥面垫圈4-压板,2.斜楔夹紧机构斜楔是夹紧机构中最基本的一种形式，它是利用斜面移动时所产生的力来夹紧工件的机构。,斜楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小，手动操作不方便。斜楔夹紧机构常用在气动、液压夹紧装置中，此时斜楔夹紧机构不需要自锁。,图2-51气动滚子斜楔夹紧机构1-活塞杆2-斜楔3-滚子4-滑柱5-双头支承6-压板,3定心夹紧机构定心夹紧机构是在实现定心作用（定位基准与工序基准重合于机床夹具定位元件的对称轴线或对称中心平面）的同时，又将工件夹紧的作用。,图2-52几何形状对称工件的定心与夹紧,定心夹紧机构中与工件定位基面相接触的元件，既是定位元件，又是夹紧元件。定心夹紧机构是利用定位夹紧元件的等速移动或均匀的弹性变形的方式，来实现工件的定心或对中的机构。,（1）机械式定心夹紧机构利用斜楔、螺旋、偏心、齿轮和齿条等刚性传动件，是定位夹紧元件作等速位移来实现等速夹紧的。,图2-53螺旋双移动V型块式定心夹紧机构1-左、右旋螺杆2、3-V型块4-叉形支架5、6-调整螺钉7-夹具体,图2-54齿轮偏心式定心夹紧机构1-手柄2-偏心爪3-齿轮轴4-中心齿轮5-弹簧,（2）弹性变形式夹紧机构利用薄壁弹性元件受力后产生的均匀变形，而使工件定位和夹紧的机构。,图2-55弹性膜片定心卡盘1-弹性膜片2-卡爪3-滚柱4-环5-支承钉6-推杆,图2-56液性塑料夹具1-夹具体2-薄壁套筒3-加压螺钉4-液性塑料5-定程螺钉6-连杆,4多位多件夹紧机构（联动夹紧机构）多位多件夹紧机构是通过一个操作手柄或一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点施加均匀夹紧，或同时夹紧多个工件的高效夹紧机构。,图2-57多位斜楔铰链式夹紧机构1-圆柱销2-斜楔3-铰链横杆4-压板5-螺杆6-菱形销,图2-58顺序多件夹紧机构1-螺母2-钩形压板,5.夹紧的动力装置在大批大量生产中，为提高生产率、降低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合驱动，电（磁）驱动，真空吸附等多种形式。下面仅简介气动夹紧的动力装置。气动夹紧装置的供气系统如图2-59所示。该装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。进入气缸的压缩空气的压力为0.40.6Mpa。,常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。,图2-59气动夹紧的供气系统1-气源开关2-空气过滤器3-调压阀4-油雾器5-压力计6-换向阀,图2-60固定式双向作用活塞式气缸1-气缸体2-前盖3-后盖4-活塞5-密封圈6-密封环7-活塞杆,第七节典型的专用机床夹具一、专用钻床夹具（简称钻模）使用钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工用的机床夹具称为钻床夹具。其特点是夹具上设有引导钻头、铰刀等孔加工刀具的导向元件钻套和安装钻套的钻模板。,（一）钻床夹具的类型根据工件上被加工孔的分布情况和工件的生产类型，钻模在结构上有固定式、回转式和滑柱式等形式。1固定式钻床夹具固定式钻床夹具是指钻模板与夹具体固定连接的，在加工过程中固定安装在钻床工作台上的钻床夹具。,图2-61固定式钻床夹具1-圆支承板2-长V型块3-钻模板4-钻套5-V型压板6-止动螺钉7-转轴8-手柄,2回转式钻床夹具回转式钻床夹具是指用于加工分布在同一圆周上的轴向平行孔系或径向孔系的钻床夹具。,图2-62标准立轴回转台与钻床夹具组合成的回转式钻床夹具1-回转工作台2-钻床夹具3-工件4-开口垫圈5-夹紧螺母6-钻套7-钻模板8-支架,图2-63水平轴回转式钻床夹具1-分度插销2-等分锥套3-圆支承板4-开口垫圈5-夹紧螺母6-短定位销7-键8-钻套9-分度盘10-衬套11-手柄螺母12-把手13-夹具体,（二）钻套1钻套的基本类型钻套使用来引导钻头、铰刀等孔加工刀具的导向元件。钻套的作用是确定孔加工刀具相对于夹具定位元件间的位置，提高刀具的刚性，防止刀具在加工中发生偏斜。,（1）固定式钻套固定钻套直接以过盈配合被压入在钻模板孔内，其位置精度较高，但磨损后不易更换。这种钻套主要用于中小批生产类型。,图2-64标准钻套结构a）无台肩的固定式钻套b）有台肩的固定式钻套,（2）可换式钻套、快换式钻套在成批大量生产中，为便于更换磨损的钻套可采用可换钻套。在工件的一次装夹中，若顺序进行,钻孔、扩孔、铰孔或攻丝等多个工步加工，需使用不同孔径的钻套来引导刀具，此时应使用快换钻套。,图2-64标准钻套结构c）可换式钻套d）快换式钻套,上述三种钻套的结构和尺寸均已标准化，设计时可参阅有关国家标准。在一些特殊场合，可根据具体要求自行设计特殊钻套。,图2-65特殊钻套结构,2钻模板（1）固定式钻模板,固定式钻模板与夹具体是固定联接的，可以与夹具体做成一体，也可以用螺钉将它与夹具体相联接。,图2-61固定式钻床夹具（局部）,（2）铰链式钻模板,铰链式钻模板与夹具体通过铰链连接。它主要用在生产规模不大、钻孔精度要求不高的场合。,图2-7a）铰链式钻模板,（3）悬挂式钻模板,悬挂式钻模板是与机床主轴箱相连接的。它通常在用多轴传动头加工平行孔系时采用，生产效率高，适于在大批量生产中应用。,图2-66悬挂式钻模板1-导向套2-导向柱3-钻模板4-弹簧5-主轴箱,3.钻套的高度和排屑间隙钻套的高度与工件材料、钻孔直径、孔深、刀具刚度、工件表面形状等因素有关。,如图所示，钻套高度尺寸H越大刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大，一般取H=（12.5）d，孔径小、精度要求较高时，H取较大值。,图2-67钻套高度与排屑间隙的尺寸,为便于排屑，钻套下端与被加工工件间应留有适当距离C。但是，C值太大会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度；C值太小切屑难以自由排出，会影响被加工孔的表面质量，甚至会因阻力矩的增大而折断钻头。根据经验，加工钢件时，取C=（0.7l.5）d；加工铸铁件时，取C=（0.30.4）d；大孔取较小的系数，小孔取较大的系数。,二、专用铣床夹具（一）专用铣床夹具的主要类型1.单件加工的铣床夹具,图2-68单件直线进给的铣床夹具,2.多件加工的铣床夹具,图2-69多件加工的铣床夹具,（二）对刀元件对刀元件是专用铣床夹具上确定铣刀相对于夹具定位元件间正确位置的特有元件。对刀元件由对刀块和塞尺组成。,图2-70对刀元件1-对刀块2-塞尺s-与间隙值相等的塞尺厚度,（三）定位键定位键是用来保证铣床夹具相对于铣床工作台之间相对位置的连接元件。,图2-71定位键及在铣床工作台上的安装1-夹具体2-定位键3-T型螺钉4-螺钉,第八节专用机床夹具设计的基本要求和步骤一、对专用机床夹具设计的要求1）保证工件加工的各项技术要求要求正确确定定位方案、夹紧方案，正确确定刀具的导向方式，合理制定夹具的技术要求。必要时要进行误差分析与计算。2）专用机床夹具的结构与其用途和生产类型要相适应为提高生产效率，应尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉。,3）尽量选用标准化零部件尽量选用标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设计制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本。4）夹具结构应具有足够的刚度、强度和良好的稳定性为保证工件加工精度要求和夹具本身的精度不受破坏，以及加工中夹具不发生振动等。,5）夹具操作方便、安全和省力为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间；为减轻工人劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置。6）夹具应具有良好的结构工艺性所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。,二、专用机床夹具的设计步骤1收集和研究有关资料在接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。,2.确定夹具的结构方案1）确定工件的定位方案，选择定位元件，计算定位误差；2）确定刀具的对刀或导向方式，选择对