项目四刀具导向与夹具的对定

1、教学组织设计学习领域（课程）数控机床夹具设计学习情境（章节）项目四 ：刀具导向与夹具的对定任务单元任务1-3夹具对顶及分度靠模装置学时6序号4授课班级数控1101日 期任课教师张洪强学习目标专业能力目标：了解各种类型夹具的原理、特点和构成方法能力目标：1）具有较好的学习新知识与技能的能力。2）理解能力与表达能力。3）具有查找资料、文献获取信息的能力。4）具有合理制定工作计划的能力。 社会能力目标：1）具有较强的自我控制能力和团队协作能力。2）有较强的责任感和认真的工作态度。3）服从安排、遵守纪律，初步具备环保意识。 教学方法及组织形式教师讲授，学生讨论，教师提问，制定工作计划，实施工作任务。重

2、点、难点重点 1夹紧力的确定原则 2常用夹紧机构的掌握教学过程一、钻床夹具钻床夹具是在钻床上用来钻孔、扩孔、铰孔等的机床夹具，这类夹具因大都具有刀具导向装置钻模板和钻套，故习惯上又称为钻模。在机床夹具中，钻模占有相当大的比例。1钻模的类型 钻模根据其结构特点可分为固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模和滑柱式钻模等。（1）固定式钻模 加工中钻模相对于工件的位置保持不变的钻模称为固定式钻模。这类钻模多用于立式钻床上加工较大的单元孔、摇臂钻床上加工平行孔系和多轴钻床上。（2）回转式钻模 回转式钻模用于加工同一圆周上的平行孔系或分布在圆周上的径向孔系。其结构按回

3、转轴线的方位可分为立轴、卧轴和斜轴回转等三种基本类型。（3）盖板式钻模 盖板式钻模的特点是没有夹具体，一般情况下，钻模板上除了钻套外，还装有定位元件和夹紧装置，加工时只要将它覆盖在工件上即可。（4）滑柱式钻模 滑柱式钻模是一种具有升降钻模板的通用可调整钻模，该种夹具不必使用单独的夹紧装置。2钻模设计要点（1）钻套 钻套是引导刀具的元件，用以保证孔的加工位置，并防止加工过程中刀具的偏斜。钻套按其结构特点可分为四种类型，即固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套。 固定钻套。直接压入钻模板或夹具体的孔中，位置精度较高，但磨损后不易拆卸，故多用于中、小批量生产。可换钻套。以间隙配合

4、安装在衬套中，而衬套则压入钻模板或夹具体的孔中，为防止钻套在衬套中转动，加一固定螺钉，可换钻套在磨损后可以更换，故多用于大批量生产。 快换钻套。快换钻套具有快速更换的特点，更换时不需拧动螺钉，而只要将钻套逆时针方向转动一个角度，使螺钉头部对准钻套缺口，即可取下钻套。快换钻套多用于同一孔需经多个工步（钻、扩、铰等）加工的情况。 特殊钻套。用于某些特殊加工的场合，例如钻多个小间距孔、在工件凹陷处钻孔、在斜面上钻孔等。此时不宜使用标准钻套，可根据特殊要求设计专用钻套。（2）钻模板钻模板的作用是用于安装钻套，钻模板与夹具体的连接方式有固定式、铰链式、分离式和悬挂式等几种。固定式钻模

5、板，这种钻模板直接固定在夹具体上，结构简单、精度较高。当使用固定钻模板装卸工件有困难时，可采用铰链式钻模板，以使工件可以方便地装卸。这种钻模板通过铰链与夹具体相连接，由于铰链处存在间隙，因而精度不高。分离式钻模板是可拆卸的，工件每装卸一次，钻模板也要装卸一次。与铰链式钻模板一样，它也是为了装卸工件方便而设计的，但在某些情况下，精度比铰链式钻模板要高。悬挂式钻模板悬挂在机床主轴上，并随主轴一起靠近或离开工件，它与夹具体的相对位置由滑柱来保证，这种钻模板多与组合机床的多轴头联用。（3）夹具体钻模的夹具体一般不设定位或导向装置，夹具通过夹具体底面安放在钻床工作台上，可直接用钻套找正并用压板压紧（或在

6、夹具体上设置耳座用螺栓压紧）。对于翻转式钻模，通常要求在相对于钻头送进方向设置支脚，支脚可以直接在夹具体上做出，也可以做成装配式，支脚一般应有4个，以检查夹具安放是否歪斜。支脚的宽度（或直径）应大于机床工作台T形槽的宽度。二、镗床夹具具有刀具导向的镗床夹具，习惯上又称为镗模，主要用于加工箱体、支座等零件上的孔或孔系，保证孔的尺寸精度、几何形状精度、孔距和孔的位置精度。镗模与钻模有很多相似之处。即工件上的孔或孔系的位置精度主要由镗模保证。1镗模的种类镗模根据其镗套支架的布置形式可分为单面导向和双面导向两类。2镗模的设计要点（1）镗套镗套用于引导镗杆，根据其在加工中是否运动可分为固定式镗套和回转式

7、镗套两类。（2）镗模支架镗模支架与夹具体一起用于安装镗套，保证被加工孔系的位置精度，并可承受切削力的作用。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。镗模支架上不允许安装夹紧机构或承受夹紧力，以免造成支架变形而影响精度；镗模底座上一般应设有耳座和起吊孔（或起吊螺栓），分别用以安装和起吊镗模。此外，在镗模底座的侧面，还常常加工出细长的找正基面，用以找正夹具定位元件和导向元件的位置，以及找正夹具在机床工作台上安装时的位置。 三、铣床夹具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。1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运动，

8、而铣床夹具的整体结构又常常取决于铣削加工的进给方式。因此常按不同的进给方式将铣床夹具分为直线进给式、圆周进给式和仿形进给式三种类型。 2铣床夹具设计要点（1）夹具总体结构铣削加工的切削力较大，又是断续切削，加工中易引起振动，因此铣夹具的受力元件要有足够的强度和刚度。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。为了提高夹具的工作效率，应尽可能采用机动夹紧机构和联动夹紧机构，并在可能的情况下，采用多件夹紧和多件加工。（2）对刀装置对刀装置用以确定夹具相对于刀具的位置。铣床夹具的对刀装置主要由对刀块和塞尺构成。（3）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、

9、刚度和稳定性。通常在夹具体上要适当地布置筋板，夹具体的安装基面应足够大，且尽可能做成周边接触的形式。铣床夹具通常通过定位键与铣床工作台T形槽的配合来确定夹具在机床上的方位。四、车床夹具车床夹具主要用于加工零件的内外圆柱面、圆锥面、回转成形面、螺纹及端平面等。1车床夹具的类型 根据工件的定位基准和夹具本身的结构特点，车床夹具可分为以下四类：以工件外圆定位的车床夹具，如各类夹盘和夹头。 以工件内孔定位的车床夹具，如各种心轴。 以工件顶尖孔定位的车床夹具，如顶尖、拨盘等。用于加工非回转体的车床夹具，如各种弯板式、花盘式车床夹具。 当工件定位表面为单一圆柱表面或

10、与被加工面相垂直的平面时，可采用各种通用车床夹具，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖、花盘等。当工件定位面较复杂或有其他特殊要求时（例如为了获得高的定位精度或在大批量生产时要求有较高的生产率），应设计专用车床夹具。2车床夹具设计要点（1）车床夹具总体结构车床夹具大都安装在车床主轴上，并与主轴一起作回转运动。为保证夹具工作平稳，夹具的结构应尽量紧凑，重心应尽量靠近主轴端，一般要求夹具悬伸不大于夹具轮廓外径。对于弯板式车床夹具和偏重的车床夹具，应很好地进行平衡。通常可采用加平衡块（配重）的方法进行平衡。为保证工作安全，夹具上所有元件或机构不应超出夹具体的外廓，必要时应加防护罩。此外要求车床夹具的

11、夹紧机构要能提供足够的夹紧力，且有较好的自锁性，以确保工件在切削过程中不会松动。（2）夹具与车床主轴的连接车床夹具与车床主轴的连接方式取决于车床主轴轴端的结构以及夹具的体积和精度要求。五、成组夹具成组夹具是在成组技术原理指导下，为执行成组工艺而设计的夹具。与专用夹具相比，成组夹具的设计不是针对某一零件的某个工序，而是针对一组零件的某个工序，即成组夹具要适应零件组内所有零件在某一工序的加工。1成组夹具的结构特点成组夹具在结构上由基础部分和可调整部分组成。基础部分是成组夹具的通用部分，在使用中固定不变，通常包括夹具体、夹紧传动装置和操作机构等。此部分结构主要依据零件组内各零件的轮廓尺寸、夹紧方式及

12、加工要求等因素确定。可调整部分通常包括定位元件、夹紧元件和刀具引导元件等。更换工件品种时，只需对该部分进行调整或更换元件，即可进行新的加工。 2成组夹具的调整方式成组夹具的调整方式可归纳成四种形式，即更换式、调节式、综合式和组合式。（1）更换式 采用更换夹具可调整部分元件的方法，来实现组内不同零件的定位、夹紧、对刀或导向。（2）调节式 借助于改变夹具上可调元件位置的方法来实现组内不同零件的装夹和导向。（3）综合式 在实际生产中应用较多的是上述两种方法的综合，即在同一套成组夹具中，既采用更换元件的方法，又采用调节的方法。（4）组合式将一组零件的有关定位或导

13、向元件同时组合在一个夹具体上，以适应不同零件加工的需要。一个零件加工只使用其中的一套元件，占据一个相应的位置。3成组夹具设计成组夹具的设计方法与专用夹具大体相同，主要区别在于成组夹具的使用对象不是一个零件而是一组零件。因此设计时需对一组零件的图纸、工艺要求和加工条件进行全面分析，以确定最优的工件装夹方案和夹具调整形式。成组夹具的可调整部分是成组夹具设计中的重点和难点，设计者应按选定的调整方式设计或选用可换件、可调件及相应的调整机构，并在满足同组零件装夹和加工要求的前题下，力求使夹具结构简单、紧凑、调整使用方便。为使调整工作迅速、准确，可采用专门的调整校正试件。六、组合夹具1组合夹具的特点

14、60;组合夹具是一种根据被加工工件的工艺要求，利用一套标准化的元件组合而成的夹具。夹具使用完毕后，元件可以方便地拆开、清洗后存放，待再次组装时使用。因此，组合夹具具有以下优点： 灵活多变、万能性强，根据需要可组装成多种不同用途的夹具。 可大大缩短生产准备周期。组装一套中等复杂程度的组合夹具只需几个小时，这是制造专用夹具所无法相比的。可减少专用夹具设计和制造的工作量，并可减少材料消耗。可减少专用夹具库存量，改善夹具管理工作。 由于上述优点，组合夹具在单件、小批量生产以及新产品试制中得到广泛应用。组合夹具的不足是与专用夹具相比，往往体积较大，显得笨重。此外，为了组装各

15、种夹具，需要一定数量的组合夹具元件储备，即一次性投资较大。为此，可在各地区建立组装站，以解决中小企业无力建立组装室的问题。2组合夹具的类型目前使用的组合夹具有两种基本类型，即槽系组合夹具和孔系组合夹具。槽系组合夹具元件间靠键和槽（键槽和T形槽）定位，孔系组合夹具则通过孔与销来实现元件间的定位。3组合夹具的组装组合夹具的组装过程是一个复杂的脑力劳动和体力劳动相结合的过程，其实质与专用夹具的设计与装配过程是一样的熟悉原始资料。包括阅读零件图（工序图），了解加工零件的形状、尺寸、公差、技术要求及所用的机床、刀具情况，并查阅以往类似夹具的记录。构思夹具结构方案。根据加工要求选择定位元件、夹紧元件、导向

16、元件及基础元件等（包括在特殊情况下设计专用件）构思夹具结构，拟定组装方案。 进行必要的组装计算。例如角度计算、坐标尺寸计算、结构尺寸计算等。试装。将构思好的夹具结构用选用的元件搭一个“样子”，以检查构思的方案是否正确可行，在此过程中常常需要对原方案进行反复修改。 组装。按一定顺序（一般由下而上，由里到外）将各元件连接起来，并同时进行测量和调整，最后将各元件固定下来。 检验。对组装好的夹具进行全面检查，必要时需进行试加工，以确保组装的夹具满足加工要求。 4组合夹具的精度与刚度首先，组合夹具的最终精度大都通过调整和选择装配来达到，因而可避免误差累积的问题。经过精心的组装与调整，组合夹具的组装精度完全可以达到专用夹具所能达到的精度。大量实验表明：目前组合夹具的刚度主要取决于组合夹具元件本身的刚度，而与所用元件的数量关系不大。七、随行夹具随行夹具是在自动线上或柔性制造系统中使用的一种移动式夹具。工件安装在随行夹具上，随行夹具载着工件由运输装置运送到各台机床上，并由机床夹具对随行夹具进行定位和夹紧。1工件在随行夹具上的安装工件在随行夹具上的定位与在一般夹具上的定位完全一样。工件在随行夹具上的夹紧则应考虑到随行夹具在运输、提升、翻转排屑和清洗等过程中由于振动而可能引起的松