机床夹具绪论.doc

第8页章节课题绪论审阅者签名授课日期年 月 日第 周星期（ ）第 节授课时数2教学目的了解机床夹具在机械加工中的作用了解机床夹具的分类掌握机床夹具的组成了解本课程的性质和任务教学方法讲授，图示教学重点机床夹具的分类机床夹具的组成教学难点机床夹具的组成教具、挂图作业题号P4 03教学过程及时间分配主要教学内容及步骤组织教学3分钟新课导入3+7分钟讲授图示师生致礼、点名、检查学生学习准备情况、使学生集中注意力上课。绪论夹具：在机械制造的各类工序中，为了保证加工精度，用来装夹工件，使之占有确定位置以接受加工或检验的工艺装备。机床夹具：在各类机床上所使用的夹具统称为机床夹具（指在机械加工时，用以装夹工件的附加于机床上的工艺装备），如下图所示： 车床夹具 钻床夹具教学过程及时间分配主要教学内容及步骤新课传授10+35分钟讲授图示新课传授45+30分钟讲授图示新课传授75+10分钟讲授图示举例小结85+5分钟讲授车床主要用于加工零件的内外圆柱面、圆锥面、螺纹以及端平面等。上述表面都是围绕机床主轴的旋转轴线而成形的，因此车床夹具一般都安装在车床主轴上，加工时夹具随机床主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。钻床夹具因大都有刀具导向装置，简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。铣床夹具镗床夹具主要用于加工精密孔或孔系。它主要由镗模底座、镗查勘支架、镗套、镗杆以及必需的定位、夹紧装置组成。铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。以上四种机床夹具的安装位置：车床夹具安装在车床主轴上；钻床夹具安装在钻床工作台上；镗床夹具安装在镗床工作台上；铣床夹具安装在铣床工作台上。一、机床夹具在机械加工中的作用(1)保证加工精度采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。(2)提高生产率、降低成本用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本。(3)扩大机床的工艺范围使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。(4)减轻工人的劳动强度用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度二、机床夹具安装的特点1、工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触来实现的。因此，不需要找正便可将工件夹紧。2、由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置。3、通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。三、机床夹具的分类机床夹具一般可按应用范围、使用机床和夹紧动力源来进行分类。如课本图1-2所示。按夹具的使用机床分类如在车床、铣床、钻床、镗床等机床上使用的夹具，就称为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具等。按夹具的动力源分类可分为：手动夹具、气动夹具、液动夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具等。目前，习惯把机床夹具按其通用化程度分为通用夹具、专用夹具、拼装夹具三个大类。1、通用夹具通用夹具是指结构、尺寸已规格化，具有一定通用性的夹具，如三爪自定心及四、四爪单动卡盘(图1-3)、平口虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等，这类夹具由专门生产厂家生产和供应，其特点是使用方便，通用性强，但加工精度不高，生产率较低，且难以装夹形状复杂的工件，仅适用于单件、小批量生产。四爪单动卡提问：四爪单动卡盘的工作原理？答案：四爪卡盘的四个卡爪是相对独立的，他们是通过内部的四根短丝杠分别来带动卡爪运动，夹紧力比较大。2、专用夹具专用夹具是针对某一工件某一道或数道工序而专门设计和制造的夹具，其特点是针对性很强，没有通用性。在批量较大生产和形状复杂、精度要求高的工件加工中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。3、拼装夹具拼装夹具是由预先的制造好的种类标准元件和组件拼装而成。这类夹具有较好的元件通用性，拼装夹具是介于专用夹具和通用夹具之间的一类新型夹具，这类夹具同时具备定位精度高、生产准备周期短、夹具元件可以重复利用等优点。缺点是夹具元件的初始投资较大、个别元件的利用率较低。拼装夹具发展到现在，大致包括两种类型：组合夹具和标准拼装夹具。(1) 组合夹具组合夹具(如图1-5)属于早期的拼装类夹具，它由简单的标准定位元件、支撑元件、夹紧元件、基础件及其他组件组合而成，它解决了元件的重复利用问题，但高精度定位、自动化装卸、高的生产适应性等问题并未得到较好解决。 图1-5 组合夹具 1-90圆形基础板; 2-直角槽方支承; 3、11-螺钉; 4、6、9、10-长、圆形支承5-简式方支承; 7、12-螺母; 8-V形支承; 13-连接板 组合夹具例：如上右图所示为车削管状工件的组合夹具，组装时选用90圆形基础板1为夹具体，以长、圆形支承4、6、9和直角槽方支承2、简式方支承5等组合成夹具的支架，工件在支承9、10和V形支承8上定位，用螺钉3、11夹紧，各主要元件由平键和槽通过方头螺钉紧固连接成一体。(2) 标准拼装夹具标准拼装夹具(如图1-6)应用组合夹具的组合拼装原理，发展了比组合夹具更趋完善的标准拼装工作台、连接支撑板、标准可调定位元件和机动性较强的夹紧元件，以及其他组件总成，这些组件都具有可重复拼装的功能，使得产品生产的工艺准备周期及费用大大降低。图1-6 标准拼装夹具四、机床夹具的组成1、实例分析图1-7所示为广泛应用于车、磨套筒类工件外圆的过盈配合心轴。心轴利用外圆柱面与工件的内孔保持有适度过盈量的过盈配合，把此心轴利用两顶尖装夹在磨床上加工工件外圆，可以保证外圆相对于内孔的同轴度公差要求。图1-7 过盈配合心轴整个心轴可分为三个部分：传动部分，为夹头安装部位，并带动心轴转动；工作部分，为工件在心轴上的装夹部位，解决工件在心轴上的定位及夹紧；引导部分，便于工件在装夹部位能够顺利地导入。心轴的左右两端面上设有供心轴在机床上对定装所用的顶尖孔，以保证心轴相对于加工回转轴线的同轴度。这几个部分都是直接在夹具主体上设置的。图1-8所示为一部钻孔夹具，其中图1-8a所示为工件加工的工序要求，图1-8b所示为工件在夹具中的装夹情况。为保证孔的孔距L的要求，在夹具上设置有定位平面，来保证平面至钻套轴线的距离为L；为保证孔的位置度要求及工件装夹的稳定性，夹具上设置了定位圆柱销，利用工件已加工好的内孔与定位短销的配合来保证钻孔位置精度；为防止钻孔过程中工件发生移动，夹具设置开口垫圈和螺母夹紧机构；为保证钻头相对于工件的正确钻孔位置，夹具上设置钻套，用来正确引导钻头；所有结构均装在基础件夹具体上，并依靠夹具体底平面及钻模板的正确装配，来保证钻套轴线的垂直精度。2、机床夹具的一般组成部分通过以上两例可以看出：夹具的结构组成由夹具的具体使用要求来确定，如果工件批量不大，加工精度要求不高，夹具的结构组成可以尽量简单；而对于批量大、效率高的专业化生产，夹具结构往往复杂而全面。一般情况下，夹具的主要组成部分是定位装置、夹紧装置和夹具体。(1)定位装置 定位装置的作用是使工件相对于夹具的定位。(2)夹紧装置 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置。(3)夹具体 夹具上的所有组成部分，需要通过一个基础件使其联接成为一个整体，这个基础件称为夹具体。3其他装置和元件 用夹具安装工件时，般都用调整法加工。如为了调整刀具的位置，在夹具上设有确定刀具（如铣刀等）位置或引导刀具（孔加工用刀具）方向的元件。此外按照加工要求，