机械制造工艺与夹具PPT课件.ppt

3 1概述3 1 1机床夹具概念 第3章机床专用夹具 夹具是用来装夹工件 和引导刀具 的装置 夹具一般包括机床夹具 检验夹具和焊接夹具 机床夹具是用来装夹工件 和引导刀具 并使工件在加工过程中始终保持与刀具及机床的成形运动方向具有固定的正确相对位置的一种机床附属工艺装备 3 1 2机床夹具的分类 1 通用夹具是已经标准化的 可用于一定范围内加工不同工件的夹具 主要用于单件小批生产 2 专用夹具是针对某一工件的某一工序而专门设计制造的 适用于固定产品中批以上的生产 1 定位元件或装置确定工件在夹具中的位置 其他元件及装置 防护 防错 分度 夹具体 夹具与机床间的联接元件确定夹具与机床 工作台或导轨面的相对位置 对刀或导向元件保证刀具与夹具间的正确位置 夹紧装置对工件夹紧 3 1 3机床夹具的组成 2 保证被加工表面的位置精度 采用夹具装夹工件 可准确确定工件与机床 刀具间的相对位置 能使工件可靠和稳定地获得位置精度 提高劳动生产率 降低成本 采用夹具可使工件装夹方便 免去了工件逐个找正 对刀时间 若采用气动 液动装置 可大幅度地缩短辅助时间 扩大机床使用范围 机床上配备专用夹具 可使机床使用范围扩大 降低对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度 3 1 4机床夹具的作用 3 3 2各类机床专用夹具 3 2 1车床夹具 车床夹具的类型与特点 安装在车床主轴上的夹具除各种卡盘 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他专用夹具 加工时夹具随同机床主轴一起旋转 刀具作进给运动 广泛应用 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 4 角铁式夹具 车床专用夹具的典型实例 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 5 花盘式夹具 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 6 定心夹紧夹具 工件以内孔定位 套在定位圆柱面上 轴向由端面定位 旋转螺钉2 经过滑柱1和液性塑料3使薄壁定位套4产生变形 使工件5定心夹紧 7 组合夹具 组合夹具是采用预先制造好的标准夹紧元件 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 又具标准化 通用化的优点 工件用已加工的底面和两个定位孔定位 用两个压板夹紧 8 车床夹具在机床主轴上的安装方式 对于径向尺寸D 140mm或D 2 3 d的小型夹具 其联接结构一般通过锥柄安装在车床主轴锥孔中 并用螺栓杆拉紧 此联接方式定心精度高 如图7 7a所示 对于径向尺寸较大的夹具 用过渡盘与车床主轴前端连接 过渡盘的一面与机床主轴联接 其配合表面形状取决于机床主轴前端的结构形式 另一面通常具有凸缘 与夹具体上的定位止口配合 从而实现夹具在主轴上的定位 如图7 7b c所示 9 3 2 2钻床夹具 1 钻床夹具的类型与特点 固定式钻模一般用于摇臂钻床 立式钻床 多轴钻床上 图回转式钻模一般适用于加工同一圆周上的平行孔系或同一截面内径向孔系或同一直线上的等距孔系 图翻转式钻模一般用于加工小型工件上分布在不同表面上的孔图盖板式钻模常用于大型工件上加工多个平行小孔 图滑柱式钻模生产使用较广 图 钻床夹具是在钻床上用来钻孔 扩孔 铰孔等的机床夹具 钻床夹具上装有钻模板和钻套 习惯上称为钻模 通过钻套引导刀具进行加工 10 钻套的类型 钻床夹具的结构特点 钻套钻套是钻模特有的元件 其作用是确定刀具与夹具的相对位置 钻头 扩孔钻或铰刀 以防止加工过程中偏斜和提高工艺系统的刚度 从而保证被加工孔的位置精度 固定钻套用于中小批量生产中 钻套与钻模板的配合一般选用H7 n6或H7 r6 这种钻套钻孔位置精度较高 结构简单 但磨损后不易更换 钻套的类型 11 钻套的类型 可换钻套用于大批量生产中 为避免更换钻套时钻模板磨损 钻套与钻模板之间加一衬套 并用螺钉固定钻套 1 可换钻套2 衬套3 钻模板4 螺钉 12 钻套的类型 快换钻套 13 钻套的类型 特殊钻套 14 1 固定式钻模 在使用过程中 钻模相对于工件的位置保持不变 15 2 回转式钻模 回转式钻模加工过程中钻套一般固定不动 分度装置带动工件实现预定的回转或移动 16 2 回转式钻模 图7 16回转式钻模1 夹紧螺母2 开口垫圈3 组合定位销4 定位盘 17 3 翻转式钻模 翻转式钻模夹具的外形为箱形或多面体结构 使用过程中可在工作台上翻转 实现加工表面的转换 可以减少工件安装次数 保证孔的位置精度 18 19 2 钻模板 20 钻模板用于安装钻套的钻模板 钻模板的类型 固定式钻模板与夹具体铸成一体或用螺钉和销钉与夹具体联接在一起 也可把钻模板焊接在夹具体或支架上 其结构简单 钻孔精度高 但要注意不能防碍工件的装卸 21 铰链式钻模板 铰链式钻模板当钻模板防碍工件装卸或钻孔后需攻螺纹 锪孔等时 可采用铰链式钻模板 用于钻孔精度不高的场合且从结构上需考虑定位和夹紧的要求 22 可卸式钻模板可卸式钻模板装卸费力 钻套的位置精度较低 一般多用于使用其他类型钻模板不便于装夹工件时才采用 可卸式钻模板 23 3 2 3铣床夹具 铣床夹具的类型与特点 直线进给式铣床夹具这类夹具安装在铣床工作台上 加工中同工作台一起按直线进给方式运动 图圆周进给式铣床夹具这类夹具多数安装在单轴或双轴圆盘铣床的回转工作台上 加工过程中 夹具随回转台旋转作连续的圆周进给运动 图机械仿形进给靠模式铣床夹具这种夹具安装在卧式或立式铣床上 利用靠模使工件在进给过程中相对铣刀同时作轴向和径向直线运动 来加工直纹曲面或空间曲面 它适用于中小批量的生产规模 图 铣削过程中一般是夹具和工作台一起做进给运动 因此根据进给方式的不同 将铣床夹具分为直线进给式 圆周进给式和靠模式三种 24 在工位 上 工件以外圆和端面在V形块8 10和止推销13上定位 限制工件5个自由度 在工位 上 用V形块9 11 防转销12和止推销14上完全定位 25 26 第二节各类机床专用夹具 铣床专用夹具典型实例 用于大批量生产中铣双槽的直线进给式铣床夹具 27 铣床夹具的结构特点 定位键铣床夹具上一般都有定位键安装在夹具体底面的纵向槽中 常使用两个 其距离尽可能布置得远些 小型夹具也可使用一个断面为矩形的长键 通过定位键与铣床工作台T形槽配合 主要作用是使夹具上定位元件的工作表面相对铣床工作台的进给方向具有正确的位置关系 同时还可以承受部分切削力矩 以减轻夹具体与工作台连接用螺栓的负荷 增强夹具在加工过程中的稳定性 定位键有矩形和圆柱形 矩形定位键A型适于夹具的定向精度要求不高时采用 为提高B型夹具的定向精度 尺寸b可留有余量以便修配 或在安装时把它推向一边 使定位键的一则和T形槽侧面贴紧 28 圆柱形定位键使用圆柱形定位键 夹具上的两孔在坐标镗床上加工 能得到很高的位置精度 简化了夹具的制造过程 但圆柱形定位键较易磨损 生产中使用不多 对于大型夹具或定向精度要求很高时 不宜采用定位键 而是在夹具体上加工出一个窄长平面作为找正基面 来校正夹具的安装位置 圆柱形定位键 29 对刀装置 在铣床夹具上一般都设有对刀装置 对刀装置由对刀块和塞尺组成 对刀块用来确定夹具和刀具的相对位置 塞尺是用来防止对刀时碰伤刀刃和对刀块 使用时 将其塞入刀具与对刀块之间 根据接触的松紧程度来确定刀具相对于夹具的最终位置 对刀块通常用两销钉和螺钉紧固在夹具体上 其位置便于对刀和不防碍工件的装卸及加工 对刀块的工作表面与定位元件之间应有一定的位置精度要求 采用对刀装置进行对刀调整时 加工精度不超过IT8级 当加工精度要求较高或不便于设置对刀块时 可采用试切法 标准件对刀法或者用百分表来校正刀具相对于定位元件的位置 30 3 2 4镗床夹具 镗床夹具的类型与特点 单支承引导适于加工短孔 图双支承引导镗杆与机床主轴采用浮动联接 镗孔的位置精度决定于镗套的位置精度 图无支承镗模当工件刚性好 精度高的坐标镗床 加工中心或金刚镗床上镗孔时 夹具不设置镗套 被加工孔的尺寸精度和位置精度由机床精度保证 镗床夹具也称镗模 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 按镗套的布置方式不同 镗模可分为单支承 双支承和无支承三类 31 单支承引导 图7 28单支承引导a 单支承前引导b 单支承后引导 镗杆在镗模中只用一个位于刀具前面或后面的镗套引导 镗杆与机床主轴采用刚性联接 并应保证镗套中心线与主轴轴线重合 此时 机床主轴的回转精度会影响镗孔精度 单支承前引导用于D 60mm L D 1的通孔加工 单支承后引导用于D 60mm的通孔或不通孔加工 32 图a两个镗套布置在工件的前后 用于加工孔径较大 L D 1 5的孔 或一组同轴线的孔 且孔本身和孔间距离精度要求很高的场合 此结构镗杆过长 刀具装卸不便 当镗套间距L 10d时 应增加中间引导支承 提高镗杆刚度 图b为双支承后引导 受加工条件限制 不能使用前后双引导结构时 可在刀具后方布置两个镗套 双支承引导 33 镗床专用夹具典型实例 34 镗床专用夹具典型实例 35 镗模的结构特点 镗套分为固定式和回转式两种 固定式镗套在镗孔过程中不随镗杆转动的镗套 图a为带有压配式油杯的镗套 镗杆在镗套内回转和移动 镗套易磨损 回转式镗套图b为滑动回转式镗套 内孔带键槽 镗杆上的键带动镗套回转有较高的回转精度和较好的减振性 结构尺寸小 需充分润滑 图c d为滚动式回转镗套 分别用于立式和卧式镗孔 其转动灵活 允许的切削速度高 但其径向尺寸大 回转精度低 若需减小尺寸 可采用滚针轴承 36 支架和底座 支架和底座镗模支架和底座为铸铁 常分开制造 这样便于加工 装配和时效处理 它们要有足够的强度和刚度 以保证加工过程中的稳定性 尽量避免采用焊接结构 宜采用螺钉和销钉刚性联接 支架在使用中不允许承受夹紧力 在底座面对操作者一侧应加工有一窄长平面 以便将镗模安装于工作台上时用于作找正基面 底座上应设置适当数目的耳座 以保证镗模在机床工作台上安装牢固可靠 还应设置起吊环 以便于搬运 37 3 3专用夹具的设计方法 3 3 1设计步骤和方法1 基本要求 1 精度 2 生产率 3 寿命长 成本低 4 通用化 标准化 5 工艺性好 38 2 设计方法 机械设计方法3 设计步骤 1 设计准备 2 设计方案 3 绘制夹具总图 4 夹具零件设计 5 夹具装配 39 3 3 2夹具技术要求的制定 1 总图应标注尺寸和公差 1 外形尺寸 2 工件与定位元件位置尺寸 3 对刀 导向 定位尺寸 4 其它装配尺寸 40 2 总图应标注的位置精度 1 定位元件之间的位置精度 2 连接与定位元件之间的位置精度 3 对刀 导向元件的位置精度3 公差的确定4 配合精度的选择5 夹具的其它技术要求 41 3 3 3工件在夹具的精度分析 1 保证加工精度的条件 定位 安装 调刀 加工等误差方根和小于允许值 2 夹具精度实例分析 P130 42 3 3 4夹具的结构工艺性 1 夹具制造特点 单件小