第六章典型夹具的设计

1、典型夹具设计典型夹具设计第六章第六章钻床夹具 钻床夹具简称钻床夹具简称钻模钻模，主要用于加工孔及螺纹主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成成。一、钻床夹具的一、钻床夹具的主要类型主要类型（1 1）固定式钻模）固定式钻模 在使用中，这类钻模在机床上的在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。系。（2 2）回转式钻模）回转式钻模 这类钻模上有分度装置，因此可这类

2、钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。孔系。 （3 3）翻转式钻模）翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于上的孔，孔径小于8 8 10mm10mm。它可以减少安。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于于10 kg10 kg为宜。为宜。（4 4）盖板式钻模）盖板式钻模 这种钻模无夹具体，其定位元件这种钻模无夹具体，其定

3、位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过超过10 kg10 kg。（5 5）滑柱式钻模）滑柱式钻模 滑柱式钻模是带有升降钻模板的滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中

4、应用较广。动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。二、钻模的设计要点二、钻模的设计要点1 1钻钻 套（套（防刀具偏斜防刀具偏斜） 钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。1 1）钻套的形式）钻套的形式（1 1）固定钻套）固定钻套（2 2）可换钻套）可换钻套（3 3）快换钻套）快换钻套（4 4）特殊钻套）特殊钻套 2 2）钻套的尺寸与公差）钻套

5、的尺寸与公差（1 1）导向孔直径：）导向孔直径：基本尺寸取刀具的最大极限尺寸。基本尺寸取刀具的最大极限尺寸。公差：钻孔、扩孔（公差：钻孔、扩孔（F7F7）；粗铰（）；粗铰（G7G7）精铰（）精铰（G6G6）。）。（2 2）钻套高度）钻套高度H:H=(1H:H=(12.5)d 2.5)d （3 3）钻套与工件的排削间隙）钻套与工件的排削间隙h h h=(0.3 h=(0.31.2)d 1.2)d 2 2钻模板钻模板 钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上。确位置，钻模板多装在夹具体或支架上。常见的钻模板有：常见的钻模板有

6、：（1 1）固定式钻模板）固定式钻模板（2 2）铰链式钻模板）铰链式钻模板（3 3）可卸（分离）式钻模板）可卸（分离）式钻模板镗床夹具镗床夹具 镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必需的定位和夹紧装置组成。镗架、镗套、镗杆及必需的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模。模、单支承镗模和无支承镗模。一、镗床夹具的典型结构形式一、镗床夹具的典型结构形式 (

7、1)(1)前后双支承镗模前后双支承镗模 (2)(2)单支承镗床夹具单支承镗床夹具 (3)(3)无支承镗床夹具无支承镗床夹具二、镗床夹具的设计要点二、镗床夹具的设计要点1.1.扶引方式及导向支架扶引方式及导向支架镗杆的引导方式分为单、双支承引导。镗杆的引导方式分为单、双支承引导。单支承时，镗杆与机床主轴采用刚性连接，主轴回单支承时，镗杆与机床主轴采用刚性连接，主轴回转精度影响镗孔精度，故适于小孔和短孔的加工。转精度影响镗孔精度，故适于小孔和短孔的加工。双支承时，镗杆和机床主轴采用浮动联接。所镗孔双支承时，镗杆和机床主轴采用浮动联接。所镗孔的位置精度取决于镗模两导向孔的位置精度，而与的位置精度取决

8、于镗模两导向孔的位置精度，而与机床主轴精度无关。机床主轴精度无关。 镗模导向支架主要用来安装镗套和蒙受磨削力。镗模导向支架主要用来安装镗套和蒙受磨削力。因要求其有足够的刚性及稳定性，故在结构上一般因要求其有足够的刚性及稳定性，故在结构上一般应有较大的安装基面和须要的增强筋；而且支架上应有较大的安装基面和须要的增强筋；而且支架上不允许安装夹紧机构来蒙受夹紧反力，以避免支架不允许安装夹紧机构来蒙受夹紧反力，以避免支架变形而破坏精度。变形而破坏精度。 2.2.镗套镗套镗套的结构形式和精度直接影响被加工孔的精度。镗套的结构形式和精度直接影响被加工孔的精度。常用的镗套有：常用的镗套有： (1)(1)固定

9、式镗套：固定式镗套外形尺寸小，结构简固定式镗套：固定式镗套外形尺寸小，结构简略，导向精度高，但镗杆在镗套内一边回转，一边略，导向精度高，但镗杆在镗套内一边回转，一边作轴向移动，镗套易磨损，故只适用于低速镗孔。作轴向移动，镗套易磨损，故只适用于低速镗孔。回转式镗套随镗杆一起转动，与镗杆之间只有相回转式镗套随镗杆一起转动，与镗杆之间只有相对于移动而无相对于转动的镗套。这种镗套大大减对于移动而无相对于转动的镗套。这种镗套大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而少了磨损，也不会因摩擦发热而“卡死卡死”。因此，。因此，它适合于高速镗孔。它适合于高速镗孔。3.3.镗杆和浮动接头镗杆和浮动接头镗杆是镗模中一个重要

10、部分。镗杆直径镗杆是镗模中一个重要部分。镗杆直径d d及长度主要是及长度主要是按照所镗孔的直径按照所镗孔的直径D D及刀具截面尺寸及刀具截面尺寸B BB B来确定。镗杆来确定。镗杆直径直径d d应尽可能大，其双扶引部分的应尽可能大，其双扶引部分的L/d10L/d10为宜；而悬为宜；而悬伸部分的伸部分的L/d4L/d45 5，以使其有足够的刚度来保证加工，以使其有足够的刚度来保证加工精度。精度。用于固定镗套的镗杆引进结构有整体式和镶条式两种。用于固定镗套的镗杆引进结构有整体式和镶条式两种。当双支承镗模镗孔时，镗杆与机床主轴通过浮动接头而当双支承镗模镗孔时，镗杆与机床主轴通过浮动接头而浮动连接。浮

11、动连接。 铣床夹具 一、铣床夹具的主要类型及结构形式一、铣床夹具的主要类型及结构形式 铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、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。键槽、花键、缺口及各种成形面。由于铣削加工通由于铣削加工通常是夹具随工作台一起作进给运动，按进给方式不常是夹具随工作台一起作进给运动，按进给方式不同铣床夹具可分为同铣床夹具可分为直线进给式直线进给式、圆周进给式圆周进给式和和靠模靠模进给式进给式三种类型。三种类型。1 1直线进给式铣床夹具直线进给式铣床夹具 这类铣床用得最多。夹具安装在铣床工作台上，这类铣床用得最多。夹具安装在铣床工作台上，加工中随工作

12、台按直线进给方式运动。加工中随工作台按直线进给方式运动。 根据工件质量、结构及生产批量，将夹具设计根据工件质量、结构及生产批量，将夹具设计成单件多点、多件平行和多件连续依次夹紧的联动成单件多点、多件平行和多件连续依次夹紧的联动方式，有时还要采用分度机构，均为了提高生产效方式，有时还要采用分度机构，均为了提高生产效率。率。2 2圆周进给式铣床夹具圆周进给式铣床夹具 圆周进给铣削方式在不停车的情况下装卸工件，圆周进给铣削方式在不停车的情况下装卸工件，一般是多工位，在有回转工作台的铣床上使用。一般是多工位，在有回转工作台的铣床上使用。 这种夹具结构紧凑，操作方便，机动时间与辅这种夹具结构紧凑，操作方

13、便，机动时间与辅助时间重叠，是高效铣床夹具，使用于大批量生产。助时间重叠，是高效铣床夹具，使用于大批量生产。3.3.靠模铣床夹具靠模铣床夹具 这种带有靠模的铣床夹具用在专用或通用铣床这种带有靠模的铣床夹具用在专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动，形成仿形运动。按主进给运动方式，靠模助运动，形成仿形运动。按主进给运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。 二、铣床夹具的设计要点二、铣床夹具的设计要点 由于铣削加工切削用量及切削力较大，又是多由于铣削加工切削用量及切削力较大，又是

14、多刃断续切削，加工时易产生振动，因此设计铣床夹刃断续切削，加工时易产生振动，因此设计铣床夹具时应注意：夹紧力要足够且反行程自锁；夹具的具时应注意：夹紧力要足够且反行程自锁；夹具的安装要准确可靠，即安装及加工时要正确使用定向安装要准确可靠，即安装及加工时要正确使用定向键、对刀装置；夹具体要有足够的刚度和稳定性，键、对刀装置；夹具体要有足够的刚度和稳定性，结构要合理。结构要合理。1 1定向键定向键 定向键也称定位键，安装在夹具底面的纵向槽中，一般定向键也称定位键，安装在夹具底面的纵向槽中，一般用两个，安在一条直线上，其距离越远，导向精度越高，用用两个，安在一条直线上，其距离越远，导向精度越高，用螺

15、钉紧固在夹具体上。螺钉紧固在夹具体上。 定向键通过与铣床工作台上的定向键通过与铣床工作台上的T T形槽配合确定夹具在机形槽配合确定夹具在机床上的正确位置；还能承受部分切削扭矩，减轻夹紧螺栓的床上的正确位置；还能承受部分切削扭矩，减轻夹紧螺栓的负荷，增加夹具的稳定性，因此平面夹具及有些专用钻镗床负荷，增加夹具的稳定性，因此平面夹具及有些专用钻镗床夹具也常使用。夹具也常使用。 定向键有矩形和圆形两种。定向键有矩形和圆形两种。 定向精度要求高或重型夹具不宜采用定向键，而是在夹定向精度要求高或重型夹具不宜采用定向键，而是在夹具体上加工出一窄长面作为找正基面来校正夹具的安装位置。具体上加工出一窄长面作为

16、找正基面来校正夹具的安装位置。2 2对刀装置对刀装置 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹具和刀具的对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹具和刀具的相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。 对刀块常用销钉和螺钉紧固在夹具体上，其位置应便于对刀块常用销钉和螺钉紧固在夹具体上，其位置应便于使用塞尺对刀，不妨碍工件装卸。对刀时，在刀具与对刀块使用塞尺对刀，不妨碍工件装卸。对刀时，在刀具与对刀块之间加一塞尺，避免刀具与对刀块直接接触而损坏刀刃或造之间加一塞尺，避免刀具与对刀块直接接触而损坏刀刃或造成对刀块过早磨损。塞尺有平塞尺和圆柱形塞尺两

17、种，其厚成对刀块过早磨损。塞尺有平塞尺和圆柱形塞尺两种，其厚度和直径为度和直径为3 35mm,5mm,制造公差制造公差h6h6。对刀块和塞尺均已标准化。对刀块和塞尺均已标准化（设计时可查阅相关手册），使用时，夹具总图上应标明塞（设计时可查阅相关手册），使用时，夹具总图上应标明塞尺尺寸及对刀块工作表面与定位元件之间的位置。对刀装置尺尺寸及对刀块工作表面与定位元件之间的位置。对刀装置应设置在便于对刀而且是工件切入的一端。应设置在便于对刀而且是工件切入的一端。 车床夹具 一、车床夹具的主要类型一、车床夹具的主要类型在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹

18、具称为车床夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上；少数。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。后一类属机床改装范畴，应安装在床鞍或床身上。后一类属机床改装范畴，应用较少，不做介绍。车床夹具按工件定位方式不同用较少，不做介绍。车床夹具按工件定位方式不同分为：分为：定心式定心式、角铁式角铁式和和花盘式花盘式等。等。 1.1.定心式车床夹具定心式车床夹具在定心式车床夹具上，工件在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位常以孔或外圆定位，夹具采用定，夹具采用定心夹紧机构。心夹紧机构。2.2.角铁式车床夹具角铁式车床夹具在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，在车床上加工壳体

19、、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件外形较复杂，难以装夹在通用卡盘上，故而须设计由于零件外形较复杂，难以装夹在通用卡盘上，故而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。床夹具。3.3.花盘式车床夹具花盘式车床夹具这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T T形槽，安装定形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工外形复杂位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工外形复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注重平衡。工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注重平衡。 二、车床夹具设计要点二、车床夹具设计要点1.1.车床夹具与主轴的连接方式车床夹具与主轴的连接方式由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连