M06-08-X4典型专用机床夹具设计-R2铣床专用夹具设计-D3铣床夹具结构设计要点讲义

1、教备注学单元3-铣床夹具结构设计要点1.铣床夹具的结构特点在铣削加工时，切削力比较大，并且是不连续切削，易引起冲击和振动，所以夹紧力要求较大，以保证工件夹紧可靠，因此铣床夹具要具有足够的强度和刚度。在设计和布置定位元件时，应尽量使主要支承面大些，导向定位元件的两个支承之间要尽量远些。设计夹紧装置时，为防止工件在加工过程中因振动而松动，夹紧装置要有足够的夹紧力和自锁性能。施力方向和作用点要恰当，必要时可采用辅助支承和浮动夹紧结构，以提高夹紧刚度。用于卧式铣床上的夹具，应注意防止夹紧装置上突出的部位与铣刀杆相碰。2.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，定位键一般使用两个，其距

2、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，其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。定位键断面有矩形和圆柱形两种，如图6-22所示。常用的矩形键有两种结构，如图6-22a、b所示，一种矩形定位键没有开出沟槽或台阶，即上下两部分尺寸相同，适宜于夹具的定向精度要求不高时采用。另一种在键侧开有沟槽或台阶把键分为上下两部分，上部尺寸按H7/h6与夹具体上的键槽配合，下部宽度尺寸为，和工作台T形槽配合，常取H8/h8或

3、H7/h6，即定位键的键宽常按h8或h6制造。定位键与槽的配合间隙有时会影响工件的加工精度，因此为提高夹具的定向精度，定位键下部尺寸可留有余量以便修配，或在安装夹具时把它推向一边，使定位键的一侧和工作台T形槽侧面贴紧。由于夹具体上键槽的精度制造较困难，因此近年来出现了圆柱形定位键，如图6-22c所示。使用这种定位键时，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。如图6-22d、e所示为定位键在夹具体上安装及铣床夹具在工作台上安装的情况。图6-22 定位键的结构a）、b）矩形定位键；c）圆柱形定位键；d）定位键在夹具体上的安装

4、；e）铣床夹具在工作台上的安装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窄长平面作为找正基面，来校正夹具的安装位置。如图6-23所示。图6-23 铣床夹具的找正基面3.对刀装置在铣床夹具上一般都设计有对刀装置，对刀装置是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，塞尺是为了防止对备注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。对刀块的结构形式取决于加工表面的形状。如图6-24(a)所示为圆形对刀块，用于加工平面；图6-24(b)所示为方形对刀块，用于调整组合铣刀的位置；图6-24(c)所示为

5、直角对刀块，用于加工两个相互垂直面或铣槽时的对刀；图6-24(d)所示为侧装对刀块，亦用于加工两个相互垂直面或铣槽时的对刀。这些标准对刀块的结构参数均可从有关手册中查找。使用对刀装置对刀时，在刀具和对刀块之间用塞尺进行调整，以免损坏切削刃或造成对刀块过早磨损。图6-25所示为常用标准塞尺的结构，图6-25(a)所示为对刀平塞尺，图6-25(b)所示为对刀圆柱塞尺。对刀平塞尺的基本尺寸H为15mm，对刀圆柱塞尺的基本尺寸d乃为或，均按公差带h8制造，在夹具装配总图上应注明塞尺的尺寸。对刀块通常制成单独的元件，用销钉和螺钉紧固在夹具上，其位置便于使用塞尺对刀和不妨碍工件的装卸。对刀块的工作表面与定

6、位元件间应有一定的位置尺寸要求，应合理地确定对刀基准。对刀基准是用以确定刀具位置所依据的基准，对刀基准应在定位元件的合适部位，并尽量不受定位元件制造误差的影响，即应以定位元件的工作表面或其中心作为基准。对刀尺寸应标注在夹具装配总图上。图6-24 标准对刀块及对刀装置备注1-对刀块；2-对刀平塞尺；3-对刀圆柱塞尺图6-25 常用标准塞尺如图6-26所示，换算时应取工件相应尺寸的平均值计算。图6-26(a)：(按尺寸链计算)式中：B为铣刀宽度，mm;S为塞尺厚度，mm。图6-26(b)：式中：、和为夹具上对刀尺寸公差，一般取相应工序尺寸加工公差的。图6-26 对刀尺寸标注采用标准塞尺和对刀块进行

7、对刀时，其对刀误差。其中 为塞尺的制造公差， 为对刀尺寸公差。另外，在对刀调整时还有人为误差。因此当对刀调整要求较高时，不易设置对刀装置，可以采用试切法、标准件对刀法，或用百分表找正定位元件相对于刀具的备注位置。标准对刀块的材料为20钢，渗碳深度为0.8-1.2mm，淬火硬度为58-64HRC。标准塞尺的材料为T8，淬火硬度为55-60HRC。4.夹具体铣床夹具的结构形式在很大程度上取决于定位元件、夹紧装置及其他元件的结构和布置。为使夹具结构紧凑，保证夹具在机床上安装的稳定性，应使工件的加工表面尽可能靠近工作台面，以降低夹具的重心，夹具体的高宽比应限制在1范围内，如图6-13a所示。此外夹具体应有足够的强度和刚度，还应合理设置耳座和加强筋等。常见耳座结构如图