第四章夹具在机床上的定位、对刀、分度

1、第一节第一节 夹具在机床上的定位夹具在机床上的定位一、夹具在机床上定位的目的夹具在机床上定位的目的 为了保证工件的尺寸精度和位置精度，工艺系统各环节之间必须具有正确的几何关系。一批工件通过其定位基准面工件通过其定位基准面和夹具定位表面的接触或配合，占有一致的、确定的位置和夹具定位表面的接触或配合，占有一致的、确定的位置，这是满足上述要求的一个方面。夹具的定位表面相对于机床夹具的定位表面相对于机床工作台和导轨或主轴轴线具有正确的位置关系工作台和导轨或主轴轴线具有正确的位置关系，是满足上述要求的另一个方面。只有同时满足这两方面的要求，才能使夹具定位表面以及工件加工表面相对刀具及切削成形运动处于理想

2、位置。 因此，夹具在机床上定位的本质是：夹具定位元件对刀夹具在机床上定位的本质是：夹具定位元件对刀具切削成形运动的定位。具切削成形运动的定位。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度二、夹具在机床上的定位方式夹具在机床上的定位方式 分两种形式：夹具在机床工作台上的连接定位和夹具在机床主轴上的连接定位 1 1、夹具在机床工作台上的连接定位、夹具在机床工作台上的连接定位 第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度圆柱定位销，易磨损圆柱定位销，易磨损 为提高定向精度，定向键与T型槽应有良好的配合，一般采用H7/h6或H8/h8,必

3、要时定向键宽度可按机床工作的T型槽尺寸配做。两定向键之间的距离，在夹具底座允许的范围内应尽量得远一些，并使定向键靠向T型槽的一侧，以减少间隙造成的误差。 定向键的材料常用45#钢，淬火HRC4045。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度圆柱定向键圆柱定向键 耐磨损耐磨损 图示圆柱定向键的结构，上半圆柱体与夹具体的圆孔相配合，下半圆柱体加工出与T型槽宽度相等的两平面，这样可以改善上图中圆柱定向键易磨损的缺点。 图b）、c）为圆柱定向键的固定方式。 夹具的纵向两端的底面上设计出带U型槽的耳座，供紧固夹具体的螺栓穿过，对其进行夹紧。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度 2、夹具在机床轴上的连接定

4、位夹具在机床轴上的连接定位 夹具在机床主轴上的连接定位方式，取决于机床主轴的端部结构。常用如下几种定位方式：常用如下几种定位方式：第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度精度高，刚度差。精度高，刚度差。需要尾部拉紧或需要尾部拉紧或 尾座顶尖尾座顶尖 b)图中夹具以端面B和圆柱孔D在主轴上定位。靠螺纹M连接紧固，靠两只压板2防松。制造简单，定位精度低。 d)图中夹具为过渡盘，适用于尺寸较大的夹具。1是过渡盘，2是键，3是缩紧螺母。工件以端面和圆柱面实现定位。 第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度四、提高四、提高夹具在机床定位精度的措施夹具在机床定位精度的措施 当工序的加工精度要求很高时，夹具的制

5、造精度及装配精度也要相应提高，有时会给夹具的加工和装配造成困难。这时可采用下述方法来保证定位元件定位面对切削成形运动的位置精度。( (一一) )夹具的找正安装夹具的找正安装 如在安装铣键槽夹具时，在V形块内放入精密心棒2，用固定在主轴或床身上的测量表进行找正即可。但是夹具的刚度可能下降，因此只能用于轻切削。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度( (二二) )对定位元件的定位面进行就地加工对定位元件的定位面进行就地加工 夹具初步在机床上找正好位置后，即对其上定位元件的定位面进行加工，以“校准”其位置。图4-12(a)所示，机床主轴装上三爪卡盘；图4-12(b)所示，用两个直线的切削成形运动形成

6、定位元件的定位面，以达到它们对成形运动的平行度要求。注意：这种方法只限于加工不淬火的定位面这种方法只限于加工不淬火的定位面。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度 图示，用镗模镗孔时加工的切削成形运动是由镗刀的切削运动和工作台的直线运动所组成。由于镗杆与机床主轴是柔性连接，切削成形运动精度由镗套保证。这时，定位元件定位面(一面两销)不需要对机床有非常严格的位置要求，因此夹具的安装比较简单(切削成形运动不是由机床提供的切削成形运动不是由机床提供的)。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度 在加工前要对刀，使刀具相对于定位元件处于正确位置。一、铣床夹具的对刀一、铣床夹具的对刀 对刀方法通常有三种：

7、单件单件试车法、批量调整法、样件或试车法、批量调整法、样件或对刀装置对刀法对刀装置对刀法。常用的对刀装置：常用的对刀装置： (a)-高度对刀块 (b)-直角对刀块 (c)、(d)-成型刀具用的对刀装置， (e)-组合刀具对刀装置。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度1-铣刀2-塞尺3-对刀块 用对刀装置对刀时影响对准精度的因素有：用对刀装置对刀时影响对准精度的因素有： 1 1 测量调整误差。测量调整误差。如用塞尺检查铣刀与对刀块之间的距离时会有测量误差。 2 2 定位元件定位面相对对刀装置的位置误差。定位元件定位面相对对刀装置的位置误差。为减少这项误差，要正确确定对刀块对刀表面的位置尺寸及其

8、公差。同时这些位置尺寸都应以定位元件定位面为基准标注，以避免产生基准转换误差。图4-15(a)为工件工序图。对刀块工作表面的位置尺寸由V形块的标准心棒中心注起。对刀块顶面的位置尺寸H1按工序尺寸平均值H1-TH/2)及塞尺厚度决定: H1=H-TH/2-第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度二、钻床夹具中刀具的对准和导引二、钻床夹具中刀具的对准和导引 在钻床夹具中，通常用钻套实现刀具的对准。同时钻、镗套还有增强刀具刚度的作用。( (一一) ) 钻套的四种形式：钻套的四种形式： 1 1、固定钻套、固定钻套 如图所示： A-无肩钻套 B-带肩钻套缺点：磨损后不易更换。磨损后不易更换。一般用于小批量

9、或小中一般用于小批量或小中心距或高精度的场合心距或高精度的场合。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度 2 2、可换钻套、可换钻套 功能与固定钻套相同，可供钻、扩、铰工序使用。 特点：在批量较大时，磨损后可迅速更换。在批量较大时，磨损后可迅速更换。 如图(b)所示 3 3、快换钻套、快换钻套 功能与固定钻套相同，当同一个孔在同一工序内同时进行钻、扩、铰多个工步时使用。 特点：可快速更换可快速更换 如图(c)所示第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度 注意：可换钻套和快换钻套注意：可换钻套和快换钻套必须配有衬套。以防止磨损钻模必须配有衬套。以防止磨损钻模板或夹具体。板或夹具体。 4 4、特殊钻套

10、、特殊钻套 特殊钻套是根据加工情况自行设计的，以补充标准钻套性能的不足。 (a)钻凹坑内的孔 (b)-钻弧面或斜面上的孔 (c)-钻多个孔距很小的孔 (d)-钻需要压紧工件的孔 第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度( (二二) ) 钻套导引孔尺寸和公差的确定：钻套导引孔尺寸和公差的确定： 在选用标准结构的钻套时，钻套导引孔的尺寸与公差需由设计者按下述原则确定： 1 1 钻套导引孔直径的基本尺寸钻套导引孔直径的基本尺寸，应等于所导引刀具的最大极限尺寸，以防止卡住和咬死。 2 2 钻套导引孔与刀具的配合，应按基轴制选择钻套导引孔与刀具的配合，应按基轴制选择，这是因为刀具的结构和尺寸均已标准化。

11、3 3 钻套导引孔与刀具之间应保证有一定的配合间隙钻套导引孔与刀具之间应保证有一定的配合间隙，以防卡死。导引孔的工差带根据所导引刀具的种类和加工精度要求选定，钻孔和扩孔选F7、F8；粗铰时选G7；精铰时选G6。 4 当采用标准铰刀铰H7或H9孔时，导引孔的基本尺寸与加导引孔的基本尺寸与加工孔的基本尺寸相同工孔的基本尺寸相同，公差选用F7或E7。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度 5 5 标准钻头的最大尺寸就是所加工孔的基本尺寸标准钻头的最大尺寸就是所加工孔的基本尺寸，故钻头导引孔的基本尺寸与加工孔的基本尺寸相同，公差取F7 6 若刀具加工时不是用切削部分而是用导柱部分若刀具加工时不是用切削

12、部分而是用导柱部分引导，引导，则可按基孔制的相应配合H7/f7、H7/g6、H6/g5选取。 第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度( (三三) ) 钻套高度和钻套与工件距离：钻套高度和钻套与工件距离： 1 1 钻套高度钻套高度 钻套高度由孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具耐钻套高度由孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具耐用度、工件表面形状等因素决定用度、工件表面形状等因素决定。一般在材料强度高，钻头刚度低(钻头悬伸长度与直径之比大于15)和在斜面上钻孔时，采用长钻套。 钻一般的螺钉孔、销子孔，工件孔距精度在O.25mm或是自由尺寸公差时，钻套的高度取H=(1.52)d，如图4-19所示。钻

13、套内径采用基轴制F8的公差。 第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度 加工IT6、IT7级精度，孔径在12mm以上的孔或加工工件孔距精度要求在0.10O.15mm时，钻套的高度取H=(2.53.5)d。钻套内径采用基轴制G7的公差。 加工IT7、IT8级精度的孔和孔距精度要求在0.060.10mm时，钻套的高度取H=(1.25l.5)(h+B)。 2 2 钻套与工件的距离钻套与工件的距离 钻套与工件间留有一定的距离h，如图4-20(a)。如果h太大，会增大钻头的倾斜量，使钻套不能很好的导向；h过小，切屑排出困难(特别是钢件)，不仅会增大工件加工表面的粗糙度，有时还可能折断钻头。 第四章 夹具在

14、机床上的定位、对刀、分度 h h值可按下面经验公式选取：值可按下面经验公式选取： 加工铸铁、黄铜时，h=(0.30.7)d; 加工钢件时， h=(0.71.5)d; 图4-20(b)给出了加工钢和铸铁时h与d的关系。 对同一种材料，材料越硬，系数取小值；钻头直径越小（刚度差），系数取大值。 下面几种特殊情况，需另考虑：下面几种特殊情况，需另考虑： 1）在斜面上钻孔或钻斜孔时，钻头最易引偏，为保证起钻良好，h应尽可能小一些（h=0.3d）。 第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度 2）孔的位置精度要求高时，可取h=0，以保证钻套有较好的导引作用，而让切屑从钻头的螺旋槽中排出，这样，排屑条件反比只

15、留很小h值的要好，但此时钻套磨损严重。 3）钻深孔（B/d5）时，要求排屑畅快，可取h=1.5d。 此外，各种钻套内孔和外圆的同轴度不应大于各种钻套内孔和外圆的同轴度不应大于O.005mmO.005mm。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度（四）钻床夹具导套位置尺寸（四）钻床夹具导套位置尺寸的标注的标注 图4-21(b)为钻床夹具导套位置尺寸的标注示例。导套轴心线离定位元件定位面的距离尺寸L夹，按图4-21(a)工件工序尺寸L的平均值确定：L夹=L+TL/2 对刀元件位置尺寸公差TL夹一般取相应工序尺寸L公差的1/31/5。 即：TL夹=(1/31/5)TL第四章 夹具在机床上的定位、对刀、

16、分度 在机械加工中，经常会遇到一些表面是按一定角度或一定距离分布的，因而要求当工件加工完一个表面后，夹具的某些部分应能连同工件一起转过一定的角度或移动一定的距离，实现上述要求的装置就叫做分度装置分度装置。 分度装置能使工件的加工工序集中，装夹次数减少，从提高加工表面光的位置精度，减轻劳动强度和提高生产效率，因此广泛应用于钻、铣、镗等加工中。 分度装置可分为两大类：回转分度装置和直线分度装置回转分度装置和直线分度装置。由于这两类分度装置的结构原理与设计方法基本相同，而生产中又以回转分度装置的应用为多，故本节主要分析和介绍回转分度装置。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度一、一、分度装置的基本形

17、式分度装置的基本形式 按其工作原理可分为按其工作原理可分为：机械、光学、电磁三种形式； 按其回转轴的位置可分为按其回转轴的位置可分为：立轴、卧轴、斜轴三种形式 图4-24为钻扇形工件上五个等分孔的机械式分度夹具。工件以短圆柱凸台和平面在转轴4及分度盘3上定位，以小孔在菱形销1上周向定位，由两个压板9夹紧。分度销8装在夹具体5上，并借助弹簧的作用插入分度盘相应的孔中，以确定工件与钻套间的相对位置。分度盘3的孔座数与工件被加工孔数相等。分度时松开手柄6，利用手柄7拔出分度销8，转动分度盘直至分度销插入第二个孔座；然后转动手柄6轴向锁紧分度盘，这样便完成一次分度。当加工完一个孔后，继续依次分度直至加

18、工完毕工件上的全都孔。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度 由本例知，用机械式分度装置实现分度必须有两个主要部分：分度盘和分度定位机构分度盘和分度定位机构。 一般情况下，分度盘和转轴相连，带动工件一起转动，用以改变被加工表面的位置；分度定位机构则装在固定不动的分度夹具的底座上。此外，为了防止切削中产生振动及避免分度销受力而影响分度精度，还需要有锁紧机构，用来把分度后的分度盘锁紧到夹具体上。 根据分度盘和分度机构的配置方式，分度装置可分为： 1 1）轴向分度装置）轴向分度装置 分度和定位是沿着与分度盘回转轴线平行的方向进行的。第四章 夹具在机床上的定位、对

19、刀、分度 2 2）径向分度装置）径向分度装置 分度和定位是沿着分度盘的半径方向进行的第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度二、分度装置的对定机构二、分度装置的对定机构 用分度或转位夹具加工工件时，各工位加工获得的表面之间的位置精度与分度装置的分度定位精度有关。分度定位精度与分度装置的结构形式和制造精度有关。分度装置的关键部分对定机构。它是用来完成分度、对准、定位的机构对定机构。它是用来完成分度、对准、定位的机构。 当分度盘直径相同时，如果分度盘上分度孔(槽)相距分度盘的回转轴线越远，则由于对定机构存在某种间隙所引起的分度转角误差也越小，因此，径向分度的精度要比轴向分径向分度的精度要比轴向分度的

20、精度高。度的精度高。 图4-27是常见的对定机构。第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度图示为单斜面分度装置，特点是将分度的转角误差始终分布在有斜而的一侧，这是因为即使因对定元件沾有污物等原因引起对定销轴向位置发生变化，但分度槽的直边始终与对定销的直边保持接触。三、分度装置的拔销及锁紧机构三、分度装置的拔销及锁紧机构 1 1、手拉式拔销机构、手拉式拔销机构 第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度1分度盘，2对定轴，3手柄4横销，5导套，6定位套 2 2、旋转式拔销机构、旋转式拔销机构第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度1对定销，2套，3轴，4销，5连接螺钉，6弹簧，7手柄，8螺钉3 3、齿轮齿条式拔销机构、齿轮齿条式拔销机构第四章 夹具在机床上的定位、对刀、分度4 4、凸轮式拔销机构、凸轮式拔销机构第四章 夹具在机床上的定