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更新时间:2020-07-05 23:35  

  常见机床夹具 陈仁祥 博士 Email: 常见机床夹具 ? 机床夹具的分类 ? 机床夹具的组成 ? 机床夹具的发展 ? 常见机床夹具 机床夹具的分类与组成 在机械加工过程中,为了保证工件的加工精 度,使之相对于机床、刀具占有确定的位置,并 能迅速、可靠地夹紧工件,以接受加工或检测的 工艺装备称为机床夹具,简称夹具。 工件的安装 工件的安装包含的内容 : (1) 定位 (2) 夹紧 2.工件的安装方法 工件常用的安装方法 : (1) 直接找正安装 概念:用划针、百分表等工具直接找正工件位 置并加以夹紧的方法称直接找正安装法。 特点:生产率低,精度取决于工人的技术水平 和测量工具的精度 (2) 划线找正安装 概念:先用划针画出要加工表面的位置,再按 划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。 特点:费时,又需要技术高的划线) 用夹具安装 概念: 将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法 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而实现的。因 此,不再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。 基准及其分类 概念: 基准是零件上用来确定其它点、线、面位置 所依据的那些点、线、面。 基准分类: 设计基准和工艺基准 1.设计基准 (图a、b) 设计基准是在零件图上所采用的基准。它是 标注设计尺寸的起点。 (a) 支承块 (b) 钻套 准。 2.工艺基准 (图b) 概念: 工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。 分类: 定位基准、工序基准、测量基准和装配基 (1) 定位基准 (图a、b) 概念:在加工中用作定位的基准,称为定 位基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触 的点、线或面。 分类:粗基准和精基准 (2) 工序基准 (图a) 概念:在工序图上,用来标定本工序被加工面 尺寸和位置所采用的基准,称为工序基准。 注意:序基准应当尽量与设计基准相重合 (3) 测量基准 (图b) 概念:件测量时所采用的基准,称为测量基准 (4) 装配基准 (图b) 概念:装配时用以确定零件在机器中位置的基 准,称为装配基准。 机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是使工件定位和夹紧。 ? 定位——使工件相对于刀具及机床占有正确的加工 位置,保证其被加工表面达到工序所规定的各项技 术要求。 ? ? 夹紧——工件定位后,经夹紧装置施力于工件,将 其固定夹牢,使其在加工过程中保持正确位置不变。 安装——工件从定位到夹紧的整个过程。 ? 工件的安装方法 ? 找正安装法:按工件的有关表面或专门划出的线 痕作为找正依据,用划针或指示表,逐个地找正 工件相对于刀具及机床的位置,然后将工件夹紧。 专用夹具安装法:靠专用夹具保证工件相对于刀 具及机床所需的位置,并使其夹紧。 ? 1—钻套; 2—衬套; 3—钻模板; 4—开口垫圈; 5—螺母; 6—定位心轴; 7—夹具体 ?用夹具装夹工件的特点 ? ? ? 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而实现的 夹具预先在机床上已调整好位置,工件通过夹具 对于机床也就占有了正确的位置 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 机床夹具的分类 1.按夹具的通用特性分类 ? 通用夹具:指结构、尺寸已标准化、系列化,且 具有一定通用性的机床附件 专用夹具:针对某一种工件的某一工序的加工要 求而专门设计和制造的夹具 ? ? 成组专用(可调)夹具:采用成组加工工艺,将工 件按形状、尺寸和工艺的共性分组,再为每组工件 设计组内通用的专用夹具 组合夹具:是一种模块化的夹具,由一套预先制造 好的标准元件组装成的专用夹具 随行夹具:自动线夹具,既担负装夹任务,又担负 沿自动线输送工件的任务。 ? ? 2.按夹具使用的机床分类 车床夹具 按使用机床分 铣床夹具 钻床夹具 磨床夹具 3.按夹具的动力源分类 气动夹具 手动夹具 按夹紧动力源分 电液夹具 电磁夹具 液压夹具 电动夹具 按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和 机动夹具两大类。 ? 手动夹具应有扩力机构与自锁性能,以减轻 劳动强度与确保安全生产 ? 常用的机动夹具有:气动、液压、气液增压、 电动、电磁、真空、离心力、自夹紧夹具等 ? 机床夹具的组成 ? 定位元件:用于确定工件在夹具中的位置; ? 夹紧装置:将工件压紧夹牢,并保证工件在加 工过程中位置不变; ? 联接元件:用于确定夹具对机床主轴、工作台 或导轨的相对位置; ? 对刀或导向元件:用于保证工件加工表面与刀 具之间的位置; ? 其它装置或元件:定向键、操作件、分度装置、 靠模装置、上下料装置、平衡块等,以及标准化 了的其它联接元件; ? 夹具体:是夹具的基座和骨架,用来配置、安装 各夹具元件及装置。 机床夹具在机械加工中的作用 ? ? ? ? ? 保证加工精度,并使之稳定 缩短辅助时间,提高生产效率,降低成本 扩大机床的工艺范围 减轻劳动强度,降低技术要求 便于变更工位、引导刀具或进行仿形加工。 机床夹具的现状及发展方向 ? 对机床夹具提出了如下新的要求: ? 能迅速而方便地装备新产品,以缩短生产准备 周期,降低生产成本 能装夹一组具有相似性特征的工件 ? ? 适用于精密加工的高精度机床夹具 ? ? 适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具 采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置,以 进一步提高劳动生产率 ? 提高机床夹具的标准化程度 ?现代机床夹具的发展方向 精密化:如精密分度、高精度自定心 ? 高效化:缩短加工的基本时间和辅助时间,以提高 劳动生产率,减轻工人的劳动强度 ? 柔性化:通过调整、组合等方式,以适应工艺可变 因素 ? 标准化: 按夹具零件及部件的国家标准以及各类通 用夹具、组合夹具标准制造,有利于夹具的商品化 生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。 ? 常见机床夹具 一、数控加工夹具简介 ①、数控机床夹具必须适应特点; 数控机床的高精度、高效率、多方向同时加工、数 字程序控制及单件小批生产的。 ②、数控机床夹具的新要求: (1) 推行标准化、系列化和通用化; (2) 发展组合夹具和拼装夹具,降低生产成本; (3) 提高精度; (4) 提高夹具的高效自动化水平。 二、通用夹具 的种类 1.数控车床夹具 安装在车床主轴上的夹具:各种卡盘、顶尖、各种心轴或其它专用夹具。加 工时夹具随机床主轴一起旋转,切削刀具作进给运动。 数控车床夹具分类: A、三爪自定心卡盘 优点:可自动定心,装夹方便,应用较广, 缺点:夹紧力较小,不便于夹持外形不规则的工件 B、四爪单动卡盘 特点:四个爪都可单独移动,安装工件时需找正,夹紧力 大,适用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称的较重、 较大的工件。 C、花盘 花盘装卡有回转加工面的不规则工件 D、拨动顶尖 E、心轴式 三爪自定心卡盘的构造 四爪单动卡盘 1-卡盘体 2-卡爪 3-丝杆 ? 圆盘式 ? 角铁式 ? 花盘式 适用于形状复杂的大型工件 需要平衡配重 通过过渡盘与主轴头端连接 ? 安装在滑板或床身上的夹具:用于某些形状 不规则和尺寸较大的工件,刀具安装在车床 主轴上作旋转运动,夹具作进给运动 车床夹具的设计特点 ? 工件均为回转体,夹具随机床主轴一起旋转, 因此要求夹具结构紧凑、轮廓尺寸尽可能小、 重量尽可能靠近回转轴线,以减少惯性力和 回转力矩 ? 转速高,必须考虑平衡、夹紧力大小、元件 刚度和强度、操作安全等问题,注意消除不 平衡引起的振动现象 ? 与机床的联接视具体情况而定,通常有 较准确的圆柱孔或圆锥孔 ? 夹具带动工件旋转,不允许工件相对主 轴位移 ? 为使夹具使用安全,应尽可能避免带有 尖角或凸出部分,必要时要加防护罩 2.数控铣床夹具 特点: 装夹方便,应用广泛,适于装夹形状规则的小型 工件 3.加工中心夹具 数控回转工作台是各类数控铣床和加工中心的理 想配套附件 数控回转工作台分类 ? 立式工作台、卧式工作台和立卧两用回转工作台 ? 回转工作台可以用来进行各种圆弧加工或与直线 坐标进给联动进行曲面加工,及实现精确的自动分度 铣床类夹具的特点 ? 用途: 适用于铣床、平面磨床。 ? 特点: 工件安装在夹具上随同机床工作台一起作送进运 动 ? 铣削为断续切削,冲击、振动大,夹紧力要 求较大 夹具要有足够的刚度和强度,本体应牢固地 固定在机床工作台上 ? ? 铣削加工效率高,工件安装应迅速,要有快 速对刀元件 铣床夹具的构造 ?主要由夹具体、 定位板、夹紧机 构、对刀块、定 向键等组成 铣床夹具的设计 ? 铣床夹具的安装:主要依靠定向键和百分 表校正来提高安装精度。定位键的结构尺 寸已标准化,应按铣床工作台的T形槽尺寸 选定,它和夹具底座以及工作台T形槽的配 合为H7/h6、H8/h8。两定位键的距离应力 求最大 平口钳 1-底座 2-固定钳口 3-活动钳口 4-螺杆 ? 铣床夹具 的对刀装 置:由对 刀块、 (平、圆) 塞尺等组 成 ? 加工中心机床夹具 ? 在加工中心上,夹具的任务不仅是夹紧工件,而 且还要以各个方向的定位面为参考基准,确定工 件编程的零点 ? 根据加工中心机床特点和加工需要,目前常用的 夹具结构类型有专用夹具、组合夹具、可调整夹 具和成组夹具 ④、其他的数控机床夹具 A、拼装夹具、 B、组合夹具、 C、可调夹具和数控夹具。 三、组合夹具 1 .组合夹具的概念: (图a、b) 组合夹具由一套预先制造好的不同形状、不同规格、 不同尺寸的标准元件及部件组装而成。 2.组合夹具的特点: 优点:组合夹具的元件精度高、耐磨,并且实现了 完全互换 缺点:体积较大,刚度较差,一次投资多,成本高 3.分类: 组合夹具分为槽系和孔系两大类。 盘类件钻径向孔工序图 钻盘类零件径向孔 的组合夹具 1—基础件 2—支承件 3—定位件 4—导向件 5—夹紧件 6—紧固件 7—其它件 8—合件 槽系组合夹具 (1) 槽系组合夹具的规格 槽系组合夹具分大、中、小型三种规格 (2) 组合夹具的元件 ①基础件 (图a) ②支承件 (图b) ③定位件 ④导向件 (图a) ⑤夹紧件 (图b) ⑥紧固件 ⑦夹紧件 ⑧合件 ⑨其他新元件和合件 a)基础件 b)支承件 定位件 a)导向件 b)压紧件 紧固件 其它件 合件 3.孔系组合夹具 图 (1)元件定位方式: 一面两圆柱销定位 (2)特点: 优点:允许使用的过定位;其定位精度高,刚性比 槽系组合夹具好,组装可靠,体积小,元件的 工艺性好,成本低,可用作数控机床夹具 缺点:组装时元件的位置不能随意调节,常用偏心 销钉或部分开槽元件进行弥补。 BIUCO孔系组合夹具组装示意图 三、拼装夹具 1、概念: 图 拼装夹具:在成组工艺基础上,和记娱乐的网址,用标准化、系列化 的夹具零部件拼装而成的夹具。 固定零点编程 :三个加工孔的坐标尺寸可用机床定 位孔1作为零点进行计算编程 浮动零点编程:选夹具上方便的某一定位孔作为零 点进行计算编程 2、特点: 有组合夹具的优点,比组合夹具有更好的精度和刚 性,更小的体积和更高的效率,因而较适合柔性 加工的要求,常用作数控机床夹具。 1、2—定位孔 3—定位销孔 4—数控机床工作台 5—液压基础平台 6—工件 7—通油孔 8—液压缸 9—活塞 10—定位键 11、13—压板 12—拉杆 数控机床夹具 组成拼装夹具的元件和合件 1.基础元件和合件 2.定位元件和合件 3.夹紧元件和合件 4.回转过渡花盘 图 a、 b 图a、b、c 图 a、 b 图 a、 b 1.基础元件和合件 普通矩形平台 1—T形槽 2—定位销孔 3—紧固螺纹孔 4—连接孔 5—高强度耐磨衬套 6—防尘罩 7—可卸法兰盘 8—耳座 1、2—定位孔 3—定位销孔 4—数控机床工作台 5—液压基础平台 6—工件 7—通油孔 8—液压缸 9—活塞 10—定位键 11、13—压板 12—拉杆 数控机床夹具 2.定位元件和合件 平面安装 T形槽安装 可调定位支承 侧面可调支承 定位支承板 可调V形块合件 1—圆柱销 2—菱形销 3—左、和记娱乐的网址右螺纹螺杆 4、5—左、右活动V形块 6—工件 3.夹紧元件和合件 (a) 铰链式 (b) 钩头式 手动可调夹紧压板 (c) 杠杆式 (a) 杠杆式液压组合压板 (b) 滑柱式液压组合压板 液压组合压板 4.回转过渡花盘 (a) 带径向T形槽花盘 (b) 带内外定位止口花盘 (c) 带同心T形槽花盘 (d) 可拼装弯板花盘 谢 谢!

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