工裝的定位夾緊與夾具設(shè)計(jì)

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1、第 4章 工 件 的 定 位 夾 緊 與 夾 具 設(shè) 計(jì)4.1 夾 具 的 基 本 概 念4.2 工 件 在 夾 具 上 的 定 位4.3 工 件 在 夾 具 中 的 夾 緊4.4 各 類(lèi) 機(jī) 床 夾 具 舉 例【 自 學(xué) 街 】 國(guó) 內(nèi) 軟 件 自 學(xué) 平 臺(tái) ， 更 多 教 程 資 料 免 費(fèi) 下 載 ?。?4.1 夾 具 的 基 本 概 念4.1.1機(jī) 床 夾 具 的 定 義 及 組 成1.機(jī) 床 夾 具 的 定 義 ： 廣 義 上 ， 為 使 工 藝 過(guò) 程 的 任 何 工 序 保 證 質(zhì) 量 、提 高 生 產(chǎn) 率 、 減 輕 工 人 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 及 工 作 安 全 等 的 一 切

2、附 加 裝 置 都 稱(chēng) 為 夾 具 。 機(jī) 床 夾 具 ： 是 將 工 件 進(jìn) 行 定 位 、 夾 緊 ， 將 刀 具進(jìn) 行 導(dǎo) 向 或 對(duì) 刀 ， 以 保 證 工 件 和 刀 具 間 的 相 對(duì) 位 置 關(guān)系 的 附 加 裝 置 ， 簡(jiǎn) 稱(chēng) 夾 具 。 輔 助 工 具 ： 將 刀 具 在 機(jī) 床 上 進(jìn) 行 定 位 、 夾 緊 的 裝置 ， 簡(jiǎn) 稱(chēng) 輔 具 。 2. 夾 具 的 組 成 部 分 1） 定 位 元 件 起 定 位 作 用 ， 保 證 工 件 相 對(duì) 于 夾 具 的 位 置 ， 可 用 六點(diǎn) 定 位 原 理 來(lái) 分 析 其 所 限 制 的 自 由 度 。2) 夾 緊 裝 置 將

3、工 件 夾 緊 ， 以 保 證 在 加 工 時(shí) 保 持 所 限 制 的 自 由 度 。根 據(jù) 動(dòng) 力 源 的 不 同 ， 可 分 為 手 動(dòng) 、 氣 動(dòng) 、 液 動(dòng) 和 電 動(dòng) 等夾 緊 方 式 。3) 導(dǎo) 向 元 件 和 對(duì) 刀 裝 置 用 來(lái) 保 證 刀 具 相 對(duì) 于 夾 具 的 位 置 ， 對(duì) 于 鉆 頭 、 擴(kuò) 孔鉆 、 鉸 刀 、 鏜 刀 等 孔 加 工 刀 具 用 導(dǎo) 向 元 件 ， 對(duì) 于 銑 刀 、刨 刀 等 用 對(duì) 刀 裝 置 (圖 4-1、 圖 4-2)。4) 連 接 元 件 它 保 證 夾 具 和 機(jī) 床 工 作 臺(tái) 之 間 的 相 對(duì) 位 置 。 對(duì) 于 銑 床 夾

4、具 有 定 位 鍵 與 銑 床 工 作 臺(tái) 上 的 T形 槽 相配 來(lái) 進(jìn) 行 定 位 ， 再 用 螺 釘 夾 緊 (圖 4-1)。 5) 夾 具 體 是 夾 具 的 關(guān) 鍵 零 件 。 定 位 元 件 、 夾 緊 裝 置 、 導(dǎo) 向元 件 、 對(duì) 刀 裝 置 、 連 接 元 件 等 都 裝 在 它 上 面 。 夾 具 體 比 較 復(fù) 雜 ， 它 保 證 各 元 件 之 間 的 相 對(duì) 位 置 。對(duì) 于 加 工 精 度 來(lái) 說(shuō) ， 主 要 是 控 制 刀 具 相 對(duì) 于 工 件 的 位置 ， 工 件 在 夾 具 上 進(jìn) 行 加 工 時(shí) ， 這 個(gè) 相 對(duì) 位 置 關(guān) 系 是由 定 位 元 件

5、、 導(dǎo) 向 元 件 或 對(duì) 刀 裝 置 并 通 過(guò) 夾 具 體 來(lái) 保證 ， 所 以 夾 具 體 的 精 度 要 求 比 較 高 。6) 其 它 元 件 及 裝 置 如 動(dòng) 力 裝 置 的 操 作 系 統(tǒng) 等 。 機(jī) 床 夾 具 和 機(jī) 床 、 刀 具 、 工 件 之 間 的 關(guān) 系 如圖 4-3所 示 。 4.1.2 夾 具 的 作 用 1)保 證 加 工 精 度 2)提 高 生 產(chǎn) 率 3)減 輕 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 4)擴(kuò) 大 機(jī) 床 的 工 藝 范 圍 4.1.3夾 具 的 分 類(lèi) 1 從 通 用 化 程 度 來(lái) 分 (1) 通 用 夾 具 與 通 用 機(jī) 床 配 套 ， 作 為 通 用

6、機(jī) 床 的 附 件 、 如 三 爪 卡 盤(pán) 、 四 爪 卡 盤(pán) 、 虎 鉗 、 分 度 頭 和 轉(zhuǎn) 臺(tái) 等 。 (2) 專(zhuān) 用 夾 具 根 據(jù) 零 件 上 藝 過(guò) 程 中 某 工 序 的 要 求 專(zhuān) 門(mén) 設(shè) 計(jì) 的 夾 具 ， 此 夾 具 只 用 于 該 零 件 加 工 （ 如 連 桿 鏜 孔 夾具 ） ， 一 般 都 是 成 批 和 大 量 生 產(chǎn) 中 所 需 ， 數(shù) 量 也 比較 大 。 (3) 成 組 夾 具 適 用 于 一 組 零 件 的 夾 具 ， 一 般 都 是 同 類(lèi) 零 件 ， 經(jīng) 過(guò) 調(diào) 整 (如 更 換 、 增 加 一 些 元 件 )可 用 來(lái) 定 位 、 夾 緊 一 組

7、零 件 。(4) 組 合 夾 具 （ 拼 湊 夾 具 ） 由 許 多 標(biāo) 準(zhǔn) 件 組 合 而 成 ， 可 根 據(jù) 零 件 加 工 工 序 的 需 要 拼 裝 ， 用 完 后 再 拆 卸 ， 可 用 于 單 件 、 小 批 生 產(chǎn) 。(5) 隨 行 夾 具 用 于 自 動(dòng) 線 上 ， 工 件 安 裝 在 隨 行 夾 具 上 ， 隨 行 夾 具 由 運(yùn) 輸 裝 置 送 往 各 機(jī) 床 ， 并 在 機(jī) 床 夾 具 或 機(jī) 床 工 作 臺(tái) 上 進(jìn) 行 定 位 夾 緊 。 2.從 使 用 機(jī) 床 的 類(lèi) 型 來(lái) 分 可 分 為 車(chē) 床 夾 具 、 磨 床 夾 具 、 鉆 床 夾 具 (包 括 鉆 模 )

8、、鏜 床 夾 具 (包 括 鏜 模 )、 銑 床 夾 具 等 。3.從 用 途 來(lái) 分 可 分 為 機(jī) 床 夾 具 、 裝 配 夾 具 和 檢 驗(yàn) 夾 具 等 。4.從 動(dòng) 力 來(lái) 源 分 可 分 為 手 動(dòng) 夾 具 、 氣 動(dòng) 夾 具 、 液 壓 夾 具 、 氣 液 夾 具 、電 動(dòng) 夾 具 、 電 磁 夾 具 、 真 空 夾 具 、 自 緊 夾 具 (靠 切 削 力 本身 夾 緊 )等 。 4.1.4 工 件 在 夾 具 中 加 工 時(shí) 加 工 誤 差 的 組 成1.工 件 在 夾 具 中 加 工 時(shí) 的 加 工 誤 差 (2)對(duì) 定 誤 差 刀 具 導(dǎo) 向 或 對(duì) 刀 誤 差 ， 即 夾

9、 具 與 刀 具 的 相 對(duì) 位置 誤 差 。 夾 具 在 機(jī) 床 上 定 位 和 夾 緊 誤 差 即 夾 具 與 機(jī) 床 的相 對(duì) 位 置 誤 差 。 (3)加 工 過(guò) 程 誤 差 如 加 工 方 法 的 原 理 誤 差 ， 工 藝 系 統(tǒng) 的 受 力 變 形 、工 藝 系 統(tǒng) 的 受 熱 變 形 、 工 藝 系 統(tǒng) 各 組 成 部 分 (如 機(jī) 床 、刀 具 、 量 具 等 )的 靜 精 度 和 磨 損 等 。 工 件 在 夾 具 中 加 工 時(shí) 的 加 工 誤 差 ， 由 三 部 分 組 成 。 (1)安 裝 誤 差 工 件 在 夾 具 中 的 定 位 和 夾 緊 誤 差 。 2.誤 差

10、 值 的 估 算 一 般 夾 縣 的 制 造 精 度 ， 其 誤 差 值 取 該 零件 尺 寸 公 差 值 的 1/3 1/5。 上 述 誤 差 中 ， 安 裝 誤 差 和 對(duì) 定 誤 差 都 是和 夾 具 有 關(guān) 的 誤 差 ， 一 般 約 占 整 個(gè) 加 工 誤差 的 三 分 之 一 。 4.2.1 工 件 的 安 裝這 里 安 裝 有 兩 個(gè) 含 義 即 定 位 和 夾 緊 。定 位 ： 工 件 在 機(jī) 床 上 加 工 時(shí) ， 首 先 要 把 工 件 安 放 在 機(jī) 床 工 作 臺(tái) 上 或 夾 具 中 ， 使 它 和 刀 具 之 間 有 相 對(duì) 正 確 的 位 置 ， 這 個(gè) 過(guò) 程 稱(chēng)

11、 為 定 位 。夾 緊 ： 工 件 定 位 后 ， 應(yīng) 將 工 件 固 定 ， 使 其 在 加 工 過(guò) 程 中 保 持 定 位 位 置 不 變 ， 這 個(gè) 過(guò) 程 稱(chēng) 為 夾 緊 。安 裝 ： 工 件 從 定 位 到 夾 緊 的 整 個(gè) 過(guò) 程 稱(chēng) 為 安 裝 。 正 確 的 安 裝 是 保 證 工 件 加 工 精 度 的 重 要 條 件 。4.2工 件 在 夾 具 上 的 定 位 安 裝 一 般 有 三 種 方 式 : 1.直 接 找 正 安 裝 工 件 的 定 位 過(guò) 程 可 以 由 操 作 工 人 直 接 在 機(jī) 床上 利 用 千 分 表 、 劃 線 盤(pán) 等 工 具 ， 找 正 某 些

12、有 相 互位 置 要 求 的 表 面 ， 然 后 夾 緊 工 件 ， 稱(chēng) 之 為 直 接 找正 安 裝 。 直 接 找 正 安 裝 生 產(chǎn) 效 率 低 ， 一 般 用 于 單件 小 批 量 生 產(chǎn) 。 2.劃 線 找 正 安 裝 3.夾 具 安 裝 優(yōu) 點(diǎn) ： 操 作 比 較 簡(jiǎn) 單 ， 容 易 保 證 加 工 精 度 要求 ， 在 各 種 生 產(chǎn) 類(lèi) 型 中 都 有 應(yīng) 用 ， 持 別 是 成 批 和大 量 生 產(chǎn) 中 。 4.2.2 定 位 原 理 1.六 點(diǎn) 定 位 原 理 采 用 6個(gè) 按 一 定 規(guī) 則 布 置 的 約 束 點(diǎn) ， 可 以 限 制 工 件的 6個(gè) 自 由 度 ， 實(shí)

13、現(xiàn) 完 全 定 位 ， 稱(chēng) 為 六 點(diǎn) 定 位 原 理 。 2.典 型 定 位 元 件 及 限 制 的 自 由 度 （ 1） 定 位 元 件 ： 用 于 代 替 約 束 點(diǎn) 的 定 位 元 件 的種 類(lèi) 很 多 ， 常 用 的 有 ： 支 承 釘 、 支 承 板 、 長(zhǎng) 銷(xiāo) 、 短銷(xiāo) 、 菱 形 銷(xiāo) 、 長(zhǎng) V形 塊 、 短 V形 塊 、 長(zhǎng) 定 位 套 、 短 定位 套 、 固 定 錐 銷(xiāo) 、 浮 動(dòng) 錐 銷(xiāo) 等 。 （ 2） 限 制 自 由 度 以 及 分 析 從 表 4-2中 可 以 看 出 ， 有 時(shí) 候 研 究 定 位 元 件 及 其組 合 能 限 制 哪 些 自 由 度 不 如 研

14、 究 它 們 不 能 限 制 哪 些自 由 度 更 方 便 。 表 4-2 典 型 定 位 元 件 的 定 位 分 析 (續(xù) ） 表 4-2 典 型 定 位 元 件 的 定 位 分 析 （ 續(xù) ） 表 4-2 典 型 定 位 元 件 的 定 位 分 析 （ 續(xù) ） 3.完 全 定 位 和 不 完 全 定 位 3.完 全 定 位 和 不 完 全 定 位 3.完 全 定 位 和 不 完 全 定 位 (2)過(guò) 定 位 工 件 在 定 位 時(shí) ， 同 一 個(gè) 自 由 度 被 兩 個(gè) 或 兩 個(gè) 以 上約 束 點(diǎn) 約 束 ， 這 樣 的 定 位 被 稱(chēng) 為 過(guò) 定 位 (或 稱(chēng) 定 位 干涉 )。 過(guò)

15、定 位 是 否 允 許 ， 應(yīng) 根 據(jù) 具 體 情 況 進(jìn) 行 具 體 分析 。 (2)可 調(diào) 支 承支 承 點(diǎn) 位 置 可 以 調(diào) 整 的 支 承 稱(chēng) 為 可 調(diào) 支 承 。 (3)自 位 支 承 （ 浮 動(dòng) 支 承 ） 自 位 支 承 在 定 位 過(guò) 程 中 ， 支 承 本 身 可 以 隨 工 件定 位 基 準(zhǔn) 面 的 變 化 而 自 動(dòng) 調(diào) 整 井 與 之 相 適 應(yīng) 。 如 圖4-17所 示 。 自 位 支 承 常 用 于 毛 坯 表 面 、 斷 續(xù) 表 面 、階 梯 表 面 的 定 位 以 及 有 角 度 誤 差 的 平 面 定 位 。 (4)輔 助 支 承 輔 助 支 承 是 在

16、工 件 定 位 后 才 參 與 支 承 的 元 件 ，其 高 度 是 由 工 件 確 定 的 ， 因 此 它 不 起 定 位 作 用 ， 但輔 助 支 承 鎖 緊 后 就 成 為 固 定 支 承 ， 能 承 受 切 削 力 。輔 助 支 承 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 很 多 ， 圖 4-18是 其 中 的 3種 。 2.工 件 以 圓 柱 孔 定 位 工 件 以 圓 柱 孔 定 位 大 都 屬 于 定 心 定 位 (定 位 基 準(zhǔn)為 孔 的 軸 線 )， 夾 具 上 相 應(yīng) 的 定 位 元 件 是 心 軸 和 定 位銷(xiāo) 。(1)心 軸 (2)定 位 銷(xiāo) 圓 柱 定 位 銷(xiāo) 通 常 限 制 工 件 的

17、 2個(gè) 移 動(dòng) 自 由 度 。 當(dāng) 要 求 孔 銷(xiāo) 配 合 只 在 一 個(gè) 方 向 上 限 制 工 件 自 由 度時(shí) ， 可 用 菱 形 銷(xiāo) ， 如 圖 4-21(a)所 示 。 工 件 也 可 以 用 圓 錐 銷(xiāo) 定 位 ， 如 圖 4-2l(b)和 (c)所示 。 圖 示 圓 錐 銷(xiāo) 定 位 限 制 了 工 件 的 3個(gè) 移 動(dòng) 自 由 度 。 3.工 件 以 外 圓 表 面 定 位 工 件 以 外 圓 表 面 定 位 有 兩 種 形 式 ， 一 種 是 定 心 定位 ， 一 種 是 支 承 定 位 。 參 考 圖 4-22。 2)長(zhǎng) 度 ： V形 塊 有 長(zhǎng) 短 之 分 ， 長(zhǎng) V形 塊

18、 (或 兩 個(gè) 短 V形 塊 的 組 合 )限 制 工 件 的 4個(gè) 自 由 度 ， 而 短 V形 塊 一 般 只 限 制 2個(gè) 自 由 度 。3） V形 塊 又 有 固 定 和 活 動(dòng) 之 分 ， 活 動(dòng) V形 塊 在 可 移 動(dòng) 方 向 上 對(duì) 工 件 不 起 定 位 作 用 。4） 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) ： V形 塊 在 夾 具 中 的 安 裝 尺 寸 T是 V形 塊 的 主 要 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) ， 該 尺 寸 常 用 作 V形 塊 檢 驗(yàn) 和 調(diào) 整 的 依 據(jù) 。 由 圖 4-23可 以 求 出 ： 工 件 以 外 圓 表 面 支 承 定 位 常 用 的 定 位 元 件 是 V形 塊 。1

19、） 角 度 ： V形 塊 的 角 度 有 60， 90和 120， 90最 為 多 且已 標(biāo) 準(zhǔn) 化 。 特 點(diǎn) ： 對(duì) 中 性 好 ； 可 用 于 非 完 整 外 圓 表 面 的 定位 。 4.工 件 以 其 它 表 面 定 位 如 圖 4-24為 工 件 以 錐 孔 定 位 的 例 子 ， 錐 度 心 軸限 制 了 工 件 除 繞 自 身 軸 線 轉(zhuǎn) 動(dòng) 之 外 的 5個(gè) 自 內(nèi) 度 。 5.定 位 表 面 的 組 合 常 見(jiàn) 的 定 位 表 面 組 合 有 平 面 與 平 面 的 組 合 ， 平面 與 圓 孔 的 組 合 ， 平 面 與 外 圓 表 面 的 組 合 ， 平 面 與其 它

20、表 面 的 組 合 ， 錐 面 與 錐 面 的 組 合 等 。 在 多 個(gè) 表 面 同 時(shí) 參 與 定 位 的 情 況 下 、 各 表 面 在定 位 中 所 起 的 作 用 有 主 次 之 分 。 一 般 稱(chēng) 定 位 點(diǎn) 數(shù) 最多 的 定 位 表 面 為 第 一 定 位 基 準(zhǔn) 面 或 主 要 定 位 面 或 支承 面 ， 定 位 點(diǎn) 數(shù) 次 多 的 定 位 表 面 稱(chēng) 為 第 二 定 位 基 準(zhǔn)面 或 導(dǎo) 向 面 ， 定 位 點(diǎn) 數(shù) 為 1的 定 位 表 面 稱(chēng) 為 第 三 定位 基 準(zhǔn) 面 或 止 動(dòng) 面 。 在 加 工 箱 體 類(lèi) 零 件 時(shí) 經(jīng) 常 采 用 一 面 兩 孔 組 合 (一

21、個(gè) 大 平 面 及 與 該 平 面 相 垂 直 的 兩 個(gè) 圓 孔 組 合 )定 位 、夾 具 上 相 應(yīng) 的 定 位 元 件 是 一 面 兩 銷(xiāo) 。 為 了 避 免 由 于過(guò) 定 位 而 引 起 的 工 件 安 裝 時(shí) 的 干 涉 ， 兩 銷(xiāo) 中 一 個(gè) 應(yīng)采 用 菱 形 銷(xiāo) 。 菱 形 銷(xiāo) 的 寬 度 可 以 通 過(guò) 簡(jiǎn) 單 的 幾 何 關(guān)系 導(dǎo) 出 。 式 中 b菱 形 銷(xiāo) 的 寬 度 ； D2工 件 上 與 菱 形 銷(xiāo) 配 合 孔 的 最 小 直 徑 ； 2min菱 形 銷(xiāo) 與 其 配 合 孔 之 間 的 最 小 間 隙 ； Tlk工 件 上 兩 孔 中 心 距 公 差 ； Tlx夾

22、具 上 兩 銷(xiāo) 中 心 距 公 差 ； 1min圓 柱 銷(xiāo) 與 其 配 合 孔 的 最 小 間 隙 。 在 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 ， 由 于 菱 形 銷(xiāo) 的 尺 寸 已 標(biāo) 準(zhǔn) 化 ， 因而 常 按 下 面 的 步 驟 設(shè) 計(jì) 菱 形 銷(xiāo) 。 1)確 定 兩 銷(xiāo) 中 心 距 尺 寸 及 其 公 差 取 工 件 上 兩 孔 中心 距 的 基 本 尺 寸 為 兩 定 位 銷(xiāo) 中 心 距 的 基 本 尺 寸 ， 其 公差 取 工 件 孔 中 心 距 公 差 的 1/51/3， 即 令 ：T lx=(1/51/3)Tlk。 2)確 定 圓 柱 銷(xiāo) 直 徑 及 其 公 差 取 相 應(yīng) 孔 的 最 小 直

23、徑作 為 圓 柱 銷(xiāo) 直 徑 的 基 本 尺 寸 ， 其 公 差 一 般 取 g6或 f7。 3)確 定 菱 形 銷(xiāo) 寬 度 、 直 徑 及 其 公 差 首 先 按 有 關(guān) 標(biāo)準(zhǔn) (參 考 表 4-3)選 取 菱 形 銷(xiāo) 的 寬 度 b； 然 后 按 式 (4-2)計(jì) 算出 菱 形 銷(xiāo) 與 其 配 合 孔 的 最 小 間 隙 2min； 再 計(jì) 算 菱 形銷(xiāo) 直 徑 的 基 本 尺 寸 ； d2 D2- 2min； 最 后 按 h6或 h7選取 菱 形 銷(xiāo) 直 徑 的 公 差 。 4.2.4 定 位 誤 差 的 分 析 與 計(jì) 算 定 位 誤 差 D包 括 定 位 基 準(zhǔn) 與 設(shè) 計(jì) 基 準(zhǔn)

24、不 重 合 誤 差 C和 定 位 基 準(zhǔn) 位 移 誤 差 ， 前 者 簡(jiǎn) 稱(chēng) 基 準(zhǔn) 不 重 合 誤 差 ，后 者 簡(jiǎn) 稱(chēng) 基 準(zhǔn) 位 移 誤 差 。 基 準(zhǔn) 位 移 誤 差 又 可 分 為 是 由 于 工 件 定 位 表 面 不 準(zhǔn)確 所 引 起 的 和 由 于 夾 具 定 位 元 件 不 準(zhǔn) 確 所 引 起 的 兩 部分 。 工 件 定 位 表 面 不 準(zhǔn) 確 所 引 起 的 基 準(zhǔn) 位 移 誤 差 對(duì) 一 批 零 件 來(lái) 說(shuō) ， 就 有 一 個(gè) 尺 寸 分 布 帶 ， 其 中 有 系統(tǒng) 誤 差 和 隨 機(jī) 誤 差 ； 而 夾 具 定 位 元 件 不 準(zhǔn) 確 所 引 起 的基 準(zhǔn) 位 移

25、誤 差 r， 對(duì) 于 一 個(gè) 夾 具 來(lái) 說(shuō) 是 系 統(tǒng) 誤 差 ， 但如 果 有 幾 個(gè) 夾 具 同 時(shí) 在 使 用 ， 則 和 隨 機(jī) 誤 差 在 一 起 出現(xiàn) 多 峰 狀 的 尺 寸 分 布 曲 線 。 (2)用 支 承 定 位 平 面 2 2 2 sin( /2) cos( /2) sin( /2) cos( /2)2 2tan( /2)cos ( /2) sin ( /2) cos ( /2) sin( /2)2 2 sin( /2) 2 sin( /2) 2sin( /2)D DOO BO OBD D D D 4.3.1對(duì) 夾 緊 裝 置 的 要 求 1)在 夾 緊 過(guò) 程 中 能

26、 保 持 工 件 正 確 定 位 ； 2)夾 緊 應(yīng) 可 靠 和 適 當(dāng) ： 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 要 有 自 鎖 作 用 ， 保證 在 加 工 過(guò) 程 中 不 產(chǎn) 生 松 動(dòng) 或 振 動(dòng) 。 夾 緊 工 件 時(shí) ， 工件 不 產(chǎn) 生 變 形 和 表 面 損 傷 。 3)夾 緊 裝 置 應(yīng) 操 作 方 便 、 省 力 、 安 全 ； 4)夾 緊 裝 置 的 復(fù) 雜 程 度 和 自 動(dòng) 化 程 度 應(yīng) 與 工 件 的 生產(chǎn) 批 量 和 生 產(chǎn) 方 式 相 適 應(yīng) 。 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 力 求 簡(jiǎn) 單 、 緊湊 ， 并 盡 可 能 采 用 標(biāo) 準(zhǔn) 化 元 件 。4.3工 件 在 夾 具 中 的 夾 緊

27、 4.3.2 夾 緊 力 的 確 定1.夾 緊 力 方 向 的 選 擇 1)夾 緊 力 的 作 用 方向 應(yīng) 有 利 于 工 件 的 準(zhǔn)確 定 位 ， 而 不 能 破 壞定 位 。 措 施 ： 夾 緊 力 要垂 直 指 向 主 要 定 位 面 。 2)夾 緊 力 的 作 用 方 向 應(yīng) 盡 量 與 工 件 剛 度最 大 的 方 向 相 一 致 ， 以 減 小 工 件 變 形 。 3)夾 緊 力 的 作 用 方 向 應(yīng) 盡 可 能 與 切 削 力 、 工件 重 力 方 向 一 致 ， 以 減 小 所 須 的 夾 緊 力 。 2.夾 緊 力 作 用 點(diǎn) 的 選 擇 1)夾 緊 力 作 用 點(diǎn) 應(yīng)

28、正 對(duì) 支 承 元 件 或 位 于 支 承 元 件所 形 成 的 支 承 面 內(nèi) ， 以 保 證 工 件 已 獲 得 的 定 位 不 變 。 2)夾 緊 力 作 用 點(diǎn) 應(yīng) 處 在 工 件 剛 性 較 好 的 部 位 ， 以減 小 工 件 的 夾 緊 變 形 。 3)夾 緊 力 作 用 點(diǎn) 應(yīng) 盡 可 能 靠 近 被 加 工 表 面 ， 以 便 減小 切 削 力 對(duì) 工 件 造 成 的 翻 轉(zhuǎn) 力 矩 。 3.夾 緊 力 大 小 的 估 算 夾 緊 力 不 能 過(guò) 小 過(guò) 大 。 夾 緊 力 不 足 ， 會(huì) 使工 件 在 切 削 過(guò) 程 中 產(chǎn) 生 位 移 并 容 易 引 起 振 動(dòng) ；夾 緊

29、 力 過(guò) 大 又 會(huì) 造 成 工 件 或 夾 具 不 應(yīng) 有 的 變 形或 表 面 損 傷 。 夾 緊 力 的 大 小 可 根 據(jù) 作 用 在 工 件 上 的 各 種力 ： 切 削 力 、 工 件 重 力 的 大 小 和 相 互 位 置 方 向來(lái) 具 體 計(jì) 算 ， 確 定 保 持 工 件 平 衡 所 需 的 最 小 夾緊 力 ； 為 安 全 起 見(jiàn) 將 最 小 夾 緊 力 乘 以 安 全 系 數(shù) k，可 得 到 所 需 要 的 夾 緊 力 。 夾 具 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 其 夾 緊力 一 般 比 理 論 值 大 2 3倍 。 安 全 系 數(shù) k通 常 取 1.52.5。 精 加 工 和 連 續(xù)

30、切 削 時(shí) 取較 小 值 ； 粗 加 工 或 斷 續(xù) 切 削 時(shí) 取 較 大 值 。 當(dāng) 夾 緊 力 與 切削 力 方 向 相 反 時(shí) ， k值 可 取 2.5 3.0。 摩 擦 系 數(shù) 主 要 取 決 于 工 件 與 支 承 件 或 夾 緊 件 之 間的 接 觸 形 式 ， 具 體 數(shù) 值 可 查 有 關(guān) 手 冊(cè) 。 由 上 述 的 例 子 可 以 看 出 夾 緊 力 的 估 算 是 很 粗 略 的 。這 是 因 為 ： 切 削 力 大 小 只 考 慮 了 主 切 削 力 Fc； 摩 擦 系 數(shù) 的 取 值 是 近 似 的 。 因 此 在 需 要 準(zhǔn) 確 地 確 定夾 緊 力 大 小 時(shí) ，

31、 通 常 要 采 用 實(shí) 驗(yàn) 的 方 法 。 4.4各 類(lèi) 機(jī) 床 夾 具 舉 例4.4.1鉆 床 夾 具 鉆 床 夾 具 主 要 包 括 鉆 模 和 鉆 床 輔 助 工 具 。 鉆 床 夾具 一 般 只 指 鉆 模 。 鉆 模 在 鉆 床 上 借 鉆 模 套 筒 的 幫 助 而 得 到 鉆 頭 與工 件 之 間 的 相 互 需 要 位 置 的 夾 具 。 1.鉆 模 的 類(lèi) 型 根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 可 分 為 固 定 式 鉆 模 、 回 轉(zhuǎn) 式 鉆 模 、翻 轉(zhuǎn) 式 鉆 模 、 蓋 板 式 鉆 模 和 滑 柱 式 鉆 模 等 。 (1)固 定 式 鉆 模 相 對(duì) 于 工 件 位 置 保持

32、 不 變 的 鉆 模 。 這 類(lèi)鉆 模 多 用 于 立 式 鉆 床 、搖 臂 鉆 床 和 多 軸 鉆 床上 。 (2)回 轉(zhuǎn) 式 鉆 模 (轉(zhuǎn) 動(dòng) 夾 具 )分 臥 軸 式 和 立 軸 式 結(jié) 構(gòu) 。 (3)蓋 板 式 鉆 模 以 加 工 車(chē) 床 溜 板 箱 上 多 個(gè) 小 孔 所 用 的 蓋 板 式 鉆 模 為 例 。 特 點(diǎn) ： 沒(méi) 有 夾 具 體 (4)滑 柱 式 鉆 模 (5)翻 轉(zhuǎn) 式 鉆 模 沒(méi) 有 固 定 轉(zhuǎn) 軸 和 分 度 裝 置 的 回 轉(zhuǎn) 式 鉆 模 多 用 于 加 工 過(guò) 小 、 過(guò) 大 件 或 簡(jiǎn) 化 夾 具 ， 采 用 翻 轉(zhuǎn) 式鉆 模 。 缺 點(diǎn) ： 裝 卸 工 件

33、 費(fèi) 時(shí) ， 并 且 不 太 方 便 2、 鉆 模 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) (1)鉆 套 鉆 套 是 引 導(dǎo) 刀 具 的 元 件 ， 用 以 保 證 孔 的加 工 位 置 ， 并 防 止 加 工 過(guò) 程 中 刀 具 的 偏 斜 。 鉆 套 分 4種 類(lèi) 型 ： 固 定 鉆 套 、 可 換 鉆 套 、 快 換 鉆 套 和 特 殊 鉆 套 。 固 定 鉆 套 ： 固 定 鉆 套 直 接 壓 入 鉆 模 板 或 夾 具 體 的 孔 中 ， 位 置精 度 較 高 ， 但 磨 損 后 不 易 拆 卸 ， 故 多 用 于 中 、 小 批 量生 產(chǎn) 。 可 換 鉆 套 襯 套 則 壓 入 鉆 模 板 或 夾 具 體

34、 的 孔 中 ， 鉆 套 以 間 隙配 合 安 裝 在 襯 套 中 。 為 防 止 鉆 套 在 襯 套 中 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 加 一固 定 螺 釘 。 可 換 鉆 套 在 磨 損 后 可 以 更 換 ， 故 多 用 于 大批 量 生 產(chǎn) 。 快 換 鉆 套 具 有 快 速 更 換 的 持 點(diǎn) ， 更 換 時(shí) 不 需 擰 動(dòng) 螺 釘 。 快換 鉆 套 多 用 于 同 一 孔 需 經(jīng) 多 個(gè) 工 步 (如 鉆 、 擴(kuò) 、 鉸 等 )加工 的 情 況 。 上 述 3種 鉆 套 均 已 標(biāo) 準(zhǔn) 化 ， 其 規(guī) 格 可 查 閱 有關(guān) 手 冊(cè) 。 特 殊 鉆 套 用 于 不 宜 使 用 標(biāo) 準(zhǔn) 鉆 套 ， 根

35、據(jù) 特 殊 要 求 設(shè) 計(jì) 的專(zhuān) 用 鉆 套 。 鉆 套 尺 寸 及 公 差 ： d的 基 本 尺 寸 刀 具 最 大 極 限 尺 寸 公 差 ： 鉆 孔 、 擴(kuò) 孔 取 F7； 粗 鉸 時(shí) 取 G7； 精 鉸 時(shí) 取 G6。 若 鉆 套 引 導(dǎo) 的 是 刀 具 的 導(dǎo) 向 部 分 ： 常 取 配 合 為 H7 f7， H7 g6， H6 g5。 鉆 套 的 高 度 H， 常 取 H=(12.5)d。 對(duì) 于 精 度 要 求較 高 的 孔 、 直 徑 較 小 的 孔 和 刀 具 剛 性 較 差 時(shí) 應(yīng) 取 較 大值 。 鉆 套 與 工 件 之 間 應(yīng) 留 有 排 屑 間 隙 h， 取 h=(0

36、.31.2)d； 加 工 鑄 鐵 和 黃 銅 等 脆 性 材 料 時(shí) ， 可 取 較 小 值 ； 加 工 鋼 等 韌 性 材 料 時(shí) ， 應(yīng) 取 較 大 值 。 當(dāng) 孔 的 位 置 精 度 要 求 很 高 時(shí) ， 也 可 以 取 h=0。 (2)鉆 模 板 固 定 式 ： 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)單 ， 精 度 較 高 分 離 式 分 離 式 鉆 模 板 是 可 拆 卸 的 ， 工 件 每 裝 卸一 次 ， 鉆 模 板 也 要 裝 卸 一 次 。 它 是 為 了 裝 卸 工件 方 便 而 設(shè) 計(jì) 的 。 懸 掛 式 (3)夾 具 體 夾 具 體 一 般 沒(méi) 有 定 位 或 導(dǎo) 向 裝 置 ， 夾 具 體 底

37、 面 安放 在 鉆 床 工 作 臺(tái) 上 后 ， 用 鉆 套 直 接 找 正 并 用 壓 板 壓 緊 。 對(duì) 于 某 些 類(lèi) 型 的 鉆 模 ， 要 求 在 相 對(duì) 于 鉆 頭 送 進(jìn) 方向 設(shè) 置 支 腳 。 支 腳 可 以 直 接 在 夾 具 體 上 作 出 ， 也 可 以作 成 裝 配 式 。 支 腳 一 般 應(yīng) 有 4個(gè) ， 以 檢 查 夾 具 安 放 是否 歪 斜 。 支 腳 的 寬 度 (或 直 徑 )應(yīng) 大 于 機(jī) 床 工 作 臺(tái) T形 槽的 寬 度 。4.4.2 鏜 床 夾 具 具 有 刀 具 導(dǎo) 向 的 鏜 床 夾 具 又 稱(chēng) 為 鏜 模 ， 鏜 模 與 鉆模 有 很 多 相

38、似 之 處 。 1.鏜 模 的 種 類(lèi) 鏜 模 根 據(jù) 其 鏜 套 支 架 的 布 置 形 式 可 分 為 單 面 導(dǎo)向 和 雙 面 導(dǎo) 向 兩 類(lèi) 。 單 面 導(dǎo) 向 只 有 一 個(gè) 導(dǎo) 向 支 架 ， 布 置 在 刀 具 前 面 ，稱(chēng) 為 前 導(dǎo) 向 。 2.鏜 模 的 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn)(1)鏜 套 鏜 套 用 于 引 導(dǎo) 鏜 桿 。 可 分 為 固 定 式 鏜 套 和 回 轉(zhuǎn) 式 鏜 套 兩 類(lèi) 。 固 定 式 鏜 套 的 外 形 尺 寸 較 小 ， 且 位 置 精 度 較 高 。缺 點(diǎn) ： 易 于 磨 損 ， 多 用 于 速 度 較 低 的 場(chǎng) 合 . 回 轉(zhuǎn) 式 鏜 套 當(dāng) 鏜 桿 的

39、 線 速 度 大 于 20m/min時(shí) 采 用 (2) 鏜 模 支 架 與 夾 具 體 鏜 模 支 架 用 于 安 裝 鏜 套 ， 保 證 被 加 工 孔 系 的 位置 精 度 ， 并 有 承 受 切 削 力 的 作 用 。 鏜 模 支 架 要 求 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 ， 在 結(jié) 構(gòu)上 設(shè) 計(jì) 較 大 的 安 裝 基 面 和 加 強(qiáng) 筋 ； 鏜 模 支 架 上 不 允 許 安 裝 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 或 承 受 夾 緊力 ， 以 免 支 架 變 形 而 影 響 精 度 。 鏜 模 底 座 上 一 般 應(yīng) 設(shè) 有 耳 座 和 起 吊 孔 (或 起 吊螺 栓 )， 分 別 用 以 安

40、裝 和 起 吊 鏜 模 ； 在 鏜 模 底 座 的 側(cè) 面 ， 還 常 常 加 工 出 細(xì) 長(zhǎng) 的 找正 基 面 (參 考 圖 4-51中 的 G面 )， 用 以 找 正 夾 具 定 位 元 件和 導(dǎo) 向 元 件 的 位 置 以 及 找 正 夾 具 在 機(jī) 床 工 作 臺(tái) 上 安 裝時(shí) 的 位 置 。 4.4.3 銑 床 夾 具 1.銑 床 夾 具 的 類(lèi) 型 1)按 不 同 的 進(jìn) 給 方 式 ： 銑 床 夾 具 分 為 直 線 進(jìn) 給式 、 圓 周 進(jìn) 給 式 和 仿 形 進(jìn) 給 式 三 種 類(lèi) 型 。 直 線 進(jìn) 給式 銑 床 夾 具 用 得 最 多 。 2)根 據(jù) 夾 具 上 同 時(shí)

41、安 裝 工 件 的 數(shù) 量 ： 分 為 單 件銑 夾 具 和 多 件 銑 夾 具 。 銑 工 件 上 斜 面 的 單 件 銑 夾 具 (圖 4-55(a)。 工件 以 一 面 兩 孔 定 位 ， 為 保 證 夾 緊 力 作 用 方 向 指 向 主要 定 位 面 ， 兩 個(gè) 壓 板 的 前 端 作 成 球 面 。 此 外 ， 為 了確 定 對(duì) 刀 塊 的 位 置 ， 在 夾 具 上 設(shè) 置 了 工 藝 孔 O。 圓 周 式 進(jìn) 給 銑 床 夾 具 用 在 具 有 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 的 銑 床 上 ， 一 般均 采 用 連 續(xù) 進(jìn) 給 ， 有 較 高 的 生 產(chǎn) 率 。 這 種 加 工 方 法

42、使 機(jī) 動(dòng) 時(shí) 間與 輔 助 時(shí) 間 相 重 合 ， 從 而 提 高 了 機(jī) 床 利 用 率 。 2.銑 床 夾 具 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn)(1)夾 具 總 體 結(jié) 構(gòu) 銑 削 加 工 的 切 削 力 較 大 ， 又 是 斷 續(xù) 切 削 ， 加 工 中易 引 起 振 動(dòng) ， 因 此 要 求 ： 1)銑 床 夾 具 的 受 力 元 件 要 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 2)夾 緊 機(jī) 構(gòu) 所 提 供 的 夾 緊 力 應(yīng) 足 夠 大 ， 且 要 求 有較 好 的 自 鎖 性 能 3)為 了 提 高 夾 具 的 工 作 效 率 ， 應(yīng) 盡 可 能 采 用 機(jī) 動(dòng)夾 緊 機(jī) 構(gòu) 和 聯(lián) 動(dòng) 夾 緊 機(jī)

43、構(gòu) ， 并 在 可 能 的 情 況 下 ， 采用 多 件 夾 緊 和 多 件 加 工 。 (2)對(duì) 刀 裝 置 對(duì) 刀 裝 置 用 以 確 定 夾 具 相 對(duì) 于 刀 具 的 位 置 。 銑 床夾 具 的 對(duì) 刀 裝 置 主 要 由 對(duì) 刀 塊 和 塞 尺 構(gòu) 成 。 塞 尺 用 于檢 查 刀 具 與 對(duì) 刀 塊 之 間 的 間 隙 ， 以 避 免 刀 具 與 對(duì) 刀 塊直 接 接 觸 。 (3)夾 具 體 銑 床 夾 具 的 夾 具 體 要 承 受 較 大 的 切 削 力 ， 因 此 要有 1) 足 夠 的 強(qiáng) 度 、 剛 度 和 穩(wěn) 定 性 。 故 夾 具 體 上 要 適 當(dāng) 地 布 置

44、筋 板 ； 夾 具 體 的 安 裝 面 應(yīng) 足 夠 大 ； 作 成 周 邊 接 觸 的 形 式 。 2) 銑 床 夾 具 通 過(guò) 定 位 鍵 與 銑 床 工 作 臺(tái) T形 槽 的 配合 來(lái) 確 定 夾 具 在 機(jī) 床 上 的 方 位 。 4.4.4 車(chē) 床 夾 具1.車(chē) 床 夾 具 的 類(lèi) 型 根 據(jù) 工 件 的 定 位 基 準(zhǔn) 和 夾 具 本 身 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ，車(chē) 床 夾 具 可 分 為 以 下 4類(lèi) ： 1)以 工 件 外 圓 定 位 的 車(chē) 床 夾 具 ， 如 各 類(lèi) 夾 盤(pán) 和 夾 頭 。 2)以 工 件 內(nèi) 孔 定 位 的 車(chē) 床 夾 具 ， 如 各 種 心 軸 。 3)以

45、工 件 頂 尖 孔 定 位 的 車(chē) 床 夾 具 ， 如 頂 尖 、 撥 盤(pán) 等 。 4)用 于 加 工 非 回 轉(zhuǎn) 體 的 車(chē) 床 夾 具 ， 如 各 種 彎 板 式 、花 盤(pán) 式 車(chē) 床 夾 具 。 當(dāng) 工 件 定 位 表 面 為 單 一 圓 柱 表 面 或 與 被 加 工 面 相 垂 直的 平 面 時(shí) ， 可 采 用 各 種 通 用 車(chē) 床 夾 具 ， 如 三 爪 自 定 心 卡 盤(pán) 、四 爪 單 動(dòng) 卡 盤(pán) 、 頂 尖 、 花 盤(pán) 等 ； 當(dāng) 工 件 定 位 面 較 復(fù) 雜 或 有 其 它 特 殊 要 求 時(shí) (例 如 為 了 獲得 高 的 定 位 精 度 或 在 大 批 量 生 產(chǎn) 時(shí)

46、 要 求 有 較 高 的 生 產(chǎn) 率 )， 應(yīng)設(shè) 計(jì) 專(zhuān) 用 車(chē) 床 夾 具 。 2 車(chē) 床 夾 具 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn)(1)車(chē) 床 夾 具 總 體 結(jié) 構(gòu) 為 保 證 夾 具 工 作 平 穩(wěn) ， 夾 具 的 結(jié) 構(gòu) 應(yīng) 盡 量 緊 湊 ， 重 心 應(yīng)盡 量 靠 近 主 軸 端 ， 一 般 要 求 夾 具 懸 伸 不 大 于 夾 具 輪 廓 外 徑 。 對(duì) 于 彎 板 式 車(chē) 床 夾 具 和 偏 重 的 車(chē) 床 夾 具 ， 通 常 采 用 加平 衡 塊 (配 重 )的 方 法 進(jìn) 行 平 衡 。 (參 考 圖 4-59中 的 件 1) 為 保 證 工 作 安 全 ， 夾 具 上 所 有 元 件 或

47、 機(jī) 構(gòu) 不 應(yīng) 超 出 夾具 體 的 外 廓 必 要 時(shí) 應(yīng) 加 防 護(hù) 罩 (如 圖 4-59中 的 件 2)。 要 求 車(chē) 床 夾 具 的 夾 緊 機(jī) 構(gòu) 要 能 提 供 足 夠 的 夾 緊 力 ， 且有 較 好 的 自 鎖 性 ， 以 確 保 工 件 在 切 削 過(guò) 程 中 不 會(huì) 松 動(dòng) 。 (2)夾 具 與 機(jī) 床 主 軸 的 聯(lián) 接 車(chē) 床 夾 具 與 機(jī) 床 主 軸 的 聯(lián) 接 方 式 取 決 于 機(jī) 床 主 軸軸 端 的 結(jié) 構(gòu) 以 及 夾 具 的 體 積 和 精 度 要 求 。 車(chē) 床 夾 具 的 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) 同 樣 適 合 于 內(nèi) 圓 磨床 和 外 圓 磨 床 所 用 的 夾 具 。