单元三夹具组成和定位元件

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1、内 容 提 要 为保证工件某工序的加工要求，必须 使工件在机床上相对 刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置 ， 必须 通过一定 的装置把工件固定保持在准确定位的位置上 。 内容主要包括 ： (1)基本定位元件对工件的定位； (2) 定位误差的分析与计算； (3)夹紧力及夹紧装置设计的一般原则； (4)常用的夹紧机构 ; (5)机床夹具的基本要求和设计步骤 第三节 机床夹具设计 机 床 夹 具 概 述 3.1 机床夹具概述 3.1.1 机床夹具的分类 机床夹具按通用化程度可分为两大类。 第一类 通用夹具 只需调整或更换少量零件就可用于装夹不同的工件 。如 三 爪、四爪卡盘、顶尖、平口钳 等。

2、通用夹具的 结构复杂 ，适用用于大批量生产，也适用于 单 件小批生产 。 机 床 夹 具 的 分 类 及 作 用 第二类 专用夹具 专用夹具 是专门为某工件的某工序设计和制造的专用夹具 , 其结构简单、紧凑、操作迅速方便 ， 专用夹具适用于产品固定 的成批或大量生产中 。 3.1.2 夹具的作用和组成 夹具组成 .wmv 下面以 钻床夹具 和 铣床夹具 为例进行分析。 3.1.2.1 夹具的作用 (1)可以缩短辅助时间，提高劳动生产率 (2)易于保证加工精度的稳定 (3)可扩大机床的使用范围 (4)可以减轻劳动强度，保证安全生产 L 1 工件 图6 .1 钻床夹具 2 3 1 4 5 6 7

3、1 - 快换钻套； 2 -导 向套； 3- 钻模板； 4 - 开口垫圈； 5 - 螺母； 6 - 定位销； 7 - 夹具体 夹 具 的 组 成 机 床 夹 具 的 组 成 夹 具 的 组 成 3.1.2.2 夹具的组成 (1)定位元件： 与工件的 定位基准 相 接触 ，确定工件在夹 具中的正确位置。 (2)夹紧装置： 切削时使工件在夹具中保持既定位置。 (3)对刀元件 ： 用于确定夹具与刀具的相对位置。 (4)夹具体： 联接夹具各元件及装置 (5)其它元件及装置： 有些夹具根据工件的加工要求，要有 分度机构，铣床夹具还要有定位键等。 任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是 保证工件加工精度

4、的关键，目的是使工件“定准、夹 牢”。 机 床 夹 具 的 组 成 六 点 定 位 原 理 3.2 定位元件 讨论： 定位元件的结构和尺寸主要取决于什么？ 定位元件在夹具中的布置，既要符合 六点定位原理 ，又 要能保证工件 定位的稳定性 。 4.2.1 定位元件的主要技术要求和常用材料 要求： 定位精度、粗糙度值、耐磨性、硬度和刚度。 常用材料： 低碳钢 如 20钢或 20Cr钢，工件表面经渗碳淬火，硬 度 HRC55 65。 高碳钢 如 T7、 T8、 T10等，淬硬至 HRC55 65。 此外也有用 中碳钢 如 45钢，淬硬至 HRC43 48。 定 位 元 件 3.2.2固定式定位元件

5、支承钉 用于小平面未加工或已加工表面的定 位。 如 图 (a)平顶支承钉 ，适用于 己加工表面 的定位； (b) 圆顶支承钉 ，适用于 毛坯面 定位，以减小装夹误 差，但支撑钉容易磨损和压伤工件基准面； (c) 花纹顶面支承钉 ，用于工件的 侧面 定位，增大摩 擦系数，但清除切屑不方便； (d) 带衬套支承钉 ，批量大、磨损快时使用，便于拆 卸。 定 位 元 件 h d H h 图6-8 (a) (b) (c) (d) 支承钉尾部与基体孔的配合： 过盈配合： H7/r6 或 H7/n6 加中间套 (可换 )：套与夹具体上孔为过盈配合，套 与支承钉尾部可选过渡配合 H7/js6 支承钉布置原则

6、： 三点：组成的平面面积尽可能大 二点：距离尽可能长 一点：应与切削力方向对应 定 位 元 件 支承板 一般用作精 基准面较大 时的定位元件 。 如图 。 (a) 平板式支承板 ，结构简单、紧凑，但不易清除落入 沉头螺 钉孔 内的碎屑； (b) 台阶式支承板 ，装夹螺钉的平面低于支承面 3 5mm，克 服了不易清屑的缺点，但结构不紧凑； (c) 斜糟式支承板 ，在支承面上开两个斜糟为固定螺钉用，使 清屑容易又结构紧凑。 不论采用支承钉或支承板作为定位元件，装人夹具体后， 为使各支承面在一个水平面内，应再 修磨 一次 。 ( a ) ( b ) ( c ) 图6.9 支撑板 定 位 元 件 应用

7、场合： 用于难以用支承钉布置成合适的、稳定的 定位中。 工件刚度不足 ，定位面又小 ,并且切削力不能恰好作 用在支承上。图 (a) 薄板上钻孔 ，支随钉使工件变形。图 (b) (a) (b) 不宜用三个钉支承定位的情况 承受较大力 的场合，保护 精加工表面。 方便安装 ： 如侧面支承板 取代两支承钉， 可避免长死。 定 位 元 件 定位销 既用平面又用与平面相垂直的圆柱孔 定位的工件 。 图示 是几种常用的圆柱型定位销。 图 (a)、 (c) 固定式定位销 ，结构简单，采用 H7/r6与 夹具体直接配合； 图 (b)、 (d) 带村套的可换式定位销 ，用于大批量生产 ; 图 (e) 可换的支承

8、垫圈销 ，用于凸肩端面易磨损的场 合，可以在销子未装入之前，将垫圈支承面与其它 支承面磨成同一平面。 ( b ) ( a ) ( c ) ( d ) ( e ) 图6.10 几种常用圆柱型定位销 定 位 元 件 定 位 元 件 在加工套筒类工件时，也常用锥形定位销， 如图 所 示， (a)用于粗基准， (b)用于精基准。 在加工箱体工件时，往往采用 一平面及与该平 面垂直的两孔为定位基准 。定位元件则为 一平面、 一短圆柱销及一短的削角销 ， 如图所 示 。削角销的 截面形状， 见图所示 。 v6缸体夹具 .flv视频播放 ( a ) ( b ) 图6.11 锥形定位销 定 位 元 件 z x

9、 图6.12 削角销的应用 定 位 元 件 图6.13 削角 销的截面形状 b d B b ( a ) ( b ) 定 位 元 件 定位心轴 用于以内孔表面为定位基准的工件， 如套筒、盘类等 。 心轴的结构 如图所示 ，其中 (a)是圆柱心轴 ， (b)是花键心轴 ，与孔的配合常 采用 H7/h8或 H7/g6； (c)为锥心轴 ，其锥度一般为 1/1500 1/2000，用 于磨削或精车。 v形块 用于以外圆表面为定位基准的工件 。 如图所示 v形块用销子及螺钉紧固在夹具体上， 工件外圆中心对中于两斜面的对称轴线上。基准 面较大时可选用 图示 的结构，其中 (b)用于粗基准； (a) (c)

10、用于精基准。 图6.14 定 位心轴 1 2 3 4 1- 传动部分； 2- 定位部分；3-开 口垫圈；4-螺母 1:15 00 1:20 00 0. 8 ( a ) ( b ) ( b ) 定 位 元 件 D c c h H 图6.15 V形块典型结构 25 ( a ) ( b ) ( c ) 图6.16 长V形块定位元件 定 位 元 件 定 位 元 件 3.2.3 可调式定位元件 主要用于粗基准定位 。 如图所 示 。 3.2.4 辅助式支承元件 为了增加工件的刚性和稳定性，但又要避免过定位，此时 经常采用辅助支承 ，如 图所 示 (a)、 (b)为旋出式辅助支承， (a)结构简单，但会损

11、伤工件 定位面，带动工件转动而破坏定位； (b) 支承只做上下运动， 避免了上述缺点。 (c)是弹力式辅助支承，靠弹簧的弹力使支承与工件表面 接触，并可锁紧； (d)是推力式辅助支承，推动楔块顶起支承，通过涨紧进 行锁紧。 一般辅助支承是在工件定位后才参与工作，故不起定位作用。 1 2 2 1 1 2 图 6 . 17 可调 式定位元件 1 - 支撑钉； 2 -螺母 ； 定 位 元 件 5 5 5 ( a ) ( b ) ( c ) 1 定 位 元 件 辅助支承的作用 0+TA A3 1 2 绪 论 定 位 元 件 3.2.5 浮动式定位支承 采用浮动式支承可以 增加与工件的接触点，提 高刚度，又可避免过定位 。 随工件定位基准面位置的变化而自动与之相适 应， 如图所示 。 (a)是两点浮动式支承； (b)、 (c)是三点浮动支承； (d)是杠杆式浮动支承； (e)是斜面式浮动支承。 上述各种浮动支承，只限制工件一个方向自由 度，起一个支承点的作用。 ( a ) ( b ) ( c ) ( e )( d ) 图 6 . 19 浮动 式定位支撑 绪 论 定 位 元 件 定位元件所限制的自由度数，与定位元 件的形式、数量及其布置情况有关。 表所 示 列举了各种定位元件所能限制的自由度 数。