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1、機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)第六章第六章車(chē)床夾具車(chē)床夾具安裝在車(chē)床主軸上的夾具：各各種種卡卡盤(pán)盤(pán)、頂頂尖尖、各各種種心心軸軸或或其其它它專(zhuān)專(zhuān)用用夾夾具具。加加工工時(shí)時(shí)夾夾具具隨隨機(jī)機(jī)床床主主軸軸一一起起旋轉(zhuǎn)，切削刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)，切削刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。三爪自定心卡盤(pán)和四爪單動(dòng)卡盤(pán)三爪自定心卡盤(pán)和四爪單動(dòng)卡盤(pán)撥動(dòng)頂尖撥動(dòng)頂尖心軸式心軸式圓盤(pán)式圓盤(pán)式角鐵式角鐵式花盤(pán)式花盤(pán)式安裝在滑板或床身上的夾具：用于某些形狀不規(guī)則用于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，刀具安裝在車(chē)床主軸上作旋轉(zhuǎn)和尺寸較大的工件，刀具安裝在車(chē)床主軸上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具作進(jìn)給

2、運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，夾具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)車(chē)床夾具車(chē)床夾具 車(chē)床夾具的基本類(lèi)型車(chē)床夾具的基本類(lèi)型車(chē)床夾具車(chē)床夾具車(chē)床夾具車(chē)床夾具車(chē)床夾具車(chē)床夾具車(chē)床夾具車(chē)床夾具車(chē)床夾具車(chē)床夾具用途：加工工件的內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面。用途：加工工件的內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面。特點(diǎn)：主要是用來(lái)保證被加工面（孔）的位特點(diǎn)：主要是用來(lái)保證被加工面（孔）的位置尺寸和精度。置尺寸和精度。適用于形狀復(fù)雜的大型工件適用于形狀復(fù)雜的大型工件需要平衡配重需要平衡配重通過(guò)過(guò)渡盤(pán)與主軸頭端連接通過(guò)過(guò)渡盤(pán)與主軸頭端連接車(chē)床夾具車(chē)床夾具6-1 角鐵式車(chē)床夾具角鐵式車(chē)床夾具6-2 卡盤(pán)式車(chē)床夾具卡盤(pán)式車(chē)床夾具 6-3 心軸式及夾頭式車(chē)床夾具心軸式及夾頭式車(chē)床夾具6-

3、4 高效車(chē)床夾具高效車(chē)床夾具6-5 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)示例車(chē)床夾具設(shè)計(jì)示例車(chē)床夾具車(chē)床夾具角鐵式車(chē)床夾具6-1 角鐵式車(chē)床夾具結(jié)構(gòu)特征：夾具結(jié)構(gòu)特征：夾具呈角鐵狀呈角鐵狀。用途：加工用途：加工殼體、支座等零件殼體、支座等零件的回轉(zhuǎn)面及端面。的回轉(zhuǎn)面及端面。要要點(diǎn)：點(diǎn)：通過(guò)夾具使加工面的軸線與機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)通過(guò)夾具使加工面的軸線與機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)中心重合。中心重合。精車(chē)：f40 孔及端面加工要求：孔位尺寸450.05mm平行度0.05mm孔距尺寸80.05mm角鐵式車(chē)床夾具角鐵式車(chē)床夾具定位：工件裝卸與夾緊：燕尾面B、C，f12孔。限位元件結(jié)構(gòu)：活動(dòng)支承板回轉(zhuǎn)式螺旋壓板平衡塊角鐵式車(chē)床夾具定位：半圓孔平衡：

4、去重 一、車(chē)床夾具設(shè)計(jì)要求一、車(chē)床夾具設(shè)計(jì)要求 1夾具在車(chē)床主軸上的安裝方式夾具在車(chē)床主軸上的安裝方式錐孔（錐柄、或頂尖）連接錐孔（錐柄、或頂尖）連接安裝誤差小，定心精度高；安裝誤差小，定心精度高；D140mm或或D（23）d角鐵式車(chē)床夾具通過(guò)過(guò)渡盤(pán)與主軸連接通過(guò)過(guò)渡盤(pán)與主軸連接過(guò)渡盤(pán)形式取決于主軸的前端結(jié)構(gòu)；過(guò)渡盤(pán)形式取決于主軸的前端結(jié)構(gòu)；過(guò)渡盤(pán)與夾具體之間用過(guò)渡盤(pán)與夾具體之間用“止口止口”定心。定心。夾具體定位孔與過(guò)渡盤(pán)突緣配合：H7/f7、H7/h6、H7/js6、H7/n6也可合二為一角鐵式車(chē)床夾具角鐵式車(chē)床夾具 2找正基面的設(shè)置找正基面的設(shè)置安裝時(shí)，應(yīng)保證夾具上的限位面與主軸軸線的位

5、置關(guān)系。限位面是與主軸同軸線的回轉(zhuǎn)面限位面是與主軸同軸線的回轉(zhuǎn)面直接用限位表面找正它與主軸的同軸度直接用限位表面找正它與主軸的同軸度限位表面偏離回轉(zhuǎn)中心，設(shè)找正孔（外圓）限位表面偏離回轉(zhuǎn)中心，設(shè)找正孔（外圓）找正基面既是夾具安裝時(shí)裝配基準(zhǔn)，也是夾具設(shè)計(jì)和制造基準(zhǔn)。找正要求 3定位元件的設(shè)置定位元件的設(shè)置基本要求：使工件加工面軸線與主軸軸線重合回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ(chēng)零件回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ(chēng)零件 心軸或定心夾緊式機(jī)構(gòu)。三線重合。心軸或定心夾緊式機(jī)構(gòu)。三線重合。殼體、支架等形狀復(fù)雜的工件。殼體、支架等形狀復(fù)雜的工件。各各定定位位元元件件的的限限位位表表面面與與機(jī)機(jī)床床主主軸軸旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中中心心具具有正確的尺寸和位置關(guān)系

6、。有正確的尺寸和位置關(guān)系。角鐵式車(chē)床夾具角鐵式車(chē)床夾具角鐵式車(chē)床夾具 4夾緊裝置的設(shè)置夾緊裝置的設(shè)置確保安全可靠，夾緊力能克服切削力和離心力的作用。高速切削時(shí)，應(yīng)作夾緊力驗(yàn)算。高速切削時(shí)，應(yīng)作夾緊力驗(yàn)算。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)要求加彈性墊圈或使用鎖緊螺母。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)要求加彈性墊圈或使用鎖緊螺母。5夾具的平衡夾具的平衡作用結(jié)構(gòu)計(jì)算角鐵式車(chē)床夾具 5結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)要求結(jié)構(gòu)緊湊，懸伸長(zhǎng)都要短。結(jié)構(gòu)緊湊，懸伸長(zhǎng)都要短。D300mm，L/D0.6夾具體應(yīng)是圓形，不應(yīng)有伸出夾具體輪廓的元件。夾具體應(yīng)是圓形，不應(yīng)有伸出夾具體輪廓的元件。便于工件的安裝和測(cè)量，順利排屑便于工件的安裝和測(cè)量，順利排屑角鐵式車(chē)床夾具 二、車(chē)

7、床夾具的加工誤差二、車(chē)床夾具的加工誤差S S D D：D DD；D DA；D DJ；D DG 計(jì)算開(kāi)合螺母加工尺寸450.05mm的加工誤差 1定位誤差定位誤差D DDD=0基準(zhǔn)重合，定位元件為平面接觸角鐵式車(chē)床夾具 2夾具誤差?yuàn)A具誤差D DJ定位元件與安裝基面尺寸公差。3安裝誤差安裝誤差D DA過(guò)渡盤(pán)與主軸配合；過(guò)渡盤(pán)與夾具體配合；角鐵式車(chē)床夾具D DA=X1max+X2maxf92H7（f92 ）f92js6（f92 0.011）f160H7（f160 ）f160js6（f160 0.0125）X1max=0.035+0.011=0.046X2max=0.040+0.0125=0.0525

8、mm 4加工方法誤差加工方法誤差D DG按加工尺寸公差的1/3取值G=0.1/3=0.033mm角鐵式車(chē)床夾具Jc=0.1-0.088=0.012mm角鐵式車(chē)床夾具6-2 卡盤(pán)式車(chē)床夾具用途：加工用途：加工以外圓（內(nèi)孔）定位以外圓（內(nèi)孔）定位的回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體表體表面。面。結(jié)構(gòu)特征：結(jié)構(gòu)特征：卡爪夾緊，多采用定心夾緊機(jī)構(gòu)卡爪夾緊，多采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。要要點(diǎn)：點(diǎn)：通過(guò)夾具使加工面的軸線與機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)通過(guò)夾具使加工面的軸線與機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)中心重合。中心重合?？ūP(pán)式車(chē)床夾具精車(chē)：f20 H9孔加工要求：同軸度f(wàn)0.05mm卡盤(pán)式車(chē)床夾具卡盤(pán)式車(chē)床夾具有定心和夾緊雙重功能的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)始終重

9、合，D DY=0等速移動(dòng)定心夾緊機(jī)構(gòu)等速移動(dòng)定心夾緊機(jī)構(gòu)斜楔斜楔滑塊式定心夾緊機(jī)構(gòu)滑塊式定心夾緊機(jī)構(gòu) 主要用于以未加工或粗加工過(guò)的直徑較大的孔定位時(shí)的定心夾緊。螺桿壓塊式定心夾緊機(jī)構(gòu)螺桿壓塊式定心夾緊機(jī)構(gòu) 比標(biāo)準(zhǔn)卡盤(pán)的裝夾更迅速、精度更高。均勻變形定心夾緊機(jī)構(gòu)均勻變形定心夾緊機(jī)構(gòu) 見(jiàn)后見(jiàn)后6-2定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)定位夾緊機(jī)構(gòu)分開(kāi)的結(jié)構(gòu)氣動(dòng)杠桿卡盤(pán)氣動(dòng)杠桿卡盤(pán) 單爪或多爪結(jié)構(gòu)，單爪是不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。鉸鏈?zhǔn)娇ūP(pán)鉸鏈?zhǔn)娇ūP(pán)氣動(dòng)卡盤(pán)氣動(dòng)卡盤(pán) 定位：f100外圓及端面卡盤(pán)式車(chē)床夾具卡盤(pán)、回轉(zhuǎn)氣缸、導(dǎo)氣接頭卡盤(pán)式車(chē)床夾具導(dǎo)氣接頭的殼體內(nèi)孔與心軸之間的間隙：0.0070.015mm

10、氣動(dòng)或液壓傳動(dòng)裝置：提高工效，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制?？ūP(pán)式車(chē)床夾具卡盤(pán)式車(chē)床夾具6-3 心軸式及夾頭式車(chē)床夾具心軸式：主要限位元件為軸，用于以孔定位的回轉(zhuǎn)體零件的加工。夾頭式：主要限位元件為孔，用于以外圓定位的回轉(zhuǎn)體零件的加工。一、彈簧心軸與彈簧夾頭一、彈簧心軸與彈簧夾頭心軸式車(chē)床夾具利用彈性筒夾的彈性變形將工件夾緊?？蓪?shí)現(xiàn)定心夾緊，定心精度一般可達(dá)0.020.05mm彈簧夾頭彈性筒夾見(jiàn)夾具手冊(cè)心軸式車(chē)床夾具 二、波紋套彈性心軸二、波紋套彈性心軸工作原理工作原理：波紋套受軸向壓縮后，會(huì)均勻地徑向擴(kuò)波紋套受軸向壓縮后，會(huì)均勻地徑向擴(kuò)大，從而將工件夾緊。大，從而將工件

11、夾緊。特點(diǎn)特點(diǎn)：定心精度高，可穩(wěn)定在定心精度高，可穩(wěn)定在0.0050.01mm之間之間。使用使用：定位孔徑大于定位孔徑大于20mm20mm，公差等級(jí)不低于，公差等級(jí)不低于IT8IT8的工的工件；但制造困難，使用受限。件；但制造困難，使用受限。心軸式車(chē)床夾具 三、碟形彈簧片心軸三、碟形彈簧片心軸特點(diǎn)特點(diǎn)：定心精度在定心精度在0.01mm之內(nèi)之內(nèi)。工作原理工作原理：碟形簧片有內(nèi)外交錯(cuò)的徑向槽，：碟形簧片有內(nèi)外交錯(cuò)的徑向槽，疊加起疊加起來(lái)后，受軸向壓縮，會(huì)均勻地徑向擴(kuò)大，從而實(shí)現(xiàn)來(lái)后，受軸向壓縮，會(huì)均勻地徑向擴(kuò)大，從而實(shí)現(xiàn)定心并夾緊。定心并夾緊。心軸式車(chē)床夾具也可做成碟形彈簧片夾頭。四、液性介質(zhì)彈性

12、心軸及夾頭四、液性介質(zhì)彈性心軸及夾頭心軸式車(chē)床夾具工作原理工作原理：液性介質(zhì)均勻傳壓，使薄壁套產(chǎn)生變形。液性介質(zhì)均勻傳壓，使薄壁套產(chǎn)生變形。特點(diǎn)：定心精度一般為特點(diǎn)：定心精度一般為0.01mm，可達(dá)，可達(dá)0.005mm。但變形量小，但變形量小，對(duì)定位面要對(duì)定位面要求較高。求較高。6-4 高效車(chē)床夾具 一、端面驅(qū)動(dòng)夾具一、端面驅(qū)動(dòng)夾具原理：利用撥爪嵌入工件的端面驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。原理：利用撥爪嵌入工件的端面驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。特點(diǎn)：縮短裝夾時(shí)間，避免重復(fù)裝夾，保證相互位特點(diǎn)：縮短裝夾時(shí)間，避免重復(fù)裝夾，保證相互位置精度。置精度。用途：數(shù)控車(chē)床加工軸類(lèi)件。用途：數(shù)控車(chē)床加工軸類(lèi)件。高效車(chē)床夾具 二、離心式自

13、動(dòng)夾頭二、離心式自動(dòng)夾頭原理：利用離心力。原理：利用離心力。特點(diǎn)：可大大減輕工人的裝夾勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省裝特點(diǎn)：可大大減輕工人的裝夾勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省裝夾時(shí)間。但夾具較大，且工作轉(zhuǎn)速不能過(guò)低。夾時(shí)間。但夾具較大，且工作轉(zhuǎn)速不能過(guò)低。高效車(chē)床夾具 三、不停車(chē)夾具三、不停車(chē)夾具特點(diǎn)：節(jié)省裝夾時(shí)間。特點(diǎn)：節(jié)省裝夾時(shí)間。但夾緊行程較小，適但夾緊行程較小，適用于光料。用于光料。高效車(chē)床夾具車(chē)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例6-5 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例 一、工件加工分析一、工件加工分析三個(gè)階梯孔距為250.1mm。三孔軸線與底面的垂直度和三孔軸線與底面的垂直度和階梯孔與階梯孔與4個(gè)小孔位置的對(duì)稱(chēng)個(gè)小孔位置的對(duì)稱(chēng)要求（未注公差）要求（未

14、注公差）考慮設(shè)計(jì)成花盤(pán)式分度車(chē)床夾具 2工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)2-f8H7孔、底面 1工件加工要求工件加工要求 二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1定位裝置定位裝置定位元件采用“一面雙銷(xiāo)”1)兩定位孔中心距兩定位孔中心距L 及兩定位銷(xiāo)中心距及兩定位銷(xiāo)中心距l(xiāng)車(chē)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例取L=99.360.07mm車(chē)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例取l0=99.360.02mm 2）確定圓柱銷(xiāo)直徑）確定圓柱銷(xiāo)直徑d1取d1=f8g6=f8 mm 3）確定菱形銷(xiāo)尺寸）確定菱形銷(xiāo)尺寸查表得菱形銷(xiāo)尺寸b=3mm菱形銷(xiāo)直徑計(jì)算：車(chē)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例d2max=D2min X2min=8-0.07=7.93mm菱形銷(xiāo)的公差等級(jí)：菱形銷(xiāo)的公差等級(jí)：取IT

15、6IT7查表：IT6=0.009mmd2min=d2max IT=7.93-0.009=7.921mmd2=f8 mm 2夾緊裝置夾緊裝置兩副螺旋移動(dòng)壓板 3分度裝置分度裝置直線分度裝置分度滑塊車(chē)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例T形螺釘，螺母鎖緊手拉式圓柱對(duì)定銷(xiāo) 4夾具的安裝結(jié)構(gòu)夾具的安裝結(jié)構(gòu)本工序的機(jī)床：CA6140 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例過(guò)渡盤(pán)與主軸端部采用“短錐面和端面”定位。過(guò)渡盤(pán)凸緣與夾具體止口配合為：H7/h6花盤(pán)外圓設(shè)置找正圓。4夾具的尺寸標(biāo)注夾具的尺寸標(biāo)注最大輪廓尺寸最大輪廓尺寸SL影響定位精度的尺影響定位精度的尺寸寸SD和公差和公差影響夾具精度的尺寸影響夾具精度的尺寸SJ和公差和公差影響夾具在機(jī)影響

16、夾具在機(jī)床上安裝精度的床上安裝精度的尺寸尺寸SA和公差和公差其他重要尺其他重要尺寸和公差寸和公差 三、三、加工精度分析加工精度分析主要的加工要求：孔距尺寸250.1mmS S D D：D DD；D DA；D DJ；D DG 由于孔距尺寸由分度保證定位，所以?shī)A具的由于孔距尺寸由分度保證定位，所以?shī)A具的定位誤差、安裝誤差不影響該尺寸。定位誤差、安裝誤差不影響該尺寸。D=0，DA=0只計(jì)算分度誤差和加工方法誤差分度誤差DFd：為對(duì)定套的孔位公差。d=0.02X1：為對(duì)定銷(xiāo)與分度套的間隙。（f10H7/g6）X1=0.015+0.014=0.029mmX2：為對(duì)定銷(xiāo)與導(dǎo)向套的間隙。（f14H7/g6）X2=0.018+0.017=0.035mmmm加工方法誤差DGDG=dk/3=0.2/3=0.066mmJc=0.2-0.12=0.08mm能保證加工精度，并有一定的精度儲(chǔ)備。定位：V形塊、支承板（軸向）夾緊：斜楔杠桿壓塊，彈簧松開(kāi)。定位：半圓套、插銷(xiāo)（、，可取下）夾緊：鉸鏈壓板結(jié)構(gòu)。