第二章机床夹具设计(第二部分).

螺旋相当于斜楔绕在圆柱体上形成，所以夹紧工件仍是楔紧作用。⑴夹紧力计算受力分析见下图，MQ—原始力矩；M1—螺母阻止螺钉转动的力矩；M2—工件阻止螺钉转动的力矩；三个作用下处于平衡。MQ－M1－M2＝0↓FW=FQL/［d2/2tg(α+)+r′tg］FW——夹紧力(N)；FQ——原始作用力(N)L——作用力臂(mm)；d2——螺纹中径(mm)；——螺纹升角(°)；——螺纹处摩擦角(°)——螺钉端部摩擦角(°)——螺钉端部当量摩擦半径(mm)1212r单个螺旋夹紧机构a)结构简单，但易压伤工件表面，且易带动工件旋转；b)带有摆动压块，克服了上述不足左图是常用的几种摆动压块，光面用a)，毛面用b)右图是实物照片1）结构简单，多数用在手动夹紧的夹具中;2）具有良好的自锁性，夹紧可靠；3）具有较大的增力比，约为80，远比斜楔夹紧力大；4）夹紧行程不受限制；5）但夹紧行程大时，操作时间长。夹紧动作较慢，效率低。所以通常使用一些快撤装置。螺旋夹紧特点常用的几种快撤装置：实物照片1实物照片2（三）偏心夹紧机构常见的偏心轮—压板夹紧机构1）圆偏心夹紧原理及其几何特性偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧，可将偏心轮视为一种楔角变化的斜率，如图各点升角不等，M、N处升角为为0，P处升角最大。2）圆偏心夹紧的自锁条件P点夹紧时能自锁，则可保证其余各点均可自锁自锁条件αp≤Φ1＋Φ2tanαp=2e/D≈αp为安全起见取Φ1=02e/D≤Φ2≈μ2,取μ2=0.1~0.15,D/e≥14～20自锁,D/e叫偏心轮的偏心特性，表示偏心轮的工作可靠性M=Pl=Q1ρ或Q1＝Pl/ρ因为αp很小，Q1≈Q1cosαp=FQ根据斜楔夹紧原理，得P点产生的夹紧力为Q＝FJ＝Pl/〔ρ(tanΦ1+tan（αp＋Φ2））〕一般取l=(2～2.5)Dρ≈D/2扩力比约为12～133）圆偏心夹紧的夹紧力偏心夹紧的优点：结构简单、操作方便、动作迅速。缺点：圆偏心轮夹紧力小，行程小，自锁性能较差，用于切削力小，无振动，工件尺寸公差不大的场合。（四）其它夹紧机构1）螺旋压板夹紧机构图a)减力增大行程图b)改变力向图c)增力减小行程⑴定心夹紧机构：定位和夹紧同时实现的夹紧机构。采用定心夹紧机构可减少△dw。⑵工作原理：利用“定位—夹紧”元件的等速移动或均匀弹性变形来实现定心或对中。⑶特点：①“定位—夹紧”元件合二为一；②始终有：△jb=0③主要用在要求定心和对中的场合（五）定心夹紧机构(1)螺旋定心夹紧机构螺旋定心夹紧机构1、2——V型块3——螺杆4、5、6——螺钉7——叉型件8、9、10——螺钉实物照片机动楔式夹爪自动定心机构1夹爪；2本体；3弹簧卡圈；4拉杆；5工件(2)楔式定心夹紧机构杠杆作用的定心卡盘1拉杆；2滑套；3钩形杠杆；4轴销；5夹爪(3)杠杆式定心夹紧机构弹性夹头和弹性心轴1夹具体；2弹性筒夹；3锥套；4螺母；5心轴(4)弹簧筒夹式定心夹紧机构波纹套定心心轴1螺母；2波纹套；3垫圈；4工件；5支承圈(5)波纹套定心夹紧机构液性塑料定心夹紧机构1夹具体；2簿壁套筒；3液性塑料；4滑柱；5螺钉；6限位螺钉(6)液性塑料定心夹紧机构（六）联动夹紧机构联动夹紧机构1——压板2——螺母3——工件连续式；平行式四、夹紧机构的动力装置气动液压电磁真空等气—液压组合夹紧第四节各类机床夹具一、钻床夹具（钻床夹具通常称钻模）主要由定位元件、夹紧装置、钻模板、钻套、夹具体组成。（一）钻模的类型根据结构特点分为固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模和滑柱式钻模等。台钻立式钻床摇臂钻床⑴固定式钻模（2）翻转式钻模(3)回转式钻模（4）盖板式钻模(5)滑柱式钻模(二)钻模设计要点1.钻套作用：a)确定定尺寸刀具的轴线位置，并导引刀具；b)保证孔系中各孔之间的位置精度。特殊钻套实物照片钻套导孔尺寸和公差带的选择a)钻套导引刀具非刃部时：见下图所示，取H7/g6、H6/g5、H7/f7带导柱铰刀1－切削部分2－钻套3－导柱b)钻套导引刀具刃部时工序导孔基本尺寸导孔偏差钻、扩刀具刃部基本直径上偏差=刀具刃部上偏差+F7上偏差下偏差=刀具刃部上偏差+F7下偏差粗铰上偏差=刀具刃部上偏差+G7上偏差下偏差=刀具刃部上偏差+G7下偏差精铰上偏差=刀具刃部上偏差+G6上偏差下偏差=刀具刃部上偏差+G6下偏差H=(1～2.5)dh=(0.3～1.2)d①固定式钻模板2.钻模板：安装钻套的板实物照片②铰链式钻模板③可卸式钻模板④悬挂式钻模板（常用于滑柱式钻模）3.夹具体钻模用支脚二、镗床夹具镗床夹具又称镗模，是一种精密夹具，主要用于加工箱体类零件上的孔或孔系。TPX6111B卧式镗床镗模组成：⑴定位元件；⑵夹紧装置；⑶镗套：用于引导镗杆；⑷镗模支架；⑸镗模底座镗模根据其镗模支架的布置形式分：单面导向和双面导向。双面导向镗模支架普通卧式铣床立式铣床三、铣床夹具1、铣床夹具的主要类型（1）多件装夹的铣床夹具多件装夹的铣床夹具1－工件2－定位V型块3－侧向夹紧螺钉（2）多工步装夹的铣床夹具（3）双工位回转铣削的铣床夹具（4）料仓式铣床夹具圆周进给式铣床夹具工作原理1－转台2－夹具3－粗铣刀4－精铣刀（5）圆周进给式铣床夹具（6）靠模铣床夹具2.对刀装置3.连接元件四、车床夹具车床夹具一般都安装在车床主轴端部，加工时夹具随机床主轴一起旋转，装在刀架上的切削刀具作进给运动。CA6140普通卧式车床1、心轴类车床夹具⑴静配合圆柱心轴静配合心轴1导向部分；2定位部分；3传动部分(2)动配合圆柱心轴工件以内孔在心轴上动配合H7/g6定位，通过开口垫圈、螺母夹紧。(3)可涨心轴一般心轴是以两顶尖孔装在车床前后两顶尖上，用拨叉或鸡心夹头传递动力。2、卡盘类车床夹具喷油嘴壳体尾部和法兰端面的车床夹具1-拉杆；2-弹簧；3-套筒；4-斜块；5-压板；6-支承板；7-圆柱销；8-菱形销3、花盘类车床夹具花盘角铁式车床夹具1-削边定位销；2-圆柱定位销；3-轴向定程基面；4-夹具体；5-压板；6-工件；7-导向套；8-平衡配重设计卡、花盘类车床夹具应注意事项：结构要紧凑，轮廓尺寸要小，夹具重心尽可能靠近回转轴线，以减少离心力和回转力矩；应设有平衡重，并能调节；避免尖角、突出部分，要加防护罩；夹紧装置应安全可靠。第五节成组夹具、组合夹具与随行夹具1成组夹具成组夹具只是针对成组工艺的组内零件有级调节2、组合夹具孔系组合夹具实物照片组合夹具元件第一类：基础件—主要用做夹具体基础件—主要用做夹具体支承件—主要用做不同高度的支承和各种定位支承平面第二类：定位件—主要用做工件定位和组合夹具元件连接定位第三类：导向件—主要用做钻套、钻模板。第四类：第五类：压紧件—主要用做夹紧工件第六类：紧固件—主要用做连接紧固及被加工件紧固第七类：其它件—主要起辅助作用合件—不可拆卸，有定位合件、导向合件、分度合件、支承合件、夹紧合件等第八类：组合夹具的组装熟悉资料拟定方案试装修正紧固连接检验3、自动线夹具自动线夹具根据自动线的配置形式，主要有固定夹具和随行夹具两大类：固定夹具用于工件直接输送的生产线，夹具是安装在每台机床上的；随行夹具是用于组合机床自动线上的一种移动式夹具，工件安装在随行夹具上，随行夹具除了完成对工件的定位、夹紧外，还带着工件随自动线移动到每台机床加工台面上，再由机床上的夹具对其整体定位和夹紧，工件在随行夹具上的定位和夹紧与在一般夹具上的定位和夹紧一样。随行夹具自动线夹具四、通用可调夹具１、组成与工作原理组成：由通用部件和可调、换部件组成。设计时先设计好通用部件，再考虑设计可调、换部件；工作原理：通过对可调、换部件的调整或更换，可适应不同零件的加工。调整的方法通常有：连续调节、分段调节、更换调节、综合调节四种。2、通用可调夹具与成组夹具的设计原理右图为钻圆盘类零件圆周上等分孔的通用可调钻模1可移动钻模板2快换钻套3齿条4齿轮5移动操纵手柄6分度操纵手柄7升降操纵手柄2、数控机床夹具的设计特点数控机床夹具常采用网格状的固定基础板网格状基础板预先调整好相对数控机床的坐标位置。利用基础板上的定位孔可装各种夹具，是通用可调夹具和组合夹具的结合与发展数控机床夹具简图第六节机床夹具设计步骤与方法一、专用夹具设计的基本要求（1）保证加工精度；（2）夹具结构方案应与生产纲领相适应；（3）操作方便、安全、省力；（4）便于排屑；（5）有良好的结构工艺性。二、设计的一般步骤（1）研究原始资料，明确设计目的；（2）拟定夹具机构方案，绘制夹具结构草图；（3）绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求；（4）绘制零件图。本章结束（2）多工位装夹的铣床夹具