3夹具(其他装置设计3-3)

机械制造装备设计主讲人：李爱芝3.3.1孔加工用的导向装置3.3.2对刀装置3.3.3分度装置3.3.4对定装置——夹具在机床上的定位3.3机床夹具的其它装置设计3.3.1孔加工用的导向装置（一）钻套：钻套是钻模上特有的元件。1．作用：①导向——引导刀具；提高刀具的刚度。②对刀——确定刀具的正确位置。2．分类：（1）标准钻套：列入国家标准的钻套。其结构参数、材料、热处理等可查阅《夹具零部件标准》或《夹具手册》。•①固定钻套（GB/T2262—91）•图a）A型固定钻套—无肩•图b）为B型固定钻套—有肩◇钻套安装在钻模板或夹具体中，其配合为或。◇固定钻套结构简单，钻孔精度高，但钻套磨损后，不易更换。◇应用：主要用于小批生产或加工孔距较近以及孔距精度较高的孔。67rH67nH可换钻套和快换钻套②可换钻套（GB/T2264—91）：◇可换钻套与衬套（GB/T2263—91）的配合为或；◇衬套与钻模板的配合为或，并用钻套螺钉（GB/T2268—91）固定，以防止钻套加工时转动及退刀时脱出。67mF67kF克服了固定钻套磨损后不易更换的缺点，用于大批量生产中。67rH67nH③快换钻套（GB/T2265—91）工件在一次装夹中，需要钻、扩、铰多工步加工时→连续多次更换刀具，为了快速更换不同孔径的钻套用。◇快换钻套与衬套（GB/T2263—91）的配合为或；◇衬套与钻模板的配合为或。◇快换钻套在其凸缘上有供钻套螺钉压紧的肩台和一个削边平面。更换钻套不需拧下钻套螺钉，只要将快换钻套转过一定角度，使削边平面正对钻套螺钉头部处，即可取出钻套。削边方向应考虑刀具的旋向，以免钻套自动脱出。67mF67kF67rH67nH（2）特殊钻套：工件的形状或被加工孔的位置需要而不能使用标准钻套时用。常见的特殊钻套结构：图a）加长钻套：用于加工凹面上的孔，而钻模板又无法接近工件的加工平面时；图b）斜面钻套：用于在斜面或圆弧面上钻孔，排屑空间的高度，可增加钻头刚度，避免钻头引偏或折断；图c）小孔距钻套：用定位销确定钻套方向。mmh5.0加长钻套斜面钻套小孔距钻套带内锥定位夹紧钻套图d）带内（或外锥）锥定位夹紧钻套：钻套与衬套之间一段为圆柱间隙配合，一段为螺纹连接，钻套下端为内锥面（或外锥面），具有对工件定位、夹紧和引导刀具三种功能。3．设计钻套时，应注意问题：（1）钻套导向孔的基本尺寸→刀具的最大极限尺寸；（2）对于标准定尺寸刀具，钻套导向孔与刀具配合→基轴制。（3）钻套导向孔与刀具间应保证一定的配合间隙。（4）采用标准铰刀铰H7或H9孔时，导向孔的基本尺寸→被加工孔的基本尺寸，公差选F7或E7。（5）若刀具用刀具的导柱部分导向→基孔制的相应配合选、或。防止卡住和咬死据所用刀具和工件加工要求来选取钻套导向孔的公差与配合。钻孔和扩孔→F7或F8；粗铰孔→G7；精铰孔→G6。77fH67gH56gH（6）钻套的高度HH增大，导向性能好，刀具刚度提高，但钻套与刀具的磨损加剧。→应根据孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具耐用度、工件表面形状等因素决定：①通常取：孔径大时取大值，孔径小时取小值；②当加工精度较高或孔径时：dH5.2~1mmd5dH5.3~5.2套与工件距离h的选取（7）钻套底端与工件间的距离h→排屑空间◇钻套与工件间应留有适当的空间h（排屑空间）：若h太大，排屑方便，但导向性能降低；若h太小，排屑困难（塑性金属材料），会损坏加工表面，有时还可能将钻头折断。◇根据钻头直径及工件材料确定适当的间隙。h值按下面经验公式选取：①加工铸铁时、黄铜等脆性材料：h=(0.6～0.7)d；②加工钢件等塑性材料时：h=(0.7～1.5)d。◇特殊情况：①在斜面上钻孔（或钻斜孔）→h=0.3d，以免钻头引偏；②孔的位置精度较高→h=0，使切屑从钻头的螺旋槽中排出；③钻深孔（长径比L/d5）→h=1.5d。(二)镗套1．镗套结构：用于引导镗杆。（1）固定式镗套：在镗孔过程中不随镗杆转动的镗套。结构已经标准化，选用时可参考“夹具设计手册”。标准结构的固定式镗套（GB/T2266-91），与快换钻套结构相似，加工时镗套不随镗杆转动。B型则带油杯和油槽，使镗杆和镗套之间能充分润滑。A型不带油杯和油槽，靠镗杆上开的油槽润滑；固定式镗套固定式镗套特点：①结构紧凑，外形尺寸小；②制造简单；③位置精度高；④镗套易于磨损。应用:适用于低速镗孔，一般摩擦面的线速度固定式镗套的导向长度：smv/3.0dL)2~5.1(（2）回转式镗套：在镗孔过程中随镗杆一起转动，镗杆与镗套之间只有相对移动而无相对转动。应用:高速镗孔。类型:根据回转部分的位置不同分：①内滚式回转镗套②外滚式回转镗套把回转部分安装在镗杆上，并且成为镗杆的一部分，镗杆与轴承内圈一起旋转——结构尺寸较大；把回转部分安装在夹具的导向支架上•常见几种外滚式回转镗套的典型结构：•□滑动式回转镗套：装有滑动轴承，镗套2可在滑动轴承1内回转，镗模支架4上设置油杯，经油孔将润滑油送到回转副，使其充分润滑。镗套中间开有键槽3，镗杆上的键通过键槽带动镗套回转。•特点：径向尺寸较小，回转精度高，减振性好，承载能力大，需充分润滑。常用于孔距较小的孔系精加工，摩擦面线速度•□滚动式回转镗套：•装有滚动轴承，镗套2支承在两个滚动轴承6上，轴承安装在镗模支架4的轴承孔中，轴承孔的两端用轴承端盖5封住。•特点：采用标准的滚动轴承，设计、制造、维修方便；对润滑要求低，镗杆转速高，一般摩擦面线速•度；径向尺寸较大，回转精度受轴承精度的影响。•→采用滚针轴承以减小径向尺寸，采用高精度轴承以提高回转精度。•□立式滚动回转镗套：立式镗孔用，工作条件差。为避免切屑和切削液落入镗套，需设置防护罩。为承受轴向力，一般采用圆锥滚子轴承。•◇回转镗套一般用于镗削孔距较大的孔系，当被加工孔径大于镗套孔径时，需在镗套上开引刀槽，使装好刀的镗杆能顺利进入。◇为确保镗刀进入引刀槽，镗套上有时设置尖头键或钩头键。回转镗套的导向长度，其结构尺寸可参阅“夹具设计手册”。•回转镗套的引导槽及尖头键•2．与镗套相配合的镗杆结构•用于固定镗套的镗杆导向部分结构•用于回转镗套镗套的镗杆导向部分结构•镗杆与加工孔之间应有足够的间隙，以容纳切屑。镗杆直径按d=(0.7～0.8)D选取或查表确定。返回3.3.2对刀装置：铣床夹具或刨床夹具一般有确定刀具位置的对刀装置。作用：用来确定刀具与夹具（夹具的定位元件）的相对位置。一般由对刀块和塞尺组成。◆常见的对刀装置：高度对刀装置：用于对准铣刀的高度，3是标准圆形对刀块（GB/T2240-91）直角对刀装置：3是直角对刀块（GB/2242-91），用于对准铣刀的高度和水平方向位置。成形刀具对刀装置组合刀具对刀装置：3是方形对刀块（GB/22441-91），用于组合铣刀的垂直和水平方向对刀。◆塞尺：对刀平塞尺（GB/T2244-91）：，公差为h8。对刀圆柱塞尺（GB/T2245-91）：d=3～5mm，公差为h8。□塞尺使用：将塞尺放在刀具与对刀块的工作表面之间，凭抽动塞尺的松紧感觉来判断铣刀的位置。□设计夹具时，夹具总图上应标注塞尺的尺寸和公差。□对刀块工作表面到夹具定位元件的定位面尺寸：→取工件尺寸公差的1/3～1/5。返回3.3.3分度装置工件上如有一些按一定角度分布的相同表面，需要一次定位夹紧后加工出来→设计夹具时需要有分度装置；或把夹具安装在通用的回转工作台实现分度。返回图5-59斜面分度装置的结构Ｐ272图5-２：采用锥销定位分度的夹具3.3.4对定装置对定:即夹具在机床上的定位，使夹具相对于机床主轴（或刀具）及机床成形运动具有准确的位置和方向。★解决夹具在机床上安装时的定位问题。夹具是工件与机床之间的桥梁，使用夹具安装工件时，工件加工时的正确位置是通过工件在夹具上的定位+夹具在机床上的定位来实现的。（一）夹具安装在机床工作台上：如铣床夹具、刨床夹具、镗床夹具等；1．夹具底面是夹具的的主要安装基准面：形状精度高；与夹具定位元件有较高尺寸、位置精度；本身有较高形状精度。2．定位键或定向键为确定夹具与机床工作台的相对位置，在夹具体的底面上应设置定位键或定向键。◇铣床夹具通过两个定位键与机床工作台上的T形槽配合，确定夹具在机床上的正确位置。◇定位键有矩形和圆柱形两种，如图所示。常用的是矩形定位键，其结构尺寸已标准化，可参阅“夹具零部件标准”（GB/T2206-91）。矩形定位键有A型和B型两种结构型式。A型定位键的宽度，按统一尺寸B（h6或h8）制作，适用于夹具定向精度要求不高的场合。B型定位键的侧面开有沟槽，沟槽上部与夹具体的键槽配合，宽度尺寸B按H7/h6或Js6/h6与键槽配合；沟槽的下部宽度为B1，与铣床工作台的T形槽配合，T型槽公差为H8或H7，故B1一般按h6或h8制造。为提高夹具的定位精度，在制造定位键时，B1应留有磨量0.5mm，以便与工作台T型槽修配，达到较高的配合精度。•与B型定位键•相配件尺寸•与圆柱形定•位键•图5-41b)、c）（二）夹具安装在机床主轴上：与主轴的端部形状有关，如车床夹具等。（1）以主轴锥孔与夹具锥柄配合连接夹具2以莫氏锥柄与机床主轴配合定心，一般通过拉杆1拉紧。由于主轴锥孔较小，夹具的径向尺寸不宜过大（D140mm）。车床夹具与机床常用的连接方式（2）以主轴前端外圆柱面与夹具过渡盘连接，或直接与夹具连接夹具3通过过渡盘2的内锥孔与主轴1的前端定心轴颈配合定心，并用螺钉紧固在一起。车床夹具与机床常用的连接方式（3）以主轴前端短圆锥面与夹具过渡盘连接车床夹具与机床常用的连接方式夹具3通过过渡盘2的内锥孔与主轴1前端的短锥面相配合定心，并用螺钉紧固在主轴上。如CA6140卧式普通车床可以采用这种连接方式。（4）以主轴前端长圆锥面与夹具过渡盘连接车床夹具与机床常用的连接方式夹具4通过过渡盘3的内锥孔与主轴1前端的长锥面相配合定心，并用锁紧螺母2紧固。为了传递较大的扭矩，在锥面配合处用键5连接。如C616普通车床可采用这种连接方式。（5）以圆柱面和端面定位：由螺纹连接，压板防松。返回车床夹具与机床常用的连接方式