铣床夹具设计

2020-3-161铣床夹具设计22020-3-16任务1铣斜面铣床夹具的设计32020-3-161、根据零件工序加工要求，选择铣床夹具类型。2、根据零件工序加工要求，确定定位方案。3、根据零件的特点和生产类型等要求，确定夹紧方案。4、根据铣床夹具的特点，设计定位键和对刀元件。能力目标42020-3-16如图所示，连杆零件在本工序中需铣mm槽。工件材料为45钢，毛坯为锻件，中批量生产。1.00451.004552020-3-16零件加工要求分析如图4.1所示，连杆零件在本工序中需铣mm槽。工件材料为45钢，毛坯为锻件，中批量生产。图5-3连杆零件工序简图加工要求：(1)mm槽与Ф13H8孔中心的距离为38.5±0.05mm。(2)mm槽距顶面距离为10mm。本任务设计连杆零件铣mm槽的铣床夹具。1.00451.00451.00451.00451.004562020-3-16立式升降台铣床72020-3-16卧式升降台铣床82020-3-1692020-3-16图5-3连杆铣槽夹具102020-3-16图5-3连杆铣槽夹具主视图112020-3-16图5-3连杆铣槽夹具俯视图122020-3-16图5-3连杆铣槽夹具左视图132020-3-16图5-3连杆铣槽夹具向视图142020-3-165.1铣床夹具的主要类型铣床夹具主要用于加工零件上的平面、沟槽、缺口、花键以及成形面等。按照铣削时的进给方式，通常将铣床夹具分为三类：直线进给式、圆周连续进给式以及机械仿形进给式靠模铣床夹具。其中，直线进给式铣床夹具用得最多。152020-3-161.直线进给式铣床夹具直线进给式铣床夹具安装在铣床工作台上，随工作台一起作直线进给运动。按照在夹具上装夹工件的数目，它可分为单件夹具和多件夹具。162020-3-161.直线进给式铣床夹具(1)轴端铣方头夹具下图所示轴端铣方头夹具，采用平行对向式多位联动夹紧结构，旋转夹紧螺母6，通过球面垫圈及压板7将工件压在V形块上。四把三面刃铣刀同时铣完两侧面后，取下楔块5，将回转座4转过90º，再用楔块5将回转座定位并锁紧，即可铣工件的另两个侧面。172020-3-16图轴端铣方头夹具1—夹具体；2一定向键；3一手柄；4一回转座；5一楔块；6一夹紧螺母；7一压板；8一V形块182020-3-161.直线进给式铣床夹具该夹具在一次安装中完成两个工位的加工，在设计中采用了平行一先后加工方式，既节省切削基本时间，又使铣削两排工件表面的基本时间重合。192020-3-16图5-5在杠杆零件上铣出两斜面的工序简图材料：铸铁1.直线进给式铣床夹具(2)铣两斜面的单件铣床夹具图5-5在杠杆零件上铣出两斜面的工序简图。202020-3-16图5-5单件铣床夹具l—夹具体；2、3一卡爪；4一连接杆；5一锥套；6一可调支承；7一对刀块；8一定位键；9一定位销；10一钩形压板212020-3-161.直线进给式铣床夹具(2)铣两斜面的单件铣床夹具图5-5所示为生产中加工该工件的单件铣床夹具。工件以已精加工过的孔φ22H7和端面在台阶定位销9上定位，限制工件的5个自由度；以圆弧面在可调支承6上定位限制工件的一个自由度，从而实现了完全定位。222020-3-161.直线进给式铣床夹具(2)铣两斜面的单件铣床夹具工件的夹紧以钩形压板10为主，其结构见A-A剖面图，另在接近加工表面处采用浮动的辅助夹紧机构，当拧紧该机构的螺母时，卡爪2和卡爪3对向移动，同时将工件夹紧。232020-3-161.直线进给式铣床夹具(2)铣两斜面的单件铣床夹具夹具通过两个定位键8与铣床工作台T形槽对定，采用两把角度铣刀同时进行加工。夹具上的角度对刀块7与定位销9的台阶面和轴线有一定的尺寸联系，而定位销的轴线又与定位键的侧面垂直，故通过塞尺对刀，即可使夹具相对于机床和刀具获得正确的加工位置，从而保证加工要求。242020-3-16图5-6圆周进给式铣床夹具l—拉杆；2一定位销；3一快换垫圈；4一挡销；5一转台；6一液压缸圆周进给式铣床夹具一般在有回转工作台的专用铣床上使用。在通用铣床上使用时，应进行改装，增加一个回转工作台。2.圆周进给式铣床夹具252020-3-16262020-3-16图立式双头回转铣床如图所示为在立式双头回转铣床上加工柴油机连杆端面的情形，夹具沿圆周排列紧凑，使铣刀的空程时间缩短到最低限度，且因机床有两个主轴，能顺次进行粗铣和精铣，因而大大提高了生产效率。272020-3-163.靠模铣床夹具带有靠模装置的铣床夹具用于专用或通用铣床上加工各种成形面。靠模铣床夹具的作用是使主进给运动和由靠模获得的辅助运动合成加工所需要的仿形运动。按照主进给运动的运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。1)直线进给靠模铣床夹具（如图5-8(a)所示）2)圆周进给靠模铣床夹具图（如图5-8(b)所示）282020-3-16图5-8靠模铣削夹具1—滚柱；2一靠模板；3一铣刀；4一工件；5一铣刀滑座；6一滚柱滑座；7一回转台；8一滑座292020-3-16任务2铣顶尖套筒双槽夹具的设计302020-3-161、根据零件工序加工要求，选择铣床夹具类型。2、根据零件工序加工要求，确定定位方案。3、根据零件的特点和生产类型等要求，确定夹紧方案。4、根据铣床夹具的特点，设计定位键和对刀元件。能力目标312020-3-16为保证工件定位的稳定性，除应遵循一般的设计原则外，铣床夹具定位元件的布置还应尽量使主要支承面积大些。若工件的加工部位呈悬臂状态，则应采用辅助支承，增加工件的安装刚度，防止振动。1.工件定位的稳定性和夹紧的可靠性设计5.2铣床夹具的设计要点322020-3-16设计夹紧装置应保证足够的夹紧力，且具有良好的自锁性能，以防止夹紧机构因振动而松夹。施力的方向和作用点要恰当，并尽量靠近加工表面，必要时设置辅助夹紧机构，以提高夹紧刚度。对于切削用量大的铣床夹具，最好采用螺旋夹紧机构，一般不宜采用偏心夹紧机构。332020-3-16铣削加工有空行程，加工辅助时间长，因此，应尽可能安排多件、多工位加工。夹紧时则尽量采用快速夹紧、联动夹紧和液压、气动等高效夹紧。2.注意提高生产率342020-3-16定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个，用开槽圆柱头螺钉固定。小型夹具也可使用一个断面为矩形的长键。通过定位键与铣床工作台上T形槽的配合，确定夹具在机床上的正确位置。定位键还可承受铣削时可产生的切削扭矩，以减轻夹具固定螺栓的负荷，加强夹具在加工过程中的稳固性。3.铣床夹具底面的定位键设置352020-3-161)A型定位键对于A型键，其与夹具体槽和工作台T形槽的配合尺寸均为B，其极限偏差可选h6或h8。夹具体上用于安装定位键的槽宽与B尺寸相同，极限偏差可选H7或js6。362020-3-162)B型定位键为了提高精度，可选用B型定位键，其与T形槽配合的尺寸B1留有0.5mm磨量，可按机床T形槽实际尺寸配作，极限偏差取h6或h8。为了提高精度，两个定位键(或定向键)间的距离尽可能加大些，安装夹具时，让键靠向T形槽一侧，以避免间隙的影响。372020-3-16图4-27定位键(GB／T2206—1991)382020-3-16对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位键(或定向键)，而用找正的方法安装夹具，如图4.10所示。在图4.10(a)中的V形块上放入精密心棒，通过用固定在床身或主轴上的百分表1进行找正，夹具就可获得所需的准确位置。因为这种方法是直接按成形运动确定定位元件的位置的，避免了中间环节的影响。图4.10夹具位置的找正392020-3-16对刀装置主要由对刀块和塞尺组成，用以确定夹具与刀具间的相对位置。对刀块的结构形式取决于加工表面的形状。图5.11(a)所示为圆形对刀块，用于加工平面；图5.11(b)所示为方形对刀块，用于调整组合铣刀的位置；图5.11(c)所示为直角对刀块，用于加工两相互垂直面或铣槽时的对刀；图5.11(d)所示为侧装对刀块，亦用于加工两相互垂直面或铣槽时的对刀。这些标准对刀块的结构参数均可从手册中查取。4.铣床夹具对刀装置的设置402020-3-16图5.11标准对刀块及对刀装置1—对刀块；2一对刀平塞尺；3一对刀圆柱塞尺412020-3-16422020-3-16使用对刀装置对刀时，在刀具和对刀块之间用塞尺进行调整，以免损坏切削刃或造成对刀块过早磨损。图5-13常用标准塞尺432020-3-16换算时应取工件相应尺寸的平均值计算。图4.13对刀尺寸标注442020-3-165.铣床夹具的夹具体设计为了提高铣床夹具在机床上安装的稳固性和动态下的抗振性能，在进行夹具的总体结构设计时，各种装置的布置应紧凑，加工面应尽可能靠近工作台面，以降低夹具的重心，一般夹具的高宽之比应限制在H/B≤1范围内。452020-3-16铣床夹具的夹具体应具有足够的刚度和强度，必要时设置加强肋。•应合理地设置耳座，以便与工作台连接。（常见的耳座结构如图4.14所示）•夹具应具有足够的排屑空间，并注意切屑的流向，使清理切屑方便。•对于重型铣床夹具，在夹具体上应设置吊环，以便于搬运。462020-3-16图4.14常见的耳座结构