机床夹具设计6.pptx

16.1 钻床夹具钻床夹具6.2 镗床夹具镗床夹具6.3 铣床夹具铣床夹具6.4 车床夹具车床夹具6.5 齿轮加工机床夹具齿轮加工机床夹具26.1 钻床夹具钻床夹具1、主要类型、主要类型（1）固定式钻模）固定式钻模（2）回转式钻模）回转式钻模（3）翻转式钻模）翻转式钻模（4）盖板式钻模）盖板式钻模（5）滑柱式钻模）滑柱式钻模3（1）固定式钻模）固定式钻模1夹具体；夹具体；2支承板；支承板；3削边销；削边销；4圆柱销；圆柱销；5快夹螺母；快夹螺母；6快换钻套快换钻套 45（2）回转式钻模）回转式钻模6课程设计题目一课程设计题目一如图如图1所示，设计加工链子板上所示，设计加工链子板上2-22mm孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。7课程设计题目二课程设计题目二图图2所示为盖扳简图，在钻床上钻所示为盖扳简图，在钻床上钻9-5mm孔，盖板的厚度为孔，盖板的厚度为20mm。8课程设计题目三课程设计题目三如图如图3所示，设计加工端盖上所示，设计加工端盖上66mm小孔的钻孔夹具。图中其他各表面均已加工完毕。小孔的钻孔夹具。图中其他各表面均已加工完毕。9课程设计题目四课程设计题目四如图如图4所示，设计加工挡环上所示，设计加工挡环上10H7小孔的钻孔夹具。图中其他各表面均已加工完毕。小孔的钻孔夹具。图中其他各表面均已加工完毕。10（3）翻转式钻模翻转式钻模 11（4）盖板式钻模盖板式钻模12（5）滑柱式钻模滑柱式钻模132、钻模的设计要点、钻模的设计要点 1）孔径大于）孔径大于10mm或加工精度较高时，宜采用固定式钻模。或加工精度较高时，宜采用固定式钻模。2）翻转式钻模适用于加工中、小型工件）翻转式钻模适用于加工中、小型工件。3）加工分布不在同心圆周上的平行孔系，宜采用固定钻模。加工分布不在同心圆周上的平行孔系，宜采用固定钻模。4）孔的垂直度和孔距要求不高时，宜优先采用滑柱钻模。）孔的垂直度和孔距要求不高时，宜优先采用滑柱钻模。5）焊接式钻模，一般用于工件孔距公差要求不高的场合。）焊接式钻模，一般用于工件孔距公差要求不高的场合。（1）钻模类型的选择钻模类型的选择 14（2）钻套的选择和设计钻套的选择和设计 A.固定钻套；固定钻套；B.可换钻套；可换钻套；C.快换钻套；快换钻套；D.特殊钻套。特殊钻套。1）钻套类型）钻套类型15标准钻套标准钻套(a)、(b)固定钻套固定钻套 (c)可换钻套可换钻套 (d)快速钻套快速钻套16特殊钻套特殊钻套172）钻套的尺寸、公差及材料钻套的尺寸、公差及材料 A、钻钻套套导导向向孔孔的的基基本本尺尺寸寸一一般般取取刀刀具具的的最最大大极极限限尺尺寸寸，采采用基轴制间隙配合。用基轴制间隙配合。B、钻钻套套的的导导向向高高度度H12.5d（其其中中，d为为钻钻套套孔孔径径）。加工精度高或被加工孔径小时取较大值，反之取较小值。加工精度高或被加工孔径小时取较大值，反之取较小值。C、排排屑屑空空间间h越越大大，排排屑屑越越方方便便，但但刀刀具具的的刚刚度度和和孔孔的的加加工精度都会降低，一般根据工件的材料和精度来确定。工精度都会降低，一般根据工件的材料和精度来确定。D、钻钻套套材材料料必必须须有有很很高高的的耐耐磨磨性性。当当钻钻套套孔孔径径d26mm时时，用用T10A钢制造钢制造；当当d26mm时，用时，用20钢制造钢制造。18钻套的尺寸钻套的尺寸19（3）钻模板设计钻模板设计 A.固定式钻模板固定式钻模板B.铰链式钻模板铰链式钻模板C.可卸式钻模扳可卸式钻模扳D.悬挂式钻模扳悬挂式钻模扳 20各类钻模板各类钻模板21悬挂式钻模扳悬挂式钻模扳22设计钻模板时应注意以下几点：设计钻模板时应注意以下几点：1）钻钻模模板板上上安安装装钻钻套套的的孔孔之之间间及及孔孔与与定定位位元元件的位置应有足够的精度。件的位置应有足够的精度。2）钻模板应具有足够的刚度。）钻模板应具有足够的刚度。3）为为保保证证加加工工的的稳稳定定性性，悬悬挂挂式式钻钻模模板板导导杆杆上上的的弹弹簧簧力力必必须须足足够够，以以使使钻钻模模板板在在夹夹具具上上维维持足够的定位压力。持足够的定位压力。23（4）支脚设计支脚设计 1）支脚必须有四个支脚必须有四个。2）矩矩形形支支脚脚的的宽宽度度或或圆圆柱柱支支脚脚的的直直径径必必须大于机床工作台须大于机床工作台T形槽的宽度。形槽的宽度。3）夹夹具具的的重重心心、钻钻削削压压力力必必须须落落在在四四个个支脚所形成的支承面内。支脚所形成的支承面内。4）钻钻套套轴轴线线应应与与支支脚脚所所形形成成的的支支承承面面垂垂直或平行。直或平行。24钻床夹具的支脚钻床夹具的支脚256.2 镗床夹具镗床夹具1、镗床夹具的特点和组成、镗床夹具的特点和组成2、镗模导向装置的布置方式和特点、镗模导向装置的布置方式和特点 3、镗套的选择和设计、镗套的选择和设计 4、镗杆与浮动接头、镗杆与浮动接头 261、镗床夹具的特点和组成、镗床夹具的特点和组成 镗镗床床夹夹具具又又称称为为镗镗模模，主主要要用用于于加加工工箱箱体体或或支支座座类零件上的孔和孔系。类零件上的孔和孔系。（1）镗床夹具的特点镗床夹具的特点 A、设有镗套，以引导镗杆进行镗孔。设有镗套，以引导镗杆进行镗孔。B、可以加工出有较高精度要求的孔或孔系。可以加工出有较高精度要求的孔或孔系。C、可可广广泛泛用用于于镗镗床床和和组组合合机机床床上上，也也可可通通过过使使用镗床夹具来扩大车床、摇臂钻床的加工范围。用镗床夹具来扩大车床、摇臂钻床的加工范围。27（2）镗模的组成）镗模的组成 A、定位元件；定位元件；B、夹紧装置；夹紧装置；C、导向装置（镗套和镗模支架等）；导向装置（镗套和镗模支架等）；D、镗模底座。镗模底座。28292、镗模导向装置的布置方式和特点、镗模导向装置的布置方式和特点（2）双支承引导）双支承引导 A、双支承前后引导双支承前后引导B、双支承后引导双支承后引导（1）单支承引导）单支承引导 A、单支承前引导单支承前引导B、单支承后引导单支承后引导 30（1）单支承引导单支承引导 在在镗镗模模中中只只布布置置一一个个位位于于刀刀具具前前方方或或后后方方的的导向装置引导镗杆。导向装置引导镗杆。镗镗杆杆与与机机床床主主轴轴刚刚性性连连接接，镗镗杆杆的的一一端端直直接接插插入入机机床床主主轴轴的的莫莫氏氏锥锥孔孔中中，并并通通过过调调整整使使镗镗套套轴线与主轴轴线重合。轴线与主轴轴线重合。这这种种方方式式的的调调整整工工作作比比较较费费时时，且且机机床床的的精精度影响镗孔精度度影响镗孔精度，一般适于小孔和短孔的加工。一般适于小孔和短孔的加工。31图图6-19 单支承前引导单支承前引导32图图6-20 单支承后引导单支承后引导33（2）双支承引导双支承引导 在在镗镗模模中中布布置置两两个个导导向向装装置置引引导导镗镗杆杆，镗镗杆杆和和机机床床主主轴轴采采用用浮浮动动联联接接，镗镗孔孔的的位位置置精精度度主主要要取取决决于于镗镗模模支支架架上上镗镗套套位位置置的的精精度度，而而不不受机床精度的影响。受机床精度的影响。34图图6-21 双支承前引导双支承前引导35图图6-22 双支承前后引导双支承前后引导363、镗套的选择和设计、镗套的选择和设计（1）镗套的结构形式）镗套的结构形式1）固定式镗套固定式镗套2）回转式镗套回转式镗套（2）镗套的材料及主要技术要求）镗套的材料及主要技术要求37 1）固定式镗套固定式镗套 外形尺寸小，结构简单，导向精度外形尺寸小，结构简单，导向精度高，但镗杆在镗套内一边回转，一边作高，但镗杆在镗套内一边回转，一边作轴向移动，镗套易磨损，故只适用于低轴向移动，镗套易磨损，故只适用于低速镗孔。速镗孔。38固定式镗套固定式镗套 392）回转式镗套回转式镗套 镗套随镗杆一起转动，与镗杆之间镗套随镗杆一起转动，与镗杆之间只有相对移动而无相对转动。这种镗套只有相对移动而无相对转动。这种镗套大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而“卡死卡死”。因此，它适合于高速镗孔。因此，它适合于高速镗孔。40回转式镗套回转式镗套41回转式镗套（内滚式）回转式镗套（内滚式）42图图6-24 回转式镗套的引刀槽及刀尖健回转式镗套的引刀槽及刀尖健43（2）镗套的材料及主要技术要求镗套的材料及主要技术要求 镗镗套套的的材材料料：常常用用20钢钢或或20Cr钢钢渗渗碳碳，一一般般情情况况下下，镗套的硬度应低于镗杆的硬度。镗套的硬度应低于镗杆的硬度。镗套的主要技术要求：镗套的主要技术要求：1）镗套内径公差带、内孔与外圆的同轴度；）镗套内径公差带、内孔与外圆的同轴度；2）镗套内、外表面粗糙度值；）镗套内、外表面粗糙度值；3）镗套用衬套的内、外径公差带；）镗套用衬套的内、外径公差带；4）衬套内孔与外圆的同轴度等）衬套内孔与外圆的同轴度等 444、镗杆与浮动接头、镗杆与浮动接头（1）镗杆导引部分）镗杆导引部分：整体式和镶条式。：整体式和镶条式。（2）镗杆直径和轴向尺寸）镗杆直径和轴向尺寸（3）镗杆的材料及主要技术要求）镗杆的材料及主要技术要求 45图图6-25 镗杆导引结构镗杆导引结构46（2）镗杆直径和轴向尺寸镗杆直径和轴向尺寸 镗镗杆杆直直径径d及及长长度度L主主要要是是根根据据所所镗镗孔孔的的直直径径D及及刀刀具具截截面面尺尺寸寸BB来来确确定定。镗镗杆杆直直径径d应应尽尽可可能能大大，其其双双导导引引部部分分的的L/d10为为宜宜；而而悬悬伸伸部部分分的的L/d45，以以使使其其有有足足够够的的刚刚度度来来保保证证加加工精度。工精度。47（3）镗杆的材料及主要技术要求镗杆的材料及主要技术要求 镗杆的材料：常用20钢或20Cr钢渗碳，大直径的镗杆，还可采用45钢、40Cr钢或65Mn钢。镗杆的主要技术要求：1）镗杆导向部分的直径公差，表面粗糙度；2）镗杆导向部分直径的圆度与锥度公差；3）镗杆的直线度公差；4）装刀的刀孔对镗杆中心的对称度、垂直度公差以及刀孔表面粗糙度。48浮动接头浮动接头49镗杆示例图镗杆示例图50作业：作业：P196第第6题。题。516.3 铣床夹具铣床夹具 铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。铣削加工时，夹具通常随工作台一起作进给运动。52卧式铣床53立式铣床54龙门铣床55（1）直线进给式）直线进给式（2）圆周进给式）圆周进给式（3）靠模式）靠模式1、主要类型、主要类型 56（1）直线进给式铣床夹具）直线进给式铣床夹具 这这类类夹夹具具安安装装在在铣铣床床工工作作台台上上，加加工工中中随随工工作作台台一一起起作作直直线线进进给给运运动动。按按照照在在夹夹具具上上装装夹夹工工件的数目，它可分为件的数目，它可分为单件夹具和多件夹具。单件夹具和多件夹具。多多件件夹夹具具广广泛泛用用于于成成批批生生产产或或大大量量生生产产的的中中、小小零零件件加加工工。它它可可按按先先后后加加工工，平平行行加加工工，或或平平行行先先后后加加工工等等方方式式设设计计铣铣床床夹夹具具，以以节节省省切切削削的基本时间或使切削的基本时间重合。的基本时间或使切削的基本时间重合。57直线进给式铣床夹具直线进给式铣床夹具58（2）圆周进给式铣床夹具）圆周进给式铣床夹具 圆圆周周进进给给式式铣铣床床夹夹具具一一般般在在有有回回转转工工作作台台的的专专用用铣铣床床上上使使用用。在在通通用用铣铣床床上上使使用用时时，应应进进行行改装，增加一个回转工作台。改装，增加一个回转工作台。这这种种夹夹具具结结构构紧紧凑凑，操操作作方方便便，在在不不停停车车的的情情况况下下装装卸卸工工件件，机机动动时时间间与与辅辅助助时时间间重重叠叠，是是高效铣床夹具，使用于大批量生产。高效铣床夹具，使用于大批量生产。59图图6-30 圆周进给式铣床夹具圆周进给式铣床夹具60（3）靠模铣床夹具靠模铣床夹具 带带有有靠靠模模装装置置的的铣铣床床夹夹具具，用用于于专专用用或或通通用用铣铣床床上上加加工工各各种种成成形形面面。靠靠模模夹夹具具的的作作用用是是使使主主进进给给运运动动和和由由靠靠模模获获得得的的辅辅助助运运动动合合成成加加工工所所得得需的仿形运动。需的仿形运动。按按照照主主进进给给运运动动的的运运动动方方式式，靠靠模模铣铣床床夹夹具具可分为直线进给和圆周进给可分为直线进给和圆周进给两种。两种。61靠模铣床夹具靠模铣床夹具（a）直线进给 （b）圆周进给 62靠模板轮廓曲线的绘制过程靠模板轮廓曲线的绘制过程（1）圆出工件成形面的准确外形。圆出工件成形面的准确外形。（2）从工件的加工轮廓面或回转中心作均分的平行线或从工件的加工轮廓面或回转中心作均分的平行线或辐射线。辐射线。（3）在平行线或辐射线上以铣刀半径在平行线或辐射线上以铣刀半径r作与工件外形轮廓作与工件外形轮廓相切的圆，得铣刀中心的运动轨迹。相切的圆，得铣刀中心的运动轨迹。（4）从铣刀中心沿各平行线或辐射线截取长度等于从铣刀中心沿各平行线或辐射线截取长度等于k的线的线段，得到滚柱中心的运动轨迹，然后以滚柱半径段，得到滚柱中心的运动轨迹，然后以滚柱半径R作圆弧，作圆弧，再作这些圆弧的包络线，即得靠摸板的轮廓曲线。再作这些圆弧的包络线，即得靠摸板的轮廓曲线。靠模和滚柱的材料：靠模和滚柱的材料：T8A、T10A或或20、20Cr渗碳淬硬至渗碳淬硬至5862HRC。632、铣床夹具的设计要点、铣床夹具的设计要点 定位元件：除遵循一般的设计原则外，布置时应尽量使主要支承面积大些。工件加工部位呈悬臂状态时，应采用辅助支承。（1）定位元件和夹紧装置的设计要点定位元件和夹紧装置的设计要点夹紧装置：应保证足够的夹紧力，并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。64（2）特殊元件设计特殊元件设计 1）定位键）定位键 定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使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。用两个，用开槽圆柱头螺钉固定。定位键有矩形和圆形两种，常用定位键的断定位键有矩形和圆形两种，常用定位键的断面为矩形。面为矩形。对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位键，而用找正的方法安装夹具。键，而用找正的方法安装夹具。65定位键定位键定位键定位键夹具体夹具体66定位键（定位键（GB/T2206-91）67夹具位置的找正夹具位置的找正68（2）对刀装置）对刀装置 对刀装置由对对刀装置由对刀块和塞尺刀块和塞尺组成，用来确定夹组成，用来确定夹具和刀具的相对位置。具和刀具的相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。69标准对刀块标准对刀块70图图6-34 对刀装置对刀装置71标准对刀塞尺标准对刀塞尺72（3）夹具体的设计夹具体的设计 夹具体上各种装置的布置应紧凑，加工面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HB11.25范围内。夹具体应具有足够的刚度和强度，必要时设置加强肋。夹具体上应合理地设置耳座，以便与工作台连接。夹具体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装孔或吊环，以便于搬运。73图图6-35 夹具体和耳座夹具体和耳座746.4 车床夹具车床夹具 车车床床主主要要用用于于加加工工零零件件的的内内外外圆圆柱柱面面、圆圆锥锥面面、螺螺纹纹以以及及端端平平面面等等。上上述述表表面面都都是是围围绕绕机机床床主主轴轴的的旋旋转转轴轴线线而而成成形形的的，因因此此车车床床夹夹具具一一般般都都安安装装在在车车床床主主轴轴上上，加加工工时时夹夹具具随随机机床床主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。75（1）心轴类）心轴类（2）角铁式）角铁式（3）花盘式）花盘式1、主要类型、主要类型 76（1）心轴类车床夹具）心轴类车床夹具 心轴类车床夹具多用于工件以内孔作心轴类车床夹具多用于工件以内孔作为定位基准，加工外圆柱面的情况。常见为定位基准，加工外圆柱面的情况。常见的车床心轴有圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖的车床心轴有圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖式心轴等。式心轴等。77弹簧心轴弹簧心轴工件工件78（2）角铁式车床夹具）角铁式车床夹具1削边销；2圆柱销；3过渡盘；4夹具体；5定程基面；6导向套；7平衡块；8压板；9工件 79（3）花盘式车床夹具）花盘式车床夹具1、3、4定位套；定位套；2定位销定位销 802、车床夹具设计要点、车床夹具设计要点（1）夹具与机床的连接方式夹具与机床的连接方式 由由于于加加工工中中车车床床夹夹具具随随车车床床主主轴轴一一起起回回转转，夹夹具具与与主主轴轴的的连连接接精精度度直直接接影影响响夹夹具具的的回回转转精精度度，故故要要求求车车床床夹夹具具与与主主轴轴二二者者轴轴线线有有较较高高的的同同轴轴度度，且且要要连连接接可可靠靠。根根据据夹夹具具径径向向尺尺寸寸的的大大小小，夹夹具具在在机机床主轴上的安装连接一般有两种方式床主轴上的安装连接一般有两种方式：夹具通过主轴锥孔与主轴连接夹具通过主轴锥孔与主轴连接 夹具通过过渡盘与机床主轴连接夹具通过过渡盘与机床主轴连接 81车床夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接82（2）定位元件的设计要点定位元件的设计要点 加工回转面时，定位元件的结构和布置必须保证加工回转面时，定位元件的结构和布置必须保证工件被加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合。工件被加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合。对于同轴的轴套类和盘类工件，要求夹具定位元件工作表面的中心轴线与夹具的回转轴线重合，同轴度误差应控制在0.01mm之内；对于壳体、接头或支座等工件，被加工的回转面轴线与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具轴线为基准确定定位元件工作表面的位置。83（3）夹紧装置的设计要点夹紧装置的设计要点 夹夹紧紧机机构构必必须须产产生生足足够够的的夹夹紧紧力力，自自锁锁性性能要良好。优先采用螺旋夹紧机构。能要良好。优先采用螺旋夹紧机构。对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防止引起夹具变形。止引起夹具变形。84（4）车床夹具的平衡及结构要求车床夹具的平衡及结构要求 对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具：对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具：1）设设计计时时应应采采用用平平衡衡装装置置以以减减少少由由离离心心力力产产生生的的振振动动及及主轴轴承的磨损；主轴轴承的磨损；2）夹夹具具结结构构应应力力求求简简单单紧紧凑凑，轻轻便便且且安安全全，悬悬伸伸长长度度尽尽量小，使重心靠近主轴前支承。量小，使重心靠近主轴前支承。3）夹夹具具的的结结构构还还应应便便于于工工件件的的安安装装、测测量量和和切切屑屑的的顺顺利利排出或清理。排出或清理。856.5 齿轮加工机床夹具齿轮加工机床夹具1 1、滚齿机床夹具、滚齿机床夹具、滚齿机床夹具、滚齿机床夹具 2 2、插齿机床夹具、插齿机床夹具、插齿机床夹具、插齿机床夹具 861、滚齿机床夹具、滚齿机床夹具单件加工用滚齿夹具单件加工用滚齿夹具1底座；底座；2衬套；衬套；3支承垫圈；支承垫圈；4中间套筒；中间套筒；5心轴；心轴；6夹紧垫圈；夹紧垫圈；7螺帽；螺帽；8固定扶架固定扶架87多件滚齿夹具多件滚齿夹具1底座；底座；2支承垫圈；支承垫圈；3花键心轴；花键心轴；4中间垫圈；中间垫圈；5夹紧垫圈；夹紧垫圈；6球面垫圈；球面垫圈；7螺帽；螺帽；8固定扶架固定扶架882、插齿机床夹具、插齿机床夹具1心轴；心轴；2支承垫圈；支承垫圈；3定位套筒；定位套筒；4夹紧垫圈；夹紧垫圈；5螺母螺母插外齿轮夹具插外齿轮夹具89插外齿轮夹具插外齿轮夹具1底座；底座；2支承垫圈；支承垫圈；3定位套；定位套；4心轴；心轴；5、6螺旋压板螺旋压板 90作业：作业：P196第第14题。题。91 由于时间仓促及水平有由于时间仓促及水平有限，不足之处难免，欢迎大限，不足之处难免，欢迎大家指正！家指正！92Thanks very much