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第二章2.4 机床夹具之夹具设计
武汉理工大学机电工程学院 §2-3 机床夹具 七、夹具设计 1、夹具设计的基本要求 能稳定保证工件的加工精度; 能提高劳动生产率,降低工件的制造成本; 结构简单,操作方便,安全和省力; 便于排屑; 有良好的结构工艺性,便于夹具的制造、装配、检验、调整和维修。 2、夹具设计的步骤 3、机床夹具设计实例 铣床夹具 钻床夹具 铣床夹具的主要类型 直线进给铣床夹具 可加工平面、直角面和各种槽等。 圆周进给的铣床夹具 配合采用气动或液压等高效夹紧装置,生产率高, 可加工平面,适用于大批量生产。 靠模仿形铣床夹具 机床工作台的主进给运动和由靠模获得的辅助运动形成的仿形运动,采用靠模夹具可在一般万能铣床上加工出所需的成形面。 铣床夹具的设计特点和要求 由于铣削过程不是连续切削,极易产生铣削振动。铣削的加工余量一般较大,铣削力也较大,且方向是变化的,因此设计时要注意: 夹具要有足够的刚度和强度; 夹具要有足够的夹紧力,夹紧装置自锁性要好 夹紧力应作用在工件刚度较大的部位上,且作用点和施力方向要恰当; 夹具的重心应尽量低,高度与宽度之比应不大于1-1.25; 要有足够的排屑空间。切屑和冷却液能顺利排除,必要时可设计排屑孔。 铣床夹具的设计特点和要求 为了调整和确定夹具相对于机床的位置及工件相对于刀具的位置,铣床夹具应设置定位键和对刀装置: 定位键与工作台T型槽可用单面贴合,当定位精度要求高或是重型夹具,可在夹具体的侧面设置一个找正基面; 小型夹具可只用一个长的矩形键; 两定位键的距离应尽量远一些; 加工没有相对位置要求的平面时,不需设置定位键,但若铣削扭矩较大时,设置定位键可减轻夹紧螺栓的负荷; 对刀装置应设计在便于对刀的位置,并应在工件的切入一端。 研究原始资料,明确设计任务 工件为一水泵叶轮,要求设计一副铣床夹具,用在卧式铣床上加工两条互成90°的十字槽,如图所示: 定位方案的确定 确定要限制的自由度 根据加工工序的尺寸,形状和位置精度要求,工件定位时需限制五个方向的自由度: 沿X,Y,Z方向的水平运动以及绕X,Y轴向转动。 确定定位方案: 将加工过的叶轮底面放置在一个圆形定位盘上,以大平面定位,消除X,Y方向的转动自由度和Z方向的平动自由度。 用一个定位销与叶轮上的孔相配合,以此消除X,Y的平动自由度。 定位方法: 圆柱孔定位和平面定位 对刀方案 对刀块的选用 加工槽的铣刀需要两个方向对刀,故采用直角对刀块。 配合1mm的塞尺使用(1h8) 对刀块的位置如图所示。 夹紧方案的确定 选用螺旋夹紧: 工件以中心孔及底面在定位销和定位盘的端面上定位,并使叶轮上的叶片与压板头部的缺口对中,旋转螺母,通过杠杆使两块压板同时夹紧工件。 选用移动式弯曲压板,它的优点是可以实现快速装拆。 分度装置的确定 选用立轴式回转分度装置, 由于工件的定位夹紧机构尺寸较大,采用分度盘加定位销的分度方案: 设计一个分度盘,盘底有四段斜槽,分度盘与定位盘之间用螺钉固定; 在夹具体上开一沉头孔,孔中放入销套,销套与定位销配合,底部有弹簧。这样,当分度盘转动时,销始终在斜槽中运动.每转过90°,销就在弹簧的作用上升至最高点,反靠夹紧。 夹具体与定位键 为保证夹具在工作台上安装稳定,应按照夹具体的高度比不大于1.25的原则确定其宽度,并在两端设置耳座,以便固定。 定位键位置如图所示。 夹具总装配图 返回 (2) 钻床夹具设计 钻床夹具的主要类型 钻床夹具简称钻模。钻模借助其上的钻套引导刀具和工件之间的相对位置,提高加工精度和生产效率,在成批大量生产中,已广泛采用钻模来进行加工。 钻床夹具的主要类型 固定式钻模 钻模板与钻模体作成一体;或将钻模板固定在钻模体上。这类钻模多为大型钻模,一般在立钻或摇臂钻床上使用,加工工件上较大的孔或轴线相互平行(用摇臂钻)的孔系,钻模需要固定在机床工作台。 回转式钻模 按其转轴的位置可分为立轴式,卧轴式和斜轴式三种。这类钻模的引导元件-钻套,一般是固定不动的,为了实现工件在一次安装中进行多工位加工的目的,钻模一般采用回转式分度装置。 钻床夹具的主要类型 翻转式钻模 整个工件和夹具可以一起翻转,可以用来加工同方向的平行孔系,也可以用来加工不同方向的孔。 一种小型夹具; 在操作过程中,需要用人工进行翻动; 钻模的总质量≤10Kg; 用于钻同方向上的孔系; 结构特点是用四个支脚来支撑钻模。 钻套类型与设计 钻套又称为导套,它的作用是确定刀具的位置和方向,即引导刀具进入正确的加工位置,并防止刀具在加工过程中发生偏斜,提高刀具的刚性,防止加工过程中的振动,从而保证工件的加工质量。由此
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