第3章铣工技术铣床夹具讲解材料

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2.提高劳动生产率，降低成本
生产率的高低可以用单位时间内生产出工件数量的多少来衡量。采用夹具安装工件，不仅省去划线找正等辅助时间，简化了工件的安装，而且当采用快速夹紧装置时，还可以进一步加快夹紧速度，所以提高了劳动生产率。劳动生产率的提高、产品质量的稳定和对操作工人技术要求的降低，均有利于降低加工成本。
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第三章铣床夹具
2）支承板支承板适用于精加工过的平面定位，如图3-5所示。
A型支承板沉头螺钉凹坑处积屑不易清除，会影响定位，所以仅适用于侧平面的定位。
B型支承板由于有斜槽，易清除切屑，且支承板与工件接触较少，定位较准确，因此可用于已加工水平面的定位。
图3-5 支承板
动，用
x 、y 、z
来表示；同时，也可以分别绕着每一坐标轴线的
角度方位转动，用 x 、 y 、 z 来表示。完全确定一个物体在空间位
置所需要的独立坐标的数目，叫做这个物体的自由度。因此，工
件的自由度共有六个。
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第三章铣床夹具
定位的任务就是要设法限制工件的自由度。若工件的某一自由度被限制，工件在这个方向或方位上的位置就被确定了；若工件的六个自由度均被限制，工件在空间中就将占有唯一确定的固定位置。在夹具中，用分布适当的、与工件接触的六个支承点来限制工件六个自由度的原理，称为六点定位原理。
2）对刀元件
是用于确定刀具在加工前处
于正确位置的元件，如对刀块
5.夹具体
是夹具的基础部件，用来连接夹
具上各个元件或装置，使之成为一个整体。
图3-1 铣床上钻模的组成
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第三章铣床夹具
3.1.2 铣床夹具的作用 1.保证加工质量
铣床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面之间，以及被加工表面相互之间的位置精度。使用夹具后，这种精度主要靠夹具和铣床来保证，不再依赖于工人的技术水平。
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3）可调支承可调支承的顶端位置能在一定范围内调整，调整后用螺母旋紧，多用于毛坯表面的定位，如图3-6所示。可调支承分为圆头式、尖头式和摆动式。
4）辅助支承如图3-7所示，当工件由于结构上的特点使定位不稳定或工件局部刚度地易变形时，可在工件的适当部位设置辅助支承，但它并不能限制自由度。
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第三章铣床夹具
4.重复定位
工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为重复定位或过定位。它会造成定位干涉、定位不稳或增大误差，使工件或定位元件受力产生变形，甚至出现部分工件装不进夹具的局面，因此应该尽量避免。但在精密加工和装配中，重复定位有时也是有必要的。
如图3-16（a）所示为加工连杆小头孔的定位方式。一个端面与支承板3接触，限制了x、y、z 这了三x 、个y 自两由个度自；由大度头；孔杆内身设靠一在个挡短销圆2柱上销，1限，制限z 制自由度。若将孔中的短圆柱销改成长圆销，而且配合间隙较小，则长圆柱销实际上可限制连杆的 x、y、 x、 y 这四个自由度。此时，孔中心线的方向由长圆柱销决定，而不由支承板的平面决定。
3.2.3工件定位的几种现象 1.完全定位
加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位称为完全定位。但生产中并不是任何工序都需要采用完全定位的，限制自由度的数目和种类应由工件的加工要求决定。在图3-4中，箱体类工件的六点定位都是完全定位。完全定位时，整批工件相对于加工铣床及刀具有一个统一的完全确定的唯一位置。一般情况下，当工件的工序内容在这三个坐标轴方向上均有尺寸或形位精度要求时，需要在加工工位上对工件施行完全定位。
精度。
2.夹紧装置
夹紧装置用于保持工件在夹具中的既定位置，
使工件不致在加工时受到切削力、重力、离心力
等外力而改变原有的位置。夹紧装置也是夹具的
主要功能元件之一，它通常由夹紧元件、增力装
置和动力源等部分组成。如图3-1所示，螺母螺
杆副是夹紧元件，同时也是增力装置及快卸垫圈、定位销上构成了夹紧装置。此钻模夹具中动力源
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例：如图3-4所示，三点确定一个平面，工件在XY平面上定位，
支承钉1、2、3限制了工件的三个自由度分别是 x、y、z ；
在XZ平面上定位，支承钉4和5限
制了工件的两个自由度分别是
z
、y
；
在YZ平面上定位，支承钉6限制
了工件一个自由度是 x。
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图3-4 箱体类工件的六点定位
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3.欠定位
按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。在
生产中，欠定位是不允许出现的，因为欠定位保证不了加工要求。
如图3-15所示铣削零件上的通槽，应该限x、制y、z 这三个自由度，
以保证槽底与A面的平行度及尺60寸00.20
mm两项加工要求；应该限z 、x
制
两个自由度以保证槽侧面与B面的平行度及尺寸30±0.10
m如m果两项没加有工被y要限60求制00；.，20而那么自由度m不m影就响无通法槽保加x或证工y；，如可果以不被限 z没制有。被
限制，槽底与A面的平行度就不能保证。
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图 3-15 欠定位铣工技术
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图3-2 工件的自由度铣工技术
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3.2.2 常用定位方式及定位元件
1.工件以平面定位
定位元件主要有支承钉、支承板、可调支承和辅助支承四种。 1）支承钉
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图3-10 工件在半圆弧上定位
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3.工件以圆柱孔定位
工件以圆柱孔为定位基面时，常用圆柱体和圆锥体作为定位元件。 1）圆柱销从长度上看，圆柱销（又称为定位销）可分为短圆柱销和长圆柱销两种。短圆柱销可限制两个自由度，而长圆柱销可限制四个自由度。从结构上看，圆柱销一般可分为固定式和可换式两种。如图3-11所示为固定式圆柱销的几种典型结构，固定式圆柱销是直接用过盈配合装在夹具体上使用的。
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第三章铣床夹具
第三章铣床夹具
目录
3.1 铣床夹具的组成和作用 3.2 工件在铣床夹具中的定位 3.3 工件夹紧 3.4 定位与夹紧的关系 3.5 铣床夹具介绍 3.6 组合夹具
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掌握夹具的组成和作用理解工件定位基本原理掌握基本定位体的定位作用掌握相关的定位知识掌握夹紧装置的基本要求和夹紧力三要素的确定掌握组合夹具的特点及应用
2.不完全定位
工件定位时，并非所有情况下都必须完全定位。在满足加工要求的前提下，少于六个支承点的定位，称为不完全定位或部分定位。例如，在长轴上铣一个键槽，加工要求除了键槽本身的宽度、深度和长度外，还需保证槽距轴端的尺寸及槽对外圆轴线的对称度。此时，绕工件轴线转动的自由度就不必限制，而只要限制五个自由度就可以了。这就是工件的不完全定位。
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3.1.1 铣床夹具的组成
铣床夹具通常由定位元件、夹紧装置、安装连接元件、导向元件、对刀
元件和夹具体等几部分组成。
1.定位元件
轨迹有一个
正确的位置。定位元件是夹具的主要功能元
件之一，其定位精度将直接影响工件的加工
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图3-6 可调支承
图3-7 辅助支承
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2.工件以外圆定位
工件以外圆定位时，最常见的定位元件有V形架、半圆弧定位等装置。
1）V形架工件在V形架上的定位情况要视V形架的长短具体分析。
长V形架限制四个自由度，分别是: x、z、 x、 z
短V形架限制两个自由度，分别是: x 、y
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3.2 工件在铣床夹具中的定位
3.2.1 六点定位原理
尚未定位的工件在空间的位置是任意的且不确定的。工件位
置的这种不确定性可用三维直角坐标系加以描述。如图3-2所示，
工件在直角坐标系中，可以沿着x轴、y轴、z轴的方向，分别处于
各轴线上任意的位置，一般称为沿x轴移动、沿y轴移动、沿z轴移
图3-1 铣床上钻模的组成
为手动夹紧。
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3.安装连接元件
安装连接元件用于确定夹具在铣床上的位置，以保证工件与铣
床之间的正确加工位置。
4.导向元件和对刀元件
1）导向元件
是用于确定刀具位置并引导
刀具进行加工的元件。在图3-1中，
钻套就是引导钻头用的导向元件。
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3.扩大铣床工艺范围
在单件小批量生产的情况下，工件的种类、规格多，而铣床的数量品种有限，为解决这种矛盾，可设计专用夹具，使铣床一机多用。
4.改善工人劳动条件，保障生产安全
夹具中可采用扩力机构来减小操作的原始力，还可以采用各种机动夹紧装置，减轻劳动强度。由于专用夹具是针对具体工件的具体加工要求而专门设计的，可以保证工件的定位精度，其再与夹紧装置相配合，便可以充分保证生产安全。
掌握组合夹具的基本元件
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第三章铣床夹具
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夹具的组成和作用工件在夹具中的定位工件夹紧铣床夹具介绍组合夹具简介
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第三章铣床夹具
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第三章铣床夹具
3.1 铣床夹具的组成和作用
在铣床上加工工件时，为了在工件上加工出符合工艺规程和技术要求的表面，工件在加工前需要在铣床上占有一个正确的位置，即定位。在加工过程中，工件受到切削力、重力、振动、离心力、惯性力等作用，所以还需采用一定的机构，让工件在加工过程中一直保持在最先确定的位置上，即夹紧。在铣床上使工件占有正确的加工位置并使其在加工过程中始终保持不变的工艺装备称为铣床夹具。
图3-12 工件以圆柱心轴上定位
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3）圆锥销圆锥销一般只能限制三个自由度。如图3-13所示为工件以圆锥销定位的示意图，图（a）用于粗定位基面，图（b）用于精定位基面。工件在单个圆锥销上容易倾斜，为此，圆锥销一般与其他定位元件组合使用。
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图3-11 固定式圆柱销铣工技术
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2）圆柱心轴圆柱心轴是以外圆柱面为定心，以端面压紧来装夹工件的。如图3-12 所示，圆柱心轴和工件孔一般采用间隙配合，所以工件能很方便地套在心轴上。但是，由于配合间隙太大，一般只能保证同轴度0.02 mm左右。
图3-8 回转体在V形架上的定位
图3-9 半圆形工件的定位
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2）半圆弧定位装置其下半圆弧固定在夹具体上，起定位作用，上半圆弧是活动的，起夹紧作用。由于工件在半圆弧上定位时与夹具的接触面较大，表面不易夹毛，因此适用于外圆已精加工过的工件。为了保证定心精度，半圆弧的下部应适当挖空。
4）圆锥心轴当工件带有圆锥孔时，一般可用与工件孔锥度相同的圆锥心轴定位，当圆锥半角小于自锁角时，为了便于工件拆卸，可在圆锥心轴大端配上一个可旋出工件的螺母，如图314所示。
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图3-13 工件以圆锥销定位
图3-14 工件以圆锥心轴定位
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图3-16 连杆的定位分析 1－短圆柱销；2－挡销；3－支承板
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3.3 工件夹紧
工件在加工前除了定位外，还需要夹紧，夹紧是工件装夹过程中的一个重要组成部分。它必须在工件定位后利用一种机构产生的夹紧力把工件压紧在定位元件上，让工件保持原有的准确确定位置，不会因为切削力、工件重力、离心力或惯性力等作用而产生变化和振动，从而确保加工精度和安全操作。能够产生夹紧力的这种机构就称为夹紧装置。