第三章 夹具体及夹具的对定

•定向精度要求高的场合，可不使用定向键，而在夹具体 的侧面，加工出一窄长平面作为，夹具安装时的找正基 面。通过找正可获得较高的定向精度。
•2：夹具安装在主轴上
•夹具在回转主轴上安装，取决于机床主轴端部结构，常 见的有图1-93以下几种形式：
图1-93
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•二、夹具的对刀与导向
•确定刀具相对工件加工表面的正确位置的方法，通常有如 图1-94所示，三种。
•一、夹具的定位、安装
•夹具在机床上安装时，其安装、定位基面，还需相对刀具及 其切削成形运动，占据一正确位置。根据机床的工作特点， 夹具在机床上安装的基本形式有两种。
•1：夹具安装在工作台上
•对与铣、刨、磨、镗床等夹具，一般需安装在工作台上， •为保证夹具底平面与工作台面有良好的贴合，夹具体的定位 面，应在一次安装中磨出或刮研出。
F Smax Smin 2 ( X1 X 2 e) 18
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图1-99
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•由于影响分度误差的各项因素都是独立随机变 量，故可按概率法叠加：
2 F 2 2 X 12 X 2 e2
•2）回转分度误差
•如图1-100所示：下列符号的含义 •Δα—回转分度误差； •αmax—相邻两孔最大分度角； •αmin—相邻两孔最小分度角； •ΔF—菱形销在分度套中的对定误差； –2δα—分度盘相邻两孔的角度公差； 2 R •2δ —2δα在分度套中心处所对应的弧长， 2 0 180 •X3—分度盘回转轴与轴承之间的最大间隙； •R—回转中心到分度套中心的距离。
杠杆单斜面对定机构， 它用直边对定，直边插 入时，可推除污物，斜 面处污物不影响对定精 度，因而对防尘要求不 高。而分度精度较高， 使用较多。
手拉式菱形销 对定机构，结 构简单，制造 容易，操作方 便。也不需严 格防尘措施， 在中等分度精 度场合使用。
图1-97
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3：锁紧机构 对定机构对定后，尚 需锁紧，常用的几种 锁紧机构如图1-98所 示： 偏心轮锁紧 机构
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在回转分度中，对定销在 分度盘相邻两个分度套中 对定的情况与直线分度相 似，其分度误差受
2 F 2 2 X 12 X 2 e2
的影响，此处还受分度 盘回转轴与轴孔之间最 大间隙X3的影响。回转 分度误差Δα可根据右图 的几何关系求出：
max min F X3 2 arctg 4 4 R
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同理，当圆柱对定销1与固定套2左边接触，与A孔分 度套3右边接触时，分度盘A孔中心向左偏移到A"；
其最大偏移量为：（X1+X2+e）/2。因此A孔对定时，
最大偏移量为A'A"=X1+X2+e。同理，其相邻B孔对定
时，最大偏移量为：B'B"=X1+X2+e。分度盘两孔间还
存在孔距公差2δ。由图可知：A、B两孔的最小分度 距离为：Smin=S-(δ+X1+X2+e)，其最大分度距离为： Smax=S+(δ+X1+X2+e)，因此，直线分度误差为：
时，互相受到牵制，正、负误差相互抵消，使误差均化， 从而实现高精度分度。分度时，转动偏心轴4，可通过心轴 3将上齿盘1抬起，使上、下齿盘脱开，即可转动上齿盘实 现分度。
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图1-100
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F 2X3 2 4arctg , F 2 2 X 12 X 2 e 4R
5：端齿盘分度装置
如图1-101所示为简易 的端齿盘分度装置，上 齿盘与下齿盘啮合时， 相当于端齿盘上全部齿 都参加对定，虽然各齿 距间也存在一定的制造 误差，但在啮合
图1-101
3
图1-83 设置排屑结构
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•2：焊接夹具体 •由各种型材组焊而成。制造方便，生产周期短，成本低， 重量轻。但焊接热应力大，易变形，需退火处理。 •3：锻造夹具体 •适用于形状简单，尺寸不大，强度、刚度要求大的场合。 锻造后，也需退火处理。 •4：型材夹具体 •小型夹具体直接用板料、棒料、钢量轻。如心轴、 钢套钻模，一般采用型材夹具体。 •5：装配夹具体 •由标准的毛坯件、零件及个别非标准件，通过螺钉、销 钉组装而成。标准的毛坯件由专业厂生产。制造成本低， 周期短，精度稳定等，有利于夹具标准化、系列化，也便 5 于夹具的计算机辅助设计。
端齿盘分度装置如图1101所示为简易的端齿盘分度装置上齿盘与下齿盘啮合时相当于端齿盘上全部齿都参加对定虽然各齿距间也存在一定的制造误差但在啮合时互相受到牵制正负误差相互抵消使误差均化从而实现高精度分度
第二篇
机床夹具设计
主讲：陶福春
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第三章 夹具体及夹具的对定
•第一节 夹具体 •一、对夹具体的基本要求 •1：有适当的精度及尺寸稳定性 •夹具体上的重要表面，如安装定位元件、对刀、导向元 件的表面及夹具体的安装基面等，应有适当的精度及尺 寸稳定性，以保证夹具本身的精度。 •2：有足够的强度和刚度 •在加工过程中，夹具体承受较大的切削力、夹紧力，为 保证夹具体不产生不允许的变形及振动，因此，夹具体 应有足够的强度和刚度。 •3：结构工艺性好 •以便于夹具体的制造、装配和检验。
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•为保证夹具在机床工作台上的正确位置、方向，承受部分 切削扭矩，一般采用定向键与工作台上的“T”型槽相配合。 如图1-92所示： •A形定向键，与夹具体槽 •和工作台“T”型槽的配合 •尺寸均为B，极限偏差选 •h6或h8；夹具体上的槽宽 •极限偏差选H7或Js6。 •B形定向键与T”型槽的配合 •尺寸为B1，留0.5mm磨余量， •可按机床工作台上的“T”型槽 图1-92 •实际宽度配作，极限偏差取H7或Js6。 •另外，还有圆形定向键，制造简单，但容易磨损，定位稳 8 定性不如矩形定向键好。
斜楔式锁紧机构
切向锁紧机构
图1-98
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4：分度误差
•分度装置分度时，最大分度值与最小分度值之差，称为分度 误差。 下面以圆柱销对定机构为例，分析计算分度误差。
1）直线分度误差
从下图可知，影响分度误差的主要因素有： X1---对定销与分度套的最大间隙； X2---对定销与固定套的最大间隙； e–分度套内外圆的同轴度； 2δ–分度盘相邻孔距的公差值。 如图1-99所示， 固定套中心C，在对定过程中位置不变， 当圆柱对定销1与固定套2右边接触，与A孔分度套3左边接触 时，分度盘A孔中心向右偏移到A'；其最大偏移量为 （X1+X2+e）/2。
图1-95
•三、夹具的分度与转位
•在生产中，当遇到工件上有一组成一定角度或一定间距 均匀分布的加工表面时，为了使工件能在一次装夹中完 成加工，以提高生产率，就需要分度和转位夹具。
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钻法兰上4-Φ20（均布）孔的回转分度钻模如下图1-96所示：
图1-96 回转分度式钻模 图1-96
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分度装置
•分度装置有两种：一是直线分度装置；另一种是回转分 度装置。 •1：分度装置组成 •1）转动或移动部分，它实现工件的转位或移位。如上图 1-96，回转分度钻模的回转台。 •2）固定部分，它是分度装置的基体，常与夹具体制成一 体。如上图1-96，的夹具体。 •3）对定机构，它保证工件正确地分度位置，并完成插销、 拔销动作。如如上图1-96回转分度钻模的对定爪、分度盘、 弹簧销及手柄等。 •4）锁紧机构，它将移动或转动部分与固定部分紧固在一 起，起减小加工时的振动和保护对定机构的作用。 13
图1-85铸造夹具体 图1-86焊接夹具体
图
1-87 锻造夹具体
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图1-88装配夹具体
•
第二节 夹具的对定
•为保证工件的加工精度，除工件在夹具中定位外，那么，夹 具相对刀具及其切削成形运动还需占据一正确位置，这一过 程，称为夹具的对定。夹具的对定包括夹具的定位安装、夹 具的对刀、导向，及夹具的分度和转位。
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•4：便于排屑 •切屑多时，夹具体上应设置有排屑结构。 •5：在机床上安装稳定可靠 •当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应低，夹具体 的底面应凸出，使夹具体的安装基面与机床工作台面接触 良好。 •当夹具在机床主轴上安装时，使夹具体的安装基面与机床 主轴上相应表面应有较高的配合精度，并保证夹具体安装 稳定可靠。 •二、夹具体的毛坯类型 •1：铸造夹具体 •一般为灰口铸铁，强度高时用铸钢，重量轻时用铸铝。可 铸出复杂的形状，具有较好的抗压强度、刚度及抗振性； 但生产周期长，需进行时效处理，以消除内应力。
如回转钻模中的锁紧螺钉、滑柱及锁紧块。
•2：分度对定机构 •分度的对定机构的结构型式很多，如图1-97所示，常见 的有以下几种： 齿轮齿条圆锥销对定机构， 对定时可消除配合间隙，提 高分度对定精度，但应有防 尘措施。
钢球对定机构，结构简单， 操作方便，但分度精度不高 对定也不可靠，常用于精度 14 不高的场合或作预定位。
•1：单件试切法 •2：调整法
•利用对刀块、标准样件来 •调整刀具相对工件加工 •表面的正确位置。几种 •铣刀的对刀装置如图所示： •利用对刀块对刀时，工件 •加工表面的尺寸精度，一般 •不超过IT级，尺寸精度要求 •高时，需采用试切法。
•3：导向套法
图1-94
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•在钻夹具中，一般采用导向套来确定刀具相对工件加工 表面的正确位置。几种常用的钻套如图1-95所示：