第4章成形磨削夹具

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图4.5 修整砂轮角度的夹具结构
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图4.6 量块的计算
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4.2.3 修整砂轮圆弧的夹具
图4.7 卧式圆弧修整砂轮夹具结构
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图4.8 圆弧半径的调整图
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图4.21 用心轴装夹工件
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图4.22 双顶尖装夹工作
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图4.23 工件图
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图4.24 工艺过程图
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4.3.4 万能夹具 万能夹具用于磨削直线与直线，直线与圆弧或 圆弧与圆弧相接的各种形状复杂的工件。 万能夹具的结构如图4.25所示。主要由工件装 夹、十字滑板、回转和正弦分度等四部分组成。 工件装夹部分有垫柱2，螺钉1和转盘18等组成， 用来将被磨削的工件通过某种方法固定在夹具上。
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图4.13 精密平口的结构
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4.3.2 斜面磨削常用夹具 斜面是机械零件和模具零件结构上常见的工作 表面。如型芯楔紧块；斜销分型抽芯机构中的斜 滑块、斜滑槽；大型冲模常用的斜楔侧冲机构中 斜滑块与斜滑槽，以及安装导板用斜面等。加工 这些斜面时，不仅要求保证斜角精度和位置精度 高，而且其表面粗糙度也要求在Ra0.32-0.63 μ m 范围内。所以这些斜面在进行磨削时，常用夹具 有精密角度导磁体和各种结构形式的正弦夹具。
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使用测量调整器、量块、百分表进行比较测量 的方法通常是：首先在测量平台上垫放适量高度P 的基础量块，然后调整测量平台的位置。通过百 分表对工件基准面和基础量块上表面的测量，使 两者的高源自文库相等。当工件被测表面高于其基准面 时，在测量平台基础量块的上面再垫入量块组， 使百分表在量块组上表面与工件被测表面的读数 相同。这样，量块组的高度S就等于工件被测表面 至基准面的距离，量块的总高度为H=P+S。
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（3）测量调整工具 成形磨削工件时，被磨削表面的尺寸往往是用 测量调整器、量块和百分表作比较测量的。 测量调整器的结构如图4.16所示。主要由三角 架4、块规座1、滚花螺母2及螺钉3组成。测量时 可在测量平台上垫放适量的量块，测量平台能沿 着三角架斜面上的“T”形槽移动，当移到所需位 置时，利用滚花螺母及螺钉使其固定。为了保证 测量精度，测量平台的A，B面必须与三角架的 C， D面保持平行。
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图4.26 直接用螺钉和垫柱装夹
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1）直接用螺钉和垫柱装夹，如图4.26所示，在 工件上预先做出工艺螺钉孔，用螺钉和垫柱将工 件固紧在圆盘6上，再用螺钉5和滚花螺母把圆盘 固定在夹具上。螺钉2的数目一般用1-4个，视工 件大小而定。垫柱的数目与螺钉数相同，其长度 要保证砂轮退出时不致碰坏夹具，一般取7090mm，同时要求各垫柱的高度一致，以保证工 件的安装精度。用这种装夹方法，一次装夹便能 磨削出工件的整个轮廓，因此适用于磨削封闭形 状的工件。
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3）根据万能夹具磨削的工艺特点，首先要在工 件上建立平面坐标系。磨削斜面时，为了将被加 工面转至水平位置进行加工，必须知道斜面对坐 标轴的倾斜角；为了以回转中心为基准对加工的 平面作比较测量，还要知道各平面与回转中心之 间的垂直距离。磨削圆弧时，为了把各回转中心 依次调至夹具中心，必须知道各回转中心之间的 坐标；为了在磨削圆弧时不致碰坏其他表面，需 要知道圆弧的包角，以便在磨削时控制夹具的回 转角度。
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4.2 修整成形砂轮的夹具及应用 4.2.1 用挤压轮修整成形砂轮
图4.3 用挤压轮修整成形砂轮
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图4.4 挤压轮
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4.2.2 修整砂轮角度的夹具 修整砂轮角度的夹具结构如图4.5所示，可修整 0°-100°范围内的各种角度砂轮。当旋转棘轮 1时， 通过齿轮8和滑块上齿条7的传动，使装有金刚石 刀5的滑块6沿着正弦尺座4的导轨作直线移动。 正弦尺座可以绕心轴9转动，转动的角度是利用在 圆柱13与平板11或侧面垫板12之间垫一定尺寸量 块的方法来控制的。当正弦尺座转到所需的角度， 拧紧螺母2将正弦尺座压紧在支架3上。
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图4.25 万能夹具结构
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十字滑板部分由横滑板17、丝杠16、手柄 3、 纵滑板15、丝杠4等组成。旋转丝杠16或丝 杠4可使工件在2个相互垂直的方向上移动，以调 整工件的圆弧中心（或回转中心）与夹具中心重 合，当工件移动至所需的位置后，转动手柄3等可 将滑板锁紧。 回转部分由主轴5、衬套6、蜗轮7、蜗杆8 及手 轮14组成。主轴的前端与纵滑板连成一体，旋转 手轮，可通过蜗杆、蜗轮、主轴带动十字滑板连 同工件绕夹具主轴中心回转
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图4.19 正弦分中夹具的结构
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图4.20 带正弦规的正弦分中夹具
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在正弦分中夹具上，工件的装夹通常有心轴装 夹和双顶装夹两种方法：心轴装夹法如图4.21 所示。如工件本身有内孔，并且此孔的中心是外 成形表面的回转中心时，可在孔内装入心轴。如 工件无内孔，则可在工件上加工出工艺孔，用来 安装心轴。利用心轴两端的中心孔将心轴和工件 夹持在分中夹具的两顶尖之间。夹具主轴回转时， 通过鸡心夹头 4带动工件一起回转。
4.3.3 正弦分中夹具 正弦分中夹具的结构如图4.19所示。此夹具适 于磨削具有一个回转中心的凸圆弧面、多角体、 分度槽等工件，一般工件不带台肩。 正弦分中夹具主要由正弦分度头、尾架和基座3 部分组成。前顶针1和后顶针12分别装在前支架8 和尾座10内，前支架固定在基座11上，而尾座可 以在基座的 T形槽中移动位置。工件装夹在前后 顶针之间，安装工件时，先根据工件的长短调好 尾架的位置
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图4.9 修整圆弧砂轮
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4.3 成形磨削常用的夹具及应用 4.3.1 平面磨削常用夹具 具有相互垂直、平行精度要求的六面体模板是 模具中的基本构件。为此，将模板正确定位、夹 紧于磨床工作台上进行平面磨削是常用的加工方 法。其正确定位、夹紧的常用夹具有以下几种： （1）磁性吸盘、导磁铁 磁铁吸盘和常用的导磁铁如图4.10、图4.11所 示。
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图4.28 电磁吸盘装夹
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图4.29 万能夹具中心高的测定
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1）分析被磨削工件的几何形状，将复杂的几何 型面分解成由若干直线和圆弧组成的简单面。按 这些简单型面的类别根据表4.1几种类别型面的磨 削次序排出每个型面的磨削次序，依次分别进行 磨削。 2）对于平面或斜面，是将被加工的平面或斜面 依次转至水平（或垂直）位置，以便用砂轮进行 磨削。对于圆弧型面，除凹圆弧半径较小采用成 形砂轮磨削外，一般圆弧中心即为回转中心，磨 削时依次调整各中心与夹具中心重合，并按此中 心测量各磨削面的尺寸。
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图4.1 复杂模具零件的形状
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图4.2 成形磨削的两种方法
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（2）夹具磨削法 将工件按一定的条件装在专用夹具上，在加工 过程中通过夹具的调节使工件固定或不断改变位 置，从而使工件获得所需的形状，如图4.2（b） 所示。利用夹具磨削法对工件进行磨削其加工精 度很高，甚至可以达到零件具有互换性。 成形磨削的专用夹具主要有磨平面及斜面用夹 具、分度磨削夹具、万能夹具及磨大圆弧夹具等 几种。
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第4章 成形磨削夹具
磨削加工是模具工件或机械零件加工工艺过程 中的精加工工序或最终工序。因此，经磨削后的加 工面，必须保证加工面的粗糙度要求，保证加工面 的形状、尺寸、位置精度符合设计精度的要求。所 以，与其他工艺系统一样，夹具也是磨削工艺系统 中的关键技术。而在模具或机械制造中，利用成形 磨削的方法加工凸模、凹模及电火花加工用的电极 是目前最常用的一种工艺方法。
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图4.27 精密平口钳装夹
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2）用精密平口钳装夹如图4.27 所示，用螺钉 和垫柱将精密平口钳安装在夹具圆盘上，便可利 用平口钳装夹工件。用这种装夹方法，工件的装 夹过程简单方便，但在1次装夹中，只能磨削工件 上的一部分表面。 3）用电磁吸盘装夹如图4.28所示，用螺钉和垫 柱将电磁吸盘安装在圆盘上，工件在电磁吸盘上 被吸牢装夹。这装夹方法方便迅速，适用于磨削 扁平的工件。但在一次装夹中，也只能磨削工件 上的一部分表面。
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上述两种磨削方法，虽然各有特点，但在加 工模具零件时，为了保证零件质量，提高生产率、 降低成本，往往需要两者联合使用。并且将专用 夹具与成形砂轮配合使用时，常可方便地磨削出 形状复杂的工件。 成形磨削所使用的设备，可以是特殊专用磨 床，如成形磨床，也可以是一般平面磨床。由于 设备条件的限制，利用一般平面磨床并借助专用 夹具及成形砂轮进行成形磨削的方法，在模具零 件的制造中占有很重要的地位。
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4.1 成形磨削方法 形状复杂的模具零件或机械零件，一般都是由 若干平面、斜面和圆弧面所组成，如图4.1所示。 成形磨削的原理，即把零件的轮廓分解成若干直 线和圆弧，然后按照一定的顺序逐段磨削，使其 连接圆滑、光整，并达到图样的技术要求。 成形磨削的方法主要有两种，如图4.2所示 （1）成形砂轮磨削法 这种方法是利用修整砂轮夹具把砂轮修整成与 工件型面完全吻合的形状，然后再用此砂轮对工 件进行磨削，使其获得所需的形状
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（1）角度导磁体
图4.14 角度导磁体
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图4.15 正弦精密平口钳结构
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（2）正弦精密平口钳 正弦精密平口钳的结构如图4.15所示。主要由 带有正弦尺的精密平口钳和底座组成，使用时旋 转螺杆 4使活动钳口3沿精密钳体 1上的导轨移动， 以装夹被磨削的工件 2。在正弦圆柱5和底座7的 定位面之间垫入量块，可使工件倾斜一定的角度。 这种夹具用于磨削零件上的斜面，最大的倾斜角 度为45°。
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图4.16 测量调整器
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图4.17 工序尺寸图
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图4.18 磨削工艺及夹具使用方法
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图4.18 磨削工艺及夹具使用方法
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图4.30 凸模零件图
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图4.10 磁性吸盘和平行导磁体
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图4.11 磁性吸盘和端面导磁体
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图4.12 导磁体装夹工件方法举例
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（2）精密平口钳 精密平口钳的结构如图4.13所示，主要由螺杆、 螺母、钳体、活动钳口与测量柱组成。钳体与活 动钳口，需淬火，并进行精密磨削、研磨。使钳 体 2侧面对底面及钳口的垂直度90°±1′。测量柱 在磨削斜面时，作比较测量用。精密平口钳装夹 工件的尺寸范围为60mm和80mm两种规格。 精密平口钳是装在磁力工作台上，并校正其钳 口平行或垂直于机床 x，y运动方向后使用。其作 用与用途有：