§5-4 铣削夹具

为了提高定向精度，定向键与T型槽应有良 好的配合，必要时定向键宽度可按机床工作 台T型槽配作。两定向键之间的距离，在夹 具底座的允许范围内尽可能远些。另外在夹 具安装时应对T型槽精度进行检测，选择精 度高的使用(一般工作台中间处T型槽精度较 高)，或使定向键靠向T型槽的一侧，以减少 间隙造成的误差。定向键的材料常用45钢， 淬火HRC40—45。

定向键有矩形和圆柱形两种，见图5—27所 示。常用的矩形定向键有两种结构形式，一 种如图5—27a、b所示，在键的侧面开有沟 槽或台阶将定向键分成上下两个部分。上部 尺寸与夹具体相配合，常取H7/h6。下部宽 度尺寸与铣床工作台的T形槽相配合，常取 H7/h6或H8/ h8，以减小配合间隙，提高夹 具的定向精度。另一种矩形定向键没有开沟 槽，即上下两部分尺寸相同，这种矩形定向 键一般用于对定向精度要求不高的夹具。
二、铣削夹具的类型

铣床夹具主要用于加工平面、键槽、缺口、 花键、齿轮及成型表面等，在生产中用得 比较广泛。由于铣削过程中多数情况是夹 具随工作台一起作直线进给运动，有时也 作圆周进给运动，因此铣床夹具的结构， 可按不同的进给方式分为直线进给式、圆 周进给式和靠模进给式三种类型。
1．直线进给铣削夹具 这类夹具安装在铣床工作台上，加工中同 工作台一起按直线进给方式运动。按一次装 夹工件数目的多少可将其分为单件铣夹具和 多件铣夹具。在单件小批生产中使用单件夹 具最多，而在中小零件的大批量加工中，多 件夹具则得到广泛的应用。




铣削的切屑较多，夹具上应有足够的排屑空 间，应尽量避免切屑堆积在定位支承面上。 因此，定位支承面应高出周围的平面，而且 在夹具体内尽可能做出便于清除切屑和排出 冷却液的出口。 粗铣时振动较大，不宜采用偏心夹紧，因振 动时偏心夹紧易松开。 在侧面夹紧工件(如加工薄而大的平面)时， 压板的着力点应低于工件侧面的定位支承点， 并使夹紧力有一垂直分力，将工件压向主要 定位支承面，以免工件向上抬起；对于毛坯 件，压板与工件接触处应开有尖齿纹，以增 大摩擦系数。

应用铣削夹具不仅可以保证零件的加工 精度，提高加工生产率，而且可以完成 一些复杂表面和零件上特殊位置表面的 加工，扩大铣床的工艺范围。在大批大 量生产中，是必不可少的铣削加工工装 设备；在中小批量生产中，对于一些特 殊的零件和特殊的表面的加工也是非常 重要的。例如应用专用的靠模夹具可以 完成凸轮的廓线的铣削和复杂型腔的铣 削。
2．圆周连续进给铣削夹具

这类夹具多数安装在单轴或双轴圆盘铣床 的回转工作台上。加工过程中，夹具随回 转台旋转作连续的圆周进给运动。工作台 上一般有多个工位，每个工位都安装有一 套夹具。其中，一个工位是安装工件工位， 另一个工位是拆卸工件工位，这样可以实 现切削加工和装卸工件的同时进行。因此， 生产效率很高，适用于大批大量生产中的 中小型零件的加工。
②夹具在机床上的定位方式

如后图所示夹具在工作台面上是用夹具安 装面A及定向键1定位的。为了保证夹具安 装面与工作台面有良好的接触，夹具安装 面的结构形式及加工精度都应有一定的要 求。除夹具安装面A之外，一般还通过两 个定向键或定位销与工作台上的T型槽相 配合，以限制夹具在定位时所应限制的自 由度，并承受部分切削力矩，增强夹具在 工作过程中的稳定性。

图示为几种常见的对刀块，图 (a)是平板形 对刀块；图b是直角形对刀块；图c是V形对 刀块，用两片塞尺来调整成形铣刀的位置， 以铣削工件的对称圆弧面，图d是一种特殊 形状的对刀块，利用两根圆塞尺来调整成形 铣刀的位置，用以加工成形曲面。



Байду номын сангаас
下图所示是常用的两种标准塞尺结构，图a 为对刀平塞尺，s=1~5mm，公差取h8；图b 为对刀圆柱塞尺，D=3~5mm，公差取h8。 具体结构尺寸可参阅“夹具标准”。 在设计夹具时，夹具总图上应标注塞尺的尺 寸和公差。


图5-24是一套直线进给的铣削夹具。该夹具 用于铣削车床尾座套筒上的键槽和油槽。在 两个工位上分别完成键槽和油槽的铣削。加 工时两个工位同时加工，可以一次铣削两件。 该夹具采用v形块定位，联动压板夹紧。在 夹具的一端设置了对刀块，夹具体的底面设 置了导向定位键。 图5-2是铣削垫块直角面的夹具。工件在夹 具上的定位是以底平面、端面及槽实现的， 共限制工件六个自由度。旋紧螺母5，通过 螺栓带动浮动杠杆10使两副压板向时均匀地 夹紧工件。该套夹具可同时加工三个工件， 生产效率较高。

为此。要求铣床夹具的结构比较粗壮低矮， 以降低夹具重心，增加刚度、强度，夹具体 的高度H和宽度B之比取H／B=1~1.25为宜， 并应合理布置加强筋和耳槽。夹具体较宽时， 可在同一侧布置两个耳槽，这两个耳槽的距 离要与所选机床工作台两T形槽之间的距离 相同，耳槽的大小要与T形槽宽度一致。 在设计和布置定位元件时，应尽量使支承面 大些，定位元件的两个支承之间要尽量远些 注意施力方向和作用点的位置。


通常在这类夹具的纵向两端底边上，设计出 带U型槽的耳座，供紧固夹具体的螺拴穿过。 图示为其具体结构形式。 对于大型夹具或定向精度要求高的铣夹具， 常不放置定向键，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 过找正获得较高的定向精度。
3．对刀装置 夹具在机床上安装完毕，在进行加工之前， 尚需进行夹具的对刀，使刀具相对夹具定位 元件处于正确位置。 对刀的方法通常有三种：一种方法为单件试 切；第二种方法是每加工一批工件，即安装 调整一次夹具，通过试切数个工件来对刀； 第三种方法是用样件或对刀装置对刀，这时 只是在制造样件或调整对刀装置时，才需要 试切一些工件，而在每次安装使用夹具时， 不需再试切工件，这是最方便的方法。
§5-4

铣削夹具
一、铣削夹具的组成及应用
铣削夹具是在铣削加工中确定工件在机床上 与刀具之间具有相对正确位置的专用工艺装 备。与其他夹具类相同，铣削夹具的组成也 有夹具体、定位元件和夹紧元件等部分。除 此之外，由于铣削加工方法的特殊性，铣削 夹具中还需有对刀引导元件和导向定位元件。 对刀引导元件用于调整机床时确定刀具与夹 具之间的相对位置，导向定位元件用于确定 夹具在机床上相对于进给运动方向的正确位 置。


图c为圆柱形定位销，使用时， 夹具上的两个孔可以在坐标 镗床上加工，能得到很高的 位置精度，但是，因柱面与 T形槽平面是线接触，容易 磨损，故用得不多。 改善图c结构中圆柱部分与T 型槽配合时易磨损的缺点， 可采用图示圆柱定向键的结 构。上部圆柱体与夹具体的 圆孔相配合，下部圆柱体切 出与T型槽宽度b相等的两平 面。

除上述用于铣削加工的专用夹具外，在铣床 上还经常用到分度头、三向虎钳、圆工作台 等通用夹具工装。在数控加工中，组合夹具 具有其独特的优越性，在生产中出得到广泛 的应用。
三、铣削夹具设计要点
1．铣削夹具的结构特点

铣削加工的切削用量和切削力一般较大，切 削力的大小和方向也是变化的，而且又是断 续切削，因而，加工时的冲击和振动也较严 重。所以设计这类夹具时，要特别注意工件 定位稳定性和夹紧可靠性；夹紧装置要能产 生足够的夹紧力，手动夹紧时要有良好的自 锁性能；夹具上各组成元件的强度和刚度要 高。

对刀块必须耐磨，以保持较长的使用寿命， 所以对刀块常采用工具钢T 8A淬火或20钢 渗碳淬火，其硬度达到HRC 55~60。
3．机械仿形进给靠模铣夹具 这种夹具安装在卧式或立式铣床上，利用靠 模使工件在进给过程中相对铣刀同时作轴向 和径向直线运动，来加工直纹曲面或空间曲 面，它适用于中小批量的生产规模。在2轴、 3轴联动的数控铣床广泛应用之前，利用靠 模仿形是成形曲面型腔切削加工的主要方法。 按照主送进运动的运动方式，靠模夹具可分 为直线进给和圆周进给两种。 图5—26a为直线进给式靠模铣夹具原理示意 图，图5—26b为圆周进给靠模铣夹具原理 示意图。
2．定向键设计 ①夹具在机床上定位的目的 为了保证工件的尺寸精度和位置精度，工艺 系统各环节之间必须具有正确的几何关系。 一批工件通过其定位基准面和夹具定位表面 的接触或配合，占有一致的、确定的位置， 这是满足上述要求的一个方面。夹具的定位 表面相对于机床工作台和导轨或主轴轴线具 有正确的位置关系，是满足上述要求另一个 极为重要的方面。


铣削加工为便于调整刀具相对于工件被加工 表面间的位置，夹具上通常设置对刀块，如 图所示。 对刀块按工件加工表面的形状，可做成平 板形、直角形或V形块式等各种形式。对刀 块通常固定在夹具体上，对刀块工作面距工 件被加工表而有一定距离。在确定刀具位置 时，通常用塞尺放在刀具与对刀块工作面之 间，当塞尺刚能通过刀具与对刀块工作面之 间的空隙时，就可以认为刀具的位置已定。 此后在整个加工过程中，这个校正好的距离 就不能改变。利用这一方法的优点是简单方 便，避免了刀具直接与对刀块工作面之间的 碰撞而损坏刀具。同时也便于测量接触情况、 控制尺寸。