第7章零件装夹和夹具

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机床的组成
◆万能卧式升降台铣床
n
X Y
图2-36 万能卧式升降台铣床
1—底座 2—床身 3—悬梁 4— 主轴 5—支架 6—工作台 7—回 转盘 8—床鞍 9—升降台
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机床的组成
◆立式钻床与摇臂钻床
n
f
n
f
图2-37 立式钻床
1—工作台 2—主轴 3— 主轴箱 4—立柱 5—底座
图2-38 摇臂钻床
稳 牢 快
7.3.2 夹紧力的确定
必须合理确定夹紧力的三要素:大小、方向和作用点
(1)夹紧力方向的确定 1)主要夹紧力方向应垂直于主要定位面
2)夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小
3)夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小
(2)夹紧力作用点的确定
1)夹紧力应作用在刚度较好部位
夹紧力作用点的确定 2)夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件 形成的支承面内 3)夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面
以斜楔为研究对象,夹紧时 根据静力平衡原理,有 FQ = F1+ FRX F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α+Φ2) FJ = FQ / [tanΦ1+tan(α+Φ2)] 设Φ1 =Φ2 =Φ,当α≤10°, 可用下式近似计算 FJ = FQ / ( tanα+2Φ)
斜楔夹紧的特点:
气动、液压、电磁、真空等 气—液压组合夹紧
7.3.5 夹具的连接元件、对刀装置和引导元件 1. 连接元件
1.夹具的连接元件
2. 对刀装置
3. 引导元件
引导元件
引导元件
引导元件
7.4 常见夹具类型 (1)钻床夹具
(2)铣床夹具
(3)车床夹具
(4)成组夹具
(5)组合夹具
1)有增力作用,扩力比 i = FJ / FQ ,约等于3; 2)夹紧行程小,h/s =tanα,故 h 远小于 s ; 3)结构简单,但操作不方便。 主要用于机动夹紧,且毛坯质量较高的场合。
7.3.3.2偏心夹紧机构
常见的偏心轮—压板夹紧机构
(2)偏心夹紧机构
1)圆偏心夹紧原理及其几何特性 偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧,但各点升角不等, M、N处升角为为0, P处升角最大。
机械制造工艺学
第七章
1
第7章汽车零件加工中的装夹和夹具
要 点
定位原理与定位误差 机床基本知识 工件的夹紧
2
汽车零件加工中的装夹和夹具
7.1 机床的基本组成 7.2 机床夹具 7.3 工件在夹具中的夹紧 7.4 常见夹具类型
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7.1 机床的基本组成
7.1.1 机床的分类与型号编制 7.12.2 机床的组成 7.1.3 机床的运动 7.1.4 机床的技术参数
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机床的运动
辅助运动
1)切入(吃刀)运动 2)空行程运动( 趋进、退刀、返回、调位…) 3)其他(分度、转位、变速、换刀、测量、补偿…)
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7.1.4 机床的技术参数
尺寸参数
表示机床加工范围,包括主参数、第二主参数和其他参数。
表2-7 常用机床主参数和第二主参数
机床名称 普通车床 立式车床 升降台铣床 摇臂钻床 卧式镗床 坐标镗床 外圆磨床 矩台平面磨床 滚齿机 主参数 床身上工件最大回转直径 最大车削直径 工作台工作面宽度 最大钻孔直径 主轴直径 工作台工作面宽度 最大磨削直径 工作台工作面宽度 最大工件直径 工作台工作面长度 最大磨削长度 工作台工作面长度 最大模数
7.3.3.3 螺旋夹紧机构
螺旋夹紧特点: 1)结构简单,自锁性好,夹紧可靠; 2)扩力比约为80,远比斜楔夹紧力大; 3)夹紧行程不受限制; 4)夹紧动作慢,辅助时间长,效率低
7.3.3.4其它夹紧机构 1)螺旋压板夹紧机构
2)螺旋定心夹紧机构
3)联动夹紧机构
4)多件夹紧机构
7.3.4 夹紧动力装置
(3)夹紧力大小的估算
夹紧力的大小根据切削力、工件重力的 大小、方向和相互位置关系具体计算,并 乘以安全系数K ,一般精加工K =1.5~2, 粗加工K = 2.5~3。
7.3.3.常用夹紧机构
7.4.3.1斜楔夹紧机构 7.4.3.2偏心夹紧机构 7.4.3.3 螺旋夹紧机构 7.4.3.4其它夹紧机构
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机床的组成
机床的组成
5)控制系统:控制系统用于控制各工作部件的正常工作 ,主要是电气控制系统,有些机床局部采用液压或气动控 制系统。数控机床则是数控系统。 6)冷却系统 7)润滑系统 8)其他装置:如排屑 装置,自动测量装置
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机床的组成
◆ 普通车床
n
X Z
图2-35 卧式车床的基本结构及运动
1—主轴箱 2—夹盘 3—刀架 4—后顶尖 5—尾座 6—床身 7—光杠 8—丝杠 9—溜板箱 10—底座 11—进给箱
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4
机床夹具
夹具的分类
◆按夹具使用范围划分 1)通用夹具:三爪、四爪卡盘,平口钳等,一般由专业 厂生产,常作为机床附件提供给用户。 2)专用夹具:为某一工件特定工序专门设计的夹具,多 用于批量生产中。 3)通用可调整夹具及成组夹具:夹具的部分元件可以更 换,部分装置可以调整,以适应不同零件的加工。 4)组合夹具:由一套预先制造好的标准元件组合而成。 根据工件的工艺要求,将不同的组合夹具元件像搭积木一 样,组装成各种专用夹具。使用后,元件可拆开、洗净后 存放,待需要时重新组装。组合夹具特别适用于新产品试 制和单件小批生产。 5)随行夹具:在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。
3)圆偏心夹紧的夹紧力
M=P l =Q1ρ 因为αp很小,
或Q1= P l /ρ Q1≈Q1cosαp= FQ
根据斜楔夹紧原理,得P点产生的夹紧力为 Q=FJ =P l /〔ρ(tanΦ1+tan(αp+Φ2))〕 一般取 l =(2~2.5)D, ρ ≈ D /2 扩力比约为12~13
4)圆偏心的夹紧行程
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机床的组成
◆立式加工中心
Z
图2-41 立式加工 中心
1—床身 2—滑座 3—工作台 4—立柱 5—数控柜 6—机械 手 7—刀库 8—主 轴箱 9—驱动电柜 10—操纵面板
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X Y
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7.1.3 机床的运动
表面成形运动
1)主运动——对切削起主要作用的工作运动,消耗机床 的主要功率。机床主运动只有1个。 ◆主要形式: ① 工件或刀具作回转运动,用转速(r/mim)表示; ②工件或刀具作直线运动,用速度( m/s )或行程次 数(dst/min)表示; ③ 复合运动 2)进给运动——使工件不断投入切削的运动。机床的进 给运动可以有一个或几个。 ◆两种形式:连续进给和间歇进给。 ◆表示方法:mm/s,mm/r,mm/ dst
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机床夹具
7 6 5 4 3 2 1 18 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
图2-46 组合夹具
1—加筋角铁(2) 2—槽用螺栓(6) 3—平键(10) 4—方形支承 5—定位支承 6—方 形支承 7—平垫圈 8—六角螺母(8) 9 —槽用螺栓 10—钻套螺钉 11—快换钻套 12— 钻模板 13—圆形定位销 14—工件 15—方形支承 16—角铁 17—压紧螺钉 18—基础板
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7.3.1 夹紧装置的组成及基本要求 组 成 作 用
基 本 要 求
(1)力源装置 (2)中间传力机构 (3)夹紧元件
1)改变作用力的方向; 2)改变作用力的大小; 3)使夹紧实现自锁。
1)夹紧时不破坏工件定位后的正确位置; 2)夹紧力大小要适当; 3)夹紧动作要迅速、可靠; 4)结构紧凑,易于制造与维修。
2)圆偏心夹紧的自锁条件
P点夹紧时能自锁,则可保证其余各点均可自锁 自锁条件
α p ≤ Φ1+Φ2
为安全起见取Φ1 =0 取μ2=0.1~0.15,
tanαp=2e/D≈αp 2e/D ≤Φ2≈μ2, D/e≥14~20自锁,
D/e叫偏心轮的偏心特性,表示偏心轮的工作 可靠性
3)圆偏心夹紧的夹紧力
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7.1.1 机床的分类
机床的分类
按机床的加工性质和所用刀具来分类,分成为 12大类 :车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工 机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、锯床和其 它机床。 每一类机床,又可按其结构、性能和工艺特点的不同 细分为若干组。
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7.1.2 机床的组成
机床的组成
确定夹紧行程hPE需考虑如下因素: 夹紧工件尺寸公差、装卸间隙、夹紧变形及磨损贮备 量等 hPE≥T+Δ间+ Δ贮 偏心距e为 e = hPE / (cosγP - cosγE ) e = hPE / (cos 45° - cos 135°) = hPE / 1.1414 •圆偏心轮夹紧力小,行程小,自锁性不太好,用于切 削力小,无振动,工件尺寸公差不大的场合。 若取P点左右各45°圆弧作为工作段,则
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机床夹具
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台 图2-43 通用夹具
分度头
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机床夹具
L 3 φD
4 零件工序简图
图2-44 专用夹具
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机床夹具
KH1 KH2 KH3 KH4
L 3 φD 3 L φD
4 L 3 φD
4 L φD
4 L 3
3 4 L φD 3 4
φD
4
图2-45 成组夹具
零件工序简图
1)动力源:为机床提供动力(功率)和运动的驱动部分 2)传动系统:包括主传动系统、进给传动系统和其他运 动的传动系统,如变速箱、进给箱等部件 3)支撑件:用于安装和支承其它固定的或运动的部件, 承受其重力和切削力,如床身、底座、立柱等 4)工作部件:包括 ①与主运动和进给运动的有关执行部件,如主轴及主轴 箱、工作台及其溜板、滑枕等安装工件或刀具的部件; ②与工件和刀具有关的部件或装置,如自动上下料装置 、自动换刀装置、砂轮修整器等; ③与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操 纵机构等。
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7.3.3.1斜楔夹紧机构
夹紧力FQ去除,斜楔受到F1、 FRX作用,要能自锁,必须满 足下式 F1 >FRX F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α-Φ2) tanΦ1 > tan(α-Φ2) 即 Φ1 > (α -Φ2) 或 α<Φ1 +Φ2 一般Φ1 =Φ2 =Φ =5~7°, 故当α<10~14°时自锁, 一般取α=6~8°
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7 6 5
8
57
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
4 3 2 1
74.63
图2-46a 铣拨叉槽组合夹具
1—方形基础板 2—小长方支承 3,14,20—六角螺母 4—φ40圆形定位盘 5—大长方支承 6—螺钉 7—右支承角铁 8,10—厚六角螺母 9—垫圈 11—槽用螺栓 12—侧中孔定位支承 13—小长方支承 15—回转压板 16—双头螺栓 17—φ24圆形定位销 18—圆螺母 19—工件
1—底座 2—工作台 3—立柱 4— 摇臂 5—主轴箱和进给箱 6—主轴
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机床的组成
◆卧式镗床
n
f
X Z
图2-39 卧式镗床
1—床身 2—下滑座 3—工作台 4—主轴箱 5—前立柱 6—主轴 7—后立柱 8—后支撑
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机床的组成
◆普通外圆磨床
fR
nG nW
fL
图2-40 普通外圆磨床
1—床身 2—床头箱 3—砂轮 4—砂轮主轴箱 5—尾座 6—导轨 7—工件 8—工作台
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第二主参数 工件最大长度 工作台工作面长度 最大跨矩
机床的技术参数
运动参数
指机床执行件运动速度。如主轴最高、最低转速,最大、 最小进给量等。
动力参数
指机床电动机功率。
精度参数
表示机床精度的参数,如主轴回转精度、工作台定位精度 、重复定位精度等。
刚度参数
表示机床刚度的参数,包括静刚度和动刚度。
其他参数
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机床夹具
图2-46b 组合夹具实例
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机床夹具
夹具的分类
◆按使用机床划分 可分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具、磨床夹具等。 ◆按夹紧力源划分 可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、真空夹具、电 动夹具等。
气动虎钳
液压夹具
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7.3 工件在夹具中的夹紧
7.3.1夹紧装置的组成及基本要求 7.3.2夹紧力的确定 7.3.3.常用夹紧机构 7.3.4 夹紧动力装置 7.3.5 夹具的连接元件、对刀装置和引导元件
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7.2 机床夹具的基本知识
夹具的组成
1)定位元件及装置 2)夹紧元件及装置 3)对刀及导向 元件 4)连接元件 5)夹具体 6)其他元件及 装置(防护、防 错、分度…)
图2-42 铣轴端槽夹具
1 — V型块 2 — 支撑套 3 — 手柄 4 — 定向键 5 — 夹具体 6 — 对刀块
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