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中 國 地 質(zhì) 大 學(xué) 長 城 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 文 獻(xiàn) 綜 述 系 別 工程技術(shù)系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 姓 名 羅 飛 學(xué) 號 05208319 2012 年 1 月 13 日 一 機床夾具的概念 機床夾具是機床上用以裝夾工件 和引導(dǎo)刀具 的一種裝置 其作用是將工件定位 以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置 并把工件可靠地夾緊 裝夾 定位 夾緊 二 機床夾具的分類 2 1 按專門化程度分類 2 1 1 通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的 在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具 例如 車 床上三爪卡盤和四爪單動卡盤 銑床上的平口鉗 分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等 這類夾具一 般由專業(yè)工廠生產(chǎn) 常作為機床附件提供給用戶 其特點是適應(yīng)性廣 生產(chǎn)效率低 主 要適用于單件 小批量的生產(chǎn)中 2 1 2 專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具 其特點是結(jié)構(gòu)緊湊 操 作迅速 方便 省力 可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率 但設(shè)計制造周期較長 制 造費用也較高 當(dāng)產(chǎn)品變更時 夾具將由于無法再使用而報廢 只適用于產(chǎn)品固定且批 量較大的生產(chǎn)中 2 1 3 通用可調(diào)夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換 部分裝置可以調(diào)整 以適應(yīng)不同零件的加工 用于相似零件的成組加工所用的夾具 稱為成組夾具 通用可調(diào)夾具與成組夾具相比 加工對象不很明確 適用范圍更廣一些 2 1 4 組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求 由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的 夾具 由專業(yè)廠家制造 其特點是靈活多變 萬能性強 制造周期短 元件能反復(fù)使用 特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn) 2 1 5 隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具 該夾具既要起到裝夾工件的作用 又要與 工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位 進(jìn)行不同工序的加工 2 2 按使用的機床分類 由于各類機床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同 對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出 了不同的要求 按所使用的機床不同 夾具又可分為 車床夾具 銑床夾具 鉆床夾具 鏜床夾具 磨床夾具 齒輪機床夾具和其他機床夾具等 2 3 按夾緊動力源分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同 可分為 手動夾具 氣動夾具 液壓夾具 氣 液夾具 電動夾具 磁力夾具 真空夾具等 在車床上用來裝夾工件的裝置稱為車床夾具 數(shù)控車床的夾具與苷通車床的夾具相 同 車床夾具可分為通用夾具和專用夾具兩大類 通用夾具是指能夠裝夾兩種或兩種以 上工件的同一類夾具 例如 車床的三爪卡盤 四爪卡盤 彈簧夾套和通用芯軸等 專 用夾具是專門為加丁某一指定千件的某一下序而設(shè)計的夾具 2 3 1 三爪卡盤 三爪卡盤是最常用的車床通用夾具 機床三爪卡盤最大的優(yōu)點是可以自動定心 裝 夾迅速 方便 夾持范圍大 但定心精度存在誤差 不適于同軸度要求高的工件的二次 裝夾 三爪卡盤常見的有機械式 液壓式 電動式 3 種 2 3 1 軟爪 軟爪是一種具有機床切削性能的夾爪 通常三爪卡盤為保證剛度和耐用度要進(jìn)行熱 處理 硬度較高 很難鉑常用刀具切削 軟爪是為適應(yīng)被加工工件特別制造的 其表面 可加工 加于軟爪時要注意以下幾方面的問題 1 軟爪要在與使用時相同的夾緊狀態(tài)下加工 以免在加工過程中松動和由于反向間 隙而引起定心誤差 加工軟爪內(nèi)定位表面時 要在軟爪尾部夾緊一段適當(dāng)?shù)陌袅?以削 除卡盤端面螺紋的間隙 2 當(dāng)被機床加工工件以外圓定位時 軟爪內(nèi)圓直徑與工件外圓直徑相同 略小更好 其目的是削除夾盤的定位間隙 增加軟爪與工件的接觸面積 要注意兩點 如果軟爪內(nèi) 徑大于丁件外徑 則會導(dǎo)致軟爪與丁件形成 3 點接觸 此種情況接觸面積小 夾緊牢固 程度差 應(yīng)盡量避免 軟爪內(nèi)徑過小 會形成 6 點接觸 一方面會在被加工表面留下壓 痕 同時也會使軟爪接觸面變形 3 四爪卡盤 四爪卡盤適用于機床裝夾形狀不規(guī)則或大型工件 夾緊力較大 裝夾精度較高 不 受磨損的影響 但裝夾不如三爪自動定心卡盤方便 4 其他 對于一些外形復(fù)雜 不規(guī)則的機床異形工件 必須使用花盤 角鐵或裝夾在專用夾 具上機床加工 花盤 是鑄鐵材料 用螺紋或定位形式直接裝在車床主軸上 它的工作平面與主軸 軸線垂直 平面度誤差小 表面粗糙度 R I 6Um 角鐵 角鐵又叫彎板 是鑄鐵材 料 它有兩個相互垂直的平面 表面粗糙度 R 1 6um 并有較高的垂直精度 三 機床夾具的組成 3 1 定位元件 它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸 用于確定工件在夾具中的正確位置 從而保證加工時 工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置 3 2 夾緊裝置 用于夾緊工件 在切削時使工件在夾具中保持既定位置 3 3 對刀 引導(dǎo)元件或裝置 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置 用于確定刀具在加工前正確位 置的元件 稱為對刀元件 如對刀塊 用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件 稱為導(dǎo)引元件 3 4 連接元件 使夾具與機床相連接的元件 保證機床與夾具之間的相互位置關(guān)系 3 5 夾具體 用于連接或固定夾具上各元件及裝置 使其成為一個整體的基礎(chǔ)件 它與機床有關(guān) 部件進(jìn)行連接 對定 使夾具相對機床具有確定的位置 3 6 其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求 要有分度機構(gòu) 銑床夾具還要有定位鍵等 以上這些組成部分 并不是對每種機床夾具都是缺一不可的 但是任何夾具都必須有定 位元件和夾緊裝置 它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵 目的是使工件定準(zhǔn) 夾牢 四 機床夾具的功用 4 1 能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時 工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證 不受工人技術(shù) 水平的影響 使一批工件的加工精度趨于一致 4 2 能減少輔助工時 提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便 快速 工件不需要劃線找正 可顯著地減少輔助工時 工 件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性 可加大切削用量 可使用多件 多工位裝夾工件 的夾具 并可采用高效夾緊機構(gòu) 進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率 4 3 能擴(kuò)大機床的使用范圍 實現(xiàn)一機多能 根據(jù)加工機床的成形運動 附以不同類型的夾具 即可擴(kuò)大機床原有的工藝范圍 例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺上裝上鏜模 就可以進(jìn)行箱體零件的鏜孔加工 五 現(xiàn)代機床夾具 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展 市場需求的變化多端及商品競爭的日益激烈 使機械產(chǎn) 品更新?lián)Q代的周期愈來愈短 多品種 小批量生產(chǎn)的比例愈來愈高 為了適用這種形勢 的需要 出現(xiàn)了各種新型夾具 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在精密化 高效化 柔性化等方面 下面介紹幾 種現(xiàn)代機床夾具 5 1 可調(diào)夾具 可調(diào)夾具分為通用可調(diào)夾具和成組夾具 也稱專用可調(diào)夾具 兩類 它們共同的特點 是 只要更換或調(diào)整個別定位 夾緊或?qū)蛟?即可用于多種零件的加工 從而使多 種零件的單件小批生產(chǎn)變?yōu)橐唤M零件在同一夾具上的 成批生產(chǎn) 產(chǎn)品更新?lián)Q代后 只 要屬于同一類型的零件 就仍能在此夾具上加工 由于可調(diào)夾具具有較強的適應(yīng)性和良 好的繼承性 所以使用可調(diào)夾具可大量減少專用夾具的數(shù)量 縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 降低 成本 5 1 1 通用可調(diào)夾具 通用可調(diào)夾具的加工對象較廣 有時加工對象不確切 如滑柱式鉆模 只要更換不 同的定位 夾緊 導(dǎo)向元件 便可用于不同類型工件的鉆孔 5 1 2 成組夾具 成組夾具是成組工藝中為一組零件的某一工序而專門設(shè)計的夾具 成組夾具加工的 零件組都應(yīng)符合成組工藝的相似原則 相似原則主要包括以下內(nèi)容 工藝相似 裝夾表 面相似 形狀相似 尺寸相似 材料相似 精度相似 5 2 組合夾具 組合夾具是一種標(biāo)準(zhǔn)化 系列化 通用化程度很高的工藝裝備 我國從 60 年代初開 始推廣使用 目前已基本普及 各城市及各大工廠均有自己的組合夾具站 組合夾具由一套預(yù)先制造好的不同形狀 不同規(guī)格 不同尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件及合件組 裝而成 組合夾具一般是為某一工件的某一工序組裝的專用夾具 也可以組裝成通用可調(diào)夾 具或成組夾具 組合夾具適用于各類機床 組合夾具把專用夾具的設(shè)計 制造 使用 報廢的單向過程變?yōu)榻M裝 擴(kuò)散 清洗 入庫 再組裝的循環(huán)過程 可用幾小時的組裝代替幾個月的設(shè)計制造周期 從而縮短了 生產(chǎn)周期 節(jié)省了工時和材料 降低了生產(chǎn)成本 還可減少夾具庫房面積 有利管理 組合夾具的元件精度高 耐磨 并且實現(xiàn)了完全互換 元件精度一般為 IT6 IT7 級 用組合夾具加工的工件 位置精度一般可達(dá) IT8 IT9 級 若精心調(diào)整可達(dá) IT7 級 組合夾具的主要缺點是體積大 剛度較差 一次性投資大 成本高 這使組合夾具 的推廣應(yīng)用受到一定限制 5 3 數(shù)控機床夾具 在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)中 數(shù)控機床的應(yīng)用已愈來愈廣泛 數(shù)控機床加工時 刀具或工 作臺的運動是由程序控制 按一定坐標(biāo)位置進(jìn)行的 數(shù)控機床夾具設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點 1 數(shù)控機床夾具上應(yīng)設(shè)置原點 對刀點 2 數(shù)控機床夾具無需設(shè)置刀具導(dǎo)向裝置 這是因為數(shù)控機床加工時 機床 夾具 刀具和工件始終保持嚴(yán)格的坐標(biāo)關(guān)系 刀具與工件間無需導(dǎo)向元件來確定位置 3 數(shù)控機床上常需在幾個方向上對工件進(jìn)行加工 因此數(shù)控機床夾具應(yīng)是敞開式的 4 數(shù)控機床上應(yīng)盡量選用可調(diào)夾具 拼裝夾具和組合夾具 因為數(shù)控機床上加工的 工件 常是單件小批生產(chǎn) 必須采用柔性好 準(zhǔn)備時間短的夾具 5 數(shù)控機床夾具的夾緊應(yīng)牢固可靠 操作方便 夾緊元件的位置應(yīng)固定不變 防止 在自動加工過程中 元件與刀具相碰 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在精密化 高效化 柔性化等方面