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1、1,机械制造工艺及夹具设计,第六章 车床夹具,2,安装在车床主轴上的夹具：各种卡盘、顶尖、各种心轴或其它专用夹具。加工时夹具随机床主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。 三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘 拨动顶尖 心轴式 圆盘式 角铁式 花盘式 安装在滑板或床身上的夹具：用于某些形状不规则和尺寸较大的工件，刀具安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作进给运动,车床夹具,车床夹具的基本类型,3,车床夹具,4,车床夹具,5,车床夹具,6,车床夹具,7,车床夹具,8,用途：加工工件的内、外回转面及端面。 特点：主要是用来保证被加工面（孔）的位置尺寸和精度。 适用于形状复杂的大型工件 需要平衡配重 通过过渡盘与主轴
2、头端连接,车床夹具,9,6-1 角铁式车床夹具 6-2 卡盘式车床夹具 6-3 心轴式及夹头式车床夹具 6-4 高效车床夹具 6-5 车床夹具设计示例,车床夹具,10,角铁式车床夹具,6-1 角铁式车床夹具,结构特征：夹具呈角铁状。 用途：加工壳体、支座等零件的回转面及端面。 要点：通过夹具使加工面的轴线与机床主轴旋转中心重合。,11,精车：,f40 孔及端面,加工要求： 孔位尺寸450.05mm 平行度0.05mm 孔距尺寸80.05mm,角铁式车床夹具,12,角铁式车床夹具,定位：,工件装卸与夹紧：,燕尾面B、C，f12孔。,限位元件,结构：,活动支承板,回转式螺旋压板,平衡块,13,角铁
3、式车床夹具,定位：,半圆孔,平衡：,去重,14,一、车床夹具设计要求,1夹具在车床主轴上的安装方式,锥孔（锥柄、或顶尖）连接 安装误差小，定心精度高； D140mm或D（23）d,角铁式车床夹具,15,通过过渡盘与主轴连接 过渡盘形式取决于主轴的前端结构； 过渡盘与夹具体之间用“止口”定心。,夹具体定位孔与过渡盘突缘配合：,H7/f7、H7/h6、H7/js6、H7/n6,也可合二为一,角铁式车床夹具,16,角铁式车床夹具,2找正基面的设置,安装时，应保证夹具上的限位面与主轴轴线的位置关系。,限位面是与主轴同轴线的回转面 直接用限位表面找正它与主轴的同轴度,17,限位表面偏离回转中心，设找正孔
4、（外圆）,找正基面既是夹具安装时装配基准，也是夹具设计和制造基准。,找正要求,3定位元件的设置,基本要求：,使工件加工面轴线与主轴轴线重合,回转体或对称零件 心轴或定心夹紧式机构。三线重合。 壳体、支架等形状复杂的工件。 各定位元件的限位表面与机床主轴旋转中心具有正确的尺寸和位置关系。,角铁式车床夹具,18,角铁式车床夹具,19,角铁式车床夹具,20,4夹紧装置的设置,确保安全可靠，夹紧力能克服切削力和离心力的作用。,高速切削时，应作夹紧力验算。 螺旋夹紧机构要求加弹性垫圈或使用锁紧螺母。,5夹具的平衡,作用 结构 计算,角铁式车床夹具,21,5结构要求,结构紧凑，悬伸长都要短。 D300mm
5、，L/D0.6,夹具体应是圆形，不应有伸出夹具体轮廓的元件。 便于工件的安装和测量，顺利排屑,角铁式车床夹具,22,二、车床夹具的加工误差,S D： DD ； DA ；DJ ；DG,计算开合螺母加工尺寸450.05mm的加工误差,1定位误差DD,D=0,基准重合，定位元件为平面接触,角铁式车床夹具,23,2夹具误差DJ,定位元件与安装基面尺寸公差。,3安装误差DA,过渡盘与主轴配合； 过渡盘与夹具体配合；,角铁式车床夹具,24,DA =X1max+X2max,f92H7（f92 ）,f92js6（f92 0.011）,f160H7（f160 ）,f160js6（f160 0.0125）,X1m
6、ax =0.035+0.011=0.046,X2max =0.040+0.0125=0.0525,mm,4加工方法误差DG,按加工尺寸公差的1/3取值,G=0.1/3=0.033mm,角铁式车床夹具,25,Jc=0.1-0.088=0.012mm,角铁式车床夹具,26,6-2 卡盘式车床夹具,用途：加工以外圆（内孔）定位的回转体表面。 结构特征：卡爪夹紧，多采用定心夹紧机构。 要点：通过夹具使加工面的轴线与机床主轴旋转中心重合。,卡盘式车床夹具,精车：,f20 H9孔,加工要求： 同轴度f0.05mm,27,卡盘式车床夹具,28,卡盘式车床夹具,有定心和夹紧双重功能的机构,特点：定位基准与限位
7、基准始终重合， DY=0,等速移动定心夹紧机构 斜楔滑块式定心夹紧机构 主要用于以未加工或粗加工过的直径较大的孔定位时的定心夹紧。 螺杆压块式定心夹紧机构 比标准卡盘的装夹更迅速、精度更高。 均匀变形定心夹紧机构 见后6-2,定心夹紧机构,29,定位夹紧机构分开的结构,气动杠杆卡盘 单爪或多爪结构，单爪是不对称结构。 铰链式卡盘 气动卡盘,定位：f100外圆及端面,卡盘式车床夹具,30,卡盘、回转气缸、导气接头,卡盘式车床夹具,31,导气接头的壳体内孔与心轴之间的间隙：0.0070.015mm,气动或液压传动装置：提高工效，减轻劳动强度，动作迅速，反应灵敏，易实现自动化控制。,卡盘式车床夹具,
8、32,卡盘式车床夹具,33,6-3 心轴式及夹头式车床夹具,心轴式：主要限位元件为轴，用于以孔定位的回转体零件的加工。,夹头式：主要限位元件为孔，用于以外圆定位的回转体零件的加工。,一、弹簧心轴与弹簧夹头,心轴式车床夹具,34,利用弹性筒夹的弹性变形将工件夹紧。,可实现定心夹紧，定心精度一般可达0.020.05mm,弹簧夹头,弹性筒夹见夹具手册,心轴式车床夹具,35,二、波纹套弹性心轴,工作原理：波纹套受轴向压缩后，会均匀地径向扩大，从而将工件夹紧。 特点：定心精度高，可稳定在0.0050.01mm之间。 使用：定位孔径大于20mm，公差等级不低于IT8的工件；但制造困难，使用受限。,心轴式车
9、床夹具,36,三、碟形弹簧片心轴,特点：定心精度在0.01mm之内。 工作原理：碟形簧片有内外交错的径向槽，叠加起来后，受轴向压缩，会均匀地径向扩大，从而实现定心并夹紧。,心轴式车床夹具,也可做成碟形弹簧片夹头。,37,四、液性介质弹性心轴及夹头,心轴式车床夹具,工作原理：液性介质均匀传压，使薄壁套产生变形。 特点：定心精度一般为0.01mm，可达0.005mm。,但变形量小，对定位面要求较高。,38,6-4 高效车床夹具,一、端面驱动夹具,原理：利用拨爪嵌入工件的端面驱动工件旋转。 特点：缩短装夹时间，避免重复装夹，保证相互位置精度。 用途：数控车床加工轴类件。,高效车床夹具,39,二、离心
10、式自动夹头,原理：利用离心力。 特点：可大大减轻工人的装夹劳动强度，节省装夹时间。但夹具较大，且工作转速不能过低。,高效车床夹具,40,三、不停车夹具,特点：节省装夹时间。但夹紧行程较小，适用于光料。,高效车床夹具,41,车床夹具设计实例,6-5 车床夹具设计实例,一、工件加工分析,三个阶梯孔距为250.1mm。,三孔轴线与底面的垂直度和阶梯孔与4个小孔位置的对称要求（未注公差）,考虑设计成花盘式分度车床夹具,2工序基准,2-f8H7孔、底面,1工件加工要求,42,二、结构设计,1定位装置,定位元件采用“一面双销”,1) 两定位孔中心距L 及两定位销中心距l,车床夹具设计实例,43,取L=99
11、.360.07mm,车床夹具设计实例,取l0=99.360.02mm,2）确定圆柱销直径d1,取d1=f8g6=f8 mm,3）确定菱形销尺寸,查表得菱形销尺寸b=3mm,菱形销直径计算：,44,车床夹具设计实例,d2max =D2min X2min=8-0.07=7.93mm,菱形销的公差等级：取IT6IT7,查表：IT6=0.009mm,d2min =d2max IT=7.93-0.009=7.921mm,d2=f8 mm,2夹紧装置,两副螺旋移动压板,45,3分度装置,直线分度装置分度滑块,车床夹具设计实例,T形螺钉，螺母锁紧,手拉式圆柱对定销,46,4夹具的安装结构,本工序的机床：CA
12、6140,车床夹具设计实例,过渡盘与主轴端部采用“短锥面和端面”定位。,过渡盘凸缘与夹具体止口配合为：H7/h6,花盘外圆设置找正圆。,47,48,4夹具的尺寸标注,最大轮廓尺寸SL,影响定位精度的尺寸SD和公差,49,影响夹具精度的尺寸SJ和公差,50,影响夹具在机床上安装精度的尺寸SA和公差,其他重要尺寸和公差,51,三、加工精度分析,主要的加工要求：孔距尺寸250.1mm,S D： DD ； DA ；DJ ；DG,由于孔距尺寸由分度保证定位，所以夹具的定位误差、安装误差不影响该尺寸。,D=0，DA=0,只计算分度误差和加工方法误差,分度误差DF,52,d：为对定套的孔位公差。 d =0.02 X1：为对定销与分度套的间隙。（f10H7/g6） X1 =0.015+0.014=0.029mm X2：为对定销与导向套的间隙。（f14H7/g6） X2 =0.018+0.017=0.035mm,mm,加工方法误差DG,DG=dk/3=0.2/3=0.066mm,53,Jc=0.2-0.12=0.08mm,能保证加工精度，并有一定的精度储备。,54,55,定位：V形块、支承板（轴向）,夹紧：斜楔杠杆压块，弹簧松开。,56,定位：半圆套、插销（ 、 ，可取下）,夹紧：铰链压板结构。,57,