銑工技術銑床夾具

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1、銑 工 技 術 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 目 錄3.1 銑 床 夾 具 的 組 成 和 作 用 3.2 工 件 在 銑 床 夾 具 中 的 定 位 3.3 工 件 夾 緊 3.4 定 位 與 夾 緊 的 關 系3.5 銑 床 夾 具 介 紹 3.6 組 合 夾 具 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 理 解 工 件 定 位 基 本 原 理掌 握 基 本 定 位 體 的 定 位 作 用掌 握 相 關 的 定 位 知 識掌 握 夾 緊 裝 置 的 基 本 要 求 和 夾 緊 力 三 要 素 的 確 定掌 握 組 合 夾 具 的 特 點 及 應 用掌 握

2、 組 合 夾 具 的 基 本 元 件掌 握 夾 具 的 組 成 和 作 用 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 夾 具 的 組 成 和 作 用工 件 在 夾 具 中 的 定 位銑 床 夾 具 介 紹工 件 夾 緊組 合 夾 具 簡 介 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術夾 具 的 組 成 和 作用 ， 工 件 定 位 基本 原 理 ， 夾 緊 裝置 的 基 本 要和 夾 緊 力 三 要 素的 確 定 講 授 、 現(xiàn) 場 教學 、 課 件 6學 時 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 在 銑 床 上 加 工 工 件 時 ， 為 了 在 工 件

3、 上 加 工 出 符 合 工 藝 規(guī) 程 和技 術 要 求 的 表 面 ， 工 件 在 加 工 前 需 要 在 銑 床 上 占 有 一 個 正 確 的 位置 ， 即 定 位 。 在 加 工 過 程 中 ， 工 件 受 到 切 削 力 、 重 力 、 振 動 、 離心 力 、 慣 性 力 等 作 用 ， 所 以 還 需 采 用 一 定 的 機 構 ， 讓 工 件 在 加 工過 程 中 一 直 保 持 在 最 先 確 定 的 位 置 上 ， 即 夾 緊 。 在 銑 床 上 使 工 件占 有 正 確 的 加 工 位 置 并 使 其 在 加 工 過 程 中 始 終 保 持 不 變 的 工 藝 裝備 稱

4、 為 銑 床 夾 具 。 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 銑 床 夾 具 通 常 由 定 位 元 件 、 夾 緊 裝 置 、 安 裝 連 接 元 件 、 導 向 元 件 、 對 刀元 件 和 夾 具 體 等 幾 部 分 組 成 。 1.定 位 元 件 定 位 元 件 用 于 確 定 工 件 在 夾 具 中 的 位置 ， 使 工 件 因 相 對 于 刀 具 及 運 動 軌 跡 有 一 個正 確 的 位 置 。 定 位 元 件 是 夾 具 的 主 要 功 能 元件 之 一 ， 其 定 位 精 度 將 直 接 影 響 工 件 的 加 工精 度 。 2.夾 緊 裝 置 夾 緊 裝

5、 置 用 于 保 持 工 件 在 夾 具 中 的 既 定 位 置 ，使 工 件 不 致 在 加 工 時 受 到 切 削 力 、 重 力 、 離 心 力等 外 力 而 改 變 原 有 的 位 置 。 夾 緊 裝 置 也 是 夾 具 的主 要 功 能 元 件 之 一 ， 它 通 常 由 夾 緊 元 件 、 增 力 裝置 和 動 力 源 等 部 分 組 成 。 如 圖 3-1所 示 ， 螺 母 螺 桿 副 是 夾 緊 元 件 ， 同 時 也 是 增 力 裝 置 及 快 卸 墊 圈 、定 位 銷 上 構 成 了 夾 緊 裝 置 。 此 鉆 模 夾 具 中 動 力 源為 手 動 夾 緊 。 圖 3-1

6、銑 床 上 鉆 模 的 組 成 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 3.安 裝 連 接 元 件 安 裝 連 接 元 件 用 于 確 定 夾 具 在 銑 床 上 的 位 置 ， 以 保 證 工 件 與 銑床 之 間 的 正 確 加 工 位 置 。 4.導 向 元 件 和 對 刀 元 件 1） 導 向 元 件 是 用 于 確 定 刀 具 位 置 并 引 導刀 具 進 行 加 工 的 元 件 。 在 圖 3-1中 ，鉆 套 就 是 引 導 鉆 頭 用 的 導 向 元 件 。 2） 對 刀 元 件 是 用 于 確 定 刀 具 在 加 工 前 處于 正 確 位 置 的 元 件 ， 如

7、對 刀 塊 5.夾 具 體 是 夾 具 的 基 礎 部 件 ， 用 來 連 接 夾具 上 各 個 元 件 或 裝 置 ， 使 之 成為 一 個 整 體 。 圖 3-1 銑 床 上 鉆 模 的 組 成 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 1.保 證 加 工 質 量 銑 床 夾 具 的 首 要 任 務 是 保 證 加 工 精 度 ， 特 別 是 保 證 被 加 工 工 件 的 加工 面 與 定 位 面 之 間 ， 以 及 被 加 工 表 面 相 互 之 間 的 位 置 精 度 。 使 用 夾 具 后， 這 種 精 度 主 要 靠 夾 具 和 銑 床 來 保 證 ， 不 再 依 賴

8、 于 工 人 的 技 術 水 平 。 2.提 高 勞 動 生 產 率 ， 降 低 成 本 生 產 率 的 高 低 可 以 用 單 位 時 間 內 生 產 出 工 件 數(shù) 量 的 多 少 來 衡 量 。 采用 夾 具 安 裝 工 件 ， 不 僅 省 去 劃 線 找 正 等 輔 助 時 間 ， 簡 化 了 工 件 的 安 裝 ，而 且 當 采 用 快 速 夾 緊 裝 置 時 ， 還 可 以 進 一 步 加 快 夾 緊 速 度 ， 所 以 提 高 了勞 動 生 產 率 。 勞 動 生 產 率 的 提 高 、 產 品 質 量 的 穩(wěn) 定 和 對 操 作 工 人 技 術 要求 的 降 低 ， 均 有 利

9、 于 降 低 加 工 成 本 。 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 3.擴 大 銑 床 工 藝 范 圍 在 單 件 小 批 量 生 產 的 情 況 下 ， 工 件 的 種 類 、 規(guī) 格 多 ，而 銑 床 的 數(shù) 量 品 種 有 限 ， 為 解 決 這 種 矛 盾 ， 可 設 計 專 用 夾具 ， 使 銑 床 一 機 多 用 。 4.改 善 工 人 勞 動 條 件 ， 保 障 生 產 安 全 夾 具 中 可 采 用 擴 力 機 構 來 減 小 操 作 的 原 始 力 ， 還 可 以采 用 各 種 機 動 夾 緊 裝 置 ， 減 輕 勞 動 強 度 。 由 于 專 用 夾 具

10、 是針 對 具 體 工 件 的 具 體 加 工 要 求 而 專 門 設 計 的 ， 可 以 保 證 工件 的 定 位 精 度 ， 其 再 與 夾 緊 裝 置 相 配 合 ， 便 可 以 充 分 保 證生 產 安 全 。 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 尚 未 定 位 的 工 件 在 空 間 的 位 置 是 任 意 的 且 不 確 定 的 。 工 件 位置 的 這 種 不 確 定 性 可 用 三 維 直 角 坐 標 系 加 以 描 述 。 如 圖 3-2所 示 ，工 件 在 直 角 坐 標 系 中 ， 可 以 沿 著 x軸 、 y軸 、 z軸 的 方 向 ， 分 別 處 于

11、各 軸 線 上 任 意 的 位 置 ， 一 般 稱 為 沿 x軸 移 動 、 沿 y軸 移 動 、 沿 z軸 移動 ， 用 來 表 示 ； 同 時 ， 也 可 以 分 別 繞 著 每 一 坐 標 軸 線 的角 度 方 位 轉 動 ， 用 來 表 示 。 完 全 確 定 一 個 物 體 在 空 間 位置 所 需 要 的 獨 立 坐 標 的 數(shù) 目 ， 叫 做 這 個 物 體 的 自 由 度 。 因 此 ， 工件 的 自 由 度 共 有 六 個 。 zyx 、 zyx 、 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 定 位 的 任 務 就 是 要 設 法 限 制 工 件 的 自 由 度

12、。 若 工件 的 某 一 自 由 度 被 限 制 ， 工 件 在 這 個 方 向 或 方 位 上 的位 置 就 被 確 定 了 ； 若 工 件 的 六 個 自 由 度 均 被 限 制 ， 工件 在 空 間 中 就 將 占 有 唯 一 確 定 的 固 定 位 置 。 在 夾 具 中， 用 分 布 適 當 的 、 與 工 件 接 觸 的 六 個 支 承 點 來 限 制 工件 六 個 自 由 度 的 原 理 ， 稱 為 六 點 定 位 原 理 。 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 圖 3-2 工 件 的 自 由 度 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 1.工 件

13、 以 平 面 定 位 定 位 元 件 主 要 有 支 承 釘 、 支 承 板 、 可 調 支 承 和 輔 助 支 承 四 種 。1） 支 承 釘 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 例 ： 如 圖 3-4所 示 ， 三 點 確 定 一 個 平 面 ， 工 件 在 XY平 面 上 定 位 ，支 承 釘 1、 2、 3限 制 了 工 件 的 三 個自 由 度 分 別 是 ；在 XZ平 面 上 定 位 ， 支 承 釘 4和 5限制 了 工 件 的 兩 個 自 由 度 分 別 是 ；在 YZ平 面 上 定 位 ， 支 承 釘 6限 制了 工 件 一 個 自 由 度 是 。 圖 3-4

14、 箱 體 類 工 件 的 六 點 定 位 zyx 、 yz、x 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 2） 支 承 板 支 承 板 適 用 于 精 加 工 過 的 平 面 定 位 ， 如 圖 3-5所 示 。 A型 支 承 板 沉 頭 螺 釘凹 坑 處 積 屑 不 易 清 除 ， 會影 響 定 位 ， 所 以 僅 適 用 于側 平 面 的 定 位 。 B型 支 承 板 由 于 有 斜槽 ， 易 清 除 切 屑 ， 且 支 承板 與 工 件 接 觸 較 少 ， 定 位較 準 確 ， 因 此 可 用 于 已 加工 水 平 面 的 定 位 。 圖 3-5 支 承 板 2021年 4月

15、 27日 星 期 二 銑 工 技 術 3） 可 調 支 承 可 調 支 承 的 頂 端 位 置 能 在 一 定 范 圍內 調 整 ， 調 整 后 用 螺 母 旋 緊 ， 多 用于 毛 坯 表 面 的 定 位 ， 如 圖 3-6所 示 ?？?調 支 承 分 為 圓 頭 式 、 尖 頭 式 和 擺動 式 。4） 輔 助 支 承 如 圖 3-7所 示 ， 當 工 件 由 于 結 構 上的 特 點 使 定 位 不 穩(wěn) 定 或 工 件 局 部剛 度 地 易 變 形 時 ， 可 在 工 件 的適 當 部 位 設 置 輔 助 支 承 ， 但 它 并不 能 限 制 自 由 度 。 圖 3-6 可 調 支 承

16、圖 3-7 輔 助 支 承 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 2.工 件 以 外 圓 定 位 工 件 以 外 圓 定 位 時 ， 最 常 見 的 定 位 元 件 有 V形 架 、 半 圓 弧 定 位 等 裝置 。 1） V形 架 工 件 在 V形 架 上 的 定 位 情 況 要 視 V形 架 的 長 短 具 體 分 析 。短 V形 架 限 制 兩 個 自 由 度 ， 分 別 是 : 圖 3-9 半 圓 形 工 件 的 定 位長 V形 架 限 制 四 個 自 由 度 ， 分 別 是 : zxzx 、 yx、 圖 3-8 回 轉 體 在 V形 架 上 的 定 位 圖 回 轉 體

17、 在 形 架 上 的 定 位 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 2） 半 圓 弧 定 位 裝 置 其 下 半 圓 弧 固 定 在 夾 具 體 上 ， 起定 位 作 用 ， 上 半 圓 弧 是 活 動 的 ， 起 夾緊 作 用 。 由 于 工 件 在 半 圓 弧 上 定 位 時與 夾 具 的 接 觸 面 較 大 ， 表 面 不 易 夾 毛， 因 此 適 用 于 外 圓 已 精 加 工 過 的 工 件。 為 了 保 證 定 心 精 度 ， 半 圓 弧 的 下 部應 適 當 挖 空 。 圖 3-10 工 件 在 半 圓 弧 上 定 位 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工

18、 技 術 3.工 件 以 圓 柱 孔 定 位 工 件 以 圓 柱 孔 為 定 位 基 面 時 ， 常 用 圓 柱 體 和 圓 錐 體 作 為 定 位 元 件 。 1） 圓 柱 銷 從 長 度 上 看 ， 圓 柱 銷 （ 又 稱 為 定 位 銷 ） 可 分 為 短 圓 柱 銷 和 長 圓 柱 銷兩 種 。 短 圓 柱 銷 可 限 制 兩 個 自 由 度 ， 而 長 圓 柱 銷 可 限 制 四 個 自 由 度 。 從 結構 上 看 ， 圓 柱 銷 一 般 可 分 為 固 定 式 和 可 換 式 兩 種 。 如 圖 3-11所 示 為 固 定式 圓 柱 銷 的 幾 種 典 型 結 構 ， 固 定 式

19、 圓 柱 銷 是 直 接 用 過 盈 配 合 裝 在 夾 具 體 上使 用 的 。 圖 3-11 固 定 式 圓 柱 銷 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 2） 圓 柱 心 軸 圓 柱 心 軸 是 以 外 圓 柱 面 為 定 心 ，以 端 面 壓 緊 來 裝 夾 工 件 的 。 如 圖 3-12所 示 ， 圓 柱 心 軸 和 工 件 孔 一 般 采 用 間隙 配 合 ， 所 以 工 件 能 很 方 便 地 套 在 心軸 上 。 但 是 ， 由 于 配 合 間 隙 太 大 ， 一般 只 能 保 證 同 軸 度 0.02 mm左 右 。 圖 3-12 工 件 以 圓 柱 心 軸

20、 上 定 位 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 3） 圓 錐 銷 圓 錐 銷 一 般 只 能 限 制 三 個 自 由 度 。 如圖 3-13所 示 為 工 件 以 圓 錐 銷 定 位 的 示意 圖 ， 圖 （ a） 用 于 粗 定 位 基 面 ， 圖（ b） 用 于 精 定 位 基 面 。 工 件 在 單 個圓 錐 銷 上 容 易 傾 斜 ， 為 此 ， 圓 錐 銷 一般 與 其 他 定 位 元 件 組 合 使 用 。4） 圓 錐 心 軸 當 工 件 帶 有 圓 錐 孔 時 ， 一 般 可 用 與工 件 孔 錐 度 相 同 的 圓 錐 心 軸 定 位 ，當 圓 錐 半 角

21、小 于 自 鎖 角 時 ， 為 了 便于 工 件 拆 卸 ， 可 在 圓 錐 心 軸 大 端 配上 一 個 可 旋 出 工 件 的 螺 母 ， 如 圖 3-14所 示 。 圖 3-13 工 件 以 圓 錐 銷 定 位 圖 3-14 工 件 以 圓 錐 心 軸 定位 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 1.完 全 定 位 加 工 時 ， 工 件 的 六 個 自 由 度 被 完 全 限 制 了 的 定 位 稱 為 完 全 定 位 。 但生 產 中 并 不 是 任 何 工 序 都 需 要 采 用 完 全 定 位 的 ， 限 制 自 由 度 的 數(shù) 目 和 種類 應 由 工 件 的

22、加 工 要 求 決 定 。 在 圖 3-4中 ， 箱 體 類 工 件 的 六 點 定 位 都 是完 全 定 位 。 完 全 定 位 時 ， 整 批 工 件 相 對 于 加 工 銑 床 及 刀 具 有 一 個 統(tǒng) 一 的完 全 確 定 的 唯 一 位 置 。 一 般 情 況 下 ， 當 工 件 的 工 序 內 容 在 這 三 個 坐 標 軸方 向 上 均 有 尺 寸 或 形 位 精 度 要 求 時 ， 需 要 在 加 工 工 位 上 對 工 件 施 行 完 全定 位 。 2.不 完 全 定 位 工 件 定 位 時 ， 并 非 所 有 情 況 下 都 必 須 完 全 定 位 。 在 滿 足 加 工

23、 要 求 的前 提 下 ， 少 于 六 個 支 承 點 的 定 位 ， 稱 為 不 完 全 定 位 或 部 分 定 位 。 例 如 ，在 長 軸 上 銑 一 個 鍵 槽 ， 加 工 要 求 除 了 鍵 槽 本 身 的 寬 度 、 深 度 和 長 度 外 ，還 需 保 證 槽 距 軸 端 的 尺 寸 及 槽 對 外 圓 軸 線 的 對 稱 度 。 此 時 ， 繞 工 件 軸 線轉 動 的 自 由 度 就 不 必 限 制 ， 而 只 要 限 制 五 個 自 由 度 就 可 以 了 。 這 就 是 工件 的 不 完 全 定 位 。3.2.3工 件 定 位 的 幾 種 現(xiàn) 象 2021年 4月 27日

24、 星 期 二 銑 工 技 術圖 3-15 欠 定 位 3.欠 定 位 按 照 加 工 要 求 應 該 限 制 的 自 由 度 沒 有 被 限 制 的 定 位 稱 為 欠 定 位 。 在生 產 中 ， 欠 定 位 是 不 允 許 出 現(xiàn) 的 ， 因 為 欠 定 位 保 證 不 了 加 工 要 求 。如 圖 3-15所 示 銑 削 零 件 上 的 通 槽 ， 應 該 限 制 這 三 個 自 由 度 ，以 保 證 槽 底 與 A面 的 平 行 度 及 尺 寸 mm兩 項 加 工 要 求 ； 應 該 限制 兩 個 自 由 度 以 保 證 槽 側 面 與 B面 的 平 行 度 及 尺 寸 30 0.10

25、 mm兩 項 加 工 要 求 ； 而 自 由 度 不 影 響 通 槽 加 工 ， 可 以 不 被 限 制 。 如果 沒 有 被 限 制 ， 那 么 mm就 無 法 保 證 ； 如 果 沒 有 被 限制 ， 槽 底 與 A面 的 平 行 度 就 不 能 保 證 。 zyx 、 0 20.060 xz、y z0 20.060 yx 或 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 4.重 復 定 位 工 件 的 一 個 或 幾 個 自 由 度 被 不 同 的 定 位 元 件 重 復 限 制 的 定 位 稱 為 重 復 定 位 或過 定 位 。 它 會 造 成 定 位 干 涉 、 定 位 不

26、 穩(wěn) 或 增 大 誤 差 ， 使 工 件 或 定 位 元 件 受 力 產 生變 形 ， 甚 至 出 現(xiàn) 部 分 工 件 裝 不 進 夾 具 的 局 面 ， 因 此 應 該 盡 量 避 免 。 但 在 精 密 加 工和 裝 配 中 ， 重 復 定 位 有 時 也 是 有 必 要 的 。 如 圖 3-16（ a） 所 示 為 加 工 連 桿 小 頭 孔 的 定位 方 式 。 一 個 端 面 與 支 承 板 3接 觸 ， 限 制 了 這 三 個 自 由 度 ； 大 頭 孔 內 設 一 個 短 圓 柱 銷 1， 限 制了 兩 個 自 由 度 ； 桿 身 靠 在 擋 銷 2上 ， 限 制自 由 度 。

27、若 將 孔 中 的 短 圓 柱 銷 改 成 長 圓 銷 ， 而 且配 合 間 隙 較 小 ， 則 長 圓 柱 銷 實 際 上 可 限 制 連 桿 的 這 四 個 自 由 度 。 此 時 ， 孔 中 心 線 的 方 向由 長 圓 柱 銷 決 定 ， 而 不 由 支 承 板 的 平 面 決 定 。 圖 3-16 連 桿 的 定 位 分 析1 短 圓 柱 銷 ； 2 擋 銷 ； 3 支 承 板zyx 、 yx、 z yxyx 、 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 工 件 在 加 工 前 除 了 定 位 外 ， 還 需 要 夾 緊 ， 夾 緊 是 工 件 裝 夾 過 程 中的 一

28、個 重 要 組 成 部 分 。 它 必 須 在 工 件 定 位 后 利 用 一 種 機 構 產 生 的 夾 緊力 把 工 件 壓 緊 在 定 位 元 件 上 ， 讓 工 件 保 持 原 有 的 準 確 確 定 位 置 ， 不 會因 為 切 削 力 、 工 件 重 力 、 離 心 力 或 慣 性 力 等 作 用 而 產 生 變 化 和 振 動 ，從 而 確 保 加 工 精 度 和 安 全 操 作 。 能 夠 產 生 夾 緊 力 的 這 種 機 構 就 稱 為 夾緊 裝 置 。 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 1夾 緊 裝 置 結 構性 要 好 ， 其 結構 應 簡 單 、

29、緊湊 ， 便 于 制 造和 維 修 。 2夾 緊 過 程 一 定要 可 靠 ， 保 證工 件 定 位 所 占據(jù) 的 正 確 位 置不 變 。 3夾 緊 力 的 大 小應 適 當 ， 由 此保 證 工 件 在 加工 過 程 中 的 位置 穩(wěn) 定 、 振 動小 ， 使 工 件 不產 生 過 大 的 夾緊 變 形 。 4操 作 方 便 、 快 捷 、省 力 、 安 全 。 在 保 證 工 件 的 定 位 精 度 和 加 工 質 量 的 前 提 下 ， 應 該 盡 可 能 使夾 緊 裝 置 具 備 以 下 基 本 要 求 ： 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 力 的 三 要 素 是

30、 力 的 大 小 、 方 向 和 作 用 點 ， 在 確 定 夾 緊 裝 置 后 ，正 確 選 擇 夾 緊 力 的 三 要 素 成 為 首 先 要 解 決 的 問 題 。 1.夾 緊 力 方 向 的 合 理 確 定 1） 應 指 向 主 要 定 位 基 準 面 如 圖 3-17（ a） 所 示 ， 被 加 工 孔 的 軸 線 與 A面 有垂 直 度 要 求 ， 所 以 在 加 工 這 個 工 件 時 要 以 A面 為 主要 定 位 基 準 面 ， 夾 緊 力 Fi的 方 向 應 指 向 A面 。 如 圖 3-17 （ b） 所 示 ， 若 夾 緊 力 Fi的 方 向 改 指 向 B面 ， 則

31、工件 側 面 A與 底 面 B的 夾 角 誤 差 就 會 影 響 工 件 夾 緊 時 的定 位 位 置 ， 從 而 無 法 保 證 孔 與 A面 的 垂 直 度 要 求 。 2） 應 與 切 削 力 或 重 力 的 方 向 一 致 夾 緊 力 的 方 向 應 和 切 削 力 或 重 力 的 方 向 一 致 ，這 樣 ， 切 削 力 和 重 力 可 以 承 擔 部 分 夾 緊 力 作 用 ， 這時 所 需 的 夾 緊 力 最 小 ， 對 夾 緊 機 構 的 要 求 也 最 低 。 圖 3-17 夾 緊 力 的 方 向 示 意 圖 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 2.夾 緊

32、力 作 用 點 的 合 理 確 定 夾 緊 力 的 作 用 點 應 盡 量 落 在 定 位 元 件的 支 承 范 圍 內 并 靠 近 支 承 元 件 的 幾 何 中 心 。如 圖 3-18所 示 ， 如 果 夾 緊 力 的 作 用 點 在 支承 件 的 幾 何 中 心 以 外 ， 則 會 導 致 工 件 的 傾斜 和 移 動 ， 從 而 無 法 保 證 工 件 的 定 位 。 圖3-18中 所 示 為 正 確 的 夾 緊 力 作 用 點 位 置 。 夾 緊 力 的 作 用 點 要 靠 近 工 件 加 工 表 面 ， 從而 提 高 工 件 加 工 部 位 的 剛 度 ， 提 高 抗 振 性 。

33、如圖 3-19所 示 撥 叉 裝 夾 時 ， 主 要 夾 緊 力 F 1垂 直 作用 定 位 基 面 ， 輔 助 支 承 點 設 在 靠 近 加 工 面 處 ，再 施 加 適 當 的 輔 助 夾 緊 力 F2， 從 而 提 高 工 件 的安 裝 剛 度 。 圖 3-18 夾 緊 力 的 作 用 點 示 意 圖1 夾 具 ； 2 工 件圖 3-19 夾 緊 力 的 作 用 點 靠 近 加 工 表 面 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 3.夾 緊 力 大 小 的 合 理 確 定 夾 緊 力 的 大 小 對 工 件 安 裝 的 可 靠 性 、 工 件 和 夾 具 的 變 形 、

34、夾 緊 機 構 的 復雜 程 度 等 有 很 大 關 系 。 如 果 夾 緊 力 太 小 ， 工 件 的 位 置 得 不 到 穩(wěn) 固 ， 在 加 工 過程 中 工 件 會 產 生 振 動 或 移 動 ； 如 果 夾 緊 力 過 大 ， 則 會 引 起 工 件 和 夾 具 變 形 ，還 可 能 損 傷 工 件 表 面 ， 影 響 加 工 質 量 。 夾 緊 力 的 大 小 關 系 到 夾 緊 機 構 主 要 元件 的 規(guī) 格 尺 寸 ， 并 影 響 到 夾 緊 傳 動 裝 置 的 結 構 尺 寸 和 整 個 夾 具 的 外 形 輪 廓 尺寸 的 大 小 。 實 際 生 產 中 可 以 采 用 類

35、 比 法 或 計 算 法 得 到 合 理 的 夾 緊 力 。 根 據(jù) 工 件 具 體加 工 要 求 ， 參 照 現(xiàn) 有 生 產 中 類 似 切 削 條 件 的 夾 緊 裝 置 的 情 況 確 定 夾 緊 力 的 方法 稱 為 類 比 法 。 計 算 法 的 計 算 公 式 為 （ 3-1） 式 中 ， F i為 實 際 所 需 夾 緊 力 ； F為 一 定 條 件 下 ， 按 靜 力 平 衡 計 算 出 的 夾 緊 力 ；k為 安 全 系 數(shù) ， 考 慮 切 削 力 的 變 化 和 工 藝 系 統(tǒng) 變 形 等 因 素 ， 一 般 取 k=1.5 3。 kFF i 2021年 4月 27日 星

36、期 二 銑 工 技 術 銑 床 夾 具 中 使 用 最 普 遍 的 機 械 夾 緊 機 構 是 利 用 機 械 摩 擦 的 原 理 來 實 現(xiàn) 夾緊 工 件 的 。 1.斜 楔 夾 緊 機 構 斜 楔 夾 緊 機 構 是 夾 緊 機 構 中 的 最 基 本 形 式 。 如 圖 （ a） 所 示 為 在 工 件 上 鉆 四個 均 布 孔 的 鉆 模 。 工 件 裝 入 夾 具 中后 ， 用 錘 子 擊 打 斜 楔 的 大 頭 ， 楔 緊的 斜 面 使 工 件 夾 緊 ， 保 證 工 件 不 會因 切 削 力 的 作 用 和 振 動 而 退 出 。 這種 夾 緊 機 構 結 構 簡 單 ， 增 力

37、 比 大 ，自 鎖 性 能 好 ， 但 操 作 費 力 ， 所 以 實際 生 產 中 應 用 不 多 ， 多 數(shù) 情 況 下 是將 斜 楔 與 其 他 機 構 聯(lián) 合 起 來 使 用 。 如 圖 （ b） 所 示 為 圓 柱 形 工 件 用 兩 個短 V形 塊 及 支 承 釘 定 位 ， 工 件 夾 緊 則 是 由 活 塞 帶 動 斜 楔 發(fā) 通 過 滾 子 拉 動滑 柱 經 壓 板 實 現(xiàn) 的 。 圖 3-20 斜 械 夾 緊 機 構 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 2.螺 旋 夾 緊 機 構 采 用 螺 旋 直 接 夾 緊 或 采 用 螺 旋 與 其 他 元 件 組

38、合 實 現(xiàn) 夾 緊 的機 構 稱 為 螺 旋 夾 緊 機 構 。 螺 旋 夾 緊 具 有 結 構 簡 單 緊 湊 、 通 用 性和 自 鎖 性 好 ， 增 力 比 大 ， 夾 緊 力 和 夾 緊 行 程 大 等 特 點 ， 所 以 在手 動 夾 緊 裝 置 中 應 用 廣 泛 。 但 由 于 夾 緊 、 松 開 動 作 慢 ， 在 高 效夾 具 中 應 用 較 少 。 螺 旋 夾 緊 機 構 包 括 單 螺 旋 夾 緊 機 構 和 螺 旋 壓板 夾 緊 機 構 兩 種 。 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 1） 單 螺 旋 夾 緊 機 構 單 螺 旋 夾 緊 有 螺 釘 夾

39、 緊 和 螺 母 夾 緊 兩 種 基 本 形 式 ， 如 圖 3-21所 示 。 其螺 栓 頭 部 直 接 對 工 件 表 面 施 加 夾 緊 力 ， 損 壞 工 件 表 面 ， 產 生 夾 緊 變 形 ； 螺栓 轉 動 時 ， 容 易 損 傷 工 件 表 面 或 帶 動 工 件 轉 動 。 為 了 解 決 這 些 問 題 ， 在 螺栓 頭 部 套 上 一 個 擺 動 壓 塊 ， 來 保 證 螺 釘 （ 螺 母 ） 與 工 件 表 面 的 良 好 接 觸 ，避 免 造 成 壓 痕 ， 如 圖 3-22所 示 。 擺 動 壓 塊 的 結 構 已 經 標 準 化 ， 可 根 據(jù) 夾 緊表 面 來

40、選 擇 。 a） 螺 釘 夾 緊 （ b） 螺 母 夾 緊 （ a） 螺 釘 夾 緊 機 構 （ b） 常 用 壓 塊 圖 3-21 螺 釘 與 螺 母 夾 緊 圖 3-22 裝 有 擺 動 壓 塊 的 螺 釘 夾 緊 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 為 克 服 螺 旋 夾 緊 動 作 慢 的 缺 點 ， 提 高 夾 緊 效 率 ， 可 采 用 各 種 快 速 夾 緊 措 施 。如 圖 3-23（ a） 所 示 ， 使 用 開 口 墊 圈 。 如 圖 3-23（ b） 所 示 A型 ， 采 用 快 卸 螺 母 。如 圖 3-23（ b） 所 示 B型 ， 夾 緊 軸 1上

41、 的 直 槽 連 著 螺 旋 槽 ， 先 推 動 手 柄 2， 使 擺 動壓 塊 迅 速 靠 近 工 件 ， 繼 而 轉 動 手 柄 ， 夾 緊 工 件 并 自 鎖 。 如 圖 3-23（ d） 所 示 ， 手柄 2推 動 螺 桿 沿 直 槽 方 向 快 速 接 近 工 件 4， 然 后 使 手 柄 3位 于 圖 示 位 置 ， 再 轉 動 手柄 2帶 動 螺 母 5旋 轉 。 因 手 柄 3的 限 制 ， 螺 母 不 能 右 移 ， 致 使 螺 桿 帶 著 擺 動 壓 塊 6向 左 移 動 ， 從 而 夾 緊 工 件 。 反 轉 手 柄 2， 稍 微 松 開 后 ， 即 可 推 開 手 柄

42、3， 為 手 柄 2的 快 速 右 移 讓 出 了 空 間 。 圖 3-23 快 速 螺 旋 夾 緊 機 構1夾 緊 軸 ； 2、 3手 柄 ； 4工 件 ； 5螺 母 ； 6擺 動 壓 塊 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 2） 螺 旋 壓 板 夾 緊 機 構 如 圖 3-24（ a） 、 （ b） 所 示 為 移 動 式 螺 旋 壓 板 ， 壓 板 上 開 有 長 圓 孔 ， 以 便松 開 工 件 時 壓 板 可 以 后 撤 ， 便 于 裝 卸 工 件 。 圖 （ a） 所 示 為 減 力 的 螺 旋 壓 板 ，夾 緊 力 Fw小 于 作 用 力 FQ， 主 要 用 于

43、 夾 緊 行 程 較 大 的 場 合 ； 圖 （ b） 所 示 機 構 可 通過 調 整 壓 板 的 杠 桿 比 l/L， 實 現(xiàn) 增 力 或 增 大 夾 緊 行 程 的 作 用 ； 圖 （ c） 是 鉸 鏈 壓板 機 構 ， 主 要 用 于 增 大 夾 緊 力 的 場 合 ； 圖 （ d） 是 回 轉 壓 板 ， 它 并 不 起 增 力 或擴 大 夾 緊 行 程 的 作 用 ， 但 壓 板 可 繞 一 端 支 點 軸 旋 轉 ， 便 于 裝 卸 工 件 。 圖 3-24 螺 旋 壓 板 組 合 夾 具 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 3.偏 心 夾 緊 機 構 用 偏

44、心 件 直 接 或 間 接 夾 緊工 件 的 機 構 ， 稱 為 偏 心 夾 緊機 構 。 常 用 的 偏 心 件 有 圓 偏心 輪 、 偏 心 軸 和 偏 心 叉 如 圖3-25所 示 。 偏 心 夾 緊 機 構 操 作 方 便 ，夾 緊 迅 速 ， 缺 點 是 夾 緊 力 和夾 緊 行 程 都 小 。 一 般 用 于 切削 力 不 大 、 振 動 小 、 沒 有 離心 力 影 響 的 加 工 中 。 （ a） 圓 偏 心 輪 （ b） 凸 輪 偏 心 輪 （ c） 偏 心 軸 （ d） 偏 心 叉圖 3-25 偏 心 夾 緊 機 構 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 4

45、.鉸 鏈 夾 緊 機 構 鉸 鏈 夾 緊 機 構 是 一 種 鉸 鏈 和 杠 桿 組合 的 夾 緊 機 構 。 如 圖 3-26所 示 為 鉸 鏈 夾緊 機 構 的 五 種 基 本 類 型 。圖 （ a） 所 示 為 單 臂 單 作 用 鉸 鏈 夾 緊 機 構 ；圖 （ b） 所 示 為 雙 臂 單 作 用 鉸 鏈 夾 緊 機 構 ；圖 （ c） 所 示 為 雙 臂 雙 作 用 鉸 鏈 夾 緊 機 構 ；圖 （ d） 所 示 為 雙 臂 單 作 用 帶 移 動 柱 塞 的 鉸 鏈 夾 緊 機 構 ；圖 （ e） 所 示 為 雙 臂 雙 作 用 帶 移 動 柱 塞 的 鉸 鏈 夾 緊 機 構 。

46、鉸 鏈 夾 緊 機 構 的 主 要 特 點 是 結 構 簡 單 ，摩 擦 損 失 小 ， 增 力 比 大 ， 但 自 鎖 性 差 。它 常 在 氣 動 夾 具 中 作 為 增 力 機 構 ， 以 彌 補汽 缸 原 動 力 的 不 足 。 圖 3-26 鉸 鏈 夾 緊 機 構 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 定 位 與 夾 緊 在 機 械 加 工 中 缺 一 不 可 ， 兩 者 的 任 務 是 不 同 的 ，不 能 互 相 取 代 。 如 果 單 一 地 認 為 工 件 被 夾 緊 后 ， 就 限 制 了 它 全 部的 自 由 度 ， 工 件 的 位 置 也 就 不 能 動

47、 了 ， 那 么 這 種 理 解 是 錯 誤 的 。如 圖 3-27所 示 為 定 位 與 夾 緊 的 關 系 示 意 圖 。 工 件 在 支 承 平 面 和 兩個 長 圓 柱 銷 上 定 位 ， 工 件 放 在 實 線 和 虛 線 位 置 都 可 以 夾 緊 ， 但 是工 件 在 方 向 的 位 置 不 能 確 定 ， 鉆 出 的 孔 的 位 置 也 不 確 定 （ 出 現(xiàn) 尺寸 A1和 A2） 。 只 有 在 方 向 設 置 一 個 擋 銷 時 ， 才 能 保 證 鉆 出 的 孔 在方 向 獲 得 確 定 的 位 置 。 另 一 方 面 ， 如 果 認 為 工 件 在 擋 銷 的 反 方

48、向仍 然 有 移 動 的 可 能 性 ， 因 此 位 置 不 確 定 ， 這 種 理 解 也 是 錯 誤 的 。定 位 時 ， 必 須 使 工 件 的 定 位 基 準 緊 貼 在 夾 具 的 定 位 元 件 上 ， 否 則就 不 能 稱 其 為 定 位 ， 而 夾 緊 則 使 工 件 不 離 開 定 位 元 件 。3.4 定 位 與 夾 緊 的 關 系 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術圖 3-27 定 位 與 夾 緊 的 關 系 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 由 于 銑 削 加 工 的 切 削 用 量 及 切 削 力 較 大 ， 又 是 多 刃 斷

49、續(xù) 切 削 ， 加 工時 易 產 生 振 動 ， 因 此 銑 床 夾 具 具 有 以 下 特 點 ： （ 1） 銑 床 夾 具 要 有 足 夠 的 夾 緊 力 ， 并 且 具 有 反 行 程 自 鎖 功 能 和 較 高的 抗 振 性 。 （ 2） 銑 床 夾 具 要 有 足 夠 的 強 度 和 剛 度 ， 對 于 重 型 銑 床 夾 具 ， 夾 具 體兩 端 要 有 吊 裝 孔 或 吊 環(huán) 等 以 便 搬 運 。 （ 3） 銑 床 夾 具 的 安 裝 要 準 確 可 靠 ， 即 安 裝 及 加 工 時 要 正 確 使 用 定 向鍵 、 對 刀 裝 置 等 。 2021年 4月 27日 星 期

50、二 銑 工 技 術 銑 削 加 工 時 ， 夾 具 通 常 隨 工 作 臺 一 起 做 進 給 運 動 。 按 進 給方 式 的 不 同 ， 銑 床 夾 具 可 分 為 直 線 進 給 式 、 圓 周 進 給 式 和 靠 模進 給 式 三 種 類 型 。 其 中 ， 靠 模 進 給 式 在 實 際 中 現(xiàn) 在 已 經 很 少 應用 了 ， 故 本 書 中 只 詳 細 介 紹 前 兩 種 銑 床 夾 具 。 1.直 線 進 給 式 銑 床 夾 具 如 圖 3-28所 示 為 軸 上 銑 鍵 槽 的 直 線 進 給 式 銑 床 夾 具 。 工 件以 外 圓 和 端 面 在 一 組 V形 塊 2和

51、支 承 釘 8上 實 現(xiàn) 5點 定 位 ； 轉 動 手柄 7帶 動 偏 心 凸 輪 3， 從 而 推 動 浮 動 盤 9、 拉 桿 10下 移 ， 使 兩 個 壓板 4同 時 夾 緊 兩 個 工 件 ； 用 對 刀 塊 5和 塞 尺 來 調 整 銑 刀 相 對 于 工件 的 正 確 位 置 ； 夾 具 通 過 定 位 鍵 6在 銑 床 上 占 有 確 定 位 置 。 這 樣的 夾 具 可 以 實 現(xiàn) 工 件 的 單 件 、 多 件 平 行 聯(lián) 動 夾 緊 方 式 加 工 ， 提高 了 生 產 效 率 。 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 這 類 夾 具 在 銑 床 應 用

52、最 多 ， 它 安 裝 在 工 作 臺 上 ， 加 工 中 隨 工 作臺 按 直 線 進 給 方 式 運 動 。圖 3-28 直 線 進 給 式 銑 床 夾 具1夾 具 體 ； 2V形 塊 ； 3偏 心 凸 輪 ； 4壓 板 ； 5對 刀 塊 ；6定 位 鍵 ； 7操 縱 手 柄 ； 8支 承 釘 ； 9浮 動 盤 ； 10拉 桿 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 2.圓 周 進 給 式 銑 床 夾 具 如 圖 3-29所 示 為 立 式 銑 床 上 銑撥 叉 上 下 端 面 的 圓 周 進 給 夾 具 。 工件 以 圓 孔 、 端 面 及 側 面 在 定 位 銷 2和擋

53、銷 4上 定 位 ； 液 壓 缸 6驅 動 拉 桿 1通過 開 口 墊 圈 3將 工 件 夾 緊 ， 夾 具 上 同時 裝 夾 12個 工 件 。 轉 臺 5由 電 動 機 帶動 回 轉 ， 切 削 區(qū) 是 AB扇 形 區(qū) ， 裝 卸工 件 區(qū) 是 CD扇 形 區(qū) 。 圓 周 進 給 銑 削在 不 停 車 的 情 況 下 裝 卸 工 件 ， 一 般是 多 工 位 加 工 ， 在 有 回 轉 工 作 臺 的銑 床 上 使 用 。 這 種 夾 具 結 構 緊 湊 ，操 作 方 便 ， 機 動 時 間 與 輔 助 時 間 重疊 ， 是 高 效 的 銑 床 夾 具 ， 適 用 于 大批 量 生 產 。

54、 圖 3-29 圓 周 進 給 銑 床 夾 具1拉 桿 ； 2定 位 銷 ； 3開 口 ；4擋 銷 ； 5轉 臺 ； 6液 壓 缸 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 夾 具 零 部 件 組 裝 成 易 于 連 接 和 拆 卸 的 系 列 化 程 度 很 高 的 柔 性 化 夾 具稱 為 組 合 夾 具 。 它 的 使 用 壽 命 一 般 為 15 20年 ， 選 用 適 當 ， 可 以 成 為 一種 很 經 濟 的 夾 具 。 根 據(jù) 組 合 夾 具 組 裝 連 接 基 面 的 形 狀 ， 可 將 其 分 為 槽 系和 孔 系 兩 大 類 。 1.組 合 夾 具 的 特 點

55、 （ 1） 組 合 夾 具 可 以 大 大 縮 短 設 計 和 制 造 專 用 夾 具 的 周 期 和 工 作 量 ，還 可 以 節(jié) 省 設 計 制 造 專 用 夾 具 的 勞 動 量 、 材 料 、 資 金 和 設 備 。 （ 2） 組 合 夾 具 零 部 件 相 互 配 合 部 分 的 尺 寸 公 差 小 ， 硬 度 高 ， 耐 磨 性好 ， 而 且 有 良 好 的 互 換 性 。 （ 3） 組 合 夾 具 一 般 多 采 用 工 具 鋼 及 優(yōu) 質 合 金 鋼 制 造 ， 元 件 的 材 料 費用 較 高 ； 元 件 的 制 造 精 度 要 求 高 ， 制 造 成 本 也 較 高 ； 為

56、 滿 足 各 類 夾 具 組裝 的 需 要 ， 應 有 足 夠 的 元 件 儲 備 量 ， 所 以 組 合 夾 具 的 初 始 投 資 大 。 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 2.組 合 夾 具 的 應 用 場 合 從 組 合 夾 具 的 特 點 不 難 看 出 ， 其 特 別 適 用 于 生 產 準 備 周 期很 短 的 臨 時 突 擊 性 生 產 任 務 ， 新 產 品 的 試 制 ， 以 及 品 種 多 變 或單 件 小 批 量 生 產 的 場 合 。 除 可 在 規(guī) 模 較 大 的 大 、 中 型 企 業(yè) 推 廣應 用 外 ， 一 般 也 可 在 具 有 一 定

57、生 產 規(guī) 模 的 小 城 市 建 立 專 門 的 組合 夾 具 站 ， 統(tǒng) 一 進 行 組 合 夾 具 的 拼 裝 、 租 賃 業(yè) 務 ， 以 充 分 發(fā) 揮其 優(yōu) 越 性 ， 并 取 得 好 的 經 濟 效 益 。 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 目 前 ， 為 適 應 不 同 外 形 尺 寸 工 件 的 裝 夾 需 要 ， 組 合 夾 具 有 大 型 、 中型 和 小 型 三 個 尺 寸 系 列 之 分 。 組 合 夾 具 元 件 已 標 準 化 ， 按 其 用 途 不 同 ，組 合 夾 具 的 各 元 件 可 分 為 基 礎 件 、 支 承 件 、 定 位 件 、

58、 壓 緊 件 、 緊 固 件 、輔 助 件 和 組 合 件 共 七 大 類 。 如 圖 3-30所 示 為 T形 槽 系 組 合 夾 具 各 類 元 件的 外 形 結 構 ， 該 夾 具 為 槽 系 組 合 夾 具 。 圖 3-30 T形 槽 系 組 合 夾 具 元 件 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 組 合 夾 具 的 一 般 組 裝 步 驟 如 下 ：（ 1） 首 先 根 據(jù) 工 件 的 加 工 圖 樣 （ 或 實 物 ） 、 加 工 工 藝 卡 等 技 術 要 求確 定 組 裝 方 案 ， 選 擇 定 位 和 夾 緊 方 法 及 相 應 的 元 件 。 同 時 應

59、該 考 慮工 件 的 裝 卸 、 排 屑 、 空 刀 位 置 、 夾 具 的 剛 性 和 質 量 的 平 衡 等 因 素 。（ 2） 然 后 進 行 夾 具 的 試 裝 ， 認 為 方 案 合 理 后 ， 即 可 裝 上 定 位 鍵 ， 進行 元 件 的 連 接 和 尺 寸 調 整 工 作 。（ 3） 最 后 仔 細 檢 驗 夾 具 的 總 裝 精 度 、 尺 寸 精 度 和 相 互 位 置 精 度 ， 經確 認 合 格 后 方 可 交 付 使 用 。 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術 如 圖 3-31和 圖 3-32所 示 ， 按 圖 中 雙 點 畫 線 部 分 的 示 意 ， 即 可完 成 組 合 夾 具 的 組 裝 （ 該 種 夾 具 為 孔 系 組 合 夾 具 ） 。 圖 3-31 孔 系 組 合 夾 具 圖 3-32 德 國 的 孔 系 組 合 夾 具 2021年 4月 27日 星 期 二 銑 工 技 術