车床夹具设计 - 图文

第三章 各类机床夹具

3.1车床夹具

在车床上用来加工工件的内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在车床主轴上；少数安装在车床的床鞍或床身上，由于后一类夹具应用很少，属机床改装范畴，故本章不作介绍。

除了顶尖、拨盘、三爪自定心卡盘等通用夹具外，安装在车床主轴上的专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式等。

3.1.1角铁式车床夹具

夹具体呈角铁状的车床夹具称之为角铁式车床夹具，其结构不对称，用于加工壳体、支座、杠杆、接头等零件上的回转面和端面，如图3—2和图4—3所示。

图3—2为加工图3—1所示的开合螺母上Φ40的燕尾面和两个声Φ12

?0.0100?0.0270mm孔的专用夹具。工件

?0.0270mm孔已经加工，两孔距离为38±0．1mm，Φ40

?0.0270mm

孔经过粗加工。本道工序为精镗声Φ4040

?0.0270mm孔及车端面。加工要求是：Φ

?0.0270mm孔轴线至燕尾底面C的距离为45±0．05mm，Φ40

?0.0100mm孔轴线与c

面的平行度为0．05mm，加工孔轴线与Φ12 mm孔的距离为8±0．05mm。为

贯彻基准重合原则，工件用燕尾面B和C在固定支承板8及活动支承板10上定位(两板高度相等)，限制五个自由度；用声Φ12 限制一个

?0.0100mm孔与活动菱形销9配合，

技术要求:

?0.0270Φ40mm

的轴线对两B面的对称面积垂直度为0.05

图3-1 开合螺母车削工序图

自由度；工件装卸时，可从上方推开活动支承板l0将工件插入，靠弹簧力使工件靠紧固定支承板8，并略推移工件使活动菱形销9弹入定位孔Φ12

?0.0100mm内。采用带摆动V形块3的回转式螺旋压板机构

夹紧。用平衡块6来保持夹具的平衡。

图3-2角铁式车床夹具

1、11一螺栓2一压板3～摆动V形块4一过渡盘5一夹具体6～平衡块7一盖板

8一固定支承板9一活动菱形销l0一活动支承板

图3-3所示为车气门顶杆端面的夹具。由于该工件是以细小的外圆柱面定位，因此很难采用自动定心装置，于是采用半圆孔定位

图3-3 车气门顶杆的角铁式车床夹具

元件，夹具体必然设计成角铁状。为了使夹具平衡，该夹具采用了在一侧钻平衡孔的办法。

1、车床夹具设计要求

（1）车床夹具在机床主轴上的安装方式

车床夹具与机床主轴的配合表面之间必须有一定的同轴度和可靠的连接，其通常的连接方式有以下几种：

1)夹具通过主轴锥孔与机床主轴连接。当夹具体两端有中心孔时，夹具安装在车床的前后顶尖上。夹具体带有锥柄时，夹具通过莫氏锥柄直接安装在主轴锥孔中，并用螺栓拉紧，如图3—4a所示。这种安装方式的安装误差小，定心精度高，适用于小型夹具。一般D<140mm或D<(2～3)d。

图3—4车床夹具与机床主轴的连接

1一主轴2一过渡盘3一专用夹具4一压块

2)夹具通过过渡盘与机床主轴连接。径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘安装在主轴的头部，过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。

图3—4b所示的过渡盘，以内孔在主轴前端的定心轴颈上定位(采用H7／h6或H7／js6配合)，用螺纹紧固，轴向由过渡盘端面与主轴前端的台阶面接触。为防止停车和倒车时因惯性作用使两者松开，用压块4将过渡盘压在主轴上。这种安装方式的安装精度受配合精度的影响。

图3—4c所示的过渡盘，以锥孔和端面在主轴前端的短圆锥面和端面上定

位。安装时，先将过渡盘推入主轴，使其端面与主轴端面之间有0.05～0.1mm间隙，用螺钉均匀拧紧后，产生弹性变形，使端面与锥面全部接触，这种安装方式定心准确，刚性好，但加工精度要求高，常用于CA6140机床。

（2）找正基面的设置

为了保证车床夹具的安装精度，安装时应对夹具的限位表面进行仔细的找正。若夹具的限位面为与主轴同轴的回转面，则直接用限位表面找正它与主轴的同轴度，如图3—18中液性介质弹性心轴的外圆面。若限位面偏离回转中心，则应在夹具体上专门制一孔(或外圆)作为找正基面，使该面与机床主轴同轴，同时，它也作为夹具的设计、装配和测量基准，如图3—2中的找正孔K和图3—24中的找正圆B。

为保证加工精度，车床夹具的设计中心(即限位面或找正基面)对主轴回转中心的同轴度应控制在Φ0.01mm之内，限位端面(或找正端面)对主轴回转中心的跳动量也不应大于0.01mm。 （3）定位元件的设置

设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。对于回转体或对称零件，一般采用心轴或定心夹紧式夹具，以保证工件的定位基面、加工表面和主轴三者的轴线重合。

对于壳体、支架、托架等形状复杂的工件，由于被加工表面与工序基准之间有尺寸和相互位置要求，所以各定位元件的限位表面应与机床主轴旋转中心具有正确的尺寸和位置关系。如图4-2中，菱形销及支承板相对于Φ92H7轴心线的距离分别为45±0.02mm和8土0.02mm。

为了获得定位元件相对于机床主轴轴线的准确位置，有时采用“临床加工”的方法，即限位面的最终加工就在使用该夹具的机床上进行，加工完之后夹具的位置不再变动，避免了很多中间环节对夹具位置精度的影响。如采用不淬火三爪自定心卡盘的卡爪，装夹工件前，先对卡爪“临床加工”，以提高装夹精度。 （4）夹紧装置的设置

车床夹具的夹紧装置必须安全可靠。夹紧力必须克服切削力、离心力等外力的作用，且自锁可靠。对高速切削的车、磨夹具，应进行夹紧力克服切削力和离心力的验算。若采用螺旋夹紧机构，一般要加弹簧垫圈或使用锁紧螺母。

（5）夹具的平衡

对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具，设计时应采取平衡措旎，以减少由离心力产生的振动和主轴轴承的磨损。如图4-2中设置平衡块，或用图4-3加工减重孔的办法。对低速切削的车床夹具只需进行静平衡验算。对高速车削的车床夹具需考虑离心力的影响。 （6）夹具的结构要求

1)结构要紧凑，悬伸长度要短。车床夹具的悬伸长度过大，会加剧主轴轴承的磨损，同时引起振动，影响加工质量。因此，夹具的悬伸长度L与轮廓直径D之比应控制如下：

直径小于l50ram的夹具，L／D≤2.5；

直径在150～300mm之间的夹具，L／D≤0.9； 直径大于300mm的夹具，L／D≤0.6。

2)车床夹具的夹具体应制成圆形，夹具上(包括工件在内)的各元件不应伸出夹具体的轮廓之外，当夹具上有不规则的突出部分，或有切削液飞溅及切屑缠绕时，应加设防护罩。

3)夹具的结构应便于工件在夹具上安装和测量，切屑能顺利排出或清理。 2、车床夹具的加工误差

工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差△D、夹具误差△J，、夹具在主轴上的安装误差△A和加工方法误差△G的影响。 例如图4-1所示的开合螺母在图4-2所示夹具上加工时，尺寸45土0．05mm的加工误差的影响因素如下所述。 （1）定位误差△D

由于C面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差如为零。工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准(支承板8、10平面)是重合的，基准位移误差盘也为零，因此，尺寸45±0．05mm的定位误差△D等于零。 （2）夹具误差△J

夹具误差为限位基面(支承板8、10的平面)与止口轴线间的距离误差，即夹具总图上尺寸45+0．02mm的公差0．04mm，以及限位基面相对安装基面D、C的平行度和垂直度误差0．01mm(两者公差兼容)。

（3）夹具的安装误差△A

△A = X1max + X2max

式中 X1max——过渡盘与主轴间的最大配合间隙；

X2max——过渡盘与夹具体间的最大配合间隙。 设过渡盘与车床主轴的配合尺寸为Φ92H7/js6， 查表：Φ92H7为Φ92

?0.0350mm，Φ92js6为Φ924±0.01lmm，因此

X1max = (0.035+0.Oll) = 0.046 mm

夹具体与过渡盘止口的配合尺寸为Φ160H7/ js6， 查表:Φ160H7为 160

?0.0400mm，Φ160js6为Φ160±0125mm，因此

X2max = (0.040+0.O125) = 0.0525 mm 故 △A = （0.0462+0.05252）1/2 4．加工方法误差△G

车床夹具的加工方法误差，如车床主轴上安装夹具基准(圆柱面轴线、圆锥面轴线或圆锥孔轴线)与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取 △G=δk／3=0.1／3=0.033mm

图3-2夹具的总加工误差为:

???

?2D??2J??2A??2G?0?0.0462?0.5252?0.0332?0.88

精度储备 Jc=(0.1 - 0.088)mm=0.012mm 故此方案可取。

3.1.2卡盘式车床夹具

卡盘式车床夹具一般用一个以上的卡爪来夹紧工件，多采用定心夹紧机构，常用于以外圆(或内圆)及端面定位的回转体的加工。具有定心夹紧机构的卡盘，结构是对称的。

图3-6所示为斜楔一滑块式定心夹紧三爪卡盘，用于加工带轮Φ20H9小孔，要求同轴度为Φ0.05mm。装夹工件时，将Φ105mm孔套在三个滑块卡爪3上，并以端面紧靠定位套1。当拉杆向左(通过气压或液压)移动时，斜楔2上的斜槽使三个滑块卡爪3同时等速径向移动，从而使工件定心并夹紧。与此同时，压块4压缩弹簧销5。当拉杆反向运动时，在弹簧销5作用下，三个滑块卡爪同时收缩，从而松开工件。

图3-6斜楔～滑块式定心夹紧三爪卡盘

1定位套2斜楔3一滑块卡爪4一压块5弹簧销

斜楔一滑块式定心夹紧机构主要用于工件以未加工或粗加工过的、直径较大的孔定位时的定心夹紧。当工件的定位孔较长时，可采用两列滑块分别在工件孔的两端涨紧的方式，以保证定位的稳定性。

此例的三个滑动卡爪既是定位元件，又是夹紧元件，故称其为定位一夹紧元件。能同时趋近或退离工件，使工件的定位基准总能与限位基准重合，即△Y =0，

这种有定心和夹紧双重功能的机构，称为定心夹紧机构。采用这种机构的车床夹具，其结构是对称的。

定心夹紧机构不仅用在车床夹具上，也广泛用于其它夹具。按定心方式的不同，定心夹紧机构可分为两类。一类为等速移动的定心夹紧机构，它是利用定心一夹紧元件的等速移动来实现定心夹紧的，如图3-6和图3—7所示；另一类为均匀变形定心夹紧机构，它是利用薄壁弹性元件受力后的弹性变形实现定心夹紧的，如图3—14～图4—18所示。

图3—7为虎钳式定心夹紧两爪卡盘，当用套筒扳手转动螺杆3时，。受叉形块1的限制，螺杆不能移动，而使两V形块4在夹具体2的T形槽中移动。由于螺杆的一端是左螺纹，另一端是右螺纹，且螺距相等，所以螺杆转动时，两V形块的移动方向相反，速度相等，从而实现定心夹紧。

图3—7虎钳式定心夹紧两爪卡盘 1一叉形块 2一夹具体 3一螺杆4一V形块

图3—8为气动杠杆卡盘，用于加工滚轮体零件的圆柱面和端面。工件在V形块3和支承板8上定位。当拉杆4左移时，楔块5通过圆柱7、杠杆6使卡爪9夹紧工件；反之，当拉杆4右移时，弹簧2使卡爪9张开，松开工件。这种单爪卡盘具有不对称结构。

图3-9为铰链式卡盘，此夹具用于加工活塞销孔。工件以外圆和被加工孔在夹具体1上的半圆定位套5及可卸定位杆销3上定位。通过铰链压板2夹紧工件后，取下可卸定位杆销3便可对工件进行镗孔加工。此处铰链压板2可看作卡爪，因此也属于卡盘类车床夹具。

B – B

图3—8气动杠杆卡盘

1一双头螺柱2一弹簧3一V形块 4一拉杆5一楔块6一杠杆7一圆柱8一支承板9一卡爪

图3-9铰链式卡盘

1一夹具体2一铰链压板3一可卸定位杆销4一螺母5一半圆定位套

图3-11是镗削图3-10所示衬套上阶梯孔的气动卡盘，工件以Φl00

?0.0350mm

外圆及端面在夹具定位套的内孔和端面上定位。夹具由卡盘1，回转气缸6和导气接头8三个部分组成。卡盘以其过渡盘2安装在主轴3前端的轴颈上回转气缸则通过连接盘5安装在主轴末端，活塞7和卡盘1通过拉杆4相连，拉杆4通过

浮动盘9带动三个卡爪l 0夹紧工件，加工时，卡盘和回转气缸随主轴一起旋转，导气接头不转动.

图4—10衬套镗孔工序图

图3-11衬套镗孔气动卡盘

1一卡盘2一过渡盘3一主轴4一拉杆5一连接盘6一回转气缸7一活塞8一导气接

头9一浮动盘l0一卡爪

导气接头的结构如图3—12所示。支承心轴1右端固定在气缸盖8上，壳体2通过两滚动轴承5和7装配在支承心轴的轴颈上，支承心轴随气缸和轴承内圈一起转动，壳体2则静止不动。

当压缩空气从管接头3输入，经环形槽和孔道b进入气缸右腔时，活塞向左移动并带动钩形压板压紧工件。此时左腔废气经由孔道a和环形槽从管接头4的管道至配气阀排入大气中。反之，当配气阀手柄换位时，压缩空气经由管接头4、环形槽和孔道以进入左腔，工件松开，气缸右腔废气便从管接头3经配气阀排出。

回转式气缸必须密封可靠、回转灵活。导气接头的壳体内孔与心轴之间应有0.007～0.015mm的间隙，以保证导气接头中的运动副获得充分润滑而不因摩擦发热而咬死。

图3—12导气接头的结构

1一支承心轴2一壳体3、4一管接头5、7一滚动轴承6一油孔螺塞8一气缸盖

在夹具上使用气动或液压传动装置，均可显著地提高工效和减轻劳动强度，使传动动作迅速、反应灵敏，易实现自动化控制。气动夹紧装置有清洁无污染和成本低的优点，但由于压缩空气的工作压力较低，一般为0．4～o．6MPa，因此产生相等夹紧力的气缸直径比液压缸直径大。在现代机械制造业中，由于机床转速高、切削用量大、要求夹紧力大等因素，使体积小、压力大(油压为2MPa左右)、传动平稳的液压缸(可参看“夹具手册”)在夹具中的应用愈来愈广泛。

图3-13为高速回转液压缸的结构图，回转液压缸l通过螺孔d，固定在车床或磨床主轴的尾部，可随主轴一起转动；液压缸的左端通过两个滚动轴承3、6支承在固定轴承座8上；由换向阀控制压力油通过管接头4或5分别通向液压缸活塞的左端或右端，推动活塞杆9往复移动；活塞杆通过右端的螺孔d与固定在主轴前端上的夹具的拉杆相连，以带动拉杆夹紧或松开工件。固定轴承座8安装在罩壳2上，罩壳下部还设置两个泄油接头7。此液压缸所用液压油的许用压力为4MPa；缸径D为160～200mm；拉力为40～70kN；转速为4500～3000r／ min。

图3—13高速回转液压缸

1一液压缸2一罩壳 3、6一滚动轴承 4、5一管接头 7一泄油接头

8一固定轴承座 9一活塞杆

3.1.3心轴式及夹头式车床夹具

心轴式车床夹具的主要限位元件为轴，常用于以孔作主要定位基准的回转体零件的加工，如套类、盘类零件。常用的有圆柱心轴和弹性心轴。

夹头式车床夹具的主要限位元件为孔，常用于以外圆作主要定位基准的小型回转体零件的加工，如小轴零件。常用的有弹性夹头等。

1、弹簧心轴与弹簧夹头

图3—14为手动弹簧心轴，工件以精加工过的内孔在弹性筒夹5和心轴端面上定位。旋紧螺母4，通过锥体1和锥套3使弹性简夹5向外变形，将工件胀紧。这种夹紧机构称为均匀变形定心夹紧机构。由于弹性变形量较小，要求工件定位孔的精度高于IT8，所以定心精度一般可达0.02～0.05mm。

图3—14手动弹簧心轴

1一锥体 2一防转销 3一锥套4一螺母 5一弹性筒夹

图3—15为弹簧夹头，用于加工阶梯轴上声?300?0.033mm外圆柱面及端面。如果采用三爪自定心卡盘装夹工件，则很难保证两端圆柱面的同轴度要求。为此，设计了专用弹簧夹头。

工件以?200夹具体以锥柄插入?0.021mm圆柱面及端面C在弹性筒夹2内定位，车床主轴的锥孔中。当拧紧螺母3时，其内锥面迫使筒夹的薄壁部分均匀变形收缩，将工件夹紧。反转螺母时，筒夹弹性恢复张开，松开工件。

图3-15弹簧夹头

1一夹具体2一弹性筒夹 3螺母4一螺钉

弹簧夹头与弹簧心轴上的关键元件是弹性筒夹，弹性筒夹的结构参数及材料、热处理等，均可从“夹具手册”中查到。

2、波纹套弹性心轴

图3—16所示心轴的弹性元件是一个波纹套(又称蛇腹套)。当波纹套受到轴向压缩后会均匀地径向扩张，将工件定心并夹紧。其特点是定心精度高，可稳定在0.005～0.0lmm之间，适用于定位孔直径大于20mm、公差等级不低于IT8的工件，如齿轮的精加工及检验工序等。缺点是变形量小，适用范围受到限制，制造也较困难。

图4—16波纹套弹簧心轴

波纹套的结构尺寸和材料、热处理等，可从“夹具手册”中查到。 3、碟形弹簧片心轴

图3-17a是由碟形弹簧片叠加在一起组成的弹性心轴。施加轴向力后，弹簧片便径向涨开将工件定心并夹紧。

图3-17b为碟形弹簧片结构图。为了增加其变形量，开有许多内外交错的径向槽，弹簧片厚度5一般为1～1．25mm，碟形角一般为12。，用65Mn或30CrMnSi钢片冲压而成，热处理硬度为35～40HRC。此种心轴定心精度在0．01mm之内。

碟形弹簧片也可在夹头上使用，制成碟形弹簧片夹头。 4．液性介质弹性心轴及夹头

图3-18b为液性介质弹性心轴，图3—18a为液性塑料弹性夹头。弹性元件为薄壁套5，它的两端与夹具体1为过渡配合，两者间的环形槽与通道内灌满液性塑料(图3-18a)或黄油、全损耗系统用油(图3-18b)。拧紧加压螺钉2，使

柱塞3对密封腔内的介质施加压力，迫使薄壁套产生均匀的径向变形，将工件定心并夹紧。当反向拧动加压螺钉2时，腔内压力减小，薄壁套依靠自身弹性恢复原始状态而使工件松开。安装夹具时，定位薄壁套5相对机床主轴的跳动，靠调跳动，靠调整三个螺钉11及三个螺钉12来保证。

图4—18液性介质弹性心轴及夹头

1一夹具体 2一加压螺钉 3一柱塞4一密封圈 5一薄壁套6一止动螺钉 7一螺钉

8一端盖9一螺塞10一钢球11、l2一调整螺钉13一过渡盘

液性介质弹性心轴及夹头的定心精度一般为0．01mm，最高可达0.005mm。由于薄壁套的弹性变形不能过大，一般径向变形量ε=(0.002～0.005)D。因此， 它只适用于定位孔精度较高的精车、磨削和齿轮加工等精加工工序。 薄壁套的结构尺寸和材料、热处理等，可从“夹具手册”中查到。 “夹具图册”中的图4-5为液性塑料定心夹紧夹头。

3.1.4高效车床夹具

现代化生产朝着高速、高效方向发展，随着数控车床和高速车磨加工技术在机械制造业中的广泛应用，传统的车、磨夹具已不能满足高速度、高效率的生产要求，因此，一些高效的车床夹具逐渐得到推广和使用。这些夹具无论在结构上还是在装夹方式上，均体现出安装迅速、定位准确的特点，现介绍以下几类。

1、端面驱动夹具

这种夹具是利用拨爪嵌入工件的端面驱动工件旋转的，主要用于数控车床上加工轴。套类零件。采用端面驱动夹具不仅可以缩短装夹辅助时间，而且能在一

顶杆6顶紧V形块7，通过中间三个浮动V形块8及固定V形块9，连续夹紧四个工件，理论上每个工件所受的夹紧力等于总夹紧力。加工完毕后，活塞1作反向运动，推杆4在弹簧的作用下退回原位，V形块松开，装卸工件。

对于这种顺序夹紧方式，由于工件的误差和定位一夹紧元件的误差依次传递，逐个积累，故只适用于在夹紧方向上没有加工要求的工件。

其它形式的多件联动夹紧机构可参见“夹具手册”。

生产中并不拘泥于一种夹紧方式，往往是各种夹紧方式综合使用,图3-43所示的夹具，采用的就是两件两点联动夹紧方式。

3) 设计联动夹紧机构时应注意的问题

(1)要设置浮动环节。为了使联动夹紧机构的各个夹紧点能同时、均匀地夹紧工件，各夹紧元件的位置应能协调浮动。图3-50中的浮动盘2(----点夹紧有两个浮动环节)、图3-51a中的液性塑料、图3-51b中的三个浮动压板、图3-53中的三个浮动v形块，都是为此目的而设置的，称为浮动环节。若有”个夹紧点，则应有n一1个浮动环节。

(2)同时夹紧的工件数量不宜太多。 (3)有较大的总夹紧力和足够的刚度。

(4)力求设计成增力机构，并使结构简单、紧凑，以提高机械效率。 3、铰链夹紧机构

铰链夹紧机构是由铰链杠杆组合而成的一种增力机构，其结构简单，增力倍数较大，但无自锁性能。它常与动力装置(气缸、液压缸等)联用，在气动铣床夹具中应用较广，也用于其它机床夹具。

如图5—54所示，在连杆右端铣槽。工件以Φ52mm外圆柱面、侧面及右端

图5-13双臂单作用铰链夹紧的铣床夹具

底面分别在V形块、可调螺钉和支承座上定位，采用气压驱动的双臂单作用铰链夹紧机构夹紧工件。底面分别在V形块、可调螺钉和支承座上定位，采用气压驱动的双臂单作用铰链夹紧机构夹紧工件。

图3-55铰链夹紧机构的基本类型 e)

a)单臂单作用式 b)双臂单作用式 c)双臂单作用滑柱式

d)双臂双作用式 e)双臂双作用滑柱式

常见的铰链夹紧机构有图3-55中所示的五种类型。

图3-56是I型单臂单作用式铰链夹紧机构工作时，连杆的变位情况。

图3-56铰链夹紧机构传力点的行程和最小储备量

当连杆的倾斜角为零时(即α0)，连杆末端的极限位置为B点，实际使用时，为了防止夹紧机构失效，连杆末端的位置应与B点保持一个最小距离，只能到C点。DC称为铰链夹紧机构传力点的行程S，BC称为传力点行程的最小储备量SC，一般取Sc≥0.5mm。图3-56中的S0是气缸的工作行程。 S0的计算公式如下：

Ⅰ、Ⅳ、V型 SC =L(1-cosαc) (3-2) Ⅱ、Ⅲ 型 SC=2L(1-cosαc) (3-3)

L —连杆长度； αC—最小储备倾斜角 S0 、S的计算公式如下： 单臂单作用铰链夹紧机构(Ⅰ型)

S0 =L(sinα0-sinαc) S =L(cosαc – cosα0 ) Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V型铰链夹紧机构

S0 =L(sinα0-sinαc)

S=2L(cosαc – cosα0 )

式中α0—开始夹紧时连杆的倾斜角。 设计铰链夹紧机构时，先确定Sc 、α

0

、L再根据式(5—1)、式(5—2)算出αC，

最后计算S0 、S。铰链夹紧机构其它尺寸的计算可参考“夹具手册”。

3．3．2其它铣床夹具 1、圆周进给铣床夹具

圆周进给铣床夹具多用在有回转工作台或回转鼓轮的铣床上，依靠回转台或鼓轮的旋转将工件顺序送入铣床的加工区域，以实现连续切削。在切削的同时，可在装卸区域装卸工件，使辅助时间与机动时间重合，因此它是一种高效率的铣床夹具。

图3-57所示是在立式铣床上连续铣削拨叉两端面的夹具。

图5—16圆周进给铣床夹具

1一拉杆2一定位销3一开口垫圈4一挡销5一转台6一液压缸

工件以圆孔、孔的端面及侧面在定位销2和挡销4上定位，由液压缸6驱动拉杆l，通过开口垫圈3将工件夹紧。夹具上同时装夹12个工件。电动机通过蜗杆蜗轮机构带动工作台回转，AB扇形区是切削区域，CD是装卸工件区域，可在不停车情况下装卸工件。

设计圆周铣床夹具时应注意下列问题：

1)沿圆周排列的工件应尽量紧凑，以减少铣刀的空行程和转台(或鼓轮)的尺寸。

2)尺寸较大的夹具不宜制成整体式，可将定位、夹紧元件或装置直接安装在转台上。

3)夹紧用手柄、螺母等元件，最好沿转台外沿分布，以便操作。 4)应设计合适的工作节拍，以减轻工人的劳动强度，并注意安全。 2、靠模铣床夹具

带有靠模的铣床夹具称为靠模铣床夹具，用于专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动。按照主进给运动的运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。 1L9直线进给式靠模铣床夹具

图3-58a为直线进给式靠模铣夹具示意图。靠模3与工件1分别装在夹具上，夹具安装在铣床工作台上，滚子滑座5和铣刀滑座6两者连为一体，且保持两者轴线间距离k不变。该滑座组合件在重锤或弹簧拉力F的作用下，使滚子4压紧在靠模上，铣刀2则保持与工件接触。当工作台作纵向直线进给时，滑座即获得一横向辅助运动，使铣刀仿照靠模的轮廓在工件上铣出所需的形状。这种加工一般在靠模铣床上进行。

图3-58直线进给式靠棋铣夹具

1一工件2铣刀 3一靠模4一滚子5一滚子滑座6一铣刀滑座

2) 圆周进给靠模铣床夹具

图3-59a为圆周进给式靠模铣夹具示意图。夹具装在回转工作台3上，回转工作台又装在滑座4上。滑座受重锤或弹簧拉力的作用而使靠模2与滚子5保持紧密接触。滚子5与铣刀6不同轴，两轴相距为k。当转台带动工件回转时，滑

在图3—31所示气动可调式钻模上，采用了可卸钻模板3。工件先在可更换预定位元件(定位板4)上预定位，可卸钻模板3与工件止口配合实现五点定位，夹紧气缸6的活塞杆(夹紧

图3-29 固定式钻模板 5

图3-30 铰链式钻模板

1一铰链销 2一夹具体 3一铰链座4一支承钉

一钻模板6一菱形螺母

图3—31带可卸式钻模板的可调整钻模

1一夹紧拉杆2一开口垫圈3一可卸钻模板4一定位板5一夹具体6夹紧气缸

3.2.2 钻模的类型 1、盖板式钻模

图3—32为主轴箱七孔盖板式钻模，右边为工序简图，需加工两个大孔周围的七个螺纹底孔，工件其它表面均已加工完毕。以工件上两个大孔及其端面作为定位基面，在钻模板的圆柱销2、菱形销6及四个定位支承钉l组成的平面上定位。钻模板在工件上定位后，旋转螺杆5，推动钢球4向下，钢球同时使三个柱塞3外移，将钻模板夹紧在工件上。该夹紧机构称内涨器(GB／T2217—91)。

盖板式钻模的特点是定位元件、夹紧装置及钻套均设在钻模板上，钻模板在工件上装夹。它常用于床身、箱体等大型工件上的小孔加工，也可用于在中、小工件上钻孔。加工小孔的盖板式钻模，因钻削力矩小，可不设置夹紧装置。

此类钻模结构简单、制造方便、成本低廉、加工孔的位置精度较高，在单件、小批生产中也可使用，因此应用很广。

“夹具图册”中图3-5也是盖板式钻模，由于工件大，钻孔直径大，用了内涨器及双偏心两套夹紧装置；为减轻钻模板重量，钻模板上设置了加强肋。

图3-32主轴箱七孔盖板式钻模

1一支承钉2一圆柱销 3一柱塞4一钢球5一螺杆6一菱形销

3 、翻转式钻模

图3—33所示为加工螺塞上三个轴向孔和三个径向孔的翻转式钻模。工件以螺纹大径及台阶面在夹具体l上定位，用两个钩形压板3压紧工件，夹具体l的外形为六角形，工件一次装夹后，可完成六个孔的加工。

翻转式钻模主要用于加工小型工件不同表面上的孔。它的结构比回转分度式钻模简单，适合于中、小批量工件的加工。由于加工时钻模需在工作台上翻转，因此夹具的重量不宜过大一般应小于lOk9。

图3—33螺塞上钻六孔翻转式钻模 1一夹具体2一夹紧螺母3一钩形压板

3、滑柱式钻模

滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。图3-34为手动双滑柱式钻模的通用结构。

图3—34 双滑柱钻模

1一钻模板2一滑柱 3一齿条柱 4一夹具体 5一套环 6一齿轮轴 7一手柄

钻模板1套装在两个滑柱2及齿条柱3上，用螺母紧固。滑柱装在夹具体4的导向孔中，转动手柄7时，齿轮轴6上螺旋角为45。的螺旋齿轮传动齿条柱3，带动钻模板l上、下移动。齿轮轴6的一端制成双向锥体，锥度为1：15，与夹具体4及套环5的锥孔配合。当钻模板下降而夹紧工件时，齿轮轴受轴向分力，使锥体楔紧在夹具体的锥孔中。由于锥角小，具有自锁性能，加工过程中不会松夹。加工结束，钻模板升到最高处时，可使另一段锥面楔紧在套环5的锥孔中。由于自锁作用，在装卸工件时，钻模板不会因自身重量而下降。滑柱式钻模的平

台上可根据需要安装定位装置，钻模板上可设置钻套、夹紧元件及定位元件等。滑柱式钻模的结构尺寸，可查阅“夹具手册”。

图3—35为滑柱钻模的应用实例，可用它加工杠杆类零件上的孔。工序简图如右下方所示，孔的两端面已经加工，工件在支承1的平面、定心夹紧套3的三锥爪和防转定位支架2的槽中定位；钻模板下降时，通过定心夹紧套3使工件定

图3—35加工杠杆类零件的滑柱钻模

1一支承 2一防转定位支架3一定心夹紧套4一钻套

心夹紧。支承l上的三锥爪仅起预定位作用。图3—35中件l～4为专用件，其它均为通用件。滑柱式钻模操作方便、迅速，其通用结构已标准化、系列化，可向专业厂购买。使用部门仅需设计定位、夹紧和导向元件，从而缩短设计制造周期。但滑柱与导向孔之间的配合间隙会影响加工孔的位置精度。夹紧工件时，钻模板上将承受夹紧反力。为避免钻模板变形而影响加工精度，钻模板应有一定的厚度，并设置加强肋，以增加刚度。滑柱式钻模适用于钻铰中等精度的孔和孔系。 “夹具图册”中图3—7为加工轴承盖的滑柱式钻模。

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