1 组成部分
⑴ 定位装置。其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。
⑵ 夹紧装置。其作用是将工件压紧夹牢,保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。
⑶ 对刀或导向装置。其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。
⑷ 连接原件。其作用是确定夹具在机床上的正确位置。
⑸ 夹具体。夹具体是机床夹具的基础件,通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。
⑹ 其他元件或装置。是指夹具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要,有些夹具上设置分度装置、靠模装置;为能方便、准确定位,常设置预定位装置;对于大型夹具,常设置吊装元件等。
以上各组成部分中,定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。
2 机床夹具分类
按夹具的使用特点可分为:通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、拼装夹具。按使用机床可分为:车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具。
以钻床为例,钻床主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模。
3 机床夹具设计的基本要求
⑴ 保证工件的加工精度,机床卡具在加工各种零件时,需要满足定位、尺寸以及公差的技术要求,能够达到零件的精度要求。
⑵ 在保证工件的加工精度的前提下,机床的夹具还应能够体现生产过程中的效率。
⑶ 对操作机床的使用者来说,夹具也应该满足使用方便、容易上手,并且具有拆装维修方便的特点。
⑷ 安全可靠性也是机床夹具的一个重要指标,在机床运转和操作者使用的情况下,需保证夹具不会脱落伤及操作者。
4 机床夹具设计的基本步骤
⑴ 首先根据所要加工产品的图纸进行分析,根据图纸中的技术要求,即公差、尺寸、光洁度和材料特性等进行合适的工艺编排。
⑵ 现场根据所需加工的机床的特点,进行初步设计。
⑶ 确定工件的定位、夹紧方案、对刀或导向,设计定位装置,确定相应装置,及夹具与机床的连接方式,设计连接元件及安装基面。确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装件等。确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。绘制夹具草图,并标注尺寸、公差等技术要求。
⑷ 夹具草图拟定好之后,与现场施工人员进行沟通,根据操作者的实际操作经验和习惯,完善和适应现场施工的条件。
⑸ 绘制夹具施工图并标注清楚技术参数要求。按工艺顺序进行加工。
⑹ 夹具制好后,对工件进行试加工,方可进行大批量的生产。
例如,在某次加工新疆机械研究院农机具上使用的刀盘时,由于需要加工的数量大、工期紧,且图纸的技术参数要求高。于是制作了一套数控钻的机床夹具,代加工工件本身的结构特点:
⑴ 此批加工件数量较大,在保证效率的前提下,对工件的定位以及装卡方便提出了要求。
⑵ 工件需加工的孔有较高的位置要求,所需加工的孔与刀盘上的筋板有25°角。
⑶ 工件的基准面较小,需要在厚度在8 mm 的加工面上钻Φ22.5 的孔,且钻孔的位置远离基准面,这样在钻孔时工件极易产生形变,不能保证加工精度,而且加工的钻头也易损坏。
针对以上工件的结构特点、要求加工:
⑴ 需制作一个加工基准面,与机床基面平行。并且用螺栓固定在机床表面,在加工的基准面的中心位置镗孔,并与车制的销轴进行配合,以用来定位刀盘。装卡时只需使刀盘内孔装进销轴即可定位(配合间隙在±0.05 mm 即可)。
⑵ 在加工的基准面钻Φ14 的孔并与Φ14 销轴配合,刀盘装卡时筋板与此销轴靠死,便可定位加工工与筋板的角度。
⑶ 根据所加工刀盘的钻眼位置,在基准平台上测量划线,并且钻眼镶入支撑顶尖。保证支撑顶尖高度相同。钻孔时支撑顶尖确保工件不易发生形变。
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