13夹具.docx

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13夹具

科目

钳工工艺与技能训练

教学时间

主任签字

授课班级

教学课题

单元三钻床与钻床夹具知识课题二夹具

实习教学--------燕尾锉配“8”字配

教学目的

1、了解夹具的分类和定义；

2、掌握六点定位原理及定位误差的有关计算；

3、了解夹具的结构和原理；

4、掌握燕尾锉配的方法；

5、掌握“8”字配的加工方法

教学重点

1、六点定位原理及定位误差的有关计算；

2、工字体锉配的方法“8”字配的加工方法。

教学难点

1、六点定位原理及定位误差的有关计算；

2、燕尾锉配的方法和“8”字配的加工方法。

教学准备

绘图（燕尾锉配“8”字配）、备料，钻头、弯形与矫正工具、卡尺、钢尺、0~25mm千分尺、25~50mm千分尺、50~75mm千分尺、锯弓、300mm板锉、150mm板锉，样冲、画规、画针等常用工量具。

教学方法

理论教学：

以授课为主

实习教学：

采用示范讲解、巡回指导、结束指导等教学方式

教学组织

课前课后点名、记录，遇见旷课的及时通知班主任处理；

控制上厕所时间和人数。

复习旧课

导入新课

1、Z525主运动、进给运动的结构式是什么？

2、钻床的技术规格有哪些？

3、简述Z525的结构与操控。

4、简述Z3040的结构与操控

我们经常使用钻床，谁知道在钻床的用什么工具将工件加紧。

课题安全要求

1、检查服装劳保是否到位；

2、强调实习教室的安全操作规范，特别是砂轮机，台钻要有老师在场方可使用；

3、控制学生在自己工位上，严禁打闹。

钳工工艺一体化授课计划

讲授新课：

（工艺知识）

单元三钻床与钻床夹具知识

课题一钻床夹具知识

一、夹具概述

1机床夹具的定义与分类

在机床上用以装夹工件以确定工件和刀具的相对位置，并把工件夹紧的装置，称为机床夹具。

机床夹具按机床种类可分为：

车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床央具、磨床夹具等。

机床夹具按其适用范围可分为：

通用夹具和专用夹具两类。

能装夹两种以上工件的夹具，称为通用夹具；专为某一工件或某一工序而设计的夹具，称为专用夹具。

机床夹具按其元件的组合特点分有：

不能拆卸重新组合装夹其他工件的夹具和能拆卸重新组合装夹其他工件的夹具，后者称为组合夹具。

2机床夹具的组成

夹具有以下几部分组成：

（1）定位元件保证工件在夹具中占有正确位置的元件，称为定位元件。

（2）夹紧装置保证工件正确位置在加工过程中不发生变化的装置，称为夹紧装置

（3）引导元件用来引导刀具并与工件有相对正确位置的元件，称为引导元件。

（4）夹具体将定位元件、夹紧装置、引导元件等连接成一个整体的基础件，称为夹具体。

一般机床夹具至少有定位元件、夹紧装置和夹具体三部分组成。

而引导元件和其他辅助装置应根据加工的实际需要设置。

3．机床夹具的作用

（1）保证工件的加工精度如孔的垂直度和对称度精度，只能通过夹具来保证，否则达不到要求。

（2）提高劳动生产率和降低生产成本采用夹具装夹可省去划线工序，减少辅助时间；采用夹具装夹还具有稳定可靠的优点，可增大切削用量，减少机动时间，达到提高生产效率和降低生产成本的目的。

（3）扩大机床的加工范围采用机床夹具可解决某些工件在机床上装夹的困难，可一机多用。

如在车床上装上专用夹具，可以进行以车代铣、以车代刨、阱车代磨等多项加工；在摇臂钻床上装上镗模，可代替镗床加工。

二、工件的定位

1．定位与定位基准

（1）工件的定位确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程，称为工件的定位。

工件定位的目的是使同一批工件逐次放人夹具中都能占有正确的位置。

工件定位是靠工件上的某些表面和夹具中的定位元件（或装置）相接触来实现的。

（2）定位基准定位时，用来确定工件在夹具中位置所依据的点、线、面称为定位基准。

定位基准一旦确定，工件其他部分的位置也随之确定。

工件定位时，作为定位基准的点和线往往由某个具体表面体现出来，这个表面称为定位基准面。

如用两顶尖装夹车削轴类工件时，轴两端中心孔就是定位基准面，而定位基准却是工件的轴心线。

2工件六点定位原理

一个物体在空间可能具有的运动，称为自由度。

任何一个工件在定位前，它在夹具中的位置都是任意的，因此可以将它看成是在空间直角坐标系中的自由体，共有六个自由度。

沿x轴方向移动，见图a。

沿x轴方向转动，见图b。

沿y轴方向移动，见图c。

沿y轴方向转动，见图d。

沿z轴方向移动，见图e。

沿z轴方向转动，见图f。

六个自由度是工件在空间位置不确定的最高程度。

定位的任务就是要限制工件的自由度。

在夹具中，采用分布适当并和工件接触的六个支撑点，来限制工件六个自由度的原理，称为六点定位原理。

3．定位的种类

（1）完全定位工件六个自由度全部被限制，使它在夹具中只有惟一正确的位置，称为完全定位（或元点定位）。

（2）部分定位在满足加工要求的前提下．少于六个支撑点的定位。

称为部分定位。

例如在车床上车削长度较短的轴类工件时，大都采用三爪自定心卡盘或四爪卡盘夹持，这时虽然只限制了四个自由度，但仍能满足加工要求。

（3）重复定位几个支撑点同时限制一个自由度的定位，称为重复定位。

定位时当支撑点多于六个时，一定是重复定位。

但有时定位支撑点虽不超过六个，但有两个（或两个以上）支撑点同时限制同一个自由度时，也会产生重复定位。

如在车床上采用一夹一顶装夹方法，当卡盘夹持较长时，卡盘限制了四个自由度；而后顶尖相当于两个支撑点，也限制了两个自由度。

2个自由度被重复限制，形成了重复定位。

重复定位能提高工件的装夹刚性，但对工件的定位精度有影响，一般是不允许的，如果工件的定位基准及夹具中定位元件精度很高时，重复定位也可选择。

（4）欠定位定位点数少于应该限制的自由度，使工件不能正确定位称为欠定位。

欠定位无法保证加工质量，往往会产生废品，因此是绝对不允许的。

4定位方法及定位元件

（1）工件以平面定位当工件以平面定位时，由于工件平面和定位元件表面不可能是理

想平面（特别是以毛坯面作为定位基准时），实际上只能是最突出的三个点接触。

为保证定位的稳定可靠，工件以毛坯面定位时，应采用三点支撵的方法，并尽量增大支撵点间的距离L，使支撑三角形的面积s尽可能的大一些。

工件以平面定位时，常采用的定位元件有支撑钉、支撑板、可调支撑和辅助支撑。

（2）工件以外圆定位工件以外圆定位时常采用的定位方法有：

工件在圆柱孔内定位工件在V形架上定位，工件在半圆弧夹具上定位。

工件在V形架上定位限制了四个自由度。

v形架定位的特点是：

当工件外圆直径变化时，可以保证圆柱体轴线在z轴方向上的定位误差为零，但在z轴上定位误差不为零。

工件在半圆弧夹具上定位时，该夹具下半圆弧起定位作用，上半圆弧起夹紧作用。

半圆弧央具夹紧接触面积大，不会夹伤工件表面．适用于外圆已精加工过的工件。

（3）工件以内}L定位工件以内孔定位采用的定位元件是心轴。

根据工件内}L形状的不同，心轴的种类有圆柱心轴、小锥度心轴、圆锥心轴、螺纹心轴和花键心轴等多种。

（4）结构简单、制造容易。

2．对央紧力的要求

夹紧力包括夹紧力的大小、方向和作用点三要素。

（1）央紧力的大小夹紧力的大小必须能保证工件在加工过程中位置不变。

夹紧力既不能太大，也不能太小，太大容易把工件夹变形，太小则在加工过程中位置会发生变动。

夹紧力的大小可以计算，但一般情况下还是根据经验估算出来。

（2）夹紧力的方向

1）夹紧力的方向应尽可能垂直于主要定位基准面，使夹紧稳定可靠，保证定位精度。

2）夹紧力的方向应尽量与切削力的方向一致，以减小工件在切削力作用下引起振动。

（3）夹紧力的作用点

1）夹紧力的作用点应尽可能落在主要的定位面上，这样可保证夹紧力稳定可靠。

2）夹紧力的作用点应与支撑件对应，并尽可能落在工件刚性较好的部位，否则易造成工件变形。

3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以防止和减少工件振动。

如无法靠近加工表面时，可采用辅助支撑来增加工件的装夹刚性。

（4）工件以一面两孔定位当工件以两个轴线互相平行的孔及与孔轴线垂直的平面作为定位基准时。

可采用一个短圆柱销，一个短削边销和一个平面作为定位元件来定位。

平面限制三个自由度，短圆柱销限制两个自由度，削边销限制一个自由度。

该定位方法属完全定位。

采用削边销不仅有减小两孔连心线方向上该销直径的作用，而且在垂直两孔连心线方向上直径没有减小，这样既能防止工件的转角误差又便于装配。

三、夹具结构夏原理

工件定位以后，在加工过程中还要受到切削力、惯性力及离心力的作用。

为了保证工件在这些力的作用下还能保持正确的定位位置，必须对工件进行夹紧．对工件进行央紧的任务由夹紧装置承担。

1．对夹紧装置的要求

（1）保证加工精度。

夹紧时不能破坏工件原来的准确位置，并使工件在加工过程中振动、变形最小。

（2）夹紧时作到准确、完全、可靠。

（3）夹紧动作迅速，操作方便省力。

四、常用夹紧装置

l螺旋夹紧装置

螺旋夹紧装置是利用螺杆旋进夹紧工件的。

其特点是结构简单、夹紧可靠，故在夹具中应用广泛。

其缺点是夹紧和松开比较费时、费力。

（1）螺钉式夹紧为防止螺钉头部夹紧时工件上产生压痕，可采用摆动块夹紧。

（2）螺母式夹紧为使夹紧方便、迅速、高效，可采用开口垫圈。

卸下工件时，只需旋松螺母，抽出开口垫圈，即可将工件取下。

2螺旋压板央紧装置

螺旋压板夹紧装置应用广泛，压板形式多种多样。

3楔块式央紧装置

楔块式夹紧装置是利用楔块斜面推力转变为夹紧力，把工件夹紧的一种装置。

4偏心夹紧装置

偏心夹紧装置见图3—29，是利用偏心轮与杠杆组合使用将工件夹紧的装置。

五、定位误差

l定位误差的基本概念

一批工件在夹具中的实际位置，将在一定的范围内变动，这个变动量就是工件在夹具中加工时的定位误差。

定位误差产生的主要原因有两个，一个是基准不重合误差，用符号虬表示，即定位基准和设计基准不重合而造成的误差。

另一个是基准位置移动而造成的基准位移误差。

而基准位移误差，是由于工件和定位元件的制造误差引起工件在央具中的实际位置相对于理想位置发生变化而造成的。

2常用定位方式的定位误差

（1）工件以平面定位时的定位误差该种定位方式的定位误差主要是由基准不重台而引起的。

计算基准不重合误差的关键是找出设计基准和定位基准之间距离尺寸，即设计基准和定位基准的连系尺寸L，，然后按下式计算：

Δjb=（Lj）max一（Lj）min=△Lj（3—3）

式中Δjb——基准不重合误差。

工件以平面定位时，若基准位移误差只是表面不平度误差时，一般不予考虑，所以它的定位误差可用基准不重合误差表示。

如果定位基准又和设计基准重合，即不存在因定位而引起的误差。

在轴类工件的外圆上铣一键槽，加工时采用的定位基准均为下母线。

该工件的设计基准有三种不同的标法，但加工时都要保证尺寸A的值。

以下母线为设计基准，设计基准与定位基准重合，不存在定位误差以轴心线为设计基准，定位基准与设计基准不重合。

设计基准和定位基准的连系尺寸Lj为工件的半径，此时的定位误差Δdw等于基准不重合误差Δjb，。

设计基准为轴的外圆（顶部），加工时定位基准和设计基准也不重合，它的定位误差也等于基准不重合误差，而设计基准和定位基准的连系尺寸Lj为轴的直径，加工时的定位误差为Δdw=Δjb=（Lj）max一（Lj）min。

（2）工件以内孔定位时的定位误差工件以内孔定位时采用的定位元件是心轴。

根据内孔和心轴的接触情况不同，可分为两种：

1）工件与心轴间隙配合，且是单边接触。

该种情况是因工件自重而使圆孔与心轴的上母线接触，径向定位误差仅在z轴方向，且向下。

对同一批工件的内孔与心轴配合时，血是不变的，可以在调整刀具时加以消除。

2）工件与心轴间隙配合双边接触时的定位误差该种情况的配合。

工件在水平面，（xoy）内沿x轴和y轴方向可双边移动，此时一批工件的径向定位误差是单边接触时定位误差的两倍。

双边接触和单边接触不同，无法在对刀时给以消除，故必须考虑对定位误差的影响。

（3）工件以外圆定位采用v形架作定位元件时的定位误差该种情况定位误差计算方法比较麻烦，精密计算方法还要涉及高等数学知识，在此不再叙述。

六、钻床常用夹具

在钻床、组合机床等设备上进行钻、扩、饺孔时所用的夹具，统称钻床夹具。

1．常用钻床夹具的类型

因工件上被加工的孔分布情况多种多样，所以适应工件加工的夹具也有多种形式。

常用的钻床夹具有固定式、回转式、移动式和翻转式等。

（1）固定式钻床夹具该种夹具的特点是使用时夹具固定在钻床工作台上。

（2）移动式钻床夹具这种钻床夹具多用于单轴立式钻床上，用来加工平行多孔工件。

（3）盖板式钻床夹具这类夹具投有夹具体

盖板式钻床夹具（又称钻模）。

结构简单，清除切屑方便；但每加工完一个工件后，都需要拆装一次，比较麻烦。

所以它适应于在体积大而笨重的工件上钻孔。

（4）回转式钻床夹具该种夹具用于加工同心圆周上的平行孔系，或分布在几个不同表面上的径向孔

2．钻套

钻套是钻床夹具的基础元件，装在夹具体或钻模板上。

钻套的作用是确定被加工工件孔的位置，引导钻头、扩孔钻或铰刀在加工过程中不发生偏斜。

钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套等四种，前三种目前已经标准化。

（1）固定钻套该种钻套以嚣配合直接压在钻模板中，磨损后不能更换，主要用于单用钻头钻孔的小批量生产。

固定式钻套有无肩式和带肩式两种。

带肩式钻套主要用于较薄的钻模板，其肩部还有肪止切屑进入套内的作用。

（2）可换钻套为克服固定钻套磨损后无法更换的缺点。

（3）快换钻套当工件的孔需要依次进行钻、扩、铰等多项加工时，由于刀具直径逐渐增大、需要使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具，此时用快换钻套才能满足生产的需要。

（4）特殊钻套特殊钻套用于特殊情况下的钻孔，应根据具体情况专门设计。

七、组合夹具简介

组合夹具是在夹具零件、部件标准化的基础上发展起来的一种新型工艺装备。

它是由一套预先制定好的有各种不同形状、不同规格尺寸的标准元件和组合件组装而成的夹具。

这些元件相互配合部分精度、硬度高和耐磨性好，并有良好的互换性。

利用这些元件，根据被加工工件的工艺要求，可很快地组装成专用夹具。

夹具使用完毕，可方便地拆开，将元件清洗干净后存放入库，留待以后组装新夹具使用。

组合夹具主要用于新产品试制或单件小批量生产及临时突击性生产。

1．组合夹具元件

组合夹具元件按其用途不同可分为：

基础件、支撑件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、辅助件和组合件等。

2．组合夹具的特点

（1）能保证加工质量，提高生产效率。

（2）可重复使用，节省人力和物力。

（3）灵活多变，可根据加工要求组装成适用于不同工件的夹具，缩短生产周期。

（4）可减少夹具存放空间，改善管理工作。

示范讲解：

1、讲解了解夹具的分类和定义；

2、讲解六点定位原理及定位误差的有关计算；

3、讲解夹具的结构和原理；

4、讲解燕尾锉配的方法；

5、讲解“8”字配的加工方法。

巡回指导：

1、指导学生正确使用工量具；

2、指导学生在燕尾锉配、“8”字配中采用正确的加工工艺；

3、纠正在实习操作中的不正确姿势和加工方法；

4、指导学生按操作规范和安全规范实习

结束指导：

1、在燕尾锉配学生对角度尺使用不熟悉，在集中讲授时要注意教育学生不要强拧。

2、“8”字配作为最后一个工件学生做的间隙比较好。

作业布置：

习题册：

单元八填空、判断、选择、解词、简答全做

实习图样：

实习步骤

1．加工外型尺寸，达到要求，画出所有加工线及孔位置。

2．打样冲，校正园。

加工甲件

3．锯除甲件一侧60°余料，锉削加工60°±4′，控制基准与底尺寸，用Ф10量棒间接测量60°达到测量要求。

4．锯除另一侧60°±4′余量，锉削加工另一侧角度，控制基准与底尺寸，用2-Ф10量棒直接测量2-60°角，达到测量尺寸。

5．钻孔，攻丝，保证边距、孔距尺寸。

加工乙件

6．钻排孔，取出余料

7．钻削加工内2-60°角，用Ф10量棒间接测量60°角尺寸，底面尺寸与甲件配作。

8．钻孔，铰，保证边距，孔距。

9．甲乙两件配作达到配合间隙≤0.04，并能反转互换（配）。

10．各棱边均匀倒钝，全部复查。

实习图样：

实习步骤

1．检查配料，并按图样先加工出甲乙件外形轮廓尺寸，达到要求（尺寸，形位，粗糙度）

2．划出甲乙件加工位置线，并检查划线正确与否。

3．加工甲件，先锯一角，锉削加工达到尺寸24

mm和形位误差的要求后，再锯去另一角，同样完成粗细锉加工要求，内角处要清角，棱线清晰。

4．加工件乙，划线并用甲件比对，合适后钻排孔，去除余料，以甲件为基准进行尺寸控制加工，然后以甲件试配，修整件乙，锉配达到要求并能翻转互配。

5．去除毛刺检查尺寸，交付工件。