13.夾具的制造

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1、 教學(xué)課題夾具的制造 教學(xué)課時(shí) 教學(xué)目的 2 掌握常用夾具的夾緊裝置和定位裝置 教學(xué)難點(diǎn) 掌握鉆套的類型和特點(diǎn) 掌握鉆套的類型和特點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 掌握鉆套的類型和特點(diǎn) 教學(xué)方法 講解法、討論、實(shí)物 教具準(zhǔn)備 教材、壓板、刀具 教學(xué)過程 復(fù)習(xí)導(dǎo)入 1 ）夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對(duì)于精加工工 序， 應(yīng)適當(dāng)提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置 公差等。 2 ）夾具應(yīng)達(dá)到加工生產(chǎn)率的要求。特別對(duì)于大批量生產(chǎn)中使 用的 夾具，應(yīng)設(shè)法縮短加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間。 3） 夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設(shè)置必 要的

2、防護(hù)裝置、擋屑板以及各種安全器具。 4） 能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。 5） 要適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)程度。選用標(biāo)準(zhǔn)化元 件， 特別應(yīng)選用商品化的標(biāo)準(zhǔn)元件，以縮短夾具制造周期，從而 降低夾具成本。 6）必須具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便夾具的制造、使用和維 修。 課題導(dǎo)入 在眾多鉆模夾具機(jī)床中，綜合考慮設(shè)計(jì)要求、特點(diǎn)及夾具設(shè)計(jì)原理等，選擇 了用蓋板式鉆模，它一般用于加工小型工件上分布在一個(gè)面上的孔。本文就圍繞 此夾具的方案選擇，確定夾具，設(shè)計(jì)夾具等等展開的。 但是，由于知識(shí)的缺陷，設(shè)計(jì)時(shí)考慮的不夠周全，還存在一些錯(cuò)誤，請(qǐng)各位老師 和同學(xué)指出，我將做到虛心

3、接受，努力提高自己 授課內(nèi)容 1夾具的夾緊裝置和定位裝置 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前 面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。 僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng) 的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置， 以便在切削力、 新課學(xué)習(xí) 重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有 時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分

4、。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用 力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。 考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與 其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作 用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過 這里上是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： （1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； （2） 擴(kuò)力比大；

5、（3） 自瑣性能好； (4) 行程不受限制; (5) 夾緊動(dòng)作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中 間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá) 到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞 Ztt旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工 件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過 精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過松緊 螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心， 使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上 技術(shù)要求 1. 裝 成后，零件不

6、 能有松動(dòng); 2. 在 夾緊的過程中，不至于因工件的 重 力的影響而破壞正確的定位； 3. 夾緊時(shí),夾緊力不應(yīng)使己經(jīng)獲得正 確 定位的工件脫離正確的位置； 4. 夾 緊力不致引起定位元件和對(duì)刀 元件間的位置變動(dòng)； 5. 旋轉(zhuǎn)夾具上的零件要防止在工作 過程中松脫并加防護(hù)裝置； 6. 夾 緊時(shí),要 注意兩邊的平衡用力. 圖3.1 裝配圖 如圖3.1所示在這次夾具設(shè)計(jì)中，定位是采用一根心軸和一個(gè)定位插銷來定位 水平方向的。在垂直方向，用兩個(gè)同心半圓環(huán)來定位。當(dāng)被加工零件放到夾具體 同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進(jìn)行定位， 把壓板壓緊，之后取出定位插銷。

7、3.2夾具的導(dǎo)向 在鉆床上加工孔時(shí)，大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置，用以引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確 的加工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀 具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導(dǎo)向裝置保證同 軸各孔的同軸度、各孔孔距精度、各軸線間的平行度等，因此，導(dǎo)向裝置如同定 位元件一樣，對(duì)于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。 導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套。 在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套。 鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。 因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆 套。如圖3.2。直接壓入鉆模板

8、或夾具體的孔中。 圖3.2鉆套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料 選擇20Mn2 淬火 HRC60 我選擇的鉆套：12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。 相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個(gè)固 定襯套。選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)為12*18 GB2263-198Q材料仍選取T10A,淬火HRC60 公差采用H7/p6的配合。 3.3鉆孔與工件之間的切屑間隙 鉆套的類型和特點(diǎn)： 1、 固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔 與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，

9、磨損教小的中小批生產(chǎn) 或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、 可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套 和鉆模板之間加一個(gè)襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以 F7/m6或F7/k6 配合裝入襯套中。 3、 快換鉆套：當(dāng)對(duì)孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí)，由于刀徑不斷增大，需要不同的 導(dǎo)套引導(dǎo)刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。 4、 特殊鉆套：尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。 鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙 C,使開始鉆孔時(shí)，鉆頭切屑刃不 位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔，如圖 4.3。 圖3.3 切屑間隙C=（0.3?1.2）d

10、。 在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素， 確定了設(shè)計(jì)方案后，選擇了 C=& 因?yàn)榇算@的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。 3.4鉆模板 在導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛 度和強(qiáng)度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為 固定式鉆模板、鉸鏈?zhǔn)姐@模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動(dòng)鉆模板等。 在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸 下，鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。 [4] 3.5總體分析夾具 在選定設(shè)計(jì)方案之前，我們到了江西消防車輛廠去參觀實(shí)習(xí)，讓我們對(duì)夾具

11、 設(shè)計(jì)有了很直觀的認(rèn)識(shí)。之后又多次去咨詢和請(qǐng)教廠里的工程師，這解決了我們 在設(shè)計(jì)中存在的很多問題。比如說對(duì)零件的裝夾，定位和精度分析等等。我們之 中也在校辦的工程訓(xùn)練中參觀，并請(qǐng)教了中心的老師。這也讓我們更多的了解了 夾具設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)。 在選定了設(shè)計(jì)芳案后，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，我們不斷的更正和優(yōu)化夾具，使夾 具的設(shè)計(jì)更加滿足設(shè)計(jì)要求。 補(bǔ)充設(shè)計(jì) 刀具材料：一般指刀具切削部分的材料。 刀具性能包括：使用壽命、生產(chǎn)率、加工質(zhì)量和加工成本。 決定刀具切削性能的因素有：刀具材料、幾何形狀和結(jié)構(gòu)尺寸。 刀具切削部分工作環(huán)境：承受高溫、很大壓力、劇烈摩擦、沖擊和振動(dòng)。 因此，刀具材料應(yīng)具備以下基本性

12、能： 1. 高硬度 必須高于工件材料，常溫硬度應(yīng)在 HRC62以上。 2. 耐磨性好 表示抵抗磨損的能力，它取決于組織中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度、數(shù)量和分 布。一般，硬度越高耐磨性越好。 3. 足夠的強(qiáng)度和韌性 以承受切削力沖擊和振動(dòng)，防止崩刃和折斷。 4. 高耐熱性 在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。 5. 熱物理性能和耐熱沖擊性能良好 導(dǎo)熱性好，不會(huì)因受熱沖擊，而使刀具內(nèi) 部產(chǎn)生裂紋。 6. 良好的工藝性 切削加工性、鑄造性、可鍛性、熱處理性能、焊接性能、磨 削加工性能等良好，便于制造。 7. 良好的經(jīng)濟(jì)性性價(jià)比高。 課堂小結(jié) 1. 材料的分析與設(shè)計(jì) 2. 導(dǎo)向部分設(shè)計(jì) 3. 加工方法 布置作業(yè) 觀察老師帶來的夾具，實(shí)訓(xùn)期間找時(shí)間自己加工 教學(xué)反思 夾具在機(jī)械中應(yīng)用廣泛，使用與各類機(jī)床，基于其本身的重要性，學(xué) 生學(xué)習(xí)起來很認(rèn)真，但也有少數(shù)同學(xué)我行我素，課余時(shí)間應(yīng)多于此類 學(xué)生交流，盡量糾正其學(xué)習(xí)態(tài)度