直线进给铣床夹具.doc

直线进给铣床夹具

这类夹具安装在铣床工作台上，加工中随工作台按直线进给方式运动。例如图3-43是铣图3-42所示连杆上直角凹槽的直线进给式夹具。工件以一面两孔在支承板8、菱形销7和圆柱销9上定位。拧紧螺母6，通过活节螺栓5带动浮动杠杆3，使两副压板l0均匀地同时夹紧两个工件。该夹具可同时加工六个工件，为多件加工铣床夹具，生产率高。
   1、直线进给式铣床夹具的结构特点
   1)定位键                           图3-42连杆铣槽工序图
   为了确定夹具与机床工作台的相对位置，在夹具体的底面上应设置定位键。如图3-43中的两个定位  键11，用沉头螺钉固定在夹具体底面纵向槽的两端，通过定位键与铣床工作台上的t形槽配合，确定了夹具在机床上的正确位置。两定位键问的距离越大，定向精度越高。除定位之外，定位键还能承受部分切削扭矩，减轻夹具固定螺栓的负荷，增加夹具的稳定性。因此，铣平面夹具有时也装定位键。
    定位键有矩形和圆形两种，如图3-44所示。常用的是矩形定位键，其结构尺寸已标准化，可参阅“夹具标准”(gb／t2206--91)，或附表7。
矩形定位键有两种结构型式：a型(图3-44a)和b型(图3-44b)。a型定位键的宽度，按统一尺寸b(h6或h8)制作，适用于夹具的定向精度要求不高的场合，b型定位键的侧面开有沟槽，沟槽的上部与夹具体的键槽配合，其宽度尺寸8按h7／h6或js6／h6与键槽相配合。沟槽的下部宽度为b1，，与铣床工作台的t形槽配合。因为t形槽公差为h8或h7，故b1一般按h8或h6制造。为了提高夹

3-43连杆铣槽夹具
1一夹具体2对刀块3一浮动杠杆4一铰链螺钉5一活节螺栓6一螺母
7菱形销  8一支承板  9  圆柱销  10一压板  ll一定位键
具的定位精度，在制造定位键时，b1应留有磨量0.5mm，以便与工作台t形槽修配。

图3-44 定位键
在有些小型夹具中，可采用图5—3d所示的圆柱形定位键，这种定位键制造方便，但容易磨损，定位稳定性不如矩形定位键好，故应用不多。
    定向精度要求高的铣床夹具，可不设置定位键，而在夹具体的侧面加工出一窄长平面作为夹具安装时的找正基面，通过找正获得较高的定向精度，如图5—4所示的a面。

图3-45  铣床夹具的找正基面
 2) 对刀元件
对刀元件是用来确定刀具与夹具的相对位置的元件，如图3-43中铣床夹具上的对刀块2。
常见的标准对刀块有：圆形对刀块，用于加工单一平面时对刀；方形对刀块，用于调整组合铣刀位置时对刀；直角对刀块，用于加工两相互垂直面或铣槽时对刀；侧装对刀块，它安装在夹具体侧面，用于加工两相互垂直面或铣槽时对刀。具体结构尺寸可参阅“夹具标准”(gb／t2240～2243--91)、”夹具手册”或附表6。    图3-46所示为各种对刀块的使用情况，其中图3-46a、b是标准对刀块，图3-46c、d是用于铣成形面的特殊对刀块。
对刀时，铣刀不能与对刀块的工作表面直接接触，以免损坏切削刃或造成对刀块过早磨损，而应通过塞尺来校准它们之间的相对位置，即将塞尺放在刀具

图3-46 对刀装置
与对刀块工作表面之间，凭借抽动塞尺的松紧感觉来判断铣刀的位置。图3-47所示是常用的两种标准塞尺结构。图3-47a为对刀平塞尺，s=1～5mm，公差取h8；图3-47b为对刀圆柱塞尺，d=3～5mm，公差取h8。具体结构尺寸可参阅“夹具标准”(gb／t2244～2245--91)或“夹具手册”。

图3-47对刀用的标准塞尺
在设计夹具时，夹具总图上应标注塞尺的尺寸和公差，如图3-43中a向视图所示。
3）夹具体的设计
由于铣削时的切削力和振动较大，因此，铣床夹具的夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度与宽度之比也应恰当，一般为h／b≤1～1．25(图3-48a)以降低夹具的重心，使工件的加工表面尽量靠近工作台面，提高加工时夹具的稳定性。
此外，为方便铣床夹具在铣床工作台上的固定，夹具体上应设置耳座，常见的耳座结构如图3-48 b、c所示，其结构尺寸可参考“夹具手册”。对于小型夹具体，一般两端各设置一个耳座；夹具体较宽时，可在两端各设置两个耳座，两耳座的距离应与工作台上两t形槽的距离一致；对于重型铣床夹具，夹具体两端还应设置吊装孔或吊环等。

图3-48 夹具体耳座结构
2、联动夹紧机构
为了提高生产率，减轻工人的劳动强度，铣床夹具经常采用联动夹紧机构和铰链夹紧机构，对于图3-43中的夹紧机构，只要拧紧一个螺母，两端的压板便同时将两个工件多点夹紧。这种一次操作就能同时多点夹紧一个工件或同时夹紧几个工件的机构，称为联动夹紧机构。联动夹紧机构可以简化操作，简化夹具结构，节省装夹时间，因此，不仅在铣床夹具上使用，也常用于其它机床夹具。
    联动夹紧机构可分为单件联动夹紧机构和多件联动夹紧机构。前者对一个工件进行多点夹紧，后者能同时夹紧几个工件。
    1）单件联动夹紧机构
    最简单的单件联动夹紧机构是浮动压头，如图3-49所示，属于单件两点夹紧方式。图3-50所示为单件三点联动夹紧机构，拉杆3带动浮动盘2，使三个钩形压板l同时夹紧工件。由于采用了能够自动回转的钩形压板，所以装卸工件很方便。

图3-49浮动压头                            图3-50单件三点联动夹紧
1一钩形压板2一浮动盘3一拉杆

  图5—10a为单件四点联动夹紧铣床夹具。夹紧时，转动手柄l使偏心轮2推动柱塞l0，由液性塑料将压力传到四个滑柱6上，迫使滑柱向外推动压板4和5同时夹紧工件。当反转偏心轮2时，拉簧8将压板松开，压回四个滑柱6，以备装卸工件。图5—10b所示为铰链压板式四点联动夹紧机构。只要拧紧图中的螺母，通过三个浮动压块的浮动，可使工件在两个方向四个点上得到夹紧，各方向夹紧力的大小可通过改变杠杆比调节。“夹具图册”中图5—6所示的夹具上也使用了单件多点联动夹紧机构。

                                 a)

                                   b)
图3-51单件四点联动夹紧
1一手柄2一偏心轮3一夹具体4、5一压板6一滑柱7一钢制垫片  8一拉簧9一定位键10一柱塞
2) 多件联动夹紧机构
多件联动夹紧机构多用于小型工件，在铣床夹具中应用尤为广泛。根据夹紧方式和夹紧方向的不同，它可分为平行夹紧、顺序夹紧、对向夹紧和复合夹紧四种方式。
    图3-52为多件平行夹紧联动机构。在一次装夹多个工件时，若采用刚性压板(图3-52a)，则因工件的直径不等及v形块有误差，使各工件所受的力不等或夹不住。采用图3-52b所示三个浮动压板，可同时夹紧所有工件，且各工件所受的夹紧力理论上相等，即
    fjl=fj2=fj3 =fjj4 =fj/n                           (3-1)
式中n——夹紧装置的总夹紧力；
n——被夹紧工件的件数。

图3-53多件平行联动夹紧
“夹具图册”中的图5—1是多件平行联动夹紧机构的应用实例。
  图3-53是同时铣削四个工件的顺序夹紧铣床夹具。当压缩空气推动活塞l向下移动时，活塞杆2上的斜面推动滚轮3使推杆4向右移动，通过杠杆5使

图3-53多件顺序联动夹紧
1一活塞2一活塞杆3一滚轮4一推杆  5一杠杆6一顶杆
7一v形块8一浮动v形块9一固定v形块
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 、α0  、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”。