第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第一節夾具在機床上的定位一、夾具在機床上定位的目的

為了保證工件的尺寸精度和位置精度，工藝系統各環節之間必須具有正確的幾何關系。一批工件通過其定位基準面和夾具定位表面的接觸或配合，占有一致的、確定的位置，這是滿足上述要求的一個方面。夾具的定位表面相對于機床工作臺和導軌或主軸軸線具有正確的位置關系，是滿足上述要求的另一個方面。只有同時滿足這兩方面的要求，才能使夾具定位表面以及工件加工表面相對刀具及切削成形運動處于理想位置。因此，夾具在機床上定位的本質是：夾具定位元件對刀具切削成形運動的定位。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第一頁，共40頁。第一節夾具在機床上的定位二、夾具在機床上的定位方式

分兩種形式：夾具在機床工作臺上的連接定位和夾具在機床主軸上的連接定位

1、夾具在機床工作臺上的連接定位

第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二頁，共40頁。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第一節夾具在機床上的定位第三頁，共40頁。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度圓柱定位銷，易磨損第一節夾具在機床上的定位為提高定向精度，定向鍵與T型槽應有良好的配合，一般采用H7/h6或H8/h8,必要時定向鍵寬度可按機床工作的T型槽尺寸配做。兩定向鍵之間的距離，在夾具底座允許的范圍內應盡量得遠一些，并使定向鍵靠向T型槽的一側，以減少間隙造成的誤差。

定向鍵的材料常用45#鋼，淬火HRC40~45。第四頁，共40頁。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度圓柱定向鍵耐磨損第一節夾具在機床上的定位圖示圓柱定向鍵的結構，上半圓柱體與夾具體的圓孔相配合，下半圓柱體加工出與T型槽寬度相等的兩平面，這樣可以改善上圖中圓柱定向鍵易磨損的缺點。圖b）、c）為圓柱定向鍵的固定方式。第五頁，共40頁。夾具的縱向兩端的底面上設計出帶U型槽的耳座，供緊固夾具體的螺栓穿過，對其進行夾緊。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第一節夾具在機床上的定位第六頁，共40頁。2、夾具在機床軸上的連接定位夾具在機床主軸上的連接定位方式，取決于機床主軸的端部結構。常用如下幾種定位方式：第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度精度高，剛度差。需要尾部拉緊或尾座頂尖第一節夾具在機床上的定位第七頁，共40頁。

b)圖中夾具以端面B和圓柱孔D在主軸上定位。靠螺紋M連接緊固，靠兩只壓板2防松。制造簡單，定位精度低。d)圖中夾具為過渡盤，適用于尺寸較大的夾具。1是過渡盤，2是鍵，3是縮緊螺母。工件以端面和圓柱面實現定位。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第一節夾具在機床上的定位第八頁，共40頁。四、提高夾具在機床定位精度的措施

當工序的加工精度要求很高時，夾具的制造精度及裝配精度也要相應提高，有時會給夾具的加工和裝配造成困難。這時可采用下述方法來保證定位元件定位面對切削成形運動的位置精度。(一)夾具的找正安裝如在安裝銑鍵槽夾具時，在V形塊內放入精密心棒2，用固定在主軸或床身上的測量表進行找正即可。但是夾具的剛度可能下降，因此只能用于輕切削。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第一節夾具在機床上的定位第九頁，共40頁。(二)對定位元件的定位面進行就地加工夾具初步在機床上找正好位置后，即對其上定位元件的定位面進行加工，以“校準”其位置。圖4-12(a)所示，機床主軸裝上三爪卡盤；圖4-12(b)所示，用兩個直線的切削成形運動形成定位元件的定位面，以達到它們對成形運動的平行度要求。注意：這種方法只限于加工不淬火的定位面。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第一節夾具在機床上的定位第十頁，共40頁。圖示，用鏜模鏜孔時加工的切削成形運動是由鏜刀的切削運動和工作臺的直線運動所組成。由于鏜桿與機床主軸是柔性連接，切削成形運動精度由鏜套保證。這時，定位元件定位面(一面兩銷)不需要對機床有非常嚴格的位置要求，因此夾具的安裝比較簡單(切削成形運動不是由機床提供的)。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第一節夾具在機床上的定位第十一頁，共40頁。在加工前要對刀，使刀具相對于定位元件處于正確位置。一、銑床夾具的對刀對刀方法通常有三種：單件試車法、批量調整法、樣件或對刀裝置對刀法。常用的對刀裝置：(a)-高度對刀塊(b)-直角對刀塊(c)、(d)-成型刀具用的對刀裝置，(e)-組合刀具對刀裝置。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀1---銑刀2---塞尺3---對刀塊第十二頁，共40頁。用對刀裝置對刀時影響對準精度的因素有：

1測量調整誤差。如用塞尺檢查銑刀與對刀塊之間的距離δ時會有測量誤差。

2定位元件定位面相對對刀裝置的位置誤差。為減少這項誤差，要正確確定對刀塊對刀表面的位置尺寸及其公差。同時這些位置尺寸都應以定位元件定位面為基準標注，以避免產生基準轉換誤差。圖4-15(a)為工件工序圖。對刀塊工作表面的位置尺寸由V形塊的標準心棒中心注起。對刀塊頂面的位置尺寸H1按工序尺寸平均值[H1-TH/2)及塞尺厚度δ決定:H1=H-TH/2-δ第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第十三頁，共40頁。二、鉆床夾具中刀具的對準和導引在鉆床夾具中，通常用鉆套實現刀具的對準。同時鉆、鏜套還有增強刀具剛度的作用。(一)鉆套的四種形式：1、固定鉆套

如圖所示：A--無肩鉆套B--帶肩鉆套缺點：磨損后不易更換。一般用于小批量或小中心距或高精度的場合。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第十四頁，共40頁。2、可換鉆套

功能與固定鉆套相同，可供鉆、擴、鉸工序使用。

特點：在批量較大時，磨損后可迅速更換。如圖(b)所示

3、快換鉆套

功能與固定鉆套相同，當同一個孔在同一工序內同時進行鉆、擴、鉸多個工步時使用。

特點：可快速更換如圖(c)所示第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第十五頁，共40頁。

注意：可換鉆套和快換鉆套必須配有襯套。以防止磨損鉆模板或夾具體。4、特殊鉆套特殊鉆套是根據加工情況自行設計的，以補充標準鉆套性能的不足。

(a)—鉆凹坑內的孔(b)--鉆弧面或斜面上的孔(c)--鉆多個孔距很小的孔(d)--鉆需要壓緊工件的孔

第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第十六頁，共40頁。(二)鉆套導引孔尺寸和公差的確定：在選用標準結構的鉆套時，鉆套導引孔的尺寸與公差需由設計者按下述原則確定：

1鉆套導引孔直徑的基本尺寸，應等于所導引刀具的最大極限尺寸，以防止卡住和咬死。

2鉆套導引孔與刀具的配合，應按基軸制選擇，這是因為刀具的結構和尺寸均已標準化。

3鉆套導引孔與刀具之間應保證有一定的配合間隙，以防卡死。導引孔的工差帶根據所導引刀具的種類和加工精度要求選定，鉆孔和擴孔選F7、F8；粗鉸時選G7；精鉸時選G6。

4當采用標準鉸刀鉸H7或H9孔時，導引孔的基本尺寸與加工孔的基本尺寸相同，公差選用F7或E7。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第十七頁，共40頁。

5標準鉆頭的最大尺寸就是所加工孔的基本尺寸，故鉆頭導引孔的基本尺寸與加工孔的基本尺寸相同，公差取F76若刀具加工時不是用切削部分而是用導柱部分引導，則可按基孔制的相應配合H7/f7、H7/g6、H6/g5選取。

第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第十八頁，共40頁。(三)鉆套高度和鉆套與工件距離：

1鉆套高度

鉆套高度由孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具耐用度、工件表面形狀等因素決定。一般在材料強度高，鉆頭剛度低(鉆頭懸伸長度與直徑之比大于15)和在斜面上鉆孔時，采用長鉆套。鉆一般的螺釘孔、銷子孔，工件孔距精度在±O.25mm或是自由尺寸公差時，鉆套的高度取H=(1.5～2)d，如圖4-19所示。鉆套內徑采用基軸制F8的公差。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第十九頁，共40頁。加工IT6、IT7級精度，孔徑在Φ12mm以上的孔或加工工件孔距精度要求在±0.10～±O.15mm時，鉆套的高度取H=(2.5～3.5)d。鉆套內徑采用基軸制G7的公差。加工IT7、IT8級精度的孔和孔距精度要求在±0.06～±0.10mm時，鉆套的高度取H=(1.25～l.5)(h+B)。2鉆套與工件的距離

鉆套與工件間留有一定的距離h，如圖4-20(a)。如果h太大，會增大鉆頭的傾斜量，使鉆套不能很好的導向；h過小，切屑排出困難(特別是鋼件)，不僅會增大工件加工表面的粗糙度，有時還可能折斷鉆頭。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第二十頁，共40頁。

h值可按下面經驗公式選取：加工鑄鐵、黃銅時，h=(0.3～0.7)d;加工鋼件時，h=(0.7～1.5)d;圖4-20(b)給出了加工鋼和鑄鐵時h與d的關系。對同一種材料，材料越硬，系數取小值；鉆頭直徑越小（剛度差），系數取大值。

下面幾種特殊情況，需另考慮：

1）在斜面上鉆孔或鉆斜孔時，鉆頭最易引偏，為保證起鉆良好，h應盡可能小一些（h=0.3d）。

第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第二十一頁，共40頁。2）孔的位置精度要求高時，可取h=0，以保證鉆套有較好的導引作用，而讓切屑從鉆頭的螺旋槽中排出，這樣，排屑條件反比只留很小h值的要好，但此時鉆套磨損嚴重。

3）鉆深孔（B/d>5）時，要求排屑暢快，可取h=1.5d。此外，各種鉆套內孔和外圓的同軸度不應大于O.005mm。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第二十二頁，共40頁。（四）鉆床夾具導套位置尺寸的標注

圖4-21(b)為鉆床夾具導套位置尺寸的標注示例。導套軸心線離定位元件定位面的距離尺寸L夾，按圖4-21(a)工件工序尺寸L的平均值確定：L夾=L+TL/2對刀元件位置尺寸公差TL夾一般取相應工序尺寸L公差的1/3～1/5。

即：TL夾=(1/3～1/5)TL第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第二節夾具在機床上的對刀第二十三頁，共40頁。在機械加工中，經常會遇到一些表面是按一定角度或一定距離分布的，因而要求當工件加工完一個表面后，夾具的某些部分應能連同工件一起轉過一定的角度或移動一定的距離，實現上述要求的裝置就叫做分度裝置。

分度裝置能使工件的加工工序集中，裝夾次數減少，從提高加工表面光的位置精度，減輕勞動強度和提高生產效率，因此廣泛應用于鉆、銑、鏜等加工中。

分度裝置可分為兩大類：回轉分度裝置和直線分度裝置。由于這兩類分度裝置的結構原理與設計方法基本相同，而生產中又以回轉分度裝置的應用為多，故本節主要分析和介紹回轉分度裝置。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置第二十四頁，共40頁。一、分度裝置的基本形式

按其工作原理可分為：機械、光學、電磁三種形式；

按其回轉軸的位置可分為：立軸、臥軸、斜軸三種形式圖4-24為鉆扇形工件上五個等分孔的機械式分度夾具。工件以短圓柱凸臺和平面在轉軸4及分度盤3上定位，以小孔在菱形銷1上周向定位，由兩個壓板9夾緊。分度銷8裝在夾具體5上，并借助彈簧的作用插入分度盤相應的孔中，以確定工件與鉆套間的相對位置。分度盤3的孔座數與工件被加工孔數相等。分度時松開手柄6，利用手柄7拔出分度銷8，轉動分度盤直至分度銷插入第二個孔座；然后轉動手柄6軸向鎖緊分度盤，這樣便完成一次分度。當加工完一個孔后，繼續依次分度直至加工完畢工件上的全都孔。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置第二十五頁，共40頁。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置第二十六頁，共40頁。由本例知，用機械式分度裝置實現分度必須有兩個主要部分：分度盤和分度定位機構。

一般情況下，分度盤和轉軸相連，帶動工件一起轉動，用以改變被加工表面的位置；分度定位機構則裝在固定不動的分度夾具的底座上。此外，為了防止切削中產生振動及避免分度銷受力而影響分度精度，還需要有鎖緊機構，用來把分度后的分度盤鎖緊到夾具體上。根據分度盤和分度機構的配置方式，分度裝置可分為：

1）軸向分度裝置分度和定位是沿著與分度盤回轉軸線平行的方向進行的。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置第二十七頁，共40頁。2）徑向分度裝置分度和定位是沿著分度盤的半徑方向進行的第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置第二十八頁，共40頁。二、分度裝置的對定機構用分度或轉位夾具加工工件時，各工位加工獲得的表面之間的位置精度與分度裝置的分度定位精度有關。分度定位精度與分度裝置的結構形式和制造精度有關。分度裝置的關鍵部分對定機構。它是用來完成分度、對準、定位的機構。

當分度盤直徑相同時，如果分度盤上分度孔(槽)相距分度盤的回轉軸線越遠，則由于對定機構存在某種間隙所引起的分度轉角誤差也越小，因此，徑向分度的精度要比軸向分度的精度高。

圖4-27是常見的對定機構。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置第二十九頁，共40頁。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三十頁，共40頁。第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置圖示為單斜面分度裝置，特點是將分度的轉角誤差始終分布在有斜而的一側，這是因為即使因對定元件沾有污物等原因引起對定銷軸向位置發生變化，但分度槽的直邊始終與對定銷的直邊保持接觸。第三十一頁，共40頁。三、分度裝置的拔銷及鎖緊機構1、手拉式拔銷機構

第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置1—分度盤，2—對定軸，3—手柄4—橫銷，5—導套，6—定位套第三十二頁，共40頁。2、旋轉式拔銷機構第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置1—對定銷，2—套，3—軸，4—銷，5—連接螺釘，6—彈簧，7—手柄，8—螺釘第三十三頁，共40頁。3、齒輪齒條式拔銷機構第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置第三十四頁，共40頁。4、凸輪式拔銷機構第四章夾具在機床上的定位、對刀、分度第三節夾具的轉位和分度裝置第三十五頁，共40頁。5、鎖緊機構為了增強分度裝置工作時的剛性及穩定性，防止加工時因切削力引起振動，當分度裝置經分度對定后，應將轉動部分鎖緊在固定的基座上，這對銑削