铣床夹具的种类、运动方式和应用注意事项

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：圆周进给式铣床夹具一般在有回转工作台的铣床或在组合机床上使用，在通用铣床上使用时，应进行改装，增加一个回转工作台。按照主进给运动的运动方式，铣床靠模夹具可分为直线进给和圆周进给两种。用于卧式铣床上的夹具，应注意防止夹紧装置上凸出的部位与铣刀杆相碰。铣床夹具常用装在夹具体底面上的定位键来确定夹具相对于机床进给方向的正确位置。对于重型铣床夹具，夹具体两端还应设置吊装孔或吊环等。

铣床夹具主要用于加工平面、沟槽、缺口以及各种成形表面。它主要由定位和夹紧装置及夹具体、定位键和对刀装置（对刀块和塞尺）组成。

1.铣床夹具的类型及特点

由于铣削过程中一般是夹具安装在铣床工作台和工作台一起做进给运动，因此可根据进给方式不同，将铣床夹具分为直线进给、圆周进给和仿形靠模进给三种类型。

（1）直线进给式铣床夹具。直线进给式是铣床夹具的主要形式。这类夹具安装在铣床工作台上，在加工中随工作台按直线进给方式运动。按一次装夹工件的数目多少，分为单件铣床夹具和多件铣床夹具。在批量不太大的生产中使用单件夹具较多，而在大批量的中小型零件的加工中，多件夹具则得到广泛应用。

图5-57所示为单件加工的直线进给式铣床夹具。工件以一面两孔定位，夹具上相应的定位元件为支承板、一个圆柱销和一个菱形销。工件的夹紧是使用螺旋压板夹紧机构来实现的。卸工件时，松开压紧螺母，螺旋压板在弹簧作用下抬起，转离工件的夹紧表面；使用定位键和对刀块，确定夹具与机床、刀具与夹具正确的相对位置。

（2）圆周进给式铣床夹具。圆周进给式铣床夹具一般在有回转工作台的铣床或在组合机床上使用，在通用铣床上使用时，应进行改装，增加一个回转工作台。图5-58所示为铣削拨叉上、下两端面。工件以圆孔、端面及侧面在定位销和挡销上定位，由液压缸驱动拉杆通过快换垫圈将工件夹紧。夹具上可同时装夹12 个工件。

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图5-57　单件加工的直线进给式铣床夹具

1—圆柱销；2—对刀块；3—支承板；4—菱形销；5—螺旋压板；6—弹簧；7—定位键

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图5-58　圆周进给式铣床夹具

1—回转工作台；2—液压缸；3—拉杆；4—定位销；5—快换垫圈；6—挡销

工作台由电动机通过蜗杆蜗轮机构带动回转。图中AB 段是工件的切削区域，CD 段是工件的装卸区域，可在不停车的回转情况下装卸工件，使切削的基本时间和装卸工件的辅助时间重合。因此，其生产效率高，适用于大批大量生产的中、小件加工。

（3）仿形靠模进给式铣床夹具。仿形靠模进给式铣床夹具用于机械仿形加工。靠模夹具的作用是使主进给运动和靠模获得的辅助运动合成加工所需要的仿形运动。按照主进给运动的运动方式，铣床靠模夹具可分为直线进给和圆周进给两种。

①直线进给铣床靠模夹具。图5-59（a）所示为直线进给铣床靠模夹具。靠模板和工件分别装在夹具上，滚柱滑座和铣刀滑座连成一体，它们的轴线距离k 保持不变。滑座在强力弹簧或重锤拉力的作用下沿导轨滑动，使滚柱始终压在靠模板上。当工作台做纵向进给时，滑座即获得一横向辅助运动，使铣刀仿照靠模板的曲线轨迹在工件上铣出所需的成形表面。此种加工方法一般在靠模铣床上进行。

②圆周进给铣床靠模夹具。图5-59（b）所示为装在普通立式铣床上的圆周进给靠模夹具。靠模板和工件装在回转台上，回转台由蜗杆蜗轮带动做等速圆周运动。在强力弹簧的作用下，滑座带动工件沿导轨相对于刀具做辅助运动，从而加工出与靠模外形相仿的成形面。

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图5-59　铣床靠模夹具

1—工件；2—铣刀；3—靠模板；4—滚柱；5—滚柱滑座；6—铣刀滑座；7—滑座；8—回转台

2.铣床夹具的结构特点与要求

（1）铣床夹具的结构特点。在铣削加工时，切削力比较大，并且是不连续切削，易引起冲击和振动，所以夹紧力要求较大，以保证工件夹紧可靠，因此铣床夹具要具有足够的强度和刚度。在设计和布置定位元件时，应尽量使主要支承面大些，定位元件的两个支承之间要尽量远些。

设计夹紧装置时，为防止工件在加工过程中因振动而松动，夹紧装置要有足够的夹紧力和自锁性能；施力方向和作用点要恰当，必要时可采用辅助支承和浮动夹紧装置，以提高夹紧刚度。

用于卧式铣床上的夹具，应注意防止夹紧装置上凸出的部位与铣刀杆相碰。

（2）定位键。铣床夹具常用装在夹具体底面上的定位键来确定夹具相对于机床进给方向的正确位置。图5-60所示为常用定位键的结构及使用实例。为了提高定向精度，定位键上部与夹具体底面的槽配合，下部与机床工作台的T 形槽配合。两定位键在夹具允许范围内应尽量布置得远些，以提高夹具的安装精度。

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图5-60　定位键

某些精度要求较高的夹具不采用定位键，而在夹具体的侧面加工出一窄长平面作为夹具制造、安装时的找正基面，通过找正获得较高的精度。

矩形定位键已经标准化，其规格尺寸、材料和热处理等可从有关夹具的手册中查到。

（3）对刀装置。在铣床夹具上一般都设计有对刀装置以方便对刀。对刀装置由对刀块和塞尺组成。对刀块用来确定夹具与刀具的相对位置。对刀时，在刀具与对刀块之间加一塞尺，使刀具与对刀块不直接接触，以免损坏刀刃或造成对刀块过早磨损。塞尺有平塞尺和圆柱形塞尺两种，其厚度或直径一般为3～5 mm。对刀块与塞尺均已标准化，其结构尺寸、材料、热处理等都可从夹具手册中查到。图5-61所示为几种常见的对刀装置。其中如图5-61（a）所示结构用于铣平面，如图5-61（b）所示结构用于铣槽，如图5-61（c）、（d）所示结构用于成形铣刀加工成形面。

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图5-61　对刀装置

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5-60（a）所示，其结构尺寸可查阅有关夹具手册。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。

铣床夹具的种类、运动方式和应用注意事项

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