机床夹具课程设计指导PPT课件.ppt

机床夹具设计方法 1 机床夹具的设计方法 夹具的基本要求能稳定保证工件的加工精度 能提高机械加工的劳动生产率 降低工件的制造成本 结构简单 操作方便 安全和省力 便于排屑 有良好的结构工艺性 便于夹具的制造 装备 检验 调整和维修 设计时应在保证加工精度的前提下 综合考虑生产率 经济性和劳动条件等项因素 2 机床夹具的设计方法 夹具的设计步骤1 研究原始资料 明确设计任务2 确定夹具的结构方案 绘制结构草图确定工件的定位方案 夹紧方案和引导方案 确定其他元件或装置的结构型式 如定向键 分度装置等 合理布置各元件或装置 确定夹具体和夹具的总体结构 3 绘制夹具总装配图总装配图的比例应尽量采用1 1的比例 总装配图视图的选择 主视图应选面对操作者的工作位置 绘制总装配图的顺序 先用双点划线将工件的外形轮廓 定位基面 夹紧表面及加工表面绘制在各个视图上 视工件为透明体 再绘出定位 对刀引导 夹紧元件及其它元件或装置 最后绘出夹具体 并填写明细表及标题栏 标注有关的尺寸 公差和技术要求 4 绘制夹具零件图夹具总装配图中的非标准零件均要绘制零件图 并按夹具总装配图的要求 确定各零件的尺寸 公差及技术要求 3 总体设计的几点要求定位件 夹紧件 导引件等元件设计时应尽可能标准化 通用化运动部件必须运动灵活 可靠零部件结构工艺性要好 应易于制造 检测 装配和调整夹具结构应便于维修和更换零部件适当考虑提高夹具的通用性 4 绘制非标夹具零件工作图绘制夹具零件图样时 除应符合制图标准外 其尺寸 位置精度应与总装图上的相应要求相适应 同时还应考虑为保证总装精度而作必要的说明 如指明在装配时需补充加工等有关说明等 零件的结构 尺寸应尽可能标准化 规格化 以减少品种规格 特别应注意零件的技术要求与必要说明 5 设计在摇臂钻床上加工杠杆臂零件上孔 10mm和 13mm的钻模 两孔相互垂直的 中小批量生产 钻床夹具设计实例 一 明确设计任务 6 1 杠杆臂零件图 一 明确设计任务 7 2 杠杆臂加工工艺分析 1 加工要求 加工 10和 13两孔 孔距为78 0 5 13与 22轴线的水平尺寸为15 0 5 垂直尺寸为12 5两孔垂直 10对 22轴线平行度公差为0 1 13对 22轴线垂直度公差为0 1 10孔Ra值为3 2 13孔Ra值为12 5 2 加工工艺 由于该工序中两个孔的位置关系为相互垂直 且不在同一个平面里 要钻完一个孔后翻转90 再钻削另一个孔 因此要设计成翻转式钻夹具 一 明确设计任务 8 1 定位方案的确定 根据零件的构造 最容易想到的是以 22mm的孔为定位基准 这样可以避免基准不重合误差 同时可以限定四个自由度 用 22孔口端面 底面 限定零件的上下移动的自由度 用 10孔附近圆柱表面限定零件沿 22中心线转动的自由度就可以实现完全定位 10孔附近为悬壁梁结构 加工时容易变形 在 10孔口端面 底面 设辅助支承 用来增加零件的刚性 二 定位方案与定位元件 9 二 定位方案与定位元件 1 确定定位方案 10 2 定位元件的选择 定位销 插入 22的孔 用来限制X Y方向的移动和转动 共四个自由度 定位元件为非标准元件 用定位销的小端面 相当于一个支承钉 与 22孔口端面支靠限定Z方向的移动自由度 定位元件为非标准元件 可调支承钉 限定Z方向的转动 定位元件为标准元件 用一辅助支承来提高工件的安装刚度和定位的稳定性 定位元件为非标准元件 小端面限定Z方向的移动 二 定位方案与定位元件 可以选区用其它形式的定位元件吗 11 三夹紧方案的确定 根据零件的定位方案 采用锁紧螺母和开口垫圈来实现快速锁紧夹紧机构 它与一个加工面位置靠近 增加了刚性 零件夹紧变形也小 但对于另一个加工面较远 为提高刚性 故采用辅助定位元件来固定 该设计采用了螺旋辅助支承 12 四 夹具结构设计 1 定位装置 1 销轴 13 2 可调支承钉 可调支承钉在GBJB T8026 1 1999 六角头支承 中选取M8 40 S 3 辅助螺旋支承 1 定位装置 14 2 夹紧装置 1 夹紧 选用M10螺纹以满足强度要求 2 开口垫圈 15 1 钻模板类型选择根据工件和夹具体的结构 选用固定式钻模板 固定式钻模板虽然有时装卸工件不便 但它结构简单 制造方便 定位精度高 3 辅助装置 16 3 辅助装置 1 钻套 从国家标准中选用 2 钻模板 17 2 钻套的选择 由于孔 10mm和 13mm一次钻孔就可达到要求 因此采用固定式钻套 查手册确定型号 10mm选无肩 13mm选有肩 18 4夹具体 选用铸造夹具体 可以选区用其它形式的夹具体吗 19 4 夹具体 20 五 绘制夹具总图 21 五 绘制夹具总图 22 六 夹具装配图上的尺寸 公差及技术要求的标注 最大轮廓尺寸 长 宽 高 180 140 141影响工件定位精度的尺寸 22e8 影响导向的尺寸及公差 10G7 13F7 公差带查表确定 影响夹具精度的尺寸及公差 公差按零件公差的1 2至1 5 78 0 15 15 0 15 12 5 0 05 相对于基准F的垂直度 0 05 相对于基准F的垂直度 0 03 相对于基准E的垂直度 0 05其它重要尺寸和公差 18H7 r6 22H7 n6以及定位销与夹具体的配合尺寸 图中遗漏 应补上 需标注的技术要求 见装配图 23 工件加工精度分析 定位误差 两孔的直径尺寸基本上由钻头尺寸保证 没有定位误差 尺寸78 0 5 15 0 5平行度公差和垂直度公差的工序基准和定位基准重合 基准不重合误差为 B 0 尺寸78 0 5 15 0 5和平行度公差和垂直度公差存在基准位移误差 其大小等于定位轴与 22孔之间的最大配合间隙 Y Xmax 0 28 0 033 0 04 0 353尺寸78 0 5 15 0 5和平行度公差和垂直度公差的定位误差分别为 D B Y 0 353尺寸12 5的基准位移误差和基准不重合误差都为0 所以定位误差为0 24 工件加工精度分析 对刀误差 T 因加工孔处工件较薄 可不考虑钻头的偏差 钻套导向孔尺寸为 10F7和 13F7 钻头尺寸为 10 0 036和 13 0 036 各尺寸的对刀误差为 T 0 028 0 036 mm 0 064mm安装误差 A A 0 25 工件加工精度分析 夹具误差 J 78 0 5的夹具误差为 0 315 0 5的夹具误差为 0 312 5的夹具误差为 0 1平行度0 1的夹具误差为 0 05垂直度0 1的夹具误差为 0 05 26 工件加工精度分析 加工方法误差 G 各尺寸的加工方法误差各取相应尺寸的1 378 0 5的加工方法误差为 1 3 0 3315 0 5的加工方法误差为 1 3 0 3312 5的加工方法误差为 0 27 3 0 09平行度0 1加工方法误差的为 0 03垂直度0 1加工方法误差的为 0 03 27 钻模在钻孔时的加工精度计算 28 本节结束 29 设计在铣床上加工 套筒 零件上键槽的专用夹具 铣床夹具设计实例 一 明确设计任务 1 套筒零件图 30 2 工件的加工工艺分析 1 键槽宽6mm由键槽铣刀保证 2 槽两侧对称平面对 45h6轴线的对称度0 05mm 平行度0 10mm 3 槽深尺寸8mm 31 二 定位方案与定位元件 1 确定定位方案 32 2 选用定位元件 33 三 夹紧方案及夹紧装置的设计 夹紧机构 34 夹紧机构中的导向和自动松开装置 35 四 夹具结构的设计 1 长V形块 1 定位装置 长V形块在该夹具中是主要定位元件 消除工件的4个不定度 因其是标准件 故可在相关国家标准或行业标准中查取 该夹具中的V形块从JB T8018 1 1999选取 V形块24JB T8018 1 1999 36 2 支承套 37 2 夹紧装置 1 偏心轮 38 2 偏心轮支架 39 3 辅助装置 1 对刀块 40 2 定向键 为了保证夹具体在机床上的位置正确 应在夹具体底部设置定向键 定向键已经标准化 可从JB T8017 1999直接选取 41 4 夹具体 42 43 五 绘制夹具总图 1 夹具体2 圆柱销轴3 偏心轮支架4 偏心轮 5 活动V形块6 对刀块7 固定V形块 44 45 车床夹具设计实例 一 明确设计任务 设计 涡轮箱体 零件工艺流程中第8道工序的车床专用夹具 46 二 定位方案及定位元件 1 确定定位方案 47 2 选择定位元件 选择角铁 角铁支承面消除工件3个自由度 两个支承钉 消除工件2个自由度 和削边心轴 消除工件1个自由度 48 三 夹紧方案及夹紧装置的设计 1 夹紧力方向的确定 2 夹紧力作用点确定 3 夹紧力大小 夹紧方案示意图 49 四 夹具结构的设计 1 定位装置 1 角铁 50 削边定位心轴与蜗轮孔为间隙配合 为保证顺利安装 同时为保证蜗杆孔中心轴线到蜗轮孔中心轴线的距离 减少定位误差 采用 46H7 g6的配合 即削边心轴的尺寸为 mm 且安装后其轴线对夹具体中心轴线的垂直度公差不大于0 01mm 2 定位心轴 51 3 支承钉 两个支承钉在夹具体上等高布置且位置不低于回转中心 相对角铁支承板 两个支承钉相隔距离应尽量大 分别靠近工件的两端 为保证蜗杆孔中心轴线对端面N 144mm 72mm 的垂直度要求 两个支承钉在夹具体上安装到位后 见装配图 随夹具体在车床上加工 车支承钉端面 以保证它们伸出的长度等高允差不大于0 01mm 52 2 夹紧装置 1 夹紧机构 夹紧机构采用螺旋夹紧机构 为使机构简单 直接在定位心轴上加工螺纹 并根据类比法 选用M20螺纹以满足强度要求 2 压板 压板结构如图所示 本夹具采用削边圆形压板 是为了保证压板轮廓不超出工件宽度 压板削边一侧开口 则可实现工件在夹具上方便 快速地拆装 53 3 夹具体 夹具体应根据被加工零件的尺