机床夹具设计_第七章.ppt

机床夹具设计，第七章，第七章机床夹具的设计方法和程序，专用夹具设计的基本要求，夹具设计的复杂性和生产效率必须适应其生产规模，具有较高的经济效益。 (1)能够保证工件的加工精度。 (2)能够提高机械加工的生产效率。 (3)可以降低工件的生产成本。 (4)夹具的操作应方便、安全。 (5)尽量提高夹具零件的通用化和标准化程度。 (6)具有良好的结构技术性，便于夹具的制造、使用和修理。夹具设计的步骤、(3)分析计算、(1)设计准备、(2)方案设计、(4)审查、(5)整体设计、(6)部件设计。 7-1研究机床夹具设计的一般程序、一、研究原始资料并分析设计任务，(一)生产纲领：大批量生产一般采用自动化程度高的气动夹具，个别批量生产应采用手动夹具、通用夹具和组合夹具，(二)零部件图和工程图：零部件图表示工件尺寸、位置等精度要求。 工程图显示工程尺寸、工程标准、加工表面、被加工表面、工程精度要求等，是设计夹具的依据。 (3)零部件工艺规程：了解该工序中使用的机床、工具、加工馀量、切削使用量、准备、工时分配、同时安装的工件数量等。 (4)夹具结构和标准：收集关于零夹具、零件标准、典型夹具结构的相册。 了解本公司制造使用的夹具的状况。 1 )根据工件的定位原理，决定工件的定位方式，选择定位部件；2 )决定工件的夹紧方式，设计适当的夹紧装置；3 )决定工具的对位和引导方法，选择工具的对位和引导部件；4 )其他部件和装置的结构模式，例如方向性部件， 决定分度装置等5 )统一各部件、装置的配置，确定夹具的具体结构尺寸和整体结构，二是确定夹具的结构方案，总图的正视图应取作业人员实际作业的位置，在夹具的组装和使用时作为参考。 加工后的工件在夹具中被视为“透明体”，所描绘的工件的轮廓线与夹具上的线相互独立，不发生干涉，其轮廓用黑色的双点划线表示。 比例通常按照1:1绘制整体图的顺序，首先用双点划线绘制工件轮廓和主要表面的几个视图，用网格线表示加工馀量。 工件周围的几个视图依次描绘定位部件、夹紧机构、对刀部件和夹紧定位部件及其他部件、装置，最后描绘夹紧具体和连接部件，将夹紧的各构成部件和装置一体化。 在夹具总图中，必须画夹具零件表和标题栏，明确记载夹具名和零件表规定的内容。 三、绘制夹具总图、总图的步骤；(1)用双点划线绘制工件的轮廓线；(2)绘制定位部件的详细结构；(3)绘制对刀；(4)绘制夹紧装置；(5)绘制其他部件或装置；(6)具体绘制夹具。 (7)填写视图符号、尺寸、技术要求，制作明细表。 四、尺寸、配合和技术条件，确定尺寸，应标注的尺寸1 .工件和定位部件的相关尺寸。 工件通过孔(或者工件以外的圆进入内孔)定位在心轴或定位销上时，工件定位面与夹具上的定位部件的配合尺寸和公差等级。 2 .夹具和工具的相关尺寸。 用于确定夹具上的对刀零件、导向零件与定位零件的连接尺寸。 3 .夹具与机床的联系尺寸。 用于确定机床上夹具的正确尺寸。 车床夹具与主轴端部的连接尺寸、铣床夹具上方向键与工作台t槽的配合尺寸等。 4 .夹具内部的配合尺寸。 5 .夹具的外形尺寸。 一般指夹具的最大外形尺寸。 夹具有可动部分时，请包括可动部分位于极限位置的空间尺寸。 尺寸公差：定位零件之间、对刀、导向零件之间的尺寸公差取工件公差的1/3至1/5，其他尺寸按一般公差配合原则选择。(2)应标记的技术条件、I .定位部件之间或定位部件与夹子的具体底面之间的位置要求，发挥保证加工面与定位基板之间的位置精度的作用。 2 .定位部件与连接部件之间(或查找正基准面)的位置要求。 3 .对位元件与连接元件之间的位置要求。 4 .定位部件和导向部件的位置要求。 (上述要求一般按工件公差的1/21/5进行选择)、夹具设计完成后，可得到夹具的总图。 夹具中的所有非标准零件都必须创建零件图，而标准零件必须指定模型编号和标准编号。 在决定这些部件的尺寸、公差、技术要求时，必须保证满足安装件整体图的要求。 夹具设计完成后，夹具设计师还要关注夹具的制造和组装过程，了解使用情况，及时发现问题，进一步修改原设计，有助于满足设计要求。 五、制作夹具零件图，确定连杆铣削两面的8槽工艺夹具设计，槽的加工要求为3.200.4，4530，0.2 (未注)，7-2机床夹具设计实例，(1)工件加工工艺分析，中批生产，7.2.1夹具设计实例1，(2)夹具的结构方案，1 .确定定位方案，设计定位零件， 2 .夹紧方案选择和夹紧机构设计批量较小时，夹紧机构宜采用螺钉压板，生产批量较大时，可采用手动联动夹紧机构、液动、气动夹紧机构。 夹钳有两个方案。 一个压在大端，需要两个压板。另一个压在杆上，只需要使用压板。 前者的缺点是两次夹紧，后者的缺点是夹紧点远离加工面，有可能推压到轴的中央部而使工件变形。 考虑到铣削力较大，决定采用第一种方法。 但当杆身截面较大，加工槽也不深时，后者的方法也可以采用。 3 .夹具对刀仪定位方案的确定不仅考虑工件在夹具上的定位，还考虑夹具如何定位在机床上以及工具相对于夹具的位置如何确定。对刀块和定位键、插头、对刀块、插头S=3、h、h，图为铸铁叉部件、重量2公斤、中批生产，需要设计在屁股球盘上加工12H7和25H7孔的球盘夹具。 7.2.2夹具设计例2:(1)通过工件的加工工艺分析、设计的夹具来保证加工面的位置精度：1 .被加工孔25H7与被加工孔10H8的距离尺寸为1000.5mm； 2 .两被加工孔的中心距离为mm (也可表现为194.750.25 mm )，孔10H8的距离尺寸为1000.5mm 3.孔25H7，端面的垂直度公差为100:0.1 4 .两被加工孔的轴线平行度公差为0.16，5 .孔的壁厚均匀。 (二)确定夹具结构方案，1 .确定定位方案，设计定位部件(图7-7 )，工件臀部钢性差，定位方式重点考虑两个可能的方案。 定位方案1，优点：工件安装稳定，壁厚均匀。 不足：基准不一致，无法保证中心距离，钻孔模板不在同一平面上。 此外，定位方案2、2 .夹紧方式的决定和夹紧机构的设计，在可动式v形块6的弹簧力的作用下，工件在x方向上被按压在定位销4上，这两个定位元件共同承受钻头时的切削扭矩，因此，只要对工件施加向下按压的夹紧力即可。 3 .钻盖、钻模板的设计采用延长的快速更换式钻盖进行钻、扩、饺加工，其孔径尺寸和公差按上述方法确定，结构尺寸可查阅夹具设计手册。 (3)制作整体图，确定主要尺寸、公差和技术要求，确定上述各种部件的结构和配置后，基本确定夹具具体和夹具整体结构的型式，如图7-8所示，夹具形成框架式结构，刚性好。 (4)确定夹具的主要尺寸、公差和技术要求，如图7-5(c )所示，与该夹具总图相关的尺寸、公差和技术要求：1.夹具总图中的尺寸、公差(1)夹具的最大轮廓尺寸： 180mmx140mmx70mm(2)定位部件的定位面尺寸和各定位部件之间的位置尺寸，570.02mm。(3)对刀部件的工作面与定位部件的定位面的位置尺寸为7.850.02mm和80.02mm。 (4)夹具定向槽与夹具定向键的配合、(5)夹具与定位部件的配合及2 .夹具的总图所示的技术条件(1)上的定位面n对的具体底面m的平行度公差为0.03/100。 (2)相对于定位设备及夹具底面的垂直度公差为0.03mm。 7-3机床夹具计算机辅助设计介绍，一、概况、传统人工设计夹具方法存在以下缺点： (1)设计效率低、周期长； (2)一般采用经验设计，难以实现必要的工程计算，设计精度差；(3)设计的夹具结构典型化、标准化程度低，不仅降低了设计本身的效率，也给制造带来了困难，提高了成本，影响了专用夹具的经济效益。 二、机床夹具计算机辅助设计的基本过程、夹具计算机辅助设计系统框图如图7-9所示。BY标准结构要素、DT典型图形库SB设备资料表DZ标准手册资料MB总表ST的生产条件资料、7-4剪辑的具体设计、1、剪辑的具体设计的基本要求、剪辑的具体基本要素是夹具的基本要素，搭载了构成该夹具所需的各种部件、机构、装置夹具的具体设计应满足以下基本要求： (1)具有足够的强度和刚度，在加工过程中，夹具具体应受到切削力、夹紧力、惯性力、切削过程中产生的冲击和振动，因此夹具具体需要足够的刚度和强度。 (二)减轻重量，保证易操作的一定强度和刚性时，尽量减小体积，减轻重量。 (3)安装稳定、可靠，夹具在具体机床上的安装稳定，固定在机床上的夹具应尽可能降低重心，对未固定在机床上的夹具，其重心和切削力的作用点应控制在夹具具体机床的支承面范围内。 夹具越高，支承面积越大。 大型卡子请采用周边接触(图7-10a )、两端接触(图7-10b )或四脚接触(图7-10c )等方式。 (四)结构紧凑，技术性好，夹子具体结构尽可能紧凑，技术性好，易于制造、组装。 夹具的具体最重要的表面是夹具在具体机床上的定位部分的表面和设置定位部件的表面对刀、导向装置和部件的表面等。 在夹具上安装各部件的表面，为了减少加工面积，一般设计3-5mm的台阶。 (5)尺寸稳定，精度一定，具体制造夹子后，不得日久变形。 因此，在铸造夹具的具体情况下进行时效处理，在焊接夹具的具体情况下进行退火处理。 铸造夹具的具体壁厚演变应缓慢均匀，避免产生过大的铸造残馀应力。 (6)切屑排出方便，1 .增加容纳切屑的空间，将落入定位部件的少量切屑排出到切屑容纳空间。 图7-11(a )是增设夹具的具体切屑槽的图(b )是通过增大定位设备的作业面与夹具的具体距离而形成切屑槽的图。 2 .采用能够自动排出切屑的结构，图7-12(a )是在钻床的卡盘上具体地打开排出切屑用的斜面，沿斜面排出钻屑的图(b )是在铣床卡子上具体地设计的排出切屑室，切屑沿斜角的斜面排出(一般=1015 )、(7)容易悬吊、安全在加工过程中翻转或移动的夹具通常在夹具的具体部分设置手柄或扶手以便于操作。 大型夹具时，为了便于起吊负荷，请在夹具上设置起吊孔、吊环或起吊螺栓。 关于旋转系统的卡子，请尽量避开突出部分，或者安装安全罩，考虑平衡。 另外，夹具的具体坯料的制造方法、(一)铸造夹具的具体例(图7-13a )、铸造夹具是具体经常使用的坯料的制造方式。 优点：制造工艺好，能铸造各种复杂的外形。 铸件抗压强度、刚度和抗振性好，采用合适的时效方式，可消除铸造残馀应力，长期保持尺寸稳定性。缺点：生产周期长，生产成本高。 材料：铸铁ht20-40、15-30，强度要求高时可采用铸钢ZG35，(二)焊接夹具具体(图7-13b )与铸造夹具具体相比，制造容易，生产周期短，成本低(比铸造夹具具体成本低30%-35%左右)。 因为焊接夹的具体材料是钢板、型材等，所以比同体积的铸铁夹轻。 焊夹具具体在其制造过程中产生热变形和残馀应力，对其精度有很大影响，因此在焊接后进行退火处理。 焊接夹具具体难以获得如铸造夹具的复杂外形。 (3)锻造夹具具体，用锻造的方法制造夹具的原材料，形状比较简单，只有在尺寸小的情况下才可以，一般不怎么采用。 (4)安装夹具具体的安装夹具具体选择标准坯料或部件，根据使用要求进行组装。 标准零件可以组织专业工厂进行专业批量生产，不仅大幅缩短了夹具的具体生产周期，还可以降低生产成本。 为使装配夹具在生产中得到广泛应用，必须实现其结构的系列化和构成部件的标准化。 7-5夹具结构的工艺性、夹具制造为单件生产性，其精度高于加工工件。 因此，一般采用调整、修理、组装后的组合加工、最终组装后在机床现场进行最终加工等方法，来保证夹具的作业精度。 为使所设计的夹具在制造、检测、组装、调整、修理等方面费用最少、费用最低，应在整个夹具中广泛采用各种标准品和通用品，减少专用品。 各种专用部件的结构必须容易加工、测量，各种专用部件的结构组装、调整、维护都很容易。 一、夹具结构应通过调整法、修补法保证装配精度。 图7-15所示镗床夹具在夹具组装后，保证尺寸a、b、c、d的尺寸精度、前后镗孔的同轴度、镗孔中心线对支撑板在与水平面垂直的平行度。 二、夹具结构应便于测量和检查。 规定夹具某位置精度要求时，应同时考虑相应的测量方法。 否则，可能无法实现技术要求。 应注意，应用工艺孔时，工艺孔的位置易于加工和测量，尽可能具体。 为了简化计算，通常在工件的对称轴线上创建工艺孔，或使其轴线穿过开孔元件的轴线。 为便于制造和使用，工艺孔应尽量采用6H17、8H7或10H7等标准尺寸。 三、夹具结构便于拆