第十三讲专用夹具设计概论

1、上一讲内容提要上一讲内容提要:n偏心夹紧机构偏心夹紧机构n工件装夹的实例分析工件装夹的实例分析本讲主要内容：本讲主要内容：n对专用夹具的基本要求对专用夹具的基本要求n专用夹具设计步骤专用夹具设计步骤n对夹具体的要求对夹具体的要求n夹具体毛坯的类型夹具体毛坯的类型 本讲重点和难点：本讲重点和难点：n专用夹具的基本要专用夹具的基本要n专用夹具设计步骤专用夹具设计步骤n夹具体毛坯的类型的确定夹具体毛坯的类型的确定第二章第二章 专用夹具的设计方法专用夹具的设计方法第一节第一节 对专用夹具的基本要求和设计步骤对专用夹具的基本要求和设计步骤 一、对专用夹具的基本要求一、对专用夹具的基本要求 1 1、保证工

2、件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标、保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。夹具能满足工件的加工精度要求。 2 2、提高生产效率、提高生产效率 应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。以缩短辅助时间，提高生产效率。 3 3、工艺性好、工艺性好 专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维

3、修修 专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。采用可修磨的垫片等。 4 4、使用性好、使用性好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。要时可设置排屑结构。 5 5、经济性好、经济性好 除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案

4、进行必要的经济分析，以提高夹具还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。在生产中的经济效益。 二、专用夹具设计步骤二、专用夹具设计步骤 1.1.明确设计任务与收集设计资料明确设计任务与收集设计资料 2.2.拟定夹具结构方案与绘制夹具草图拟定夹具结构方案与绘制夹具草图 1)1)确定工件的定位方案，设计定位装置。确定工件的定位方案，设计定位装置。 2)2)确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。 3)3)确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。 4)4)确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装

5、基面。确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。 5)5)确定和设计其它装置及元件的结构型式，如分度装置、预确定和设计其它装置及元件的结构型式，如分度装置、预定位装置及吊装元件等。定位装置及吊装元件等。 6)6)确定夹具体的结构型式及夹具在机床上的安装方式。确定夹具体的结构型式及夹具在机床上的安装方式。 7)7)绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。 3. 3.进行必要的分析计算进行必要的分析计算 工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具

6、方案时，可进行经济分析，置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案选用经济效益较高的方案 4.4.审查方案与改进设计审查方案与改进设计 夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据他们的意见对夹具方案作进一步修改然后根据他们的意见对夹具方案作进一步修改 5.5.绘制夹具装配总图绘制夹具装配总图 夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用1 1：1 1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、。主视图按

7、夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、各种装置的结构及其相互关系表达清楚。各种装置的结构及其相互关系表达清楚。 夹具总图的绘制次序如下：夹具总图的绘制次序如下： 1)1)用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及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的合适位置上。在总图中，工件可看加工表面绘制在各个视图的合适位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上的线条。作透明体，不遮挡后面夹具上的线条。 2)2)依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。装置、

8、夹具体及连接元件和安装基面。 3)3)标注必要的尺寸、公差和技术要求。标注必要的尺寸、公差和技术要求。 4)4)编制夹具明细表及标题栏。编制夹具明细表及标题栏。 6.6.绘制夹具零件图绘制夹具零件图 夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。确定零件的尺寸、公差及技术要求。第二节第二节 夹具体的设计夹具体的设计一、对夹具体的要求一、对夹具体的要求 1 1、有适当的精度和尺寸稳定性、有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装

9、对刀或导向元件的表面以及夹具体的安装基面或导向元件的表面以及夹具体的安装基面( (与机床相连接的表与机床相连接的表面面) )等，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间应有适当的位等，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。置精度。 为增加夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊为增加夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。接和锻造夹具体要进行退火处理。 2 2、有足够的强度和刚度、有足够的强度和刚度 加工过程中，夹具体要承受较加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。大的切削力和夹紧力。 夹具体需有一定的壁厚，铸造夹具体需有一定的壁厚，铸造和

10、焊接夹具体常设置加强肋，或在和焊接夹具体常设置加强肋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体式夹具体( (如图如图2 2一一lclc所示所示) )。 图2-1c 3 3、结构工艺性好、结构工艺性好 夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种元夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台，以件的表面应铸出凸台，以减少加工面积。减少加工面积。 夹具体毛面与工件之夹具体毛面与工件之间应留有足够的间隙，一间应留有足够的间隙，一般为般为415mm415mm。夹具体结构。夹具体结构型式应便于工件的装卸。型式应便于工件的装卸。 如图如图21

11、21所示所示. . 分为开式结构分为开式结构( (图图2 2一一la)la)； 半开式结构半开式结构( (图图2 2一一lb)lb)； 框架式结构框架式结构( (图图2 2一一lc)lc)等。等。图2-1 4 4、排屑方便、排屑方便 切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。如图切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。如图2222所示，在夹所示，在夹具体上开排屑槽及夹具体下部设置排屑斜面，斜角可取具体上开排屑槽及夹具体下部设置排屑斜面，斜角可取3030一一 5050图2-2 夹具体上设置排屑结构 5 5、在机床上安装稳定可靠、在机床上安装稳定可靠 夹具在机床工作台上安装，夹具的重心应尽量低，重心越高则夹具在

12、机床工作台上安装，夹具的重心应尽量低，重心越高则支承面应越大。支承面应越大。 夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好，如图接触良好，如图2323所示，接触边或支脚的宽度应大于机床工作台梯所示，接触边或支脚的宽度应大于机床工作台梯形槽的宽度，应一次加工出来，并保证一定的平面精度。形槽的宽度，应一次加工出来，并保证一定的平面精度。a)周边接触 b)两端接触 c)四脚接触图2-3 夹具体安装基画的形式 夹具在机床主轴上安装，夹具安装基面与主轴相应表面应夹具在机床主轴上安装，夹具安装基面与主轴相应表面应有较高的配合精度，并保

13、证夹具体安装稳定可靠。有较高的配合精度，并保证夹具体安装稳定可靠。 二、夹具体毛坯的类型二、夹具体毛坯的类型 1 1铸造夹具体铸造夹具体 夹具体材料一般是铸造，其特点是工艺性好，可铸出各种复夹具体材料一般是铸造，其特点是工艺性好，可铸出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，但生产周期长，杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，但生产周期长，需进行时效处理，以消除内应力。常用材料为灰铸铁需进行时效处理，以消除内应力。常用材料为灰铸铁 2 2焊接夹具体焊接夹具体 它由钢板、型材焊接而成，这种夹具体制造方便、生产周期它由钢板、型材焊接而成，这种夹具体制造方便、生产周期短、成本低、重量轻短

14、、成本低、重量轻( (壁厚比铸造夹具体薄壁厚比铸造夹具体薄) )。但焊接夹具体的热。但焊接夹具体的热应力较大，易变形，需经退火处理，以保证夹具体尺寸的稳定性。应力较大，易变形，需经退火处理，以保证夹具体尺寸的稳定性。 3 3锻造夹具体锻造夹具体 它适用于形状简单、尺寸不大、要求强度和刚度大的场合。锻造它适用于形状简单、尺寸不大、要求强度和刚度大的场合。锻造后也需经退火处理此类夹具体应用较少。后也需经退火处理此类夹具体应用较少。 4 4型材夹具体型材夹具体 小型夹具体可以直接用板料、棒料、管料等型材加工装配而成。小型夹具体可以直接用板料、棒料、管料等型材加工装配而成。这类夹具体取材方便、生产周期短、成奉低、重量轻，这类夹具体取材方便、生产周期短、成奉低、重量轻， 5 5装配夹具体装配夹具体 它由标准的毛坯件、零件及个别非标准件通过螺钉、销钉连接，它由标准的毛坯件