补充：夹具设计方法

1、上次课程内容介绍：上次课程内容介绍： 4.5夹具的其他装置夹具的其他装置 4.6组合夹具介绍组合夹具介绍 本次课程内容介绍：本次课程内容介绍： 4.7夹具的设计方法夹具的设计方法 4.7夹具的设计方法夹具的设计方法 本节阐述夹具设计的过程、方法和程序，结合实例说明工件分析、定位方案确定、夹具总图绘制过程、尺寸和技术条件的标注、夹具结构工艺性等问题。 4.7. 1夹具的设计步骤、方法和应考虑的主要问题夹具的设计步骤、方法和应考虑的主要问题 1夹具的生产过程和基本要求 夹具的生产过程为： 夹具设计任务书 夹具结构设计 使用、制造部门会签 夹具制造 夹具验证 生产使用 基本要求是：能稳定可靠地保证工

2、件的加工要求、能提高劳动生产率、操作简便、具有良好的工艺性。2.夹具设计的工作步骤 明确设计任务，收集、研究设计原始资料 确定夹具的定位方案、夹紧方案和结构方案、绘制结构夹具草图 绘制夹具总图（总装配图） 标注夹具的有关尺寸、提出或确定夹具的技术要求、编写零件明细表 绘制夹具非标零件的零件图 3夹具设计应考虑的主要问题夹具设计应考虑的主要问题 （1）夹具设计的经济性分析 （2）采用模块化设计思想 （3）夹具的精度分析 （4）夹具结构工艺性分析 （5）在夹具总装配图上标注尺寸及技术要求在夹具总装配图上应标注的尺寸包括以下几方面：在夹具总装配图上应标注的尺寸包括以下几方面： 夹具外形轮廓尺寸。 工

3、件与夹具定位元件的联系尺寸，定位元件与定位元件之间的联系尺寸。 夹具与刀具的联系尺寸，如夹具定位元件与导向元件，夹具定位元件与对刀元件之间的联系尺寸。 夹具与机床连接部分的联系尺寸，如安装基准面的配合尺寸、位置尺寸及公差。 夹具内部零件之间的配合尺寸。 其它尺寸。 夹具总图上标注的技术要求通常有以下几方面（表4.7） 定位元件之间的相互位置精度要求； 定位元件与夹具安装面之间的相互位置精度要求；定位元件与引导元件之间的相互位置精度要求；引导元件与引导元件之间的相互位置精度要求；定位元件或引导元件对夹具找正基准面的位置精度要求； 与保证夹具装配精度有关的或与检验方法有关的特殊的技术要求。 机床夹

4、具设计实例机床夹具设计实例 1.设计任务和原始资料表4.8 专用工艺装备设计任务书格式（JB/T9165.21998）机械加工工序卡片设计如图4.92所示工件铣槽工序的专用夹具，适合中批量生产要求。图4.92 块状零件图工件的机械加工工艺过程为：工件的机械加工工艺过程为： 铣前后两端面 X6032卧式铣床铣底面、顶面 X6032卧式铣床铣两侧面 X6032卧式铣床铣两台肩面 X6032卧式铣床钻、铰孔至 Z5135立式钻床铣槽 X6032卧式铣床 0.0430 14表4.9 铣槽工序的机械加工工序卡片 2.工序分析工序分析 （定位基准、定位方案、定位元件的选择）（定位基准、定位方案、定位元件的

5、选择） 主定位面：考虑切削力的方向，稳定性，尺寸大小、精度。3. 定位方案（夹具草图的绘制 ：布局、主视图）图的比例1：1主视图反映主要结构， 正对操作者，视图少首先双点划线画出工件 的三视图图4.95工件轮廓的绘制4. 4. 定位元件确定定位元件确定主要定位面的定位元件，注意考虑夹紧力的作用方向和作用点；定位方案分析：自由度的限制情况分析图4.96 定位元件的布置图4.93定位方案分析B面的支承板限制了 、 、 ，支承钉限制了 、 ，菱形定位销限制了 ，该定位属于完全定位情况。5.5.确定夹紧机构确定夹紧机构问题：为什么夹紧力作用点的位置不在工件的中部？图4.97 夹紧装置的绘制设计如图4.

6、92所示工件铣槽工序的专用夹具，适合中批量生产要求。图4.92 块状零件图6 定位误差计算（在方案分析和尺寸标注前进行）定位误差计算（在方案分析和尺寸标注前进行）保证槽底面垂直度0.1误差， dw=0。保证槽底面尺寸620.10的定位误差 jb=0.03, jy=0, dw=0.03保证槽宽尺寸12（+0.270）；定尺寸刀具保证保证工件上的销孔能装配到夹具的削边销中的最小间隙2=b T（LD）+T（Ld） /D=30.16+0.04/14=0.043则 销的基本尺寸为：14-0.043=13.957，取其公差带为IT7,销的基本尺寸为：13.957（0-0.018）或14（-0.043-0.

7、061）保证槽的对称度0.2的要求 jb=0 jy= T（D） +T（d） + 2 =0.043+0.018+0.043=0.104 dw=0.104（1/31/5）T（K）故应采取措施，如提高定位孔的精度为14（+0.0270，H8） 提高定位销的精度 13.957（0-0.011） 即14（-0.043/-0.054，IT6） 提高上道工序尺寸230.08为230.05， 则 2=3（ 0.1+0.04 ）/14=0.03 dw=0.027+0.011+0.03=0.068，满足对称度0.2的要求 自由度的限制情况分析（定位情况属于完全定位）定位情况属于完全定位）主要定位面B：限制 Z移动

8、；X转动；Y转动。次要定位面A：限制 Y移动；Z转动。次要定位面C：限制 X移动；Z Z移动（消除）。移动（消除）。7夹紧力确定夹紧力确定 夹紧力应作用在主定位面定位元件上，故压在支承板上，作用点靠近切削力。夹紧力的大小需要结合受力分析进行确定。（1 1）铣削力）铣削力F Fc c计算计算 Fc=kchDbD（N）=20000.1812=748（N） （2）夹紧力计算）夹紧力计算切削力使工件翻转需要平衡的夹紧力J计算。由图4.94得力平衡方程为：J（4030）Fc（63.540）cos，即J1698（N）讨论：讨论：考虑安全系数为1.52，夹紧力J可取3000（N）。若将夹紧力J的作用点向下移

9、动，则需要的夹紧力J将减小。铣削力Fc的竖直分力将使工件向上移动可能破坏定位，需要进行平衡夹紧力验算。（JFc cos）fFc sin，式中的f为定位支承板与工件间的摩擦系数，取0.15。（JFc cos）f（1698748 cos15）0.15363（N）；Fc sin748 sin15194（N），满足要求，即铣削力Fc的竖直分力不会使工件向上移动。8.8.对刀元件设计，连接元件设计对刀元件设计，连接元件设计9.9.尺寸标注尺寸标注 外形尺寸；定位元件或工件与定位元件，销与支承钉销与支承钉 AC（影响到工件能否装上）（影响到工件能否装上）；两支承板之间；两支承钉之间；支承板与支承钉之间等。定位