专用夹具设计

1、3.1 专用夹具设计的基本要求专用夹具设计的基本要求（1）夹具）夹具设计应满足零件加工工序的精度要求；设计应满足零件加工工序的精度要求； （2）应）应能提高加工生产率；能提高加工生产率； （3）操作）操作方便、省力、安全；方便、省力、安全； （4）具有）具有一定使用寿命和较低的夹具制造成本；一定使用寿命和较低的夹具制造成本； （5）夹具）夹具元件应满足通用化、标准化、系列化的元件应满足通用化、标准化、系列化的“三化三化”要求；要求； （6）具有）具有良好的结构工艺性：便于制造、检验、装配、调整、维修。良好的结构工艺性：便于制造、检验、装配、调整、维修。 3.2 专用夹具设计的方法步骤专用夹具设

2、计的方法步骤夹具设计任务书夹具设计任务书夹具结构设计夹具结构设计使用、制造部门会签使用、制造部门会签夹具制造夹具制造夹具验证夹具验证生产使用生产使用3.2 专用夹具设计的方法步骤专用夹具设计的方法步骤收集各种图纸和技术收集各种图纸和技术资料；资料； 了解生产批量和夹具了解生产批量和夹具需要量；需要量； 收集有关机床的收集有关机床的资料；资料； 收集有关刀具方面的收集有关刀具方面的资料；资料； 收集有关夹具零部件收集有关夹具零部件标准；标准； 了解有关本单位制造和使用夹具的了解有关本单位制造和使用夹具的情况；情况； 收集国内外同类夹具的收集国内外同类夹具的资料。资料。 （1）准备阶段：明确设计要

3、求、掌握第一手资料。）准备阶段：明确设计要求、掌握第一手资料。3.2 专用夹具设计的方法步骤专用夹具设计的方法步骤（2）设计阶段）设计阶段 ：对比设计、画出草图。：对比设计、画出草图。 定位定位方案；方案；夹紧夹紧方案；方案；夹夹紧对刀、导引、分度紧对刀、导引、分度方案；方案；典型夹具结构典型夹具结构借鉴。借鉴。3.2 专用夹具设计的方法步骤专用夹具设计的方法步骤（3）绘图阶段）绘图阶段比例尽量比例尽量1 1； 主视图尽量选与操作者正对的位置；主视图尽量选与操作者正对的位置； 被加工工件用双点划线画出外形轮廓和主要表面被加工工件用双点划线画出外形轮廓和主要表面(定位面、夹紧面、加定位面、夹紧面

4、、加工面工面)，可视为透明体，可对其剖视表示，其加工余量用网纹线表示；，可视为透明体，可对其剖视表示，其加工余量用网纹线表示； 在夹具体显眼位置画出标记，表示该处打夹具编号。在夹具体显眼位置画出标记，表示该处打夹具编号。 3.2 专用夹具设计的方法步骤专用夹具设计的方法步骤（4）标注尺寸、技术条件）标注尺寸、技术条件 。（5）编写零件明细表。）编写零件明细表。（6）绘制非标准夹具零件图）绘制非标准夹具零件图 。3.3 夹具总图上应标注的尺寸夹具总图上应标注的尺寸 夹具夹具外形轮廓外形轮廓尺寸（尺寸（A类尺寸）类尺寸） ； 工件与定位元件之间的联系尺寸工件与定位元件之间的联系尺寸 （B类尺寸）；

5、类尺寸）； 夹具和刀具的联系夹具和刀具的联系尺寸（尺寸（C类尺寸）类尺寸） ； 夹具与机床安装连接部分的有关夹具与机床安装连接部分的有关尺寸（尺寸（D类尺寸）类尺寸） ； 其它装配其它装配尺寸（尺寸（E类尺寸）类尺寸） 。 应标注的五类尺寸应标注的五类尺寸3.4 夹具公差配合的确定夹具公差配合的确定（1）夹具标准件与相关零件的配合参照）夹具标准件与相关零件的配合参照夹具设计手册夹具设计手册选取。选取。（2）与工件加工尺寸公差无关的夹具公差：一般参照下表选择。）与工件加工尺寸公差无关的夹具公差：一般参照下表选择。 夹具上常用配合的选择夹具上常用配合的选择3.4 夹具公差配合的确定夹具公差配合的确

6、定（3）为满足加工精度的要求，夹具本身应比工件有较高的精度，）为满足加工精度的要求，夹具本身应比工件有较高的精度，一般按下列方式确定公差：一般按下列方式确定公差：1）夹具上线性尺寸及角度公差取）夹具上线性尺寸及角度公差取(1/2-1/5)工件工件公差。公差。2）夹具上位置公差取（）夹具上位置公差取（1/2-1/3）工件位置公差。）工件位置公差。 3）当工件上尺寸和角度未注公差时，一般夹具上可取）当工件上尺寸和角度未注公差时，一般夹具上可取0.1mm和和10。 4）未）未注形位公差的加工面，按注形位公差的加工面，按GB1184-1980中的中的13级精度规定选取级精度规定选取。 3.5 夹具总图

7、上技术要求的制订夹具总图上技术要求的制订夹具总图上技术要求包括：夹具总图上技术要求包括：1）装配过程中的注意）装配过程中的注意事项。事项。2）装配后应满足的位置精度）装配后应满足的位置精度要求。要求。 3）操作要求等。）操作要求等。 3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计一、明确设计任务一、明确设计任务设计设计 “涡轮箱体涡轮箱体”零件工艺流程中第零件工艺流程中第8道工序的车床专用夹具。道工序的车床专用夹具。3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计二、定位方案及定位元件二、定位方案及定位元件1确定定位方案确定定位方案3.6 专用夹具设计案例专用

8、夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计2选择定位元件选择定位元件 选择角铁（角铁支承面消除工件选择角铁（角铁支承面消除工件3个不定度）、两个不定度）、两个支承钉（消除工件个支承钉（消除工件2个不定度）和削边心轴（消除工个不定度）和削边心轴（消除工件件1个不定度。个不定度。3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计三、夹紧方案及夹紧装置的设计三、夹紧方案及夹紧装置的设计1夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定2夹紧力作用点确定夹紧力作用点确定3夹紧力大小夹紧力大小夹紧方案示意图夹紧方案示意图3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计四、夹具结构的设计四、夹具结

9、构的设计1定位装置定位装置（1）角铁）角铁3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计 削边定位心轴与蜗轮孔为间隙配合，为保证顺利安装，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，采用少定位误差，采用46H7/g6的配合，即削边心轴的尺寸的配合，即削边心轴的尺寸为为 mm。且安装后其轴线对夹具体中心轴线的垂直。且安装后其轴线对夹具体中心轴线的垂直度公差不大于度公差不大于0.01mm。009.0025.046 （2）定位心轴）定位心轴3.6 专用夹具设计案例专用

10、夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计 （3）支承钉）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）。大（分别靠近工件的两端）。 为保证蜗杆孔中心轴线对端面为保证蜗杆孔中心轴线对端面N（144mm72mm）的垂直度要求，两个支承钉在夹具体上安装到位后（见装的垂直度要求，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

11、大于证它们伸出的长度等高允差不大于0.01mm。3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计2夹紧装置夹紧装置 （1）夹紧机构）夹紧机构 夹紧机构采用螺旋夹紧机构，为使机构简单，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，选直接在定位心轴上加工螺纹。并根据类比法，选用用M20螺纹以满足强度要求。螺纹以满足强度要求。 （2）压板）压板 压板结构如图所示，本夹具采用削边圆形压压板结构如图所示，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、快削边一

12、侧开口，则可实现工件在夹具上方便、快速地拆装。速地拆装。3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计3夹具体夹具体 夹具体应根据被加工零件的尺寸、角铁的大小、夹具体应根据被加工零件的尺寸、角铁的大小、配重块的安装以及车床的最大回转直径要求等因素来配重块的安装以及车床的最大回转直径要求等因素来确定其径向尺寸。确定其径向尺寸。3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计4辅助装置辅助装置（1）平衡块）平衡块 由于工件和夹具上各元件相对机床主轴的旋转轴线由于工件和夹具上各元件相对机床主轴的旋转轴线不对称，即离心惯性力的合力不为零（不对称，即离心惯性力的合力不为

13、零（F=mr2 0），），因此欲使其平衡，则需要在该回转体上加一平衡质量因此欲使其平衡，则需要在该回转体上加一平衡质量（即配重块），使它产生的离心惯性力与原有各质量所（即配重块），使它产生的离心惯性力与原有各质量所产生的各离心惯性力的合力等于零。产生的各离心惯性力的合力等于零。（2）防护罩）防护罩为保证加工工件时的操作安全，应设计防护罩。为保证加工工件时的操作安全，应设计防护罩。5定位误差分析定位误差分析3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例车床夹具设计车床夹具设计五、绘制夹具总图五、绘制夹具总图3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计 设计在摇臂钻床上加工杠杆臂零件

14、上孔设计在摇臂钻床上加工杠杆臂零件上孔10 mm和和13mm的钻夹具。的钻夹具。一、明确设计任务一、明确设计任务1 . 003.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计1杠杆臂零件图杠杆臂零件图3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计2杠杆臂加工工艺分析杠杆臂加工工艺分析（1）加工要求加工要求（2） 加工工艺加工工艺该工件的结构形状比较不规则，臂部刚性不足，加该工件的结构形状比较不规则，臂部刚性不足，加工孔工孔10 mm位于悬臂结构处，且该孔精度和表面粗糙度位于悬臂结构处，且该孔精度和表面粗糙度要求高，故工艺规程中分钻、扩、铰多个工序。由于该要求高，

15、故工艺规程中分钻、扩、铰多个工序。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面里，要钻完一个孔后翻转90再钻削另一个孔，因此再钻削另一个孔，因此要设计成翻转式钻夹具。要设计成翻转式钻夹具。3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计二、定位方案与定位元件二、定位方案与定位元件1确定定位方案确定定位方案3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计2选用定位元件选用定位元件3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计三、夹紧方案及夹紧装置的设计三、夹紧方案

16、及夹紧装置的设计夹紧机构夹紧机构3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计四、夹具结构设计四、夹具结构设计1定位装置定位装置（1）销轴）销轴3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计（2）可调支承钉）可调支承钉 可调支承钉在可调支承钉在GB JB/T 8026.1-1999（六角头支承）中选（六角头支承）中选取取M840-S。（3）辅助螺旋支承）辅助螺旋支承3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计2夹紧装置夹紧装置（1）夹紧）夹紧选用选用M10螺纹以满足强度要求。螺纹以满足强度要求。（2）开口垫圈）开口垫圈3.6 专用夹具设计

17、案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计3辅助装置辅助装置（1）钻套）钻套从国家标准中选用。从国家标准中选用。（2）钻模板）钻模板3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计4夹具体夹具体3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计五、绘制夹具总图五、绘制夹具总图3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例钻床夹具设计钻床夹具设计3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例铣床夹具设计铣床夹具设计设计在铣床上加工设计在铣床上加工“套筒套筒”零件上键槽的专用夹具。零件上键槽的专用夹具。一、明确设计任务一、明确设计任务1套筒零件图套筒零件图3.6 专用夹具设计案

18、例专用夹具设计案例铣床夹具设计铣床夹具设计2工件的加工工艺分析工件的加工工艺分析（1）键槽宽）键槽宽6 mm由键槽铣刀保证。由键槽铣刀保证。03. 00（2）槽两侧对称平面对）槽两侧对称平面对45h6轴线的对称度轴线的对称度0.05mm，平行度平行度0.10mm。 （3）槽深尺寸）槽深尺寸8mm。 3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例铣床夹具设计铣床夹具设计二、定位方案与定位元件二、定位方案与定位元件 1确定定位方案确定定位方案3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例铣床夹具设计铣床夹具设计2选用定位元件选用定位元件3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例铣床夹具设计铣床夹具设计三、夹紧方案及夹紧装置的设计三、夹紧方案及夹紧装置的设计夹紧机构夹紧机构3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例铣床夹具设计铣床夹具设计夹紧机构中的导向和自动松开装置夹紧机构中的导向和自动松开装置3.6 专用夹具设计案例专用夹具设计案例铣床夹具设计铣床夹具设计四、夹具结构的设计四、夹具结构的设计（1）长）长V形块形块 1定位装置定位装置 长长V形块在该夹具中是主要定位元件，消除工件形块在该夹具中是主要定位元件，消除工件的的4个不定度。因其是标准件，故可在相关国家标准个不定度。因其是标准件，故可在相关国家标准或行业标准中查取。该