其他夹具及专用夹具设计方法课件

1、第5章 其他夹具及专用夹具设计方法5.1 电火花加工常用的夹具5.1.1 电加工常用夹具的特点 电加工时，由于电火花加工作用于被加工工件上的力小，所以，施于工件上的夹紧力也比较小。同时，由于在成型电加工中，被加工工件将定位、并以夹紧元件或以工件本身重力安放于工作台上。工作台只在粗加工时，作 x，y移动，以调整被加工工件与成型工具电极的相对位置。1 1）成型电加工用成型工具电极，需进行专门设计与制造。其加工尺寸、形状、位置精度要求达到零件成型件设计要求，或比其要求高。 2）成型工具电极的制造，一般需装夹在专用夹具上进行；当制造完成成型工具电极后，连同专用夹具一起装夹于电加工机床主轴上，则可进行成

2、型电火花加工。 制造成型工具电极用的专用夹具，与进行成型电加工时用的装夹电极的专用夹具，应视为同1个专用夹具，是同一个定位基准。2 3）为改善成型电加工过程中，成型电极与被加工面间的间隙状态，减少其间两次放电和冲去其间的蚀除物，以提高加工效率与表面粗糙度。装夹工具电极的夹具往往设计成可进行二维、三维“平动”结构形式的夹具。 4）被加工工件在电加工时，也需符合六点定位原理，以保证被加工面的尺寸、形状与位置精度。这时六个自由度均需被限制；3（2）数控电火花线切割常用夹具 电火花线切割的工具电极为0.10-0.18mm的金属丝。被加工工件定位、安装于夹具上；夹具定位、安装于进行数字化控制（NC，CN

3、C）作x，y方向运动的工作台上。起动脉冲电源与数字化控制系统，则在工具电极（金属丝）与工件间的放电间隙中，产生脉冲放电，并沿数控程序规定的路线连续放电切割工件坯料，直到切割完成由2维型面所围成的冲模成型件（即凹模）。5 表5.1 成型电加工常用工具电极67810121415 电火花线切割用夹具具有以下要求与特点： 1）必须保证在切割直壁工件时，其工具电极（金属丝）与工作台面的垂直精度。 2）必须保证在夹具的定位基准面与x，y运动方向（全程内）的平行与垂直精度。 3）当放电切割斜面时，被切割工件主要定位基准面（即凹模刃口所在平面）必须与工具电极线架的摆动圆心O点在同一高度上。即O点需在刃口所在的

4、平面上，则圆心O点的运动轨迹，必是数控程序所规定的切割线路。16 表5.2 电火花线切割常用夹具的基本结构1718205.2 可调夹具5.2.1 可调夹具 可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具。采用这类夹具可以大大减少夹具数量，节省设计与制造夹具的费用，减少金属消耗，降低生产成本，缩短生产周期，是实现机床夹具标准化、系列化、通用化的有效途径。 这类夹具只要更换或调整个别定位、夹紧、导向元件，就可以用于多种零件的加工，所以它不仅适合多品种、小批量生产的需要，而且也适合在少品种、较大批量生产中应用。21 图5.1 钻轴类零件径向孔的通用可调夹具235.2.2 成组夹具 图5.2 按零件相似性分组24

5、 表5.3 组合夹具可达到的加工精度26275.3.2 组合夹具系列 按照所依据的基面形状，组合夹具分槽系和孔系两大类。我国采用槽系组合夹具，它又分大型、中型、小型三种系列，形成了一套完整的组合夹具体系，以用于不同企业对不同零件的加工。中型系列组合夹具元件用得最多，在我国已有比较成熟的使用经验。5.3.3 组合夹具的元件 组合夹具的元件按其使用性能可分成八大类：28 表5.4 基础件图形及尺寸30313233 表5.5 支承件图形及尺寸34353637383940 表5.6 定位件图形及尺寸4142434445 表5.7 导向件的图形及尺寸464748 表5.8 夹紧件的图形及尺寸495051

6、52 图5.4 紧固件53 图5.5 其他件54 图5.6 合件的结构555.3.4 组合夹具的组装 图5.7 双臂曲柄工件钻孔工序简图56（1）确定组装方案 图5.8 双臂曲柄工件钻孔夹具的组装57（2）连接、调整和紧固各元件（3）检验5.4 数控机床夹具 高效自动化机床数控机床的出现是加工设备适应多品种、小批量生产的重大进展。由于数控机床在工件一次装夹中能加工工件上4，5个方向的表面，可实现工序高度集中，并常采用基准统一的装夹方式，加工对象又要经常变换，专用夹具无法适应这种要求。数控机床夹具因此得到了发展，数控机床按编制的程序完成工件的加工。58 图5.9 数控机床夹具构成简图59 图5.

7、10 数控机床夹具605.5 分度装置与夹具体的设计5.5.1 分度装置设计 采用夹具装夹加工中，一次装夹工件后需要加工在圆周上（或直线上）均布的一组表面时。每当加工完一个表面后，夹具的可动部分连同工件一起转过某等分角度（或移动某等分距离），进入下一工位加工第二个表面，如此旋转一周（或移动全长）即可加工出沿圆周（或直线）均布的等分表面来。这种动作称为分度，实现分度运动的装置称为分度装置。61（1）圆分度装置结构形式的选择 图5.11 所示的钻沿圆周均布的等分孔的钻床夹具就是采用了分度装置实现等分表面的加工。由图中可见，分度装置的主要组成部分是分度板和对定器（图5.11中的3和9）。分度板作等角

8、回转运动，对定器插入分度板齿槽中对定，以保证确定的等角位置，这就实现了分度运动。分度板和对定器是分度装置中必不可少的组成部分，它们决定了分度装置的结构形式。62 图5.11 分度钻床夹具63 图5.12 分度装置的结构形式64（2）分度装置的锁紧机构5.5.2 夹具体的设计 夹具总体设计中最后完成的主要元件是夹具体，夹具体是夹具的骨架和基础。组成夹具的各种元件、机构、装置都要安装在夹具体上。在加工过程中，它还要承受切削力、夹紧力、惯性力及由此产生的振动和冲击，所以，夹具体是夹具中 1个设计、制造劳动量大，耗费材料多，加工要求高的零部件。（1）夹具体设计的基本要求65 图5.13 夹具体基面结构

9、66 图5.14 容屑空间67 图5.15 各种排屑方法68（2）夹具体毛坯的制造方法5.6 专用夹具的设计方法 本节以专用夹具为典型，在以上内容讨论的基础上，进行夹具结构总体的设计。重点分析讨论夹具结构方案的确定；夹具总图上尺寸、公差与配合和技术条件的标注及夹具结构工艺性等问题。5.6.1 专用夹具的设计方法和步骤（1）夹具的生产过程和基本要求69（2）夹具设计的步骤5.6.2 夹具总图上尺寸、公差与配合和技术条件的标注（1）夹具总图上应标注的五类尺寸 1）夹具外形轮廓尺寸 夹具外形轮廓尺寸指夹具在长、宽、高三个方向上的外形最大极限尺寸。若有可动部分，则是指运动件在空间可达到的极限尺寸。标注

10、此类尺寸的作用在于避免夹具与机床或刀具发生干涉。70 图5.16 钻轴套工件6H9孔夹具71（2）夹具总图上应标注的4类技术条件 图5.17 四类技术条件的相互位置关系725.7 专用夹具设计实例 图5.18 加工连杆螺钉孔的工序简图735.7.1 明确设计任务，收集原始资料（1）收集原始资料（2）明确设计任务5.7.2 确定夹具结构方案（1）确定定位方案，设计定位元件（2）确定刀具的导向方案（3）确定工件的夹紧方案（4）确定其他元件结构5.7.3 绘制夹具总图74思考题与习题5.1 说明电加工常用夹具的特点。5.2 说明成型电加工常用工具电极有哪些种类？特点如何？适用什么场合？5.3 说明电火花线切割用夹具的要求与特点。5.4 说明电火花线切割常用夹具的基本结构特点及适用范围。5.5 什么是成组夹具？它有何特点？755.6 说明组合夹具特点。5.7 说明组合夹具可达到的加工精度。5.8