夹具的基本知识

夹具的基本知识在机械加工过程中，为了保证工件的加工精度，使之相对于机床、刀具占有确定的位置，并能迅速、可靠地夹紧工件，以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具。机床夹具在机械加工中的作用保证加工精度，并使之稳定缩短辅助时间，提高生产效率，降低成本扩大机床的工艺范围减轻劳动强度，降低技术要求便于变更工位、引导刀具或进行仿形加工。夹具的种类通用夹具指结构、尺寸已标准化、系列化，且具有一定通用性的机床附件。如：三爪卡盘、四爪卡盘、万能分度头、圆工作台、平口虎钳、电磁吸盘特点：适应性强，不需自行设计，由专门工厂成批或者大量生产，成本低。但效率低应用：单件小批生产专用夹具针对某一种工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。特点：既可保证加工精度，又可提高生产率。但无通用性，夹具的设计、制造成本较高。应用：成批及大量生产可调整夹具成组专用（可调）夹具：采用成组加工工艺，将工件按形状、尺寸和工艺的共性分组，再为每组工件设计组内通用的专用夹具。组合夹具：是一种模块化的夹具，由一套预先制造好的标准元件组装成的专用夹具。特点：当加工对象变更时，只需稍加调整或更换个别元件，就可使用。应用：成批生产。夹具的种类按夹紧力力源不同手动夹具：单件小批生产气动夹具电动夹具成批和大量生产液压夹具夹具的组成定位元件直接与工件定位基准接触，用来确定工件在夹具中正确位置的零件。平面定位：支承钉和支承板外圆定位：V形架和定位套筒内孔定位：心轴和定位销夹紧机构工件定位后，将其夹紧以承受切削力等作用的机构。如：螺母、螺钉压板、偏心压板、液压、气动、电动等夹紧机构。导向元件用以正确确定刀具与工件之间相对位置的元件。如：钻套、导向套、对刀块夹具体和其他部分夹具体：用来连接并固定夹具中的各组成元件，使之成为一个整体，通过夹具体将夹具安装在机床。其他部分：分度机构、导向键、平衡块夹具设计的步骤1．拟定夹具的结构方案明确设计要求和生产条件了解工件情况、工序要求和加工状态了解使用机床、刀具的需用情况了解生产批量和对夹具的需用情况了解夹具制造车间的生产条件和技术状况准备好各种设计资料拟定夹具的结构方案工件的定位方案工件的夹紧方案变更工位的方案对刀或导引方案安装方式及夹具体的结构形式对结构方案进行精度分析和估算论证方案的可行性及科学性对薄弱环节进行修改2．夹具总图设计总图（总体）设计的步骤和要求总图设计的步骤先用双点划线将工件按加工状态绘好依次绘制定位件、夹紧装置和夹紧元件、对刀装置或导引件、夹具本体及各个连接件等标注必要的尺寸、配合和技术要求总体设计的几点要求定位件、夹紧件、导引件等元件设计时应尽可能标准化、通用化为操作方便和防止装反，应设置止动销、障碍销、防误装标志等运动部件必须运动灵活、可靠零部件结构工艺性要好，应易于制造、检测、装配和调整夹具结构应便于维修和更换零部件适当考虑提高夹具的通用性夹具总图上的尺寸标注夹具总图上标注的五类尺寸夹具的轮廓尺寸定位零件上定位表面的尺寸以及各定位表面之间的尺寸定位表面到对刀件或刀具导引件间的位置尺寸主要配合尺寸夹具与机床的联系尺寸夹具上主要元件之间的位置尺寸公差夹具总图上技术要求的规定

目的：限制定位和导引元件等在夹具体上的相对位置误差以及夹具的安装误差定位件之间或定位件对夹具体底面之间的相互位置精度要求定位件与导引件之间的相互位置要求对刀件与校正面间的相互位置要求夹具在机床上安装时的位置精度要求（一般按工件相应公差的1/2~1/5选取）编写夹具零件明细表与一般机械装配图相同3．夹具精度的校核影响夹具精度的因素工件定位误差刀具安装误差刀具位置误差加工方法误差包括：与机床有关的误差与刀具有关的误差与调整有关的误差与变形有关的误差各项误差的总和应小于工序尺寸公差4．绘制夹具零件图特别应注意零件的技术要求与必要说明夹具体设计的要求应有足够的强度和刚度，以防受力变形安装需稳定，重心应尽量低，高宽比应小于1.25结构应紧凑，形状应简单，装卸应方便应便于排屑应有良好的结构工艺性选择制造方法应能保证精度，考虑成本第三节机械加工工艺规程的制定工艺规程的定义把根据具体生产条件拟定的、较合理的产品或零部件制造的工艺过程和操作方法，用图表或文字形式写成的工艺文件。工艺规程的作用1指导生产的重要文件2生产组织和生产准备工作的依据3新建和扩建工厂（车间）的技术依据。1.工艺规程制定的原则原则：优质、高产和低成本1）技术上的先进性2）经济上的合理性3）良好的劳动条件及避免环境污染2.工艺规程的分类机械加工工艺过程卡机械加工工艺卡机械加工工序卡制订工艺规程的步骤分析零件图和产品装配图；选择毛坯；拟定工艺过程工序设计确定各工序的设备、工装确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差；确定各主要工序的技术要求及检验方法；确定切削用量和工时定额；进行经济分析，选择最佳方案；填写工艺文件一、零件的工艺分析1、分析装配图一、零件的工艺分析2、零件的结构分析①零件的表面组成和基本类型基本表面：内外圆柱面、圆锥面和平面特殊表面：螺旋面、渐开线齿形表面、圆弧面（如球面等）②主要表面和次要表面做到主次分开以保证主要表面的加工精度③零件的结构工艺性一、零件的工艺分析3、零件的技术要求分析①单个加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量②各加工表面之间的相互位置精度决定了各表面的加工顺序③各工件的热处理和其它技术要求（动平衡、镀铬处理、去磁等）如：IT7，Ra=1.6微米的轴颈表面若不淬火：粗车—半精车—精车若淬火：粗车—半精车—磨削二、选择毛坯三、拟定工艺过程把加工零件各表面所需的工序，按顺序作合理的安排。主要内容（1）选择定位基准（2）选择加工方法（3）安排加工顺序①划分加工阶段②切削加工工序的安排③划线工序的安排④热处理工序的安排⑤检验工序及其它辅助工序的安排①划分加工阶段

工艺过程的四个加工阶段：粗加工阶段——切除各表面大部分余量；考虑劳动效率半精加工阶段——完成次要表面的加工（钻孔、攻螺纹、铣键槽等）；为精加工作准备，一般在热处理前进行。精加工阶段——保证达到图纸要求，余量较少光整阶段——提高尺寸精度，降低粗糙度划分加工阶段的主要目的：保证加工质量粗加工切削力、切削热、夹紧力、变形都大，不可能达到高精度合理利用机床设备合理安排热处理和检验工序及时发现毛坯缺陷，及时修补或报废精加工应放在最后，避免损伤已加工表面②切削加工工序的安排