《机械制造工艺与夹具》-第4章 专用夹具的设计方法

第一节专用夹具设计的基本要求夹具设计时，应满足以下主要要求：（1）所设计的专用夹具，应当既能保证工序的加工精度又能保证工序的生产节拍。特别对于大批量生产中使用的夹具，应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。（2）夹具的操作要方便、省力和安全。若有条件，尽可能采用气动、液压以及其它机械化自动化的夹紧机构，以减轻劳动强度。（3）能保证夹具一定的使用寿命和较低的制造成本。夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应，在大批量生产中应采用气动、液压等高效夹紧机构；而小批量生产中，则宜采用较简单的夹具结构。（4）要适当提高夹具元件的通用化和标准化程度。选用标准化元件，特别应选用商品化的标准元件，以缩短夹具的制造周期，降低夹具成本。（5）应具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造和维修。第二节专用夹具设计的规范化程序一、研究原始资料、分析设计任务1．生产纲领工件的生产纲领对于工艺规程的制订及专用夹具的设计都有着十分重要的影响。夹具结构的合理性及经济性与生产纲领有着密切的关系。2．零件图及工序图零件图是夹具设计的重要资料之一，它给出了工件在尺寸、位置等方面的精度要求。工序图则给出了所用夹具加工工件的工序尺寸、工序基准、已加工表面、待加工表面、工序精度要求等，它是设计夹具的主要依据。3．零件工艺规程了解零件的工艺规程主要是指了解该工序所使用的机床、刀具、加工余量、切削用量、工步安排、工时定额、同时安装的工件数目等。关于机床、刀具方面应了解机床主要技术参数、规格、机床与夹具连接部分的结构与尺寸，刀具的主要结构尺寸、制造精度等。4．夹具结构及标准收集有关夹具零、部件标准（国标、厂标等）、典型夹具结构图册。了解本制造、使用夹具的情况以及国内外同类型夹具的资料。结合本厂实际，吸收先进经验，尽量采用国家标准。二、拟定夹具的结构方案，绘制夹具草图确定夹具的结构方案时，主要解决如下问题：（1）根据六点定位规则确定工件的定位方式，并设计相应的定位装置。（2）确定刀具的引导方法，并设计引导元件或对刀装置。（3）确定工件的夹紧方式和设计夹紧装置。（4）确定其他元件或装置的结构形式，如定向键、分度装置等。（5）考虑各种装置、元件的布局，确定夹具体和总体结构。三、绘制夹具总图绘制夹具总图时应根据国家制图标准，绘图比例应尽量取1:1，以便使图形有良好的直观性。如果工件尺寸大，夹具总图可按1:2或1:5的比例绘制；零件尺寸过小，总图可按2：1或5:1的比例绘制。总图中视图的布置也应符合国家制图标准，在清楚表达夹具内部结构及各装置、元件位置关系的情况下，视图的数目应尽量少。绘制总图时，主视图应取操作者实际工作时的位置，以便于夹具装配及使用时参考。将工件看作为“透明体”。所画的工件轮廓线用双点划线表示，与夹具的任何线条不相干涉。四、确定并标注有关尺寸、配合和技术条件1．应标注的尺寸（1)工件与定位元件的联系尺寸（2)夹具与刀具的联系尺寸（3)夹具与机床的联系尺才（4)夹具内部的配合尺寸（5)夹具的外廓尺寸2．应标注的技术条件在夹具装配图上应标注的技术条件（位置精度要求）有如下几方面。1)定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求，其作用是保证加工面与定位基面间的位置精度。2)定位元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。3)对刀元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。4)定位元件与引导元件的位置要求。五、夹具体的设计1．夹具体的基本要求（1)应有足够的强度和刚度（2)力求结构简单，装卸工件方便（3）要有良好的结构工艺性和使用性（4)尺寸要稳定（5)排除切屑要方便（6）在机床上安装要稳定、可靠、安全2．夹具体的毛坯制造方法（1)铸造夹具体（2）焊接夹具体（3)锻造夹具体（4）装配夹具体夹具体结构类型第三节夹具设计实例钢套钻孔工序图一、确定方案1．定位方案确定按基准重合原则选择ф20H7孔轴线和B面作为定位基准，定位心轴的台阶端面限制工件三个自由度，心轴ф20g6限制四个自由度，属过定位。因两个定位面是己加工面，垂直度较高，允许过定位。心轴的右上端铣平，用来让刀和避免钻孔后的毛刺防碍工件装卸。2．刀具导向方案确定为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件—钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间。3.夹紧方案确定由于工件的产量不大，易用简单的手动夹紧装置。采用有开口垫圈的螺旋夹紧机构，使工件的装卸迅速、方便。二、夹具体的设计夹具的定位、导向、夹紧装置装在夹具体上，使其成为一体，并能正确地安装在机床上铸造夹具体钻模型材夹具体钻模三、绘制夹具装配图在方案确定基础上绘制夹具草图，征求各方面意见，在方案正式确定基础上，即可绘制夹具总装配图。钻夹具总装图四、夹具总图上尺寸、公差和技术要求的标注（1)最大轮廓尺寸