6.1 拟定夹具的结构方案.ppt

1、第六章 典型专用夹具设计,着重阐述专用夹具的设计程序、要求、步骤、公差和技术要求扥及工件在夹具中的精度校核。,专用夹具的设计要求,（1）保证工件加工的各项技术要求 。要有正确的定位、夹紧方案及合理的刀具导向方式，合理制定夹具的技术要求，必要时要进行误差分析与计算。 （2）高的生产效率和较低的制造成本 。尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉。 （3）尽量选用标准化零部件 。可以缩短夹具的设计制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本。,（4）夹具操作方便安全、省力 。为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足

2、够的活动空间；为减轻工人劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置。 （5）夹具应具有良好的结构工艺性 。所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。,6.1 专用夹具的设计步骤,一、夹具设计程序,1明确设计要求，收集和研究有关资料 （1）了解工件图纸，分析零件结构、作用、材料及技术要求； （2）分析工序图上的加工要求，了解该工序在整个工艺过程中的关系及切削参数的合理性； （3）了解所用到的机床型号、性能及与夹具联结处的结构、尺寸；,（4）了解用到的刀具量具结构、规格及调整方法 （5）了解产品生产批量、组织及本厂动力设施供应情况； （6）收集国内外同类夹具相关资料及

3、各种设计标准手册。,2、确定夹具的结构方案,1）确定定位方案，选择定位元件，计算定位误差。 2）确定对刀或导向方式，选择对刀块或导向元件。 3）确定夹紧方案，选择夹紧机构。 4）确定夹具其他组成部分的结构形式，例如分度装置、夹具和机床的连接方式等。 5）确定夹具体的形式和夹具的总体结构。 在确定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同的方案进行比较分析，选取其中最为合理的结构方案。,分析：拨叉钻孔工序图,3、绘制夹具的装配草图和装配图,夹具总图绘制比例除特殊情况外，一般均应按1：1绘制，以使所设计夹具有良好的直观性。总图上的主视图，应尽量选取与操作者正对的位置。 绘制夹具装配图可按如下顺序进行：用

4、双点划线画出工件的外形轮廓和定位面、加工面；画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧装置；画出其他元件或机构；最后画出夹具体，把上述各组成部分联结成一体，形成完整的夹具。在夹具装配图中，被加工件视为透明体。,拨叉钻孔夹具草图,4、确定并标注有关尺寸、配合及技术要求,（1）夹具总装配图上应标注的尺寸 ： 工件与定位元件间的联系尺寸，例如，工件基准孔与夹具定位销的配合尺寸。 夹具与刀具的联系尺寸，例如，对刀块与定位元件之间的位置尺寸及公差，钻套、衬套与定位元件之间的位置尺寸及公差。 夹具与机床联接部分的尺寸，对于铣床夹具是指定位键与铣床工作台T型槽的配合尺寸及公差，对于车、磨床夹具指的是夹具联接

5、到机床主轴端的联接尺寸及公差。 夹具内部的联系尺寸及关键件配合尺寸，例如，定位元件间的位置尺寸，定位元件与夹具体的配合尺寸等。 夹具外形轮廓尺寸。,表6.2 夹具上常用配合的选择, 与工件加工尺寸公差H有关的夹具公差HJ，参照下表6.3选取,表6.3 按工件公差选取夹具公差,表 6.4,，以延长夹具寿命,表 6.5 把公差标注成偏差时，按 “”标注。大小确定时，在制造满足经济精度前提下，尽可能少HJ，以延长夹具寿命,图6.2 钢套钻套夹具,夹具总装配图上应标注的尺寸,工件与定位元件间的联系尺寸，例如，工件基准孔与夹具定位销的配合尺寸。 夹具与刀具的联系尺寸，例如，对刀块与定位元件之间的位置尺寸

6、及公差，钻套。锤套与定位元件之间的位置尺寸及公差。 夹具与机床联接部分的尺寸，对于铣床夹具是指定位键与铣床工作台T型槽的配合尺寸及公差，对于车、磨床夹具指的是夹具联接到机床主轴端的联接尺寸及公差。 夹具内部的联系尺寸及关键件配合尺寸，例如，定位元件间的位置尺寸，定位元件与夹具体的配合尺寸等。 夹具外形轮廓尺寸。,图6.3 车床夹具尺寸标注示意,（2）夹具总装配图上应标注的精度要求, 定位元件之间的相互位置要求。 定位元件与联接元件（夹具以联接元件与机床相联）或找正基面间的相互位置精度要求。 对刀元件与联接元件（或找正基面）间的相互位置精度要求。 定位元件与导向元件的位置精度要求。,5绘制夹具零

7、件图 绘制装配图中非标准零件的零件图，其视图应尽可能与装配图上的位置一致。 6编写夹具设计说明书,二、夹具的精度校核,1、加工误差分析 用夹具装夹工件加工时，工艺系统中导致总加工误差的因素有： 与夹具有关：定位误差D、对刀误差T、夹具在机床上的安装误差 A、夹具本身的制造误差 Z； 其它因素：加工方法误差 G,因刀具相对于对刀或导向元件的位置不精确而造成的加工误差称对刀误差T。 因夹具在机床上安装不精确而造成的加工误差称安装误差A。 因夹具上定位元件、对刀或导向元件及安装基面间的位置不精确而造成的加工误差，称夹具误差Z。 因机床与刀具精度、机床与刀具位置精度、工艺系统受力受热变形等造成的加工误

8、差，称加工方法误差G。,图6.2 钢套钻套夹具,（1）定位误差D （2）对刀误差T,加工尺寸200.1：D=0； 对称度0.1的定位误差为20H7定位孔与20g6心轴的最大间隙： D=Xmax=0.041；？,该钻套较薄，只考虑钻头 与钻套5F7间隙导致的钻头位置位移，尺寸200.1、对称度0.1的 T=Xmax=0.052,（3）夹具安装误差A 夹具的安装基面为平面B，无安装误差， A=0； （4）夹具误差Z 加工尺寸200.1：导向孔对安装基面的垂直度、导向孔轴线对定位端面的尺寸误差即Z1=0.03、 Z2=0.06； 对称度0.1的夹具误差：导向孔对定位心轴的对称度即 Z3=0.03；

9、（5）加工方法误差G 该项误差常用估算法，若工件公差k, G=k/3 ;,2、保证加工精度的条件及措施,（1）保证加工精度的条件： 各项误差项目均为独立随机变量，所以 要小于k，且为保证一定寿命、夹具要预留一定磨损量即留一定精度储备Jc。 k- Jc 或 Jc = k-0 Jc 值大小还反映夹具寿命长短及夹具上各公差值是否合理。,以钢套钻孔为例分析,（2）保证加工精度的措施,常用的工艺措施： 互换法。批量生产完全互换法，夹具多为单件生产，采取通用标准元件的部分互换及某些元件的修配、调整。最终使夹具尺寸链的封闭环便于用修配法调整法来保证其精度要求。 组合加工法。多个元件一起成副加工，减少加工量，

10、消除位置偏差。如平面定位时同时磨三个支撑钉。,措施,临床加工法。 夹具的定位表面预留切削余量，在机床上安装好后，利用本机床刀具将夹具加工至最终尺寸，保证夹具的精度从而保证工件的精度。 临床条件法。多用于调节式通用夹具，精度可靠，但调节麻烦。,3、绘制夹具零件图,对零件图要求： （1）对夹具零件毛坯的要求。 提出对毛坯精度、硬度、热处理要求，铸件、锻件、焊接件毛坯及热处理后不应有各种缺陷等。 （2）对夹具零件的热处理要求。 根据零件选材、毛坯型式及使用要求，提出适当的热处理要求以改善力学及工艺性能，并消除内应力。如渗碳深度、淬火后硬度等。,（3）夹具零件的精度、粗糙度要求,确定零件的精度、粗糙度值时，可参考： 工件上尺寸标公差时，夹具零件取相应工件公差的1/21/5; 工件上未注尺寸公差时，相应夹具零件的尺寸取0.1； 工件上未注角度公差时，相应夹具零件的角度取10； 安装紧固件用的孔的中心距150，其公差取0.1；150，其公差取0.15；,夹具体的不加工面与工件之间应留