第二章_专用夹具的设计.ppt

1、第二章 专用夹具的设计方法,第一节 专用夹具的基本要求和设计步骤,1、专用夹具的基本要求,（1）能够保证工件的加工精度要求。 （2）能够提高机械加工的生产效率。 （3）能够降低工件的生产成本。 （4）夹具的操作要方便、安全。 （5）尽可能提高夹具元件的通用化和标准化程度。 （6）具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造、使用和维修。,2、夹具设计的步骤,（3）分析计算；,（1）设计的准备；,（2）方案设计；,（4）审核；,（5）总体设计；,（6）零件设计。,（1）设计的准备,（1）分析研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程等文件，了解零件的作用、形状、结构特点、材料和本工序的加工要求、切削用量

2、和所使用的工艺基准及所使用的工艺装备，对设计任务书所提出的要求进行可行性研究，以便发现问题，及时与工艺人员进行磋商。,（2）收集有关资料，包括所使用机床的技术参数，所使用刀具、量具的规格，夹具零部件的国家标准、行业标准和企业标准，夹具设计资料（图册和设计手册），工厂的生产组织、制造工艺及制造水平等。,（2）方案设计,（1）确定夹具的类型。 （2）定位设计。 （3）确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧装置。 （4）确定刀具的对刀导向方案。 （5）确定夹具与机床的连接方式。 （6）确定其它元件和装置的结构形式，如定位键、分度装置和靠模装置等。 （7）确定夹具总体布局和夹具体的结构形式。 （8）绘制夹

3、紧方案设计图。,（3）分析计算,（1）定位误差、加工精度分析； （2）对动力夹紧装置进行夹紧力验算； （3）当夹具有多个方案时可进行经济分析，取效益高的方案。,（4）审核,（1）夹具的标志是否完整、夹具的搬运是否方便。 （3）夹具与机床的连接是否牢固和正确。 （4）定位元件是否可靠和精确。 （5）夹紧装置是否安全和可靠。 （6）工件的装卸是否方便。 （7）夹具与有关刀具、辅具等之间的协调关系是否良好。 （8）加工过程中切屑的排除是否良好。 （9）操作的安全性是否可靠。 （10）加工精度能否符合工件图样所规定的要求。 （11）生产率能否达到工艺要求。 （12）夹具是否具有良好的结构工艺性扣经济性

4、。 （13）夹具的标准化审核。,5.1 专用夹具的基本要求和设计步骤,（5）夹具总装配图的设计,（1）尽量选用1：1的比例。 （2）尽可能选择面对操作者的方向作为主视图。 （3）总图应把夹具的工作原理、结构和各种元件间的装配关系表达清楚。 （4）用双点划线绘制工件外形轮廓、定位基准面、夹紧表面和加工表面。待加工表面的加工余量可用网格线或粗实线表示。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面的线条。 （5）合理标注尺寸、公差和技术要求（附表11）。 （6）合理选择材料,绘图的步骤,（1）用双点划线绘出工件轮廓线； （2）绘制定位元件的详细结构； （3）绘制对刀导向元件； （4）绘制夹紧装置； （5）

5、绘制其它元件或装置； （6）绘制夹具体。 （7）标注视图符号、尺寸、技术要求，编制明细表。,1、五类尺寸 （1）夹具外形轮廓尺寸； （2）工件与定位元件间的联系尺寸； （3）夹具与刀具的联系尺寸； （4）夹具与机床联系部分的联系尺寸； （5）夹具内部的配合尺寸。,五类尺寸和四类技术要求,2、四类技术要求 （1）定位元件之间的定位要求； （2）定位元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置要求； （3）导引元件和和（或）夹具体底面的相互位置要求； （4）导引元件与定位元件间的相互位置要求。,常用夹具元件的材料及热处理,常用夹具元件的公差配合,第二节 夹具体的设计,1、夹具体的作用及其基本要求,（

6、1）夹具体的作用 夹具体是夹具的基础元件，在加工过程中，夹具体要承受工件重力、夹紧力、切削力、惯性力和振动力的作用。,1）夹具体的结构形式应根据机床的有关参数和加工方式来定。 2）有一定的精度和良好的结构工艺性。 3）足够的强度和刚度。 4）在机床工作台上安装的夹具，其重心尽量低、高度尺寸要小。 5）夹具体的结构应简单、紧凑，尺寸要稳定，残余应力要小。 6）要有适当的容屑空间和良好的排屑性能。 7）要有较好的外观。 8）在夹具体适当部位用钢印打出夹具编号，以便于工装的管理。,（2）夹具体设计应满足的基本要求,夹具体结构比较,容屑空间,各种排屑方法,2、夹具体的结构设计,（1）铸造结构 （2）锻

7、造结构 （3）焊接结构 （4）装配结构,（1）铸造结构的夹具体,钻模夹具体示意图,车床夹具体示意图,（2）锻造结构 的夹具体,对于尺寸较大且形状简单的夹具体，可采用锻造结构，以使其有较高的强度和刚度。这类夹具体常用优质碳素结构钢40钢，合金结构钢40Cr、38CrMoAlA等经锻造后酌情采用调质、正火或回火制成。,（3）焊接结构 的夹具体,焊接结构是国际上一些工业国家常用的方法。这类结构易于制造，制造周期短，成本低，使用也较灵活。当发现夹具体刚度不足时，可补焊肋和隔板。 焊接件材料的可焊性要好，适用材料有碳素结构钢Q195、Q215、Q235，优质碳素结构钢20钢、15Mn等。焊接后需经退火处

8、理，局部热处理的部位则需在热处理后进行低温回火。,5.2 夹具体的设计,焊接结构和装配结构,标准化的夹具体,第三节 夹具的精度和总图设计,1、夹具的精度分析,2、应标注的尺寸和公差配合,（1）夹具外形的最大轮廓尺寸； （2）工件与定位元件之间的联系尺寸； （3）对刀或导向元件与定位元件之间的联系尺寸； （4）与夹具位置有关的尺寸； （5）其它装配尺寸。,3、应标注的位置公差,（1）定位元件之间的位置公差； （2）连接元件（含夹具体基面）与定位元件之间的位置公差； （3）对刀或导向元件的位置公差。,几种常见元件定位对夹具体基面的技术要求,几种常见元件定位对夹具体基面的技术要求,4、公差数值的确定

9、,（1）夹具上的尺寸公差和角度公差取（1/21/5）k。 （2）夹具上的位置公差取（1/21/3）k。 （3）当加工工件尺寸为末注公差时，夹具取0.1mm。 （4）工件为未注形位公差的加工面时，按GB1184中7、8级精度的规定选取。,常见夹具元件的公差配合,5、夹具总图上应标注的其它技术要求,夹具总图上无法用符号标注而又必须说明的问题，如夹具的平衡和密封、装配性能和要求、有关机构的调整参数、主要元件的磨损范围和极限、打印标记和编号以及使用中应注意的事项等，要用文字标注在夹具的总图上。,第四节 专用夹具设计举例,图示一壳体零件为中批生产，现要求设计该零件在车床上加工145H10孔和两端面工序时

10、所使用的夹具,1工件明确设计要求 要求设计一车床夹具，加工壳体零件。该零件的技术要求为：145H10孔的中心与壳体底面的距离尺寸为1160.3mm；145H10孔的两端面 距尺寸为90h13mm； 145H10孔的左端面 距对称中心450.2mm。,2工件装夹方案的确定 工件定位方案的确定 首先应考虑满足加工要求。按基准重合原则，选用底平面和两个11H8孔为定位基准，定位方案如图所示。,壳体零件定位方案,工件夹紧方案的确定：可取四个夹紧点夹紧工件，采用钩形压板联动夹紧机构，如图所示。采用两对钩形压板通过杠杆将工件在两处夹紧，其结构紧凑、操作方便。,壳体零件 装夹方案,3其它元件的选择和设计 夹具的设计除了考虑工件的定位和夹紧之外，还要考虑夹具如何在机床上定位，以及夹具体的设计等问题 夹具体采用焊接结构，并用两个肋板提高夹具体的刚度，其结构紧凑、制造周期短。夹具体主要由盘、板和套等组成 夹具体上设置一个校正套，以便心轴使夹具与机床主轴对定。夹具采用不带止口的过渡盘，所