專用夾具設(shè)計(jì)PPT課件

1、專用夾具設(shè)計(jì),1)夾具設(shè)計(jì)應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求；,2)應(yīng)能提高加工生產(chǎn)率；,3)操作方便、省力、安全；,4)具有一定使用壽命和較低的夾具制造成本；,5)夾具元件應(yīng)滿足通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的“三化”要求；,6)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性：便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修。,一、專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求,二、專用夾具設(shè)計(jì)的方法步驟,1、已知條件：工藝人員提出的夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書，內(nèi)容主要包含：工序加工尺寸、位置精度要求；定位基準(zhǔn)；夾緊力作用點(diǎn)、方向；機(jī)床、刀具、輔具；所需夾具數(shù)量。,2、設(shè)計(jì)方法步驟,夾具設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程一般可簡單表示成下面框圖,準(zhǔn)備階段：明確設(shè)計(jì)要求、掌握第一 手資料,收集各種圖紙和技

2、術(shù)資料,了解生產(chǎn)批量和夾具需要量,收集有關(guān)機(jī)床的資料,收集有關(guān)刀具方面的資料,收集有關(guān)夾具零部件標(biāo)準(zhǔn),了解有關(guān)本單位制造和使用夾具的情況,收集國內(nèi)外同類夾具的資料, 設(shè)計(jì)階段對比設(shè)計(jì)、畫出草圖,定位方案，定位誤差計(jì)算 夾緊方案 對刀、導(dǎo)引、分度方案 典型夾具結(jié)構(gòu)借鑒,定位方案,選擇定位方式,長方體定位,定位方案,圓盤定位,定位方案,軸類定位,定位方案,過定位方案改進(jìn),定位方案,定位方案改進(jìn),夾緊方案,夾緊力選擇 選擇各種夾緊機(jī)構(gòu) 確定方案,夾緊力方向選擇,夾緊力,夾緊力與切削力方向,夾緊力作用點(diǎn),夾緊力,夾緊力作用點(diǎn)與工件變形,夾緊機(jī)構(gòu),螺旋夾緊 偏心夾緊 斜鍥原理夾緊,夾緊機(jī)構(gòu),螺旋夾緊,夾

3、緊機(jī)構(gòu),偏心夾緊,夾緊機(jī)構(gòu),斜鍥夾緊,對刀、分度機(jī)構(gòu),繪圖階段,比例盡量11；,主視圖盡量選與操作者正對的位置；,被加工工件用雙點(diǎn)劃線畫出外形輪廓和主要表面(定位面、夾緊面、加工面)，可視為透明體，可對其剖視表示，其加工余量用網(wǎng)紋線表示；,在夾具體顯眼位置畫出“”標(biāo)記，表示該處打夾具編號(hào)。,標(biāo)注尺寸、技術(shù)條件,編寫零件明細(xì)表,繪制非標(biāo)準(zhǔn)夾具零件圖,三、夾具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)主要過程,零件 1同時(shí)銑大小端面 X5025 2同時(shí)銑大小另一端面 X5025 3鉆鉸12H9孔并倒角 Z5125 4鉆鉸8H9孔并倒角 Z5125 5鉆7孔和螺紋底孔5 Z5125 6銑2 mm槽 X6026 7攻螺紋M6 Z5

4、125,鉆夾具為例子,先了解鉆夾具的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)。 鉆床夾具通常稱鉆模，主要由定位元件、夾緊裝置、鉆模板、鉆套、夾具體組成。,1、鉆模的結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用,固定式鉆模,（2）翻轉(zhuǎn)式鉆模,(3) 回轉(zhuǎn)式鉆模,（4）蓋板式鉆模,(5) 滑柱式鉆模,鉆孔鉸孔夾具,2、鉆模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn), 鉆套 作用 a) 確定定尺寸刀具的軸線位置， 并導(dǎo)引刀具； b) 保證孔系中各孔之間的位置精度。,鉆套,a) 固定鉆套, 結(jié)構(gòu)形式,見圖是以配合H7/n6固定在鉆模板上，使用過程中磨損后不易拆卸，主要用在小批生產(chǎn)的單純鉆孔中。B型用在鉆模板較簿或鑄鐵鉆模板。鉆套下端應(yīng)超出鉆模板或齊碼平齊，否則易堵塞。,b) 可換鉆套,襯

5、套與鉆模板的配合H7/n6，鉆套與襯套的配合F7/m6 、F7/k6，使用過程中磨損后可換。主要用于批量較大的單純鉆孔中。,c) 快換鉆套,配合同上b)圖，使用過程中可快換。主要用于同一孔需多工步加工。注意從鉆頭尾端向尖端看，以鉆頭旋轉(zhuǎn)方向?yàn)閰⒄辗较颍@套臺(tái)階位置始終在削邊位置后面。,d) 特殊鉆套,特殊鉆套,鉆套導(dǎo)孔尺寸和公差帶的選擇,a) 鉆套導(dǎo)引刀具非刃部時(shí)：見圖所示，取 H7/g6、H6/g5、H7/f7,帶導(dǎo)柱鉸刀 1切削部分2鉆套3導(dǎo)柱,b) 鉆套導(dǎo)引刀具刃部時(shí),鉆套下端面與工件加工面之間的空隙S確定,加工脆材：S=(0.30.6)d,加工塑材：S=(0.51)d,材料愈硬、S愈小

6、；d愈小、S愈大,特殊情況： 在斜面上鉆孔，S取小值；孔位精度高時(shí)、S=0；鉆L/d5的深孔、S=1.5d, 鉆模板：安裝鉆套的板,固定式鉆模板, 鉸鏈?zhǔn)姐@模板, 可卸式鉆模板,懸掛式鉆模板, 鉆模用支腳,設(shè)計(jì)鉆模時(shí)，應(yīng)注意鉆孔孔口毛刺的影響,55、用鉆模加工一批工件20H7的孔，其工步為：用 18麻花鉆孔；用 20擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔；用 19.93鉸刀粗鉸孔；用 20鉸刀精鉸孔達(dá)到要求，試確定各工步用鉆套內(nèi)孔直徑及偏差。,附表3 高速鋼麻花鉆、擴(kuò)孔鉆的直徑公差(h8) (mm),附表4 高速鋼機(jī)用鉸刀的直徑公差（GB113384） (mm),附表 硬質(zhì)合金機(jī)用鉸刀的直徑公差 (mm),改錯(cuò)：,根據(jù)零

7、件圖和工藝過程確定工件定位夾緊方案,工序 5,根據(jù)定位夾緊方案設(shè)計(jì)夾具總體結(jié)構(gòu),具體設(shè)計(jì)過程,布置定位元件,布置導(dǎo)引元件,布置夾緊裝置,設(shè)計(jì)夾具體，完成夾具總圖,夾具總圖上尺寸、公差配合 技術(shù)條件標(biāo)注,一、夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸,（1）下圖，應(yīng)標(biāo)注五類尺寸, 外形輪廓尺寸(A類尺寸)：長、寬、高(不包含被加工工件、定位鍵)，當(dāng)夾具結(jié)構(gòu)中有可動(dòng)部分時(shí)，應(yīng)包括可動(dòng)部分處于極限位置時(shí)在空間所占的尺寸；, 工件與定位元件的聯(lián)系尺寸(B類尺寸)：把工件順利裝入夾具所涉及到的尺寸，與工件尺寸相關(guān)。 1)工件與定位元件的配合尺寸：配合標(biāo)注或只標(biāo)定位元件的尺寸； 2)定位元件之間的位置尺寸。, 夾具與刀具的聯(lián)

8、系尺寸(C類尺寸) ：指定位元件與對刀元件之間的位置尺寸，與工件尺寸相關(guān)。,鉆夾具： 位置尺寸 鉆套內(nèi)徑 定位元件(對刀基準(zhǔn))鉆套刀具 位置尺寸 銑夾具： 位置尺寸 塞尺尺寸 定位元件(對刀基準(zhǔn))對刀塊刀具 車床夾具無此類尺寸, 夾具與刀具的聯(lián)系尺寸(C類尺寸) ：指定位元件與對刀元件之間的位置尺寸，與工件尺寸相關(guān)。,車夾具：夾具與主軸端部圓柱配合的配合尺寸。 銑夾具：定位鍵與T型槽的配合尺寸。, 夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸(D類尺寸)：把夾具順利裝入機(jī)床所涉及到的尺寸，與機(jī)床尺寸相關(guān)。,以上尺寸若以配合形式標(biāo)注，要用雙點(diǎn)劃線畫出主軸端部、T型槽形狀。 鉆夾具無此類尺寸。, 其它裝配尺寸(E類尺寸)

9、：不在上述幾類尺寸之外的： 1) 夾具內(nèi)部的配合尺寸； 2) 有相互位置要求的裝配尺寸。, 尺寸標(biāo)注示例,見圖銑床夾具尺寸標(biāo)注示例,表 夾具總圖上尺寸標(biāo)注,各類機(jī)床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn),車床夾具 銑床夾具 鏜床夾具 磨床夾具,一、車床夾具,車床夾具一般都安裝在車床主軸端部，加工時(shí)夾具隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，裝在刀架上的切削刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。,1、心軸類車床夾具 靜配合圓柱心軸，,圖 靜配合心軸 1導(dǎo)向部分；2定位部分；3傳動(dòng)部分,(2) 動(dòng)配合圓柱心軸，見圖，工件以內(nèi)孔在心軸上動(dòng)配合H7/g6定位，通過開口墊圈、螺母夾緊。,一般心軸是以兩頂尖孔裝在車床前后兩頂尖上，用撥叉或雞心夾頭傳遞動(dòng)力,錐面自動(dòng)定心夾緊

10、-芯軸,錐面自動(dòng)定心夾具-彈性套筒,2、卡盤類車床夾具,圖5.3 噴油嘴殼體尾部和法蘭端面的車床夾具 1-拉桿；2-彈簧；3-套筒；4-斜塊；5-壓板； 6-支承板；7-圓柱銷；8-菱形銷,定心卡盤與卡頭,3、花盤類車床夾具,圖 花盤角鐵式車床夾具 1-削邊定位銷；2-圓柱定位銷；3-軸向定程基面； 4-夾具體；5-壓板；6-工件；7-導(dǎo)向套；8-平衡配重,設(shè)計(jì)卡、花盤類車床夾具應(yīng)注意事項(xiàng)：結(jié)構(gòu)要緊湊，輪廓尺寸要小，夾具重心盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，以減少離心力和回轉(zhuǎn)力矩；應(yīng)設(shè)有平衡重，并能調(diào)節(jié)；避免尖角、突出部分，要加防護(hù)罩；夾緊裝置應(yīng)安全可靠。,二、銑床夾具,1、銑床夾具的主要類型,（1）多件裝

11、夾的銑床夾具,圖 多件裝夾的銑床夾具 1工件2定位V型塊3側(cè)向夾緊螺釘,（2）多工位裝夾的銑床夾具,（3）雙工位回轉(zhuǎn)銑削的銑床夾具,（4）料倉式銑床夾具,圖 圓周進(jìn)給式銑床夾具工作原理 1轉(zhuǎn)臺(tái) 2夾具 3粗銑刀 4精銑刀,靠模銑床夾具,圓周進(jìn)行仿形銑夾具,2.銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn),（1）對刀元件。 （2）連接元件。 （3）銑床夾具的夾具體,一般控制夾具體高度H與寬度B之比11.25,（4）工件在夾具中的布置,劣 優(yōu),應(yīng)使切銷行程最短,劣 優(yōu), 防止刀具與夾具碰撞，見圖所示。,圖 夾具與刀具碰撞示例,三、鏜床夾具 鏜床夾具又稱鏜模，是一種精密夾具，主要用于加工箱體類零件上的孔或孔系。,臥式鏜床,鏜

12、模 1支架 2導(dǎo)套 3、4定位元件 5、8壓板 6夾緊螺釘 7可調(diào)支承 9鏜模底座 10鏜桿 11浮動(dòng)接頭,1、鏜模的組成,定位元件； 夾緊裝置； 鏜套； 鏜模支架； 鏜模底座,2、鏜套：主要用來導(dǎo)引鏜桿, 分類 固定式鏜套,特點(diǎn)：外形尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、制造簡單，易保證鏜套中心位置的準(zhǔn)確，因與鏜桿之間有摩擦，主要用于低速加工。,回轉(zhuǎn)式鏜套,1）滑動(dòng)鏜套,由滑動(dòng)軸承支承的鏜套,2）滾動(dòng)鏜套：由滾動(dòng)軸承支承的鏜套,（a）外滾式,軸承安裝在鏜套外，工作時(shí)鏜桿與鏜套有相對軸向移動(dòng)，無相對轉(zhuǎn)動(dòng),（b）內(nèi)滾式：,圖 滾式滾動(dòng)鏜套 1導(dǎo)套2固定支承套3鏜桿,軸承安裝在鏜套內(nèi)，工作時(shí)鏜桿與鏜套無相對軸向移動(dòng)，

13、有相對轉(zhuǎn)動(dòng)。, 特點(diǎn) 表 各種鏜套特點(diǎn),、鏜套的布置方式：取決于鏜孔直徑 D和深度L,單面前鏜套,單面后鏜套,用于D60mm LD 通孔、盲孔,單面后鏜套,用于D60mm L D 通孔、盲孔,L15d,鏜套的尺寸 表 鏜套尺寸,、鏜套的材料 鏜套的材料常用20鋼或20Cr鋼滲碳,滲碳深度為0.81.2mm，淬火硬度為5560HRC,3、鏜桿 導(dǎo)引部分結(jié)構(gòu),鏜桿直徑和軸向尺寸,鏜桿直徑：d=(0.60.8)D 鏜孔直經(jīng)D、鏜桿直徑d、鏜刀截面BB之間的關(guān)系為,（11.5)B,或參考下表,鏜桿的材料及主要技術(shù)要求,鏜桿要求表面硬度高而內(nèi)部韌性好，常用20鋼、20Cr鋼，滲碳淬火硬度為6163HRC

14、,鏜桿與浮動(dòng)接頭：下圖為常用浮動(dòng)接頭結(jié)構(gòu)。,4、鏜模支架 表,5、鏜模底座 表,底座側(cè)面一般設(shè)有找正基面，供安裝找正用；底座上供安裝各元件的平面，做出凸臺(tái)，高35mm，以減少刮研量。,第六節(jié) 可調(diào)整夾具,即成組夾具的基本概念 一、概述 小批生產(chǎn)一般多使用通用夾具，考慮到經(jīng)濟(jì)性，很少采用專用夾具，只有在個(gè)別情況下，為了保證加工質(zhì)量的需要才采用專用夾具。應(yīng)用成組加工，由于有了較大的成組生產(chǎn)量，允許采用先進(jìn)的工藝方法和裝備。,在成組技術(shù)基本原理指導(dǎo)下，為執(zhí)行成組工序而設(shè)計(jì)、制造的夾具稱為成組夾具。與專用夾具設(shè)計(jì)方法相比，其最本質(zhì)的差異在于成組夾具的設(shè)計(jì)不是針對一種零件，而是針對同一類工序加工的一組零

15、件，即設(shè)計(jì)成組夾具能適用于這一組零件中的每一種零件。成組夾具的費(fèi)用是由零件組的成組生產(chǎn)量來分?jǐn)偟?，正是在此前提下，?yīng)用成組加工允許廣泛的采用先進(jìn)工藝裝置。,二、成組夾具的組成 為進(jìn)一步了解成組夾具的特點(diǎn)，可分析以下幾種成組夾具的實(shí)例。,（1）成組車（磨）夾具,零件圖形,圖示為加工這一類薄套零件的成組夾具。零件組有相同的安裝方式，即均采用工件已加工的孔及其端面定位，用彈性脹套徑向夾緊。此成組夾具包括夾具體1及傳遞夾緊動(dòng)力的接頭2，此外為適應(yīng)零件組各種零件的安裝，設(shè)有若干種可換元件（KH）。零件組根據(jù)定位孔徑d（2650mm）劃分為5個(gè)尺寸組。每一尺寸組有其相應(yīng)的一組可換元件：夾緊螺栓KH1、定位

16、錐體KH2及頂圈KH3。在加工屬于不同尺寸組的零件時(shí)，這些可換元件皆需更換。為減少夾具調(diào)整時(shí)間可安排屬于同一尺寸組的零件一批加工。即使在同一尺寸組內(nèi)，對于不同定位孔徑的工件皆需更換相應(yīng)尺寸的彈性脹套KH5，至于定位環(huán)KH4視工件需要決定其是否更換,加工的鎖緊孔與撥叉住孔軸線偏置距離可以是015mm。同組諸零件安裝方式相近，除用主孔及其端面定位以外，尚需要以拔爪內(nèi)惻定位以保證鉆孔的角度位置。,圖示鉆撥叉鎖緊孔用的成組夾具。夾具包括夾具體1及若干個(gè)可換元件（KH）。工件主要是用可換定位芯軸KH2定位，工件繞主孔軸線的角度位置由可換定位銷KH1保證，此定位銷安裝于可調(diào)活動(dòng)臂KT1上，KT1可以在很大

17、范圍內(nèi)作角度和徑向位置調(diào)節(jié)，以適應(yīng)工件角度定位的需要。借助于可調(diào)支承板KT2及可換可調(diào)鉆模板KH3，根據(jù)鉆孔的位置鉆模板可作上下、前后調(diào)節(jié)。,分析上述兩個(gè)實(shí)例可以看出，成組夾具可由兩部分組成：基礎(chǔ)部分和調(diào)整部分。 基礎(chǔ)部分是成組夾具的通用部分，一般包括夾具體，夾緊機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。此部分結(jié)構(gòu)主要是根據(jù)零件組中各零件輪廓尺寸、夾緊方式和切削力大小等因素來決定的。 調(diào)整部分允許采用一定的調(diào)整方式以適應(yīng)零件組各種零件的安裝。此部分一般包括一些定位、夾緊和導(dǎo)向等元件的可換件、可調(diào)件。,三、成組夾具的調(diào)整方式 1 更換式 采用更換調(diào)整部分的元件或合件的方法，實(shí)現(xiàn)組內(nèi)不同工件的安裝。其優(yōu)點(diǎn)是精度高，使用可

18、靠/缺點(diǎn)是隨著零件組內(nèi)零件品種的增加，可換件的數(shù)量也增加，這與調(diào)節(jié)式相比，將會(huì)增加費(fèi)用，也給保管工作帶來不便。此法用于精度較高的定位和導(dǎo)向元件。 可換件一般是單個(gè)元件。但是，如有可能，最好設(shè)計(jì)成一組有關(guān)元件的合件，這樣可節(jié)省調(diào)整時(shí)間。圖7-5示可換件是合件的例子。,2 調(diào)節(jié)式 借助于改變夾具可調(diào)件位置的方法，以實(shí)現(xiàn)組內(nèi)不同工件的安裝。其主要優(yōu)點(diǎn)是僅用有限數(shù)目的可調(diào)元件，就可以適應(yīng)組內(nèi)各種零件的安裝，并使夾具保管工作方便。缺點(diǎn)是活動(dòng)的可調(diào)元件及其相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將會(huì)降低夾具的精度和剛度。因此，它常用于加工精度不高或工件的次要定位場合。 根據(jù)需要，調(diào)節(jié)方式尚可分為粗調(diào)節(jié)及微調(diào)節(jié)，分段調(diào)節(jié)及連續(xù)調(diào)節(jié)等

19、。 圖7-6所示的成組鉆模，其夾緊機(jī)構(gòu)采用了分段調(diào)節(jié)。,3 綜合式 兼用上述兩種調(diào)節(jié)方式，即同一套成組夾具既采用可換元件又采用可調(diào)元件。取兩者之所長，故可獲得較好的效果。圖7-4和圖7-6都是綜合式的成組夾具。,圖示一種組合式成組夾具，用于拉削三種桿形零件的花鍵孔。由于每種零件花鍵孔的鍵槽有不同的角度位置要求，所以在夾具體上同時(shí)設(shè)置了三個(gè)角度定位元件兩個(gè)菱形銷6和一個(gè)擋銷4。拉削三種零件花鍵孔時(shí)，只要分別采用相應(yīng)的角度定位元件即可。,4 組合式 將一組零件的有關(guān)安裝元件（有時(shí)也包括導(dǎo)向元件）同時(shí)組合在一個(gè)夾具體上，以適應(yīng)同組各種零件先后加工的安裝需要。這樣，一種零件安裝僅使用其相應(yīng)的一套安裝元

20、件，并占據(jù)其各自的確定的安裝位置。由于免除了有關(guān)元件的更換與調(diào)節(jié)，節(jié)約了夾具的調(diào)整時(shí)間。此種型式的成組夾具主要用于同組零件種數(shù)少、批量較大的場合。 圖7-7示一種組合式成組夾具，用于拉削三種桿形零件的花鍵孔。,四、成組夾具的設(shè)計(jì)原則 除應(yīng)考慮到成組夾具的特點(diǎn)以外，它與專用夾具設(shè)計(jì)的一般方法是基本相同的。 根據(jù)成組夾具的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)具有良好的可調(diào)整性 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊 應(yīng)保證同組零件的加工技術(shù)要求 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)與零件組的成組生產(chǎn)量相適應(yīng) 夾具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)具有繼承性,五、成組夾具的設(shè)計(jì)步驟 成組夾具與專用夾具的設(shè)計(jì)過程大體相同，其主要差別在于成組夾具使用對象不是一種零件而是一組零件。因此設(shè)計(jì)時(shí)綜合分析的工作量較大，即需要對這一組零件的圖紙、成組工藝及加工條件等作全面的綜合分析，以確定最佳的工件安裝方案和夾具的調(diào)整方式。成組夾具的調(diào)整部分是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)所在，設(shè)計(jì)者應(yīng)按確定的調(diào)整方