第六章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)(6-1)

1、1第6章 機(jī)床(jchung)夾具設(shè)計(jì)本章(bn zhn)要點(diǎn)機(jī)床夾具工作原理工件在夾具上的定位和定位誤差的計(jì)算工件夾緊方案的設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)步驟與方法共四十五頁(yè)2機(jī)械制造技術(shù)(jsh)基礎(chǔ)第6章 機(jī)床夾具(jij)設(shè)計(jì)Fixture Design6.1 機(jī)床夾具概述Introduction to Jig and Fixture 共四十五頁(yè)36.1 機(jī)床(jchung)夾具概述1、概念(ginin)：機(jī)床夾具是機(jī)床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床和刀具有一個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。夾具多用于大批量生產(chǎn)的零件。夾具裝夾工件加工屬于調(diào)整法加工。換句話說：能夠快速把工件

2、固定在機(jī)床上的正確位置，同時(shí)能夠確定刀具相對(duì)于工件的加工位置的一種輔組裝置。 一、機(jī)床夾具的工作原理及組成共四十五頁(yè)42、夾具工作原理 -利用夾具保證(bozhng)加工精度的工作原理.夾具工作過程實(shí)例(shl)分析 6.1 機(jī)床夾具概述共四十五頁(yè)5.零件工藝(gngy)分析加工要求：4個(gè)尺寸精度(jn d)（a、b、c、h）和2個(gè)位置精度（p1、p2） 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：6.1 機(jī)床夾具概述YxZYXc）共四十五頁(yè)6.定位加工方案 在立式銑床上用(shn yn)立銑刀銑槽。 定位：底面支承板；側(cè)面和端面支承釘。 保證工件相對(duì)于夾具有正確位置夾緊：用壓扳機(jī)構(gòu)夾緊，保證加工過程中工件保持正確加工位置。6

3、.1 機(jī)床夾具(jij)概述ZYXc）共四十五頁(yè)7共四十五頁(yè)8.保證加工精度的分析(fnx) 位置精度（2個(gè)平行度）： 6.1 機(jī)床(jchung)夾具概述共四十五頁(yè)9槽底面與工件(gngjin)底面（A面）的平行度： 夾具制造時(shí)，保證支承板上面與夾具體底面平行，則可保證支承板上面平行于機(jī)床工作臺(tái)面。由于工件的A面放在支承板上，刀具的端面由機(jī)床保證可與工作臺(tái)面平行，所以，銑出的槽底面總是平行于工件底面（A面）。 槽側(cè)面與B面的平行度： 夾具制造時(shí)，保證側(cè)面支承釘?shù)墓ぷ髅嫫叫杏趭A具底部定位鍵的側(cè)面，定位鍵與工作臺(tái)T型槽配合，保證了側(cè)面支承釘工作面平行于機(jī)床縱向進(jìn)給方向。由于B面靠支承釘定位，所以

4、(suy)，銑出的槽側(cè)面總是平行于工件B面。 平行度公差靠機(jī)床工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度和夾具的制造精度共同保證。6.1 機(jī)床夾具概述共四十五頁(yè)10尺寸精度（b、h、a、c） b由刀具保證(bozhng)。h、a利用對(duì)刀塊和對(duì)刀塞尺，調(diào)整機(jī)床工作臺(tái)使銑刀的側(cè)面和底面貼緊塞尺。公差靠h1 、a1和h及機(jī)床精度共同保證 c夾具上端面支承釘?shù)墓ぷ髅媸嵌ㄎ幻妫垂ぜ挠叶嗣?。公差靠機(jī)床精度保證對(duì)刀，只在加工一批工件的首件進(jìn)行。調(diào)整后應(yīng)鎖緊工作臺(tái)的橫向和升降運(yùn)動(dòng)。加工過程只進(jìn)行縱向進(jìn)給。6.1 機(jī)床(jchung)夾具概述共四十五頁(yè)11共四十五頁(yè)126.1 機(jī)床(jchung)夾具概述共四十五頁(yè)13 加工一批工件

5、時(shí)，只要在允許的刀具尺寸磨損限度(xind)內(nèi)，都不必調(diào)整刀具位置。不需進(jìn)行試切，直接保證加工尺寸要求。這就是用夾具裝夾工件時(shí)，采用調(diào)整法達(dá)到尺寸精度的工作原理 6.1 機(jī)床夾具(jij)概述.夾具工作原理的要點(diǎn).工件在夾具中有準(zhǔn)確位置正確定位；.夾具相對(duì)于機(jī)床有準(zhǔn)確位置保證位置精度；.刀具相對(duì)于定位元件工作面有正確位置 保證尺寸精度。共四十五頁(yè)14共四十五頁(yè)15銑軸端槽夾具1 V型塊 2 支撐套 3 手柄 4 定向鍵 5 夾具體 6 對(duì)刀塊6.1 機(jī)床夾具(jij)概述1）定位元件(yunjin)及裝置123646）其他元件及裝置（防護(hù)、防錯(cuò)、分度）5）夾具體4）連接元件3）對(duì)刀及導(dǎo)向元件2

6、）夾緊元件及裝置3、夾具的組成共四十五頁(yè)161）保證加工質(zhì)量(zhling)2）提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍4）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證(bozhng)安全生產(chǎn) 6.1 機(jī)床夾具概述二、夾具功能共四十五頁(yè)171）通用夾具：三爪、四爪卡盤，平口鉗等，一般由專業(yè)廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。特點(diǎn)：通用性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)，由專業(yè)廠生產(chǎn)供應(yīng)。2）專用夾具：為某一工件特定工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的夾具，多用于批量生產(chǎn)中。3）通用可調(diào)整夾具及成組夾具：夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)(shyng)不同零件的加工。 按夾具使用范圍(fnwi)劃分6.1 機(jī)床夾具概述三、機(jī)床夾具的分類共四

7、十五頁(yè)184）組合夾具：由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組合而成。根據(jù)工件的工藝要求，將不同的組合夾具元件像搭積木一樣，組裝(z zhun)成各種專用夾具。使用后，元件可拆開、洗凈后存放，待需要時(shí)重新組裝(z zhun)。組合夾具特別適用于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)。5）隨行夾具：在自動(dòng)線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具 （隨零件走，多用于自動(dòng)生產(chǎn)線）6.1 機(jī)床(jchung)夾具概述共四十五頁(yè)19三爪卡盤四爪卡盤萬向平口鉗回轉(zhuǎn)(huzhun)工作臺(tái)分度頭通用(tngyng)夾具6.1 機(jī)床夾具概述共四十五頁(yè)20專用(zhunyng)夾具 4 3D L零件工序簡(jiǎn)圖6.1 機(jī)床夾具(jij)概述共四十五頁(yè)2

8、1零件工序簡(jiǎn)圖43DLLD43D43LDL34DL43DL34成組夾具KH1KH2KH3KH46.1 機(jī)床夾具(jij)概述共四十五頁(yè)22組合(zh)夾具1234567891011121314151617181加筋角鐵（2） 2槽用螺栓（6） 3平鍵（10） 4方形支承 5定位支承 6方形支承 7平墊圈 8六角螺母（8） 9 槽用螺栓 10鉆套螺釘 11快換鉆套 12鉆模板 13圓形定位銷 14工件(gngjin) 15方形支承 16角鐵 17壓緊螺釘 18基礎(chǔ)板6.1 機(jī)床夾具概述共四十五頁(yè)23組合(zh)夾具實(shí)例6.1 機(jī)床夾具(jij)概述共四十五頁(yè)24可分為鉆床夾具、銑床夾具、車床(c

9、hchung)夾具、磨床夾具等。 按使用(shyng)機(jī)床劃分可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、真空夾具、電動(dòng)夾具等。 按夾緊力源劃分氣動(dòng)虎鉗 液壓夾具6.1 機(jī)床夾具概述共四十五頁(yè)25機(jī)械制造技術(shù)(jsh)基礎(chǔ)第6章 機(jī)床(jchung)夾具設(shè)計(jì)Fixture Design6.2 工件在夾具上的定位Workpiece Location in Fixture 共四十五頁(yè)266.2 工件在夾具(jij)上的定位 定位的要點(diǎn)：.夾具通過其定位元件工作面與工件定位面的接觸或配合來限制工件自由度，所需限制的自由度數(shù)目和方向根據(jù)加工要求確定；.正確(zhngqu)定位的含義是： 一個(gè)工件在夾具中多次裝

10、夾，位置唯一； 一批工件在夾具中多次裝夾，位置唯一；工件在機(jī)床上的定位實(shí)際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機(jī)床上的定位兩個(gè)方面。六點(diǎn)定位原理共四十五頁(yè)276.2 工件在夾具(jij)上的定位 定位元件的基本要求 定位工作面精度高，尺寸IT68； 有一定強(qiáng)度(qingd)和剛度； 工作面應(yīng)耐磨，用工具鋼（T7T10）淬火 HRc5864，或20鋼、20Cr滲碳淬火； 結(jié)構(gòu)要合理，能防塵、防屑，便于安裝工件。.注意定位與夾緊的區(qū)別： 定位解決工件在夾具中位置定不定的問題； 夾緊解決工件在加工過程中受力后位置動(dòng)不動(dòng) 的問題；共四十五頁(yè)286.2 工件在夾具(jij)上的定位 固定(gdng)支承一、

11、常用定位方法與定位元件1. 工件以平面定位支承釘支承板平頭支承釘（A型）用于精基面；球頭支承釘（B型）用于粗基面；齒紋頭支承釘（C型）用于側(cè)面（增大摩檫力）； 特點(diǎn)： 一個(gè)釘限制1個(gè)自由度； 用過盈配合裝在夾具體上； 支撐精基面時(shí)，各釘頂面應(yīng)配磨。. 支承釘（GB2226-80）（3種形式） 共四十五頁(yè)296.2 工件在夾具(jij)上的定位 . 支承板（GB2236-80）（2種形式） 平面支承板用于側(cè)面、頂面的精基面； 帶斜槽支承板用于底面的精基面。特點(diǎn)： 一個(gè)板限制2個(gè)自由度； 用沉頭螺栓固定(gdng)在夾具體上； 多板使用時(shí)，各頂面應(yīng)配磨； 用于較大平面的定位。共四十五頁(yè)30 可調(diào)支

12、承 用螺紋與夾具體相連，可調(diào)高度，調(diào)整后應(yīng)鎖緊。適用于不同批次毛坯尺寸的較大(jio d)變化，還可作為可調(diào)夾具中的調(diào)節(jié)元件，以適應(yīng)相似零件的尺寸變化?？烧{(diào)支承6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位 共四十五頁(yè)31自位支承 自位支承 定位過程中，支承本身可隨工件變化，來適應(yīng)工件的誤差(wch)。主要用來消除重復(fù)定位。6.2 工件在夾具(jij)上的定位 共四十五頁(yè)32 輔助支承在工件完成(wn chng)定位后才參與支承，它不起定位作用，而只起支承作用，常用于在加工過程中加強(qiáng)被加工部位的剛度 輔助支承6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位共四十五頁(yè)331）心軸心軸剛性心軸彈性心軸自動(dòng)定

13、心心軸液塑心軸過盈配合間隙配合小錐度心軸6.2 工件在夾具(jij)上的定位2、工件以圓柱(yunzh)孔定位（3種：心軸、銷、錐銷）共四十五頁(yè)346.2 工件在夾具(jij)上的定位. 不帶軸肩的過盈配合圓柱心軸 特點(diǎn)(tdin)：用雙頂尖裝夾，不帶軸肩可同時(shí)加工兩個(gè)端 面。. 帶軸肩間隙配合心軸 特點(diǎn)：用雙頂尖裝夾，必須有軸肩定位，采用開口墊 圈、螺母壓緊。. 小錐度心軸 特點(diǎn)：定位精度高。過盈配合心軸間隙配合心軸小錐度心軸共四十五頁(yè)356.2 工件(gngjin)在夾具上的定位另外，還有兩種常用的心軸：.帶軸肩的過盈配合圓柱(yunzh)心軸（一般選r6配合） 特點(diǎn)：用雙頂尖裝夾，軸肩可

14、起軸向定位作用，靠過盈配合的結(jié)合力克服切削力。.帶錐柄的圓柱心軸 特點(diǎn)：錐柄為莫氏錐度，與機(jī)床主軸孔配合實(shí)現(xiàn)定心與傳動(dòng)。 共四十五頁(yè)366.2 工件在夾具(jij)上的定位圓柱定位心軸的定位分析：.過盈配合心軸：多為長(zhǎng)心軸，限制4個(gè)自由度（2個(gè)移動(dòng)和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)）.間隙配合的心軸：（分兩種情況） 當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d0. 4時(shí)，為短心軸，限制2個(gè)自由度 （2個(gè)移動(dòng)） 當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d0.81時(shí)，為長(zhǎng)心軸，限制4個(gè)自由度 （2個(gè)移動(dòng)和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)）注意：.此時(shí)分析的是內(nèi)圓面定位的情況，軸肩的定位作用不計(jì)入。.設(shè)計(jì)心軸時(shí)，一般不采用中間情況，心軸較長(zhǎng)時(shí)可作成兩段。共四十五頁(yè)372）定位(dng

15、wi)銷定位銷圓柱定位銷圓錐定位銷菱形定位銷圓柱定位銷6.2 工件在夾具(jij)上的定位共四十五頁(yè)38菱形銷錐形銷6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位整體錐形銷，用于精基面；分段錐形銷，用于粗基面（可保證銷于孔的接觸點(diǎn)分布(fnb)均勻）。共四十五頁(yè)396.2 工件(gngjin)在夾具上的定位圓柱銷定位(dngwi)分析： 當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d0.4時(shí)，為短銷，限制2個(gè)自由度（2 個(gè)移動(dòng)） 當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d0.81時(shí)，為長(zhǎng)銷，限制4個(gè)自由度 （2個(gè)移動(dòng)和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)） 注意：此時(shí)分析的是內(nèi)圓面定位的情況，軸肩的定位作用不計(jì)入。圓錐銷定位分析 因?yàn)楣ぜ目诪閳A柱而銷為圓錐，所以二者僅以孔口接觸。限

16、制3個(gè)自由度。共四十五頁(yè)403.工件以外圓柱面定位(dngwi)（圓柱套、V形塊、支承板、內(nèi)錐套）套筒定位6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位.圓柱定位套.結(jié)構(gòu)形式共四十五頁(yè)416.2 工件(gngjin)在夾具上的定位.定位分析：工件與定位套均為間隙(jin x)配合。 當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d0.4時(shí)，為短套，限制2個(gè)自由度（2 個(gè)移動(dòng)）當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d0.81時(shí)，為長(zhǎng)套，限制4個(gè)自由度（2 個(gè)移動(dòng)和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)） 內(nèi)錐套-限3個(gè)自由度。 V形塊 （此處V形塊按定心定位元件） 共四十五頁(yè)42V 形塊 當(dāng)90時(shí)，有： 6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位.結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)（GB2208-80）標(biāo)準(zhǔn)

17、夾角有60、90、120理論圓直徑D和中心高位置(wi zhi)尺寸T開口寬度NV形塊在夾具體上調(diào)整好后，用銷子定位并用螺栓固定。共四十五頁(yè)436.2 工件(gngjin)在夾具上的定位.定位特性對(duì)中性（不論工件的直徑如何變化，工件軸線一定 通過夾角對(duì)稱平面）定心性（V形塊定位時(shí)，定位基準(zhǔn)是工件的軸線 ） V形塊位置用理論圓來標(biāo)注理論圓直徑為定位外圓平均尺寸(ch cun)的圓。.定位分析 長(zhǎng)V形塊：限制4個(gè)自由度（2個(gè)移動(dòng)，2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)） 短V形塊：限制2個(gè)自由度（2個(gè)移動(dòng)）另外，還有：支承板 用一平板來定位外圓。長(zhǎng)板限2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，短板限一個(gè)移動(dòng)。共四十五頁(yè)44工件以其他(qt)表面定位 工件以錐面定位工件以齒面定位6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位共四十五頁(yè)內(nèi)容摘要1。夾具裝夾工件加工屬于調(diào)整法加工。夾緊：用壓扳機(jī)構(gòu)夾緊，保證加工過程中工件