機械制造技術課程設計集中輔導(課件)

機械制造技術課程設計輔導何為夾具？

機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。夾具主要分為通用夾具和專用夾具兩大類型。一、專用夾具專用夾具是專門為某工件的某工序設計和制造的專用夾具,其結構簡單、緊湊、操作迅速方便，因設計和制造的周期較長，批量少，所以成本較高。當產品變更時，因無法使用而報廢，因此專用夾具適用于產品固定的成批或大量生產中。二、夾具的基本組成夾具的基本組成：1、定位元件功能是確定零件在夾具中的位置（如2和3）。2、夾緊裝置功能是夾緊已定位好的零件（如4）。3、導向元件功能是用來對刀和引導刀具進入正確加工位置（如5）。4、夾具體連接夾具所有零件，使夾具組成一個整體的基礎件（如7）。5、其它機構和零件根椐被加工零件的要求，在夾具中設置的機構和零件，如分度機構、固定銷、導向鍵、平衡鐵等。三、專用夾具設計的基本要求（l）保證工件的加工精度

定位方案、夾緊方案、刀具導向方式。（2）提高生產率，降低成本

應盡量采用各種快速、高效結構，如多件夾緊、聯(lián)動夾緊等；盡量使夾具結構簡單、容易制造、以降低夾具制造成本。（3）操作方便，工作安全，能減輕工人勞動強度，采用氣動、液壓等夾緊裝置時，夾具操作位置應符合操作工人的習慣，必要時應有安全保護裝置。（4）便于排屑（5）有良好的結構工藝性

應便于制造、檢驗、裝配、調整、維修等。四、專用夾具設計的一般步驟1、研究原始資料,明確設計要求

熟悉零件圖和裝配圖、零件的工藝規(guī)程，充分了解本工序的加工內容、技術要求等；收集有關機床、刀具、夾具等方面的資料。2、確定夾具方案，繪制夾具結構草圖

（1）根據(jù)定位基準和六點定位原理，確定工件的定位方法并選擇相應的定位元件；

（2）確定引導裝置或對刀裝置；

（3）確定工件的夾緊方法，設計夾緊機構；

（4）確定其它元件或裝置的結構形式

（5）確定夾具體結構形式

（6）確定夾具總體輪廓。3、繪制夾具總裝配圖，標注有關尺寸及技術要求

（1）確定視圖關系，應盡可能少。主視圖應盡量取與操作者正對的位置；

（2）比例盡量取1:1，有利于審圖；

（3）用雙點劃線畫工件圖；

（4）依次畫定位元件、對刀元件、夾緊元件、其他元件、夾具體

（5）標上尺寸、技術要求。

4、繪制零件圖

對夾具總圖中的非標準件均應繪制零件圖，零件圖視圖的選擇應盡可能與零件在總圖上的工作位置相一致。

定位元件夾具的首要任務是定位，因此無論任何夾具，都有定位元件。當工件定位基準面的形狀確定后，定位元件的結構也就基本確定了。

夾緊裝置工件在夾具中定位后，在加工前必須將工件夾緊，以確保工件在加工過程中不因受外力作用而破壞其定位。五、定位元件、夾緊裝置、夾具體（這三部分是夾具的基本組成部分，也是夾具設計的主要內容）夾具體夾具體是夾具的基礎件，在夾具體上，要安裝各種元件和裝置，設計時應滿足以下要求：1、應有足夠的強度和剛度2、結構簡單，具有良好的工藝性3、尺寸要穩(wěn)定4、便于排屑夾具體的毛坯結構選擇結構類型特點應用場合鑄造結構可鑄出復雜的結構形狀，抗壓強度大，抗振性好，易于加工，但制造周期長，故應進行時效處理。材料多采用HT150或HT200適用于切屑負荷大、振動大的場合或批量生產焊接結構制造容易，生產周期較短，成本較低。熱變形較大，焊接后需退火處理適用于新產品試制或單件小批量生產裝配結構選用標準毛坯件或標準零部件組合而成，如圓棒、圓盤、工字鋼、角鐵、U形槽鋼等標準型材。可縮短制造周期適用于標準化

夾具體結構尺寸的經驗數(shù)據(jù)夾具體結構部位經驗數(shù)據(jù)鑄造結構焊接結構夾具體壁厚h8~25mm6~10mm夾具體加強筋厚度(0.7~0.9)h夾具體加強筋高度不大于5h夾具體上不加工的毛面與工件表面之間的間隙夾具體是毛面，工件也是毛面時，取8~15mm夾具體是毛面，工件是光面時，取4~10mm六、夾具裝配圖的尺寸及技術條件的標注

（夾具總圖上應標注以下六類尺寸）1、夾具外形輪廓尺寸

長、寬、高(不包含被加工工件、定位鍵)，當夾具結構中有可動部分時，應包括可動部分處于極限位置時在空間所占的尺寸；2、與夾具定位元件、導向元件及夾具安裝基準面有關的配合尺寸、位置尺寸及公差；

3、夾具定位元件與工件的配合尺寸；

4、夾具導向元件與刀具的配合尺寸；

5、夾具與機床的聯(lián)接尺寸及配合；

6、其他重要尺寸（1）夾具內部的配合尺寸；（2）有相互位置要求的裝配尺寸。

經驗數(shù)據(jù)按照工件的直線尺寸公差確定夾具相應尺寸公差的參考數(shù)據(jù)工件尺寸公差夾具尺寸公差工件尺寸公差夾具尺寸公差由至由至0.0080.010.0050.200.240.080.010.020.0060.240.280.090.020.030.0100.280.340.100.030.050.0150.340.450.150.050.060.0250.450.650.200.060.070.0300.650.900.300.070.080.0350.901.300.400.080.090.0401.301.500.500.090.100.0451.501.800.600.100.120.0501.802.000.700.120.160.0602.002.50.0800.160.200.0702.503.001.00按照工件的角度尺寸公差確定夾具相應尺寸公差的參考數(shù)據(jù)工件角度公差夾具角度公差工件角度公差夾具角度公差由至由至0°00′50″0°01′30″0°00′30″0°20′0°25′0°10′0°01′30″0°02′30″0°01′00″0°25′0°35′0°12′0°02′30″0°03′30″0°01′30″0°35′0°50′0°15′0°03′30″0°04′30″0°02′00″0°50′1°00′0°20′0°04′30″0°06′00″0°02′30″1°00′1°30′0°30′0°06′00″0°08′00″0°03′00″1°30′2°00′0°40′0°08′00″0°10′00″0°04′00″2°00′3°00′1°00′0°10′00″0°15′00″0°05′00″3°00′4°00′1°20′0°15′00″0°20′00″0°08′00″4°00′5°00′1°40′夾具裝配圖上技術條件的標注

裝配圖中的技術要求主要為說明夾具在裝配、檢驗、使用時應達到的技術性能及質量要求等。主要有以下幾方面：1．裝配要求裝配時要注意的事項及裝配后應達到的位置精度和某些指標等。例如，裝配間隙等。2.檢驗要求裝配后對夾具進行驗收時所要求的檢驗方法和條件。3．使用要求對夾具在使用、保養(yǎng)、維修時提出的要求。設計實例圖1所示為杠桿類零件圖樣。圖2所示為本零件工序圖。1．零件本工序的加工要求及分析本工序加工要求鉆、擴、鉸φ10H9孔及φ11孔。圖1圖2分析（1）φ10H9孔與φ28H7孔的距離為(80±0.2)mm；平行度為0.3mm。（2）φ11孔與φ28H7孔的距離為(15±0.25)mm。（3）φ11孔與端面K距離為14mm。本工序前已加工的表面如下。①φ28H7孔及兩端面。②φ10H9兩端面。本工序使用機床為Z5125立鉆，刀具為通用標準工具。2．確定夾具類型本工序所加工兩孔(φ10H9和φ11)，位于互成90°的兩平面內，孔徑不大，工件較小、輪廓尺寸以及生產量不是很大，因此采用翻轉式鉆模。翻轉式鉆模是一種沒有固定回轉軸的回轉鉆模。在使用過程中需要用手進行翻轉。因此，夾具連同工件的重量不能太重（一般限于8～10kg以內）。所以，它適合在幾個方向鉆孔的小型工件加工。它可以減少安裝次數(shù)，提高各被加工孔間的位置精度。其加工的批量不宜過大。3．擬定定位方案和選擇定位元件(1)定位方案（根據(jù)工件結構特點，其定位方案如下）①以φ28H7孔及一組合面(端面K和φ10H9一端面組合而成)為定位面，以φ10H9孔端外緣毛坯面一側為防轉定位面，限制六個自由度。這一定位方案，由于尺寸mm公差大，定位不可靠，會引起較大的定位誤差。如圖3(a)所示。圖3零件圖②以孔φ28H7孔及端面K定位，以φ11孔外緣毛坯一側為防轉定位面，限制工件六個自由度。為增加剛性，在φ10H9的端面增設一輔助支承，如圖3(b)所示。圖3比較上述兩種定位方案，初步確定選用圖3(b)所示的方案。零件圖(2)選擇定位元件①選擇帶臺階面的定位銷，作為以φ28H7孔及其端面的定位元件。定位副配合?、谶x擇可調支承釘為φ11孔外緣毛坯一側防轉定位面的定位元件，如圖4(a)所示。也可選擇如圖4(b)所示移動V形塊?？紤]結構簡單，現(xiàn)選用圖4(a)所示結構。零件圖圖4(3)定位誤差計算①加工φ10H9孔時孔距尺寸(80±0.2)mm的定位誤差計算：由于基準重合，故ΔB＝0?；鶞饰灰普`差為定位孔(φ38mm)與定位銷(φ38

mm)的最大間隙，故ΔY＝(0.021＋0.007＋0.013)mm＝0.041rnm。

由此可知此定位方案能滿足尺寸(80±0.2)mm的定位要求。②加工φ10H9孔時軸線平行度0.3mm的定位誤差計算：由于基準重合，故ΔB＝0?；鶞饰灰普`差是定位孔φ28H7與定位面K間的垂直度誤差。故ΔY＝0.03mm。由此可知，此方案能滿足平行度0.3mm的定位要求。③加工φ11孔時孔距尺寸(15±0.25)mm。由此可知，此方案能滿足孔距(15±0.25)mm的定位要求。4．確定夾緊方案參考夾具資料，采用M12螺桿在φ28H7孔上端面夾緊工件。5．確定引導元件(鉆套的類型及結構尺寸)⑴對φ10H9孔，為適應鉆、鉸選用快換鉆套。主要尺寸由《機床夾具零、部件》國家標準GB/T2263－80,GB/T2265－80選取。鉆孔時鉆套內徑φ10mm、外徑φ15mm；襯套內徑φ15mm，襯套外徑φ22mm。鉆套端面至加工面的距離取8mm。麻花鉆選用φ9.8mm。(2)對φ11孔，鉆套采用快換鉆套。鉆孔時鉆套內徑φ11mm、外徑φ18mm，襯套內徑φ18mm，外徑φ26mm；鉆套端面至加工面間的距離取12mm。麻花鉆選用φ10.8mm。各引導元件至定位元件間的位置尺寸分別為(15±0.03)mm和(18±0.05)mm，各鉆套軸線對基面的直線度允差為0.02mm。6．夾具精度分析與計算由零件圖和圖3可知，所設計夾具需保證的加工要求有：尺寸(15±0.25)mm；尺寸(80±0.2)mm；尺寸14mm及φ10H9孔和φ28H7孔軸線間平行度允差0.3mm等四項。除尺寸14mm，因精度要求較低不必進行驗算外，其余三項精度分別驗算如下：(1)尺寸(80±0.2)mm的精度校核。定位誤差ΔD，由前已計算，已知Δ＝0.041mm。定位元件對底面的垂直度誤差ΔA＝0.03mm。鉆套與襯套間的最大配合間隙ΔT1＝0.033mm。襯套孔的距離公差ΔT2＝0.1mm。麻花鉆與鉆套內孔的間隙X2＝0.050mm。襯套軸線對底面(F)的垂直度誤差ΔT3＝0.05mm。由此可知，該夾具能保證尺寸(80±0.2)mm的加工要求。

(2)尺寸(15±0.25)mm的精度校核。ΔD＝0.041mm，ΔA＝0.03mm，ΔT1＝0.033mm。襯套孔與定位元件的距離誤差ΔT2＝0.06mm。麻花鉆與鉆套內孔的間隙X＝0.061mm。由此可知，尺寸(15±0.25)mm能夠保證。(3)φ10H9軸線對φ25H7軸線的平行度0.3mm的精度校核。ΔD＝0.03mm，ΔA＝0.03mm。襯套對底面(F)的垂直度誤差ΔT＝0.05mm。由此可知，此夾具能保證兩孔軸線的平行度要求。7．繪制夾具總圖零件圖夾具總裝圖8．繪制夾具零件圖樣略9．編寫設計說明書略設計工作量1、填寫加工工藝過程卡片2、填寫加工工序卡片3、設計指定工序的專用夾具，繪制裝配圖和主要零件圖4、撰寫設計說明書

說明

機械加工工藝過程卡片是填寫整個零件的；機械加工工序卡片是填寫自己所進行的那道工序的。課程設計零件圖1（氣門搖臂軸支座）1、同時銑￠28和￠26端面。2、同時銑￠28和￠26另一端面。3、鉆鉸?18孔并倒角。4、鉆鉸?16孔并倒角。5、鉆鉸?11孔。6