专用夹具设计步骤

机床夹具设计主讲毛国平第二章机械制造装备设计方法产品规划阶段需求分析调查研究预测可行性分析编制设计任务书方案设计阶段对设计任务的抽象建立功能结构图1寻求原理解与解决方法初步设计方案的形成图3初步设计方案的评价与筛选退出下一页返回本节机械制造装备设计的典型步骤返回主页1、2、3、4、5、1、2、3、4、5、（一）（二）第二章机械制造装备设计方法技术设计阶段确定结构原理方案总体设计结构设计施工设计阶段零件图设计完善装备图商品化设计编制技术文档退出返回本节机械制造装备设计的典型步骤返回主页1、2、3、1、2、3、4、（三）（四）下一页机床夹具设计机床夹具设计步骤一、机床专用夹具的设计步骤二、夹具精度的验算三、夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件上一页下一页退出返回主页返回本章退出返回本节返回主页下一页一、机床专用夹具的设计步骤（一）准备工作（1）明确工件的年生产纲领；（2）熟悉工件零件图和工序图；（3）了解本工序的加工内容。（二）总体方案的确定（1）定位方案；（2）夹紧方案（力的作用点、方向、大小；机构）；（3）夹具总体形式。（三）绘制夹具装配图主视图按操作实际位置布置三视图要清楚表达夹具工作原理与结构（四）绘制夹具零件（非标准件）夹具设计过程示例机床夹具设计5退出返回本节返回主页未完待续……夹具精度的验算影响位置精度的主要因素：（1）工件在夹具中的安装误差:定位误差和夹紧误差（2）夹具在机床上对定误差（3）加工过程中出现的误差夹具精度验算：是指前两项，其和不大于工件允差的2/3为算合格。机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……夹具精度的验算夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（一）验算中心距影响此项精度的因素：（1）定位误差主要是定位孔与定位销的间隙产生，最大间隙为0.05mm；（2）钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图标注尺寸为,误差为0.02mm;（3）钻套与衬套的配合间隙,由可知最大间隙为0.029mm;（4）钻套内、外圆的同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽略。05.0120736H636gmm01.01205/628gH机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……夹具精度的验算夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（一）验算中心距影响此项精度的因素：（5）钻头与钻套间的间隙会引偏刀具，产生中心距误差E，由下式求出式中，e为刀具引偏量（mm），H为排屑空间，钻套下端面与工件间的空间高度（mm），B为钻孔（mm），为刀具与钻套间的最大间隙。上述各量可参见刀具引偏量计算图05.0120HBhHemax)2(max机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……夹具精度的验算夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（一）验算中心距影响此项精度的因素：（5）刀具引偏量计算图该例中，设刀具与钻套的配合为可知=0.025mm;将H=30mm,h=12mm,B=18mm代入，可求出e=0.038mm;05.01205/618gHmax机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页夹具精度的验算夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（一）验算中心距影响此项精度的因素：（5）刀具引偏量计算图由于上述各项都是按最大的误差计算，实际上各项误差也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此综合误差按概率法求和该项误差略大于中心距允差0.1mm的2/3,勉强可用。就减小定位和导向的配合间隙。05.0120mmmm07.0035.00029.002.005.022222机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……夹具精度的验算夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（二）验算两孔平行度精度工件要求孔全长上允差0.05mm。导致产生两孔平行度误差的因素有：（1）设计基准与定位基准重合，没有基准转换误差，但配合间隙及孔与端面的垂直度误差会产生基准位置误差，定位销轴中心与大头孔中心的偏斜角（rad）为式中，为处最大间隙（mm）;为定位销轴定位面长度（mm）.718H6/736gH11max11Hmax16/736gH1H机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页夹具精度的验算夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（二）验算两孔平行度精度工件要求孔全长上允差0.05mm。导致产生两孔平行度误差的因素有：（2）定位销轴中心线对夹具底平面的垂直度，图中没有注明。（3）钻套孔中心与定位销轴的平行度，图中标注为0.02mm,（4）刀具引偏量e产生的偏斜角，刀偏计算图。因此，总的平行度误差合格。718H23rad3002.03Hmax4,32,)(2124232221机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件目的：为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到；为了设计夹具零件图；也为了夹具装配和装配精度的检测。（一）尺寸标注（1）轮廓尺寸；（2）与机床的联系尺寸（安装）；（3）与刀具的联系尺寸；（4）配合尺寸、种类、精度；（5）各关键元件装配后的位置尺寸及公差。上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差1/3-1/10，最常用的是1/3。机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件（二）技术要求标注（1）定位元件的定位表面间相互位置精度；（2）定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间位置精度；（3）定位表面与导向元件工作面间的位置精度；（4）各导向元件工作面间的位置精度；（5）定位表面、导向工作面与检测基准的位置精度。机床夹具设计典型机床夹具的设计要求一、钻床夹具二、镗床夹具三、铣床夹具上一页下一页退出返回主页四、车床夹具返回本章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页钻床夹具（一）钻模的结构型式固定式钻模回转式钻模翻转式钻模盖板式钻模滑柱式钻模（二）钻模板的型式固定式铰链式分离式（盖板式）悬挂式可调式（三）定位和定向一般不设定位定向装置，只设固定位置机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页镗床夹具（一）镗床导向支架的布置形式（1）单面前导向：D60mmL/D1通孔（2）单面后导向：D60mm盲孔LD、LD两种情况（3）单面双导向（4）双面单导向L1.5D或同轴多个短孔机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页镗床夹具（二）设计注意事项（1）若先调刀后入镗模——注意引刀问题（镗套）若多刀加工同轴多孔——注意引刀问题（毛孔）（2）镗模导向支架上不允许安装夹紧元件及其机构,防止导向支架受力变形，影响加工孔的精度和孔系位置精度。机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页铣床夹具（一)铣床夹具的类型根据进给方式，铣床夹具分为直线进给式、圆周进给式和仿行进给式三类。直线进给式：又有单工件、多工件之分，或单工位、多工位之分。多用于中、小批量生产。圆周进给式：工作台同时安装多套相同的夹具，或多套粗、精两种夹具。生产率较高，一般用于大批量生产。仿行进给式：按进给方式又可分为直线进给仿行和圆周进给仿行铣床夹具。圆周进给仿行铣夹具机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页铣床夹具（二）注意事项（1）断续切削，夹紧力大——受力元件强度、刚度比较大；（2）设置对刀装置、定向键；（3）固定——U形口——T形口。机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一章车床夹具外圆定位的卡盘、卡头；内孔定位的各类心轴；中心孔定位的各类顶尖、拨盘。这些夹具比较简单，有些已经标准化、通用化。对非回转体工件：（1）定心方式要与选用机床主轴端部结构相等；（2）夹紧力必需考虑充分，夹紧力有可靠自锁；（3）外形尽量呈圆柱形，重心靠近主轴；（4）注意动平衡（可设置配重）调整；（5）注意安全措施，不得有尖角和突出夹具体转盘外径的部分。机床夹具设计返回主页