專用夾具的設(shè)計方法

1、專用夾具的設(shè)計方法一、專用夾具的設(shè)計步驟(1) . 研究原始資料明確任務(wù)書中的設(shè)計要求，收集下列資料：1) 工件圖、 毛坯圖和工藝規(guī)程等技術(shù)文件。了解該工序的加工技術(shù)要求，定位和夾緊方案，毛坯情況，加工時使用的機床、刀具、加工和切削用量等2) 了解生產(chǎn)批量和對夾具的需用情況，以確定所采用夾具結(jié)構(gòu)的合理性和經(jīng)濟性。3) 了解機床的主要技術(shù)參數(shù)、規(guī)格、安裝夾具的有關(guān)連接部分的尺寸等。4) 了解刀具的主要結(jié)構(gòu)尺寸、制造精度、主要技術(shù)條件等。5) 收集有關(guān)夾具零部件標準(國標、部標、企標、廠標)，典型夾具結(jié)構(gòu)、夾具設(shè)計資料等。6) 了解本公司制造夾具能力和經(jīng)驗，了解用戶有無壓縮空氣站等。7) 3D 圖

2、形的轉(zhuǎn)換。(2) 確定夾具的結(jié)構(gòu)1 定位要則1) 選擇合理的定位基準 定位基準必須與工藝基準重合，并盡量與設(shè)計基準重合，以減小定位誤差，獲得最大加工允差，降低夾具制造精度。當定位基準和工藝基準或設(shè)計基準不重合時，需進行必要的加工尺寸及其允差的換算。 應(yīng)選擇工件上最大的平面，最長的圓柱面或圓柱軸線為定位基準，以提高定位精度，并使定位穩(wěn)定、可靠。 在選擇定位元件時，要防止出現(xiàn)過定位現(xiàn)象。 在工件各加工工序中，力求采用同一基準，以必免因基準更換而降低工件各表面相互位置的準確度。 當鑄、鍛件以毛坯面作為第一道工序的基準時，應(yīng)選用比較光整表面作基準面，避開澆冒口或分型面等凸起不平整的部位。2) 限制工件

3、的自由度 工件在夾具上進行定位時，為保證加工面位置尺寸或位置精度，以及承受切削力和夾緊力等的需要，必須限制住工件的六個自由度。 如果工件以已加工過的光滑平面定位，必要時可以用六個以上的點定位，但各定位面上支承點的表面必須在同一平面上，或其中的幾個支承點采用輔助支承。3) 對定位元件的要求工件定位基準與定位元件接觸或配合后，能限制住必須由其限制的工件的自由。由其產(chǎn)生的定位誤差最小。定位表面應(yīng)具有較高的尺寸精度、配合精度、表面粗糙度和硬度。定位元件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，便于裝卸工件。具有足夠的強度和剛度。不能有產(chǎn)生過定位的可能性。對尺寸大的定位元表面，從結(jié)構(gòu)上采取措施，在不影響定位精度的前提下，盡量減少

4、與定位表面的接觸面積。方便清除定位表面的切屑。4) 定位精度a 對夾具要作必要的定位誤差分析和計算，定位誤差必須滿足工件的加工精度要求。b 必須考慮提高夾具在機床上的定位精度： 提高定位元件的定位表面與機床配合處的位置精度。 減小與機床聯(lián)接處的配合間隙。 可采用夾具在機床上安裝時找正夾具上設(shè)置的校準基面，或當夾具安裝在機床上后加工定位表面的方法，使夾具在機床上獲得高精度定位。c 必須確保刀具在夾具上的導(dǎo)向精度，如： 導(dǎo)套中心到定位元件的定位表面的位置精度。 刀具與導(dǎo)套的間隙 導(dǎo)套底面到工件頂面間的距離。d 必須確保對刀元件表面到工件被加工面間的尺寸精度。e 出現(xiàn)過定位時，應(yīng)取消產(chǎn)生過定位的定位

5、元件，或增加過定位元件與定基準間的間隙，以提高定位精度。f 工件被加工平面或中心至定位元件的位置精度和尺寸精度，在未注明特殊要求的情況下，一般取工件精度要求的1/3 。g 鉆模板鉆套孔中心距的公差在工件未注明公差要求的情況下，取工件孔中心距自由公差的1/3h 當工件未注明定位面間的位置精度要求時，夾具定位面間的位置精度一般取0.01/100 mm。5） 夾具總圖上需要標注的有關(guān)定位方面的尺寸及公差定位元件規(guī)定表面（或線）到對刀塊表面的位置尺寸及公差。 定位元件規(guī)定表面（或線）到導(dǎo)向元件中心線的位置尺寸及公差 導(dǎo)向元件間的位置尺寸及公差 定位元件間的位置尺寸及公差。 定位元件與定位基準配合處的尺

6、寸及公差。 夾具與機床配合處的尺寸及公差。2 夾緊要則1） 確保工件在加工時的正確位置不變的原則a 在夾緊過程中，不至于因工件的重力的影響而破壞正確定位確定定位方案及設(shè)置定位支承時，應(yīng)盡量合工件重心位于支承范圍內(nèi) 當工件重心位置不在支承范圍內(nèi)時，夾緊力應(yīng)垂直主基準并處在支承范圍內(nèi)，同時在適應(yīng)設(shè)置初定位件。 當受條件限制，主夾緊力不能垂直主基準時，可采用預(yù)夾緊力、輔助支承起作用，待主夾緊后可將預(yù)夾緊力撤出b 在夾緊過程中，夾緊力不應(yīng)使已經(jīng)獲得正確定位的工件脫離正確位置 避免夾緊力與支承反力構(gòu)成力偶。有可能使工作發(fā)生轉(zhuǎn)動。 主夾緊力最好壓向主基準。 當夾緊力處于支承范圍之外，若兩個以上的平行夾緊力

7、對稱分布支承兩側(cè)，此時可采用浮動夾緊機構(gòu)，使各夾緊力同時作用于工件上。 c 在夾緊過程中，應(yīng)使工件不產(chǎn)生超出表面形狀精度允許范圍的變形 對于剛性較差的工件時，應(yīng)盡可能減少或避免由夾緊力而產(chǎn)生彎曲變形。 夾緊力應(yīng)力求通過或靠近定位基準與定位支承的接觸面 設(shè)置輔助支承。 避免在斜面上施加夾緊力。 避免夾緊力過大產(chǎn)生變形，可采用多向夾緊的方法。d 在切削過程中，應(yīng)避免工作產(chǎn)生不允許的振動 謹慎對待剛性差的工件，盡量減少切削力產(chǎn)生的振動。 夾緊力要盡可能靠近工件被加工表面，以減少工件的懸壁長度。 當主夾緊力無法靠近工件被加工表面，加設(shè)輔助支承，2 ） 對夾緊機構(gòu)的要求a 夾緊過中不得改變工件定位時所確

8、定的位置。盡量采用具有自動定位和夾緊作用的夾緊元件，如形塊b 夾緊力應(yīng)保證夾具在整個加工過程中工件位置不變且不產(chǎn)生振動主切削力應(yīng)作用在剛性支承基面上，不得作用在夾緊元件上。c 因夾緊力而產(chǎn)生的工件表面壓傷和變形應(yīng)在允許的范圍內(nèi) 增大夾緊接觸面積和支承面積。 夾緊力應(yīng)作用在主要（較大）基面上或工作剛性最大處。 必要時在壓板上鑲銅或尼龍，以免損傷工件表面。d 對夾緊元件的要求 工件在加工過程中，夾緊力能克服切削力，不會使工件偏移正確定位的位置。 偏心輪、凸輪或斜楔在夾緊工件后，在加工過程中能保持自鎖。 壓向工件毛坯側(cè)面的夾緊元件端部應(yīng)具有與垂直平面呈 7o左右的斜度（拔模角度）3 結(jié)構(gòu)設(shè)計要則夾具

9、結(jié)構(gòu)應(yīng)符合合理、可靠、高效、經(jīng)濟和安全的原則1） 夾具結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系a 大批量生產(chǎn)中，應(yīng)采用高效、省力的專用夾具結(jié)構(gòu) 采用各用動力源來提高自動化程度 多工件夾緊和聯(lián)動機構(gòu)，減少輔助時間 多工位機輔時間重合b 中小批量生產(chǎn)中，要盡量采用通用夾具、可調(diào)整夾具、成組夾具和組合夾具，配置或更換適設(shè)計專用夾具時，力求結(jié)構(gòu)簡單。當?shù)膶Ｓ昧慵?，適應(yīng)多品種產(chǎn)品。2) 夾具的標準化程度為了縮短高設(shè)計周期，專用夾具設(shè)計時應(yīng)盡量采用通用部件和標準元件，減少非標件，提高標準化程度。3) 夾具的剛度和強度夾具的零件和部件既要輕，又要有足夠的剛度和強度，尤其是夾具體更應(yīng)有足夠的剛性以保證工件的加工精度。由于夾具體結(jié)

10、構(gòu)形狀復(fù)雜，從工藝性和剛度考慮，對尺寸較大的夾具應(yīng)盡量采用鑄鐵件或是焊接件。4) 夾具的穩(wěn)定性 夾具定位底面的尺寸應(yīng)適當大于夾具的高度 夾具體應(yīng)具有適當寬度的邊緣底面或支承底腳。 固定夾具的安裝螺釘和定向鍵距離要遠5) 夾具與機床的位置關(guān)系 夾具在機床上的安裝位置和聯(lián)接要正確可靠 必要時在夾具體上設(shè)置校準夾具位置的基準面或是基準圓。 夾具輪廓尺寸要與機床允許的范圍相適應(yīng)。長、寬、高及移動范圍 回轉(zhuǎn)夾具在工作臺回轉(zhuǎn)時不應(yīng)與機床發(fā)生干涉。6) 夾具與刀具的位置關(guān)系夾具與刀桿或刀具在安裝和加工過程中不應(yīng)發(fā)生干涉夾具安裝于機床后，應(yīng)能使刀具裝卸方便。7) 夾具操作和使用上的要求 裝卸工件方便 操作手柄

11、盡量設(shè)置在夾具的前面和右面。 清除切屑容易，并盡量將出屑口設(shè)置在夾具的前面或兩側(cè)。 避免夾具積存冷卻液，也不要使冷卻液流在機床外面。 夾具在機床上安裝要簡易。 重量超過 15公斤的夾具應(yīng)在夾具體的適當位置設(shè)置吊耳或起重孔。 使用輕便。 沒有可能失落的可卸小零件。需更換的專用件應(yīng)便于識別、裝配及保存。8) 對安全和可靠性的要求 翻轉(zhuǎn)夾具或回轉(zhuǎn)盤要在夾具的適當位置設(shè)置可以調(diào)整的平衡塊。 翻轉(zhuǎn)夾具上的零件要防止在工作過程中松脫并加防護裝置。 工件在加工過程中不至于松脫。 以毛坯面定位或夾緊時，定位元件與夾緊元件和工件接觸的表面應(yīng)開槽或制成齒紋。 摩擦副和傳動副要考慮適當?shù)臐櫥?) 夾具零件結(jié)構(gòu)的工

12、藝性 保證夾具零件在加工和裝配時便于加工(配作，合鉆鉸)、測量和調(diào)整。 便于維修，便于拆卸。 安裝時的搬手空間，油缸的管接頭位置二 繪制夾具1. 總裝配圖1) 夾具總圖應(yīng)按國家制圖標準繪制。裝配圖形應(yīng)采用1 ： 1 比例，以具有良好的直觀性。關(guān)鍵部位采用放大比例繪制。打印要求是，盡量用1 ： 1 比例打印。當裝配圖過大時采用放大圖框，縮小打印的方式。裝配圖過小時反之。主要是方便別人讀圖。2) 主視圖最好選取面對操作者的工作位置，主要是能表達工件和夾具的輪廓、結(jié)構(gòu)和功能。3) 用雙點劃線畫出工件的主要 輪廓，并應(yīng)精準繪出主要表面的位置。主要表面是指： 定位基準面； 夾緊表面； 被加工表面。4)

13、工件視為假想的透明體，因此它不會遮擋夾具元件的繪制。5) 裝配圖上的視圖配置和選擇，應(yīng)能完整 地表達出整個夾具的各部分結(jié)構(gòu)。(應(yīng)配置必要的局剖和向視圖)6) 在夾具體的明顯處安裝標牌，顯示夾具編號等信息。7) 標注夾具總裝配圖上的各部分尺寸和技術(shù)條。8) 標注零件編號及編制零件明細。2. 夾具總裝配圖上應(yīng)標注的尺寸與公差配合夾具總裝配上應(yīng)標注的尺寸，隨夾具的不同而不同。一般情況下，在夾具總圖上應(yīng)標注下列五種最基本的尺寸：1) 夾具外形輪廓尺寸一般是指夾具的最大外形輪廓尺寸。當夾具結(jié)構(gòu)中有可動部分時，還應(yīng)包括可動部分處于極限位置時的空間所占尺寸。例如，夾具上有超出夾具體外的旋轉(zhuǎn)部分時，應(yīng)注出最大旋轉(zhuǎn)半徑；有升降部分時，應(yīng)出最高最低位置；以表明夾具的輪廓大小和運動范圍，便于檢查夾具與機床、刀具的相對位置有無干涉現(xiàn)象和在機床上安裝的可能性。2) 工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸這種尺寸通常是指工件定位基準與定位元件間的配合尺寸。例如定位基準孔與定位銷(或心軸)間的配合尺寸。不僅要標出基本尺寸，還要標注等級和配合種類。3) 夾具與刀具的聯(lián)系尺寸這種尺寸是用來確定夾具上對刀引導(dǎo)元件的位置。例如， 對刀元件與定位元件間的位置尺寸；引導(dǎo)元件與定位元件間的位置尺寸(一般只需出一個鉆套與定位元件間的位置尺寸即可)，以及鉆套與刀具導(dǎo)向部分的配合尺寸4) 夾具與機床