其他夾具及專用夾具設(shè)計(jì)方法課件

1、第5章 其他夾具及專用夾具設(shè)計(jì)方法5.1 電火花加工常用的夾具5.1.1 電加工常用夾具的特點(diǎn) 電加工時(shí)，由于電火花加工作用于被加工工件上的力小，所以，施于工件上的夾緊力也比較小。同時(shí)，由于在成型電加工中，被加工工件將定位、并以?shī)A緊元件或以工件本身重力安放于工作臺(tái)上。工作臺(tái)只在粗加工時(shí)，作 x，y移動(dòng)，以調(diào)整被加工工件與成型工具電極的相對(duì)位置。1 1）成型電加工用成型工具電極，需進(jìn)行專門設(shè)計(jì)與制造。其加工尺寸、形狀、位置精度要求達(dá)到零件成型件設(shè)計(jì)要求，或比其要求高。 2）成型工具電極的制造，一般需裝夾在專用夾具上進(jìn)行；當(dāng)制造完成成型工具電極后，連同專用夾具一起裝夾于電加工機(jī)床主軸上，則可進(jìn)行成

2、型電火花加工。 制造成型工具電極用的專用夾具，與進(jìn)行成型電加工時(shí)用的裝夾電極的專用夾具，應(yīng)視為同1個(gè)專用夾具，是同一個(gè)定位基準(zhǔn)。2 3）為改善成型電加工過(guò)程中，成型電極與被加工面間的間隙狀態(tài)，減少其間兩次放電和沖去其間的蝕除物，以提高加工效率與表面粗糙度。裝夾工具電極的夾具往往設(shè)計(jì)成可進(jìn)行二維、三維“平動(dòng)”結(jié)構(gòu)形式的夾具。 4）被加工工件在電加工時(shí)，也需符合六點(diǎn)定位原理，以保證被加工面的尺寸、形狀與位置精度。這時(shí)六個(gè)自由度均需被限制；3（2）數(shù)控電火花線切割常用夾具 電火花線切割的工具電極為0.10-0.18mm的金屬絲。被加工工件定位、安裝于夾具上；夾具定位、安裝于進(jìn)行數(shù)字化控制（NC，CN

3、C）作x，y方向運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上。起動(dòng)脈沖電源與數(shù)字化控制系統(tǒng)，則在工具電極（金屬絲）與工件間的放電間隙中，產(chǎn)生脈沖放電，并沿?cái)?shù)控程序規(guī)定的路線連續(xù)放電切割工件坯料，直到切割完成由2維型面所圍成的沖模成型件（即凹模）。5 表5.1 成型電加工常用工具電極67810121415 電火花線切割用夾具具有以下要求與特點(diǎn)： 1）必須保證在切割直壁工件時(shí)，其工具電極（金屬絲）與工作臺(tái)面的垂直精度。 2）必須保證在夾具的定位基準(zhǔn)面與x，y運(yùn)動(dòng)方向（全程內(nèi)）的平行與垂直精度。 3）當(dāng)放電切割斜面時(shí)，被切割工件主要定位基準(zhǔn)面（即凹模刃口所在平面）必須與工具電極線架的擺動(dòng)圓心O點(diǎn)在同一高度上。即O點(diǎn)需在刃口所在的

4、平面上，則圓心O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，必是數(shù)控程序所規(guī)定的切割線路。16 表5.2 電火花線切割常用夾具的基本結(jié)構(gòu)1718205.2 可調(diào)夾具5.2.1 可調(diào)夾具 可調(diào)夾具包括通用可調(diào)夾具和成組夾具。采用這類夾具可以大大減少夾具數(shù)量，節(jié)省設(shè)計(jì)與制造夾具的費(fèi)用，減少金屬消耗，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，是實(shí)現(xiàn)機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的有效途徑。 這類夾具只要更換或調(diào)整個(gè)別定位、夾緊、導(dǎo)向元件，就可以用于多種零件的加工，所以它不僅適合多品種、小批量生產(chǎn)的需要，而且也適合在少品種、較大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。21 圖5.1 鉆軸類零件徑向孔的通用可調(diào)夾具235.2.2 成組夾具 圖5.2 按零件相似性分組24

5、 表5.3 組合夾具可達(dá)到的加工精度26275.3.2 組合夾具系列 按照所依據(jù)的基面形狀，組合夾具分槽系和孔系兩大類。我國(guó)采用槽系組合夾具，它又分大型、中型、小型三種系列，形成了一套完整的組合夾具體系，以用于不同企業(yè)對(duì)不同零件的加工。中型系列組合夾具元件用得最多，在我國(guó)已有比較成熟的使用經(jīng)驗(yàn)。5.3.3 組合夾具的元件 組合夾具的元件按其使用性能可分成八大類：28 表5.4 基礎(chǔ)件圖形及尺寸30313233 表5.5 支承件圖形及尺寸34353637383940 表5.6 定位件圖形及尺寸4142434445 表5.7 導(dǎo)向件的圖形及尺寸464748 表5.8 夾緊件的圖形及尺寸495051

6、52 圖5.4 緊固件53 圖5.5 其他件54 圖5.6 合件的結(jié)構(gòu)555.3.4 組合夾具的組裝 圖5.7 雙臂曲柄工件鉆孔工序簡(jiǎn)圖56（1）確定組裝方案 圖5.8 雙臂曲柄工件鉆孔夾具的組裝57（2）連接、調(diào)整和緊固各元件（3）檢驗(yàn)5.4 數(shù)控機(jī)床夾具 高效自動(dòng)化機(jī)床數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)是加工設(shè)備適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的重大進(jìn)展。由于數(shù)控機(jī)床在工件一次裝夾中能加工工件上4，5個(gè)方向的表面，可實(shí)現(xiàn)工序高度集中，并常采用基準(zhǔn)統(tǒng)一的裝夾方式，加工對(duì)象又要經(jīng)常變換，專用夾具無(wú)法適應(yīng)這種要求。數(shù)控機(jī)床夾具因此得到了發(fā)展，數(shù)控機(jī)床按編制的程序完成工件的加工。58 圖5.9 數(shù)控機(jī)床夾具構(gòu)成簡(jiǎn)圖59 圖5.

7、10 數(shù)控機(jī)床夾具605.5 分度裝置與夾具體的設(shè)計(jì)5.5.1 分度裝置設(shè)計(jì) 采用夾具裝夾加工中，一次裝夾工件后需要加工在圓周上（或直線上）均布的一組表面時(shí)。每當(dāng)加工完一個(gè)表面后，夾具的可動(dòng)部分連同工件一起轉(zhuǎn)過(guò)某等分角度（或移動(dòng)某等分距離），進(jìn)入下一工位加工第二個(gè)表面，如此旋轉(zhuǎn)一周（或移動(dòng)全長(zhǎng)）即可加工出沿圓周（或直線）均布的等分表面來(lái)。這種動(dòng)作稱為分度，實(shí)現(xiàn)分度運(yùn)動(dòng)的裝置稱為分度裝置。61（1）圓分度裝置結(jié)構(gòu)形式的選擇 圖5.11 所示的鉆沿圓周均布的等分孔的鉆床夾具就是采用了分度裝置實(shí)現(xiàn)等分表面的加工。由圖中可見(jiàn)，分度裝置的主要組成部分是分度板和對(duì)定器（圖5.11中的3和9）。分度板作等角

8、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)定器插入分度板齒槽中對(duì)定，以保證確定的等角位置，這就實(shí)現(xiàn)了分度運(yùn)動(dòng)。分度板和對(duì)定器是分度裝置中必不可少的組成部分，它們決定了分度裝置的結(jié)構(gòu)形式。62 圖5.11 分度鉆床夾具63 圖5.12 分度裝置的結(jié)構(gòu)形式64（2）分度裝置的鎖緊機(jī)構(gòu)5.5.2 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具總體設(shè)計(jì)中最后完成的主要元件是夾具體，夾具體是夾具的骨架和基礎(chǔ)。組成夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置都要安裝在夾具體上。在加工過(guò)程中，它還要承受切削力、夾緊力、慣性力及由此產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊，所以，夾具體是夾具中 1個(gè)設(shè)計(jì)、制造勞動(dòng)量大，耗費(fèi)材料多，加工要求高的零部件。（1）夾具體設(shè)計(jì)的基本要求65 圖5.13 夾具體基面結(jié)構(gòu)

9、66 圖5.14 容屑空間67 圖5.15 各種排屑方法68（2）夾具體毛坯的制造方法5.6 專用夾具的設(shè)計(jì)方法 本節(jié)以專用夾具為典型，在以上內(nèi)容討論的基礎(chǔ)上，進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)總體的設(shè)計(jì)。重點(diǎn)分析討論夾具結(jié)構(gòu)方案的確定；夾具總圖上尺寸、公差與配合和技術(shù)條件的標(biāo)注及夾具結(jié)構(gòu)工藝性等問(wèn)題。5.6.1 專用夾具的設(shè)計(jì)方法和步驟（1）夾具的生產(chǎn)過(guò)程和基本要求69（2）夾具設(shè)計(jì)的步驟5.6.2 夾具總圖上尺寸、公差與配合和技術(shù)條件的標(biāo)注（1）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的五類尺寸 1）夾具外形輪廓尺寸 夾具外形輪廓尺寸指夾具在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向上的外形最大極限尺寸。若有可動(dòng)部分，則是指運(yùn)動(dòng)件在空間可達(dá)到的極限尺寸。標(biāo)注

10、此類尺寸的作用在于避免夾具與機(jī)床或刀具發(fā)生干涉。70 圖5.16 鉆軸套工件6H9孔夾具71（2）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的4類技術(shù)條件 圖5.17 四類技術(shù)條件的相互位置關(guān)系725.7 專用夾具設(shè)計(jì)實(shí)例 圖5.18 加工連桿螺釘孔的工序簡(jiǎn)圖735.7.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集原始資料（1）收集原始資料（2）明確設(shè)計(jì)任務(wù)5.7.2 確定夾具結(jié)構(gòu)方案（1）確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件（2）確定刀具的導(dǎo)向方案（3）確定工件的夾緊方案（4）確定其他元件結(jié)構(gòu)5.7.3 繪制夾具總圖74思考題與習(xí)題5.1 說(shuō)明電加工常用夾具的特點(diǎn)。5.2 說(shuō)明成型電加工常用工具電極有哪些種類？特點(diǎn)如何？適用什么場(chǎng)合？5.3 說(shuō)明電火花線切割用夾具的要求與特點(diǎn)。5.4 說(shuō)明電火花線切割常用夾具的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及適用范圍。5.5 什么是成組夾具？它有何特點(diǎn)？755.6 說(shuō)明組合夾具特點(diǎn)。5.7 說(shuō)明組合夾具可達(dá)到的加工精度。5.8