機(jī)床夾具設(shè)計-第七章

1、機(jī)床夾具設(shè)計 第七章第七章機(jī)機(jī)床床夾具的的設(shè)計方方法及步步驟專用夾具設(shè)計計的基本本要求夾具設(shè)計計的復(fù)雜雜程度和和生產(chǎn)效效率必須須與其生生產(chǎn)規(guī)模模相適應(yīng)應(yīng)，才有有較高的的經(jīng)濟(jì)效效益。（1）能夠保證證工件的的加工精精度要求求。（2）能能夠提高高機(jī)械加加工的生生產(chǎn)效率率。（3）能能夠降低低工件的的生產(chǎn)成成本。（4）夾夾具的操操作要方方便、安安全。（5）盡盡可能提提高夾具具元件的的通用化化和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化程度度。（6）具具有良好好的結(jié)構(gòu)構(gòu)工藝性性，以便便于夾具具的制造造、使用用和維修修。夾具設(shè)計計的步驟驟（3）分分析計算算；（1）設(shè)設(shè)計的準(zhǔn)準(zhǔn)備；（2）方方案設(shè)計計；（4）審審核；（5）總總體設(shè)計計；（6）零

2、零件設(shè)計計。7-1機(jī)機(jī)床床夾具設(shè)計計的一般般步驟一、研究究原始資資料、分分析設(shè)計計任務(wù)(一)生產(chǎn)綱領(lǐng)領(lǐng)：大批大量量生產(chǎn)一一般采用用自動化化程度高高的氣動動夾具，單件小小批生產(chǎn)產(chǎn)宜采用用手動夾夾具、通通用夾具具和組合合夾具(二)零件圖及及工序圖圖：零件圖給給出了工工件在尺尺寸、位位置等方方面的精精度要求求。工序序圖給出出了工序序尺寸、工序基基準(zhǔn)、已已加工表表面、待待加工表表面、工工序精度度要求等等，是設(shè)設(shè)計夾具的依據(jù)。(三)零件工藝藝規(guī)程：了解該工工序所使使用的機(jī)機(jī)床、刀刀具、加加工余量量、切削削用量、工步安安排、工工時定額額、同時時安裝的的工件數(shù)數(shù)目等等等。(四)夾具結(jié)構(gòu)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)：收集有有關(guān)

3、夾具具零、部部件標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、典型型夾具結(jié)結(jié)構(gòu)圖冊冊。了解解本廠制制造、使使用夾具具的情況況。1）根據(jù)工工件定位位原理，確定工工件的定定位方式式、選擇擇定位元元件；2）確定工工件的夾夾緊方式式，設(shè)計計適宜的的夾緊裝裝置；3）確定刀刀具的對對準(zhǔn)及引引導(dǎo)方式式，選取取刀具的的對準(zhǔn)及及引導(dǎo)元元件；4）確定其其它元件件或裝置置的結(jié)構(gòu)構(gòu)型式，如定向向元件、分度裝裝置等；5）統(tǒng)籌各各元件、裝置的的布置，確定夾夾具體結(jié)結(jié)構(gòu)尺寸寸和總體體結(jié)構(gòu)；二、確定定夾具的的結(jié)構(gòu)方方案總圖的主主視圖應(yīng)應(yīng)取操作作者實際際工作的的位置，以便于于夾具裝裝配及使使用時參參考。被加工工工件在夾夾具中被被看作為為“透明明體”，所畫的的工件輪

4、輪廓線與與夾具上上的任何何線彼此此獨(dú)立，不相干干涉，其其外廓以以黑色雙雙點劃線線表示。比例一一般取1：1繪制總圖圖的順序序是先用雙點劃劃線繪出出工件輪輪廓外形形和主要表表面的幾幾個視圖圖，并用網(wǎng)紋紋線表示示出加工工余量。圍繞工件件的幾個個視圖依依次繪出出定位元元件、夾夾緊機(jī)構(gòu)構(gòu)、對刀刀元件及及夾具定定位元件件以及其其它元件件、裝置置，最后后繪出夾夾具體及及連接元元件，把夾具具的各組組成元件件和裝置置連成一一體。夾具總圖圖上，還還應(yīng)畫出出夾具零零件明細(xì)細(xì)表和標(biāo)標(biāo)題欄，寫明夾夾具名稱稱及零件件明細(xì)表表上所規(guī)規(guī)定的內(nèi)內(nèi)容。三、繪制制夾具總總圖總圖繪制制的步驟驟（1）用用雙點劃劃線繪出出工件輪輪廓線；

5、（2）繪繪制定位位元件的的詳細(xì)結(jié)結(jié)構(gòu)；（3）繪繪制對刀刀導(dǎo)向元元件；（4）繪繪制夾緊緊裝置；（5）繪繪制其它它元件或或裝置；（6）繪繪制夾具具體。（7）標(biāo)標(biāo)注視圖圖符號、尺寸、技術(shù)要要求，編編制明細(xì)細(xì)表。四、確定定并標(biāo)法法有關(guān)尺尺寸、配配合和技技術(shù)條件件（一）應(yīng)應(yīng)標(biāo)注的的尺寸1.工件與定定位元件件的聯(lián)系系尺寸。常指工件件以孔在在心軸或或定位銷銷上（或或工件以以外圓在在內(nèi)孔中中）定位位時，工工件定位位表面與與夾具上上定位元元件間的的配合尺尺寸及公公差等級級。2.夾具與刀刀具的聯(lián)聯(lián)系尺寸寸。用于確定定夾具上上對刀元元件、引引導(dǎo)元件件與定位位元件之之間的聯(lián)聯(lián)系尺寸寸。3.夾具與機(jī)機(jī)床的聯(lián)聯(lián)系尺寸寸。

6、用于確定定夾具在在機(jī)床上上正確的的尺寸。如車床床夾具與與主軸端端部的連連接尺寸寸，如銑銑床夾具具中定向向鍵與工工作臺T型槽的配配合尺寸寸。4.夾具內(nèi)部部的配合合尺寸。5.夾具的外外廓尺寸寸。一般指夾夾具最大大外輪廓廓尺寸。若夾具具上有可可動部分分，應(yīng)包包括可動動部分處處于極限限位置所所占的空空間尺寸寸。尺寸公差差：定位元件件之間，對刀、引導(dǎo)元元件之間間的尺寸寸公差取取工件公公差的1/3到1/5，其他尺尺寸按一一般公差差與配合合原則選選擇。(二)應(yīng)標(biāo)注的的技術(shù)條條件I.定位元件件之間或或定位元元件與夾夾具體底底面間的的位置要要求，其其作用是是保證加加工面與與定位基基面間的的位置精精度。2.定位元

7、件件與連接接元件間間（或找找正基面面）的位位置要求求。3.對刀元件件與連接接元件間間（或找找正基面面）的位位置要求求。4.定位元件件與導(dǎo)引引元件的的位置要要求。（上述要要求一般般按工件件相應(yīng)公公差的1/21/5選?。A具設(shè)計計完成后后得到夾夾具總圖圖。夾具具中的非非標(biāo)準(zhǔn)零零件都必必須繪制制零件圖圖，而標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)零件件必須注注明型號號及標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)號。在在確定這這些零件件的尺寸寸、公差差和技術(shù)術(shù)要求時時，應(yīng)保保證其滿滿足夾具具總圖的的要求。在夾具設(shè)設(shè)計完成成后，夾夾具設(shè)計計人員還還應(yīng)關(guān)注注夾具的的制造和和裝配過過程，并并了解使使用情況況，以利利于及時時發(fā)現(xiàn)問問題并對對原設(shè)計計作進(jìn)一一步修改改完善，使之達(dá)達(dá)

8、到設(shè)計計要求。五、繪制制夾具零零件圖連桿銑兩兩面8槽工序夾夾具設(shè)計計槽的加工工要求3.20+0.445300.2（未注）7-2機(jī)床夾具具設(shè)計舉舉例(一)工件的加加工工藝藝分析中批生產(chǎn)產(chǎn)7.2.1夾具設(shè)計計例1(二)確定夾具具的結(jié)構(gòu)構(gòu)方案1.確定定位位方案，設(shè)計定定位元件件2.夾緊方案案選擇及及夾緊機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計計在批量較較小時，夾緊機(jī)機(jī)構(gòu)采用用螺釘壓壓板較為為合適；生產(chǎn)批批量較大大時，可可采用手手動聯(lián)動動夾緊機(jī)機(jī)構(gòu)或液液動、氣氣動夾緊緊機(jī)構(gòu)。夾緊有兩兩個方案案：一是是壓在大大端上，需用兩兩個壓板板；另一一是壓在在桿身上上，則只只需用個壓板。前者的缺缺點是夾夾緊兩次次，后者者的缺點點是夾緊緊點離加加

9、工面較較遠(yuǎn)，而而且壓在在桿身中中部可能能引起工工件變形形?？紤]慮到銑削削力較大大，確定定采用第第一方案案但如如桿身截截面較大大，加工工的槽也也不深時時，后一一種方案案也是可可以采用用的。3.夾具對刀刀定位方方案的確確定 除了考慮慮工件在在夾具上上的定位位之外，還要考考慮夾具具如何在在機(jī)床上上定位，以及刀刀具相對對夾具的的位置如如何確定定。對刀塊及及定位鍵鍵 塞尺對刀塊塞尺S=3Hh圖示為一一鑄鐵撥撥叉零件件，重2公斤，中中批生產(chǎn)產(chǎn)，需要要設(shè)計在在搖臀鉆鉆床上加加工12H7和25H7兩孔的鉆鉆床夾具具。7.2.2夾具設(shè)計計例二：(一)工件的加加工工藝藝分析依靠所設(shè)設(shè)計的夾夾具來保保證加工工表面的

10、的下列位位置精度度：1待加工工孔25H7和已加工工孔10H8的距離尺尺寸為1000.5mm；2兩待加加工孔的的中心距距為mm(也可用194.750.25mm來表示)；工孔10H8的距離尺尺寸為1000.5mm；3.孔25H7和端面的的垂直度度公差為為100：0.1；4兩待加加工孔軸軸線平行行度公差差為0.16；5.孔的壁厚厚均勻。(二)確定夾具具的結(jié)構(gòu)構(gòu)方案1.確定定位位方案，設(shè)計定定位元件件(圖77)由于工件件臀部鋼鋼性較差差，定位位方式著著重考慮慮兩種可可能方案案。定位方案案1優(yōu)點：工工件安裝裝穩(wěn)定，壁厚均均勻。不足：基基準(zhǔn)不重重合，中中心距難難保證，且鉆模模板不在在同一平平面。定位方案案

11、22.確定夾緊緊方式和和設(shè)計夾夾緊機(jī)構(gòu)構(gòu)由于活動動式v形塊6中彈簧力力的作用用，使工工件沿x方向被壓壓緊在定定位銷4上，此兩兩定位元元件共同同承受鉆鉆削時的的切削扭扭矩，因因此，只只需對工工件施加加向下壓壓的夾緊緊力。3.鉆套、鉆鉆模板設(shè)設(shè)計為進(jìn)行鉆鉆、擴(kuò)、餃加工工、采用用加長的的快換式式鉆套、其孔徑徑尺寸和和公差按按前面所所介紹方方法確定定，結(jié)構(gòu)構(gòu)尺寸可可查閱有有關(guān)夾具具設(shè)計手手冊。(三)繪制總圖圖及確定定主要尺尺寸、公公差和技技術(shù)要求求當(dāng)上述各各種元件件的結(jié)構(gòu)構(gòu)和布置置確定之之后也就就基本上上決定了了夾具體體和夾具具整體結(jié)結(jié)構(gòu)的型型式，如如圖7-8所示，夾夾具形成成框式結(jié)結(jié)構(gòu)，剛剛性較好好

12、。(四)確定夾具具的主要要尺寸、公差和和技術(shù)要要求如圖7-5（c）所示，在該夾夾具總圖圖中需要要標(biāo)注有有關(guān)尺寸寸，公差差及技術(shù)術(shù)要求：1夾具總總圖上應(yīng)應(yīng)標(biāo)尺寸寸，公差差(1)夾具的最最大輪廓廓尺寸：180mmx140mmx70mm(2)定位元件件的定位位面尺寸寸及各定定位元件件間的位位置尺、及570.02mm。(3)對刀元件件的工作作面與定定位元件件定位面面間的位位置尺寸寸為7.850.02mm及80.02mm。(4)夾具定向向槽與夾夾具定向向鍵的配配合為或或(5)夾具體與與定位元元件的配配合為及及2夾具總總圖應(yīng)標(biāo)標(biāo)注的技技術(shù)條件件(1)上定位面面N對夾具體體底面M的平行度度公差為為0.031

13、00。(2)定位元件件及及對對夾具底底面的垂垂直度公公差為0.03mm。7-3機(jī)床夾具具計算機(jī)機(jī)輔助設(shè)設(shè)計簡介介一、概述述傳統(tǒng)的人人工設(shè)計計夾具方方法，具具有如下下一些缺缺點：（1）設(shè)計效效率低，周期長長；（2）一般都都采用經(jīng)經(jīng)驗設(shè)計計，很難難實現(xiàn)必必要的工工程計算算，設(shè)計計精確性性差；（3）所設(shè)計計的夾具具結(jié)構(gòu)典典型化、標(biāo)準(zhǔn)化化程度低低，不僅僅使設(shè)計計本身效效率低，而且也也給制造造帶來困困難，提提高了成成本，從從而影響響了專用用夾具的的經(jīng)濟(jì)效效益。二、機(jī)床床夾具計計算機(jī)輔輔助設(shè)計計的基本本過程夾具計算算機(jī)輔助助設(shè)計系系統(tǒng)的框框圖如圖圖79所示。BY標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)構(gòu)元素，用一定定語言描描述DT典型圖

14、形形庫SB設(shè)備資料料表格DZ標(biāo)準(zhǔn)手冊冊資料MB明細(xì)表ST生產(chǎn)條件件資料7-4夾具體的的設(shè)計一、夾具具體設(shè)計計的基本本要求夾具體一一般是夾夾具的基基礎(chǔ)元件件，安放放組成該該夾具所所需要的的各種元元件、機(jī)機(jī)構(gòu)、裝裝置，并并且還要要考慮便便于裝卸卸工件以以及在機(jī)機(jī)床上的的固定。夾具體設(shè)設(shè)計時應(yīng)應(yīng)滿足以以下基本本要求：(一)有足夠的的強(qiáng)度和和剛度在加工中中，夾具具體要承承受切削削力、夾夾緊力、慣性力力，以及及切削過過程中產(chǎn)產(chǎn)生的沖沖擊和振振動，所所以夾具具體應(yīng)有有足夠的的剛度和和強(qiáng)度。（二）減減輕重量量、便于于操作在保證一一定強(qiáng)度度和剛度度的情況況下，盡盡可能使使體積小小、重量量輕。（三）安安放穩(wěn)定定

15、、可靠靠夾具體在在機(jī)床上上的安放放應(yīng)穩(wěn)定定，對于于固定在在機(jī)床上上的夾具具應(yīng)使其其重心盡盡量低，對于不不固定在在機(jī)床上上的夾具具，則其其重心和和切削力力作用點點，應(yīng)落落在夾具具體在機(jī)機(jī)床上的的支承面面范圍內(nèi)內(nèi)。夾具具越高，支承面面積應(yīng)越越大。對于較大大的夾具具體應(yīng)采采用周邊邊接觸(圖7-10a)、兩端接接觸(圖7-10b)或四腳接接觸(圖7-10c)等方式。（四）結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊湊、工藝藝性好夾具體結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡盡量緊湊湊，工藝藝性好，便于制制造、裝裝配。夾夾具體上上最重要表表面有三三組：夾夾具體在在機(jī)床上上定位部部分的表表面；安安放定位位元件的的表面；安放對對刀和導(dǎo)導(dǎo)向裝置置或元件件的表面面等。夾夾具

16、體上上安裝各各元件的的表面，一般要要設(shè)計3-5mm臺階，以以減少加加工面積積。(五)尺寸穩(wěn)定定、有一一定的精精度夾具體制制造后應(yīng)應(yīng)避免發(fā)發(fā)生日久久變形。為此對對于鑄造造夾具體體，要進(jìn)行行時效處處理，對于焊接接夾具體體，要進(jìn)進(jìn)行退火火處理。鑄造夾夾具體其其壁厚過過渡要和和緩、均均勻，以以免產(chǎn)生生過大的的鑄造殘殘余應(yīng)力力。(六)排屑方便便1.增加容納納切屑的的空間，使落在在定位元元件上的的少量切切屑，排排向容屑屑空間。圖7-11（a）是在夾夾具體上上增設(shè)容容屑溝；圖(b)是通過增增大定位位元件工工作表面面與夾具具體之間間的距離離形成容容屑空間間。2.采用可自自動排屑結(jié)構(gòu)圖7-12（a）是在鉆鉆床夾

17、具具體上開開出排屑屑用的斜斜弧面，使鉆屑屑沿斜弧弧面排出出；圖（b)是在銑床床夾具體體上設(shè)計計的排屑屑腔，切切屑沿斜斜角的斜面排排出（一一般=1015）（七）應(yīng)應(yīng)吊裝方方便、使使用安全全夾具體的的設(shè)計應(yīng)應(yīng)使夾具具吊裝方方便、使使用安全全。在加加工中要要翻轉(zhuǎn)或或移動的的夾具，通常要要在夾具具體上設(shè)設(shè)置手柄柄或手扶扶部位以以便于操操作。對于大型型夾具為為便于吊吊運(yùn)，在在夾具體體上應(yīng)設(shè)設(shè)有起吊吊孔、起起吊環(huán)或或起重螺螺栓。對于旋旋轉(zhuǎn)類的的夾具體體，要盡盡量避免免凸出部部分，或或裝上安安全罩，并考慮慮平衡。二、夾具具體毛坯坯的制造造方法(一)鑄造夾具具體(圖7-13a)鑄造夾具具體是常用的的毛坯制制造

18、方式式。優(yōu)點:是制造工工藝性好好，可以以鑄出各各種復(fù)雜雜的外形形。鑄件件的抗壓壓強(qiáng)度、剛度和和抗振性性都較好好，且采采用適當(dāng)當(dāng)?shù)臅r效效方式，可以消消除鑄造造的殘余余應(yīng)力，長期保保持尺寸寸的穩(wěn)定定性。缺點：是是制造周周期較長長，生產(chǎn)產(chǎn)成本高高。材料：鑄鑄鐵HT20-40，15-30，強(qiáng)度要要求比較較高時可可以采用用鑄鋼ZG35(二)焊接夾具具體(圖7-13b)焊接夾具具體和鑄鑄造夾具具體相比比，制造造容易、生產(chǎn)周周期短、成本低低(比鑄造夾夾具體成成本低30-35左右)。焊接夾具具體所采采用的材材料為鋼鋼板、型型材等，故其重重量與同同體積的的鑄鐵夾夾具體相相比要輕輕很多。焊接夾夾具體在在其制造造過

19、程中中，要產(chǎn)產(chǎn)生熱變變形和殘殘余應(yīng)力力，對其其精度影影響很大大，故焊成后要要進(jìn)行退退火處理理。焊接夾夾具體很很難得到到鑄造夾夾具體那那樣復(fù)雜雜的外形形。（三）鍛鍛造夾具具體用鍛造的的方法制制造夾具具體的毛毛坯，只只有在形形狀比較較簡單、尺寸不不大的情情況下才才有可能能，一般般很少采采用。(四)裝配夾具具體裝配夾具具體是選選用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)毛坯件件或零件件，根據(jù)據(jù)使用要要求組裝裝而成。由于標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)件可可組織專專門工廠廠進(jìn)行專專業(yè)化成成批生產(chǎn)產(chǎn)，因而而不僅可可大大縮縮短夾具具體的制制造周期期，也可可以降低低生產(chǎn)成成本。為為使裝配配夾具體體能在生生產(chǎn)中得得到廣泛泛應(yīng)用，必須實實現(xiàn)其結(jié)結(jié)構(gòu)的系系列化及及組成元元

20、件的標(biāo)標(biāo)難化。7-5夾具結(jié)構(gòu)構(gòu)的工藝藝性夾具制造造屬于單單件生產(chǎn)產(chǎn)性質(zhì)，而其精精度又比比加工工工件高。故一般般用調(diào)整整、修配配、裝配配后組合合加工、總裝后后在使用用機(jī)床上上就地進(jìn)進(jìn)行最終終加工等等方法，保證夾夾具的工工作精度度。為了使所所設(shè)計的的夾具在在制造、檢驗、裝配、調(diào)式、維修等等方面所所化費(fèi)的的勞動量量最少、費(fèi)用最最低，應(yīng)應(yīng)做到在在整個夾夾具中，廣泛采采用各種種標(biāo)準(zhǔn)件件和通用用件，減減少專用用件。各各種專用用件的結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)易易于加工工、測量量；各種種專用部部件的結(jié)結(jié)構(gòu)易于于裝配、調(diào)試、維護(hù)。一、夾具具的結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)便于于用調(diào)整整法、修修配法保保證裝配配精度如圖7-15所示的鏜鏜床夾具具夾具裝配配后要求求保證：尺寸A、B、C、D的尺寸精精度，前前后鏜套套孔的同同軸度，鏜套中中心線