专用夹具设计.ppt
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1、专用夹具设计专用夹具设计1)夹具设计应满足零件加工工序的精度要求;2)应能提高加工生产率;3)操作方便、省力、安全;4)具有一定使用寿命和较低的夹具制造成本;5)夹具元件应满足通用化、标准化、系列化的“三化”要求;6)具有良好的结构工艺性:便于制造、检验、装配、调整、维修。一、专用夹具设计的基本要求一、专用夹具设计的基本要求二、专用夹具设计的方法步骤1、已知条件:工艺人员提出的夹具设计任务书,内容主要包含:工序加工尺寸、位置精度要求;定位基准;夹紧力作用点、方向;机床、刀具、辅具;所需夹具数量。2、设计方法步骤夹具设计生产过程一般可简单表示成下面框图准备阶段:明确设计要求、掌握第一手资料收集各
2、种图纸和技术资料了解生产批量和夹具需要量收集有关机床的资料收集有关刀具方面的资料收集有关夹具零部件标准了解有关本单位制造和使用夹具的情况收集国内外同类夹具的资料 设计阶段对比设计、画出草图 定位方案,定位误差计算夹紧方案对刀、导引、分度方案典型夹具结构借鉴定位方案选择定位方式长方体定位长方体定位定位方案圆盘定位圆盘定位定位方案轴类定位轴类定位定位方案过定位方案改进定位方案定位方案改进定位方案改进夹紧方案夹紧力选择选择各种夹紧机构确定方案夹紧力方向选择夹紧力夹紧力与切削力方向夹紧力作用点夹紧力夹紧力作用点与工件变形夹紧力作用点与工件变形夹紧机构螺旋夹紧偏心夹紧斜锲原理夹紧夹紧机构螺旋夹紧夹紧机构
3、偏心夹紧夹紧机构斜锲夹紧对刀、分度机构绘图阶段比例尽量11;主视图尽量选与操作者正对的位置;被加工工件用双点划线画出外形轮廓和主要表面(定位面、夹紧面、加工面),可视为透明体,可对其剖视表示,其加工余量用网纹线表示;在夹具体显眼位置画出“”标记,表示该处打夹具编号。标注尺寸、技术条件编写零件明细表绘制非标准夹具零件图三、夹具结构总体设计主要过程 零件零件1同时铣大小端面 X5025 2同时铣大小另一端面 X50253钻铰12H9孔并倒角 Z51254钻铰8H9孔并倒角 Z51255钻7孔和螺纹底孔5 Z51256铣2 mm槽 X60267攻螺纹M6 Z5125钻夹具为例子先了解钻夹具的特点和结
4、构。钻床夹具通常称钻模,主要由定位元件、夹紧装置、钻模板、钻套、夹具体组成。1、钻模的结构形式及应用固定式钻模(2)翻转式钻模(3)回转式钻模(4)盖板式钻模(5)滑柱式钻模钻孔铰孔夹具钻孔铰孔夹具2、钻模结构的设计要点钻套作用a)确定定尺寸刀具的轴线位置,并导引刀具;b)保证孔系中各孔之间的位置精度。钻套钻套a)固定钻套结构形式见图是以配合H7/n6固定在钻模板上,使用过程中磨损后不易拆卸,主要用在小批生产的单纯钻孔中。B型用在钻模板较簿或铸铁钻模板。钻套下端应超出钻模板或齐码平齐,否则易堵塞。b)可换钻套衬套与钻模板的配合H7/n6,钻套与衬套的配合F7/m6、F7/k6,使用过程中磨损后
5、可换。主要用于批量较大的单纯钻孔中。c)快换钻套配合同上b)图,使用过程中可快换。主要用于同一孔需多工步加工。注意从钻头尾端向尖端看,以钻头旋转方向为参照方向,钻套台阶位置始终在削边位置后面。d)特殊钻套特殊钻套特殊钻套钻套导孔尺寸和公差带的选择a)钻套导引刀具非刃部时:见图所示,取H7/g6、H6/g5、H7/f7带导柱铰刀1切削部分2钻套3导柱b)钻套导引刀具刃部时工序导孔基本尺寸导孔偏差钻、扩刀具刃部基本直径上偏差=刀具刃部上偏差+F7上偏差下偏差=刀具刃部上偏差+F7下偏差粗铰上偏差=刀具刃部上偏差+G7上偏差 下偏差=刀具刃部上偏差+G7下偏差精铰上偏差=刀具刃部上偏差+G6上偏差下
6、偏差=刀具刃部上偏差+G6下偏差钻套下端面与工件加工面之间的空隙S确定加工脆材:S=(0.30.6)d加工塑材:S=(0.51)d材料愈硬、S愈小;d愈小、S愈大特殊情况:在斜面上钻孔,S取小值;孔位精度高时、S=0;钻L/d5的深孔、S=1.5d钻模板:安装钻套的板固定式钻模板铰链式钻模板可卸式钻模板悬挂式钻模板钻模用支脚设计钻模时,应注意钻孔孔口毛刺的影响55、用钻模加工一批工件20H7的孔,其工步为:用18麻花钻孔;用20扩孔钻扩孔;用19.93铰刀粗铰孔;用20铰刀精铰孔达到要求,试确定各工步用钻套内孔直径及偏差。附表附表3 高速钢麻花钻、扩孔钻的直径公差高速钢麻花钻、扩孔钻的直径公差
7、(h8)(mm)钻头直径上偏差下偏差3600.0186100.02210180.02718300.03330500.03950800.046801000.054附表4高速钢机用铰刀的直径公差(高速钢机用铰刀的直径公差(GB113384)(mm)铰刀直径直径的极限偏差H7级精度铰刀H8级精度铰刀H9级精度铰刀5.36+0.010+0.005+0.015+0.008+0.025+0.014610+0.012+0.006+0.018+0.010+0.030+0.0171018+0.015+0.008+0.022+0.012+0.036+0.0201830+0.017+0.009+0.028+0.01
8、6+0.044+0.0253050+0.021+0.012+0.033+0.019+0.052+0.0305080+0.025+0.014+0.039+0.022+0.062+0.03680100+0.029+0.016+0.045+0.026+0.073+0.042附表附表 硬质合金机用铰刀的直径公差硬质合金机用铰刀的直径公差 (mm)铰刀直径直径的极限偏差H7级精度铰刀H8级精度铰刀H9级精度铰刀5.36+0.012+0.007+0.018+0.001+0.030+0.019610+0.015+0.009+0.022+0.014+0.036+0.0231018+0.018+0.011+0.
9、027+0.017+0.043+0.0271830+0.021+0.013+0.033+0.021+0.052+0.0333040+0.025+0.016+0.039+0.025+0.062+0.040改错:根据零件图和工艺过程确定工件定位夹紧方案根据零件图和工艺过程确定工件定位夹紧方案工序工序 5根据定位夹紧方案设计夹具总体结构根据定位夹紧方案设计夹具总体结构具体设计过程布置定位元件布置定位元件布置导引元件布置导引元件布置夹紧装置布置夹紧装置设计夹具体,完成夹具总图设计夹具体,完成夹具总图夹具总图上尺寸、公差配合夹具总图上尺寸、公差配合技术条件标注技术条件标注一、夹具总图上应标注的尺寸(1)
10、下图,应标注五类尺寸外形轮廓尺寸(A类尺寸):长、宽、高(不包含被加工工件、定位键),当夹具结构中有可动部分时,应包括可动部分处于极限位置时在空间所占的尺寸;工件与定位元件的联系尺寸(B类尺寸):把工件顺利装入夹具所涉及到的尺寸,与工件尺寸相关。1)工件与定位元件的配合尺寸:配合标注或只标定位元件的尺寸;2)定位元件之间的位置尺寸。夹具与刀具的联系尺寸(C类尺寸):指定位元件与对刀元件之间的位置尺寸,与工件尺寸相关。钻夹具:位置尺寸钻套内径定位元件(对刀基准)钻套刀具位置尺寸铣夹具:位置尺寸塞尺尺寸定位元件(对刀基准)对刀块刀具车床夹具无此类尺寸夹具与刀具的联系尺寸(C类尺寸):指定位元件与对
11、刀元件之间的位置尺寸,与工件尺寸相关。车夹具:夹具与主轴端部圆柱配合的配合尺寸。铣夹具:定位键与T型槽的配合尺寸。夹具与机床的联系尺寸(D类尺寸):把夹具顺利装入机床所涉及到的尺寸,与机床尺寸相关。以上尺寸若以配合形式标注,要用双点划线画出主轴端部、T型槽形状。钻夹具无此类尺寸。其它装配尺寸(E类尺寸):不在上述几类尺寸之外的:1)夹具内部的配合尺寸;2)有相互位置要求的装配尺寸。尺寸标注示例见图铣床夹具尺寸标注示例 表表 夹具总图上尺寸标注夹具总图上尺寸标注各类机床夹具设计要点车床夹具铣床夹具镗床夹具磨床夹具一、车床夹具一、车床夹具车床夹具一般都安装在车床主轴端部,加工时夹具随机床主轴一起旋
12、转,装在刀架上的切削刀具作进给运动。1、心轴类车床夹具静配合圆柱心轴,图静配合心轴1导向部分;2定位部分;3传动部分(2)动配合圆柱心轴,见图,工件以内孔在心轴上动配合H7/g6定位,通过开口垫圈、螺母夹紧。一般心轴是以两顶尖孔装在车床前后两顶尖上,用拨叉或鸡心夹头传递动力锥面自动定心夹紧锥面自动定心夹紧-芯轴芯轴锥面自动定心夹具锥面自动定心夹具-弹性套筒弹性套筒2、卡盘类车床夹具图5.3喷油嘴壳体尾部和法兰端面的车床夹具1-拉杆;2-弹簧;3-套筒;4-斜块;5-压板;6-支承板;7-圆柱销;8-菱形销定定心心卡卡盘盘与与卡卡头头3、花盘类车床夹具图花盘角铁式车床夹具1-削边定位销;2-圆柱
13、定位销;3-轴向定程基面;4-夹具体;5-压板;6-工件;7-导向套;8-平衡配重设计卡、花盘类车床夹具应注意事项:结构要紧凑,轮廓尺寸要小,夹具重心尽可能靠近回转轴线,以减少离心力和回转力矩;应设有平衡重,并能调节;避免尖角、突出部分,要加防护罩;夹紧装置应安全可靠。二、铣床夹具二、铣床夹具1、铣床夹具的主要类型(1)多件装夹的铣床夹具图多件装夹的铣床夹具1工件2定位V型块3侧向夹紧螺钉(2)多工位装夹的铣床夹具(3)双工位回转铣削的铣床夹具(4)料仓式铣床夹具图圆周进给式铣床夹具工作原理1转台2夹具3粗铣刀4精铣刀靠模铣床夹具圆周进行仿形铣夹具圆周进行仿形铣夹具2.铣床夹具的设计要点(1)
14、对刀元件。(2)连接元件。(3)铣床夹具的夹具体一般控制夹具体高度H与宽度B之比11.25(4)工件在夹具中的布置劣优应使切销行程最短劣优 防止刀具与夹具碰撞,见图所示。图图 夹具与刀具碰撞示例夹具与刀具碰撞示例三、镗床夹具三、镗床夹具镗床夹具又称镗模,是一种精密夹具,主要用于加工箱体类零件上的孔或孔系。卧卧式式镗镗床床镗模镗模 1支架支架 2导套导套 3、4定位元件定位元件 5、8压板压板 6夹紧螺钉夹紧螺钉7可调支承可调支承 9镗模底座镗模底座 10镗杆镗杆 11浮动接头浮动接头1、镗模的组成定位元件;夹紧装置;镗套;镗模支架;镗模底座2、镗套:主要用来导引镗杆分类 固定式镗套特点:外形特
15、点:外形特点:外形特点:外形尺寸小、结构尺寸小、结构尺寸小、结构尺寸小、结构紧凑、制造简紧凑、制造简紧凑、制造简紧凑、制造简单,易保证镗单,易保证镗单,易保证镗单,易保证镗套中心位置的套中心位置的套中心位置的套中心位置的准确,因与镗准确,因与镗准确,因与镗准确,因与镗杆之间有摩擦,杆之间有摩擦,杆之间有摩擦,杆之间有摩擦,主要用于低速主要用于低速主要用于低速主要用于低速加工。加工。加工。加工。回转式镗套1)滑动镗套由滑动轴承支承的镗套 2)滚动镗套:由滚动轴承支承的镗套(a)外滚式轴承安装在轴承安装在镗套外,工镗套外,工作时镗杆与作时镗杆与镗套有相对镗套有相对轴向移动,轴向移动,无相对转动无相
16、对转动(b)内滚式:图图图图 滚式滚动镗套滚式滚动镗套滚式滚动镗套滚式滚动镗套1 1导套导套导套导套2 2固定支承套固定支承套固定支承套固定支承套3 3镗杆镗杆镗杆镗杆轴承安装在镗套内,工作时镗杆与镗套无相对轴向移动,有相对转动。特点表各种镗套特点类固定镗套滑动镗套滚动镗套适应转速低低高承载能力较大大低润滑要求较高高低径向尺寸小较小大加工精度较高高低应用低速、一般镗孔低速、孔距小高速、孔距大、镗套的布置方式:取决于镗孔直径D和深度L单面前镗套 D60mmLD通孔h=(0.51)Dh20刚性连接:莫氏锥度连接 单面后镗套用于D60mmL1.5D的通孔或同轴孔系,当S10d时,应设中间导引套浮动连
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