机床夹具课程设计指导.pptx

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1、机床夹具的设计方法机床夹具的设计方法 夹具的设计步骤1.1.研究原始资料,明确设计任务2.2.确定夹具的结构方案,绘制结构草图确定工件的定位方案、夹紧方案和引导方案确定其他元件或装置的结构型式,如定向键,分度装置等合理布置各元件或装置,确定夹具体和夹具的总体结构3.3.绘制夹具总装配图总装配图的比例应尽量采用1:1的比例总装配图视图的选择，主视图应选面对操作者的工作位置绘制总装配图的顺序，先用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图上;视工件为透明体，再绘出定位、对刀引导、夹紧元件及其它元件或装置;最后绘出夹具体，并填写明细表及标题栏.标注有关的尺寸、公差和技术要求

2、4.4.绘制夹具零件图夹具总装配图中的非标准零件均要绘制零件图,并按夹具总装配图的要求,确定各零件的尺寸、公差及技术要求.第1页/共55页总体设计的几点要求l定位件、夹紧件、导引件等元件设计时应尽可能标准化、通用化l运动部件必须运动灵活、可靠l零部件结构工艺性要好，应易于制造、检测、装配和调整l夹具结构应便于维修和更换零部件l适当考虑提高夹具的通用性第2页/共55页 绘制非标夹具零件工作图 绘制夹具零件图样时，除应符合制图标准外，其尺寸、位置精度应与总装图上的相应要求相适应。同时还应考虑为保证总装精度而作必要的说明。如指明在装配时需补充加工等有关说明等。零件的结构、尺寸应尽可能标准化、规格化，

3、以减少品种规格。特别应注意零件的技术要求与必要说明第3页/共55页 设计在摇臂钻床上加工杠杆臂零件上孔10 mm和13mm的钻模，两孔相互垂直的。中小批量生产。钻床夹具设计实例一、明确设计任务第4页/共55页1杠杆臂零件图一、明确设计任务第5页/共55页2杠杆臂加工工艺分析（1）加工要求：加工10 和13两孔；孔距为780.5；13与22轴线的水平尺寸为150.5，垂直尺寸为12.5两孔垂直；10对22轴线平行度公差为0.1；13对22轴线垂直度公差为0.1。10孔Ra值为3.2，13孔Ra值为12.5。（2）加工工艺由于该工序中两个孔的位置关系为相互垂直，且不在同一个平面里，要钻完一个孔后翻

4、转90再钻削另一个孔，因此要设计成翻转式钻夹具。一、明确设计任务第6页/共55页1.定位方案的确定定位方案的确定根据零件的构造，最容易想到的是以22mm的孔为定位基准，这样可以避免基准不重合误差，同时可以限定四个自由度；用22孔口端面（底面）限定零件的上下移动的自由度；用10孔附近圆柱表面限定零件沿22中心线转动的自由度就可以实现完全定位。10孔附近为悬壁梁结构,加工时容易变形,在10孔口端面(底面)设辅助支承,用来增加零件的刚性。二、定位方案与定位元件第7页/共55页二、定位方案与定位元件1确定定位方案第8页/共55页2.定位元件的选择：l定位销：插入22的孔，用来限制X,Y方向的移动和转动

5、，共四个自由度。定位元件为非标准元件。l用定位销的小端面(相当于一个支承钉)与22孔口端面支靠限定Z方向的移动自由度。定位元件为非标准元件。l可调支承钉：限定Z方向的转动。定位元件为标准元件。l用一辅助支承来提高工件的安装刚度和定位的稳定性。定位元件为非标准元件。小端面限定Z方向的移动二、定位方案与定位元件可以选区用其它形式的定位元件吗？第9页/共55页三三 夹紧方案的确定夹紧方案的确定根据零件的定位方案，采用锁紧螺母和开口垫圈来实现快速锁紧夹紧机构，它与一个加工面位置靠近，增加了刚性，零件夹紧变形也小，但对于另一个加工面较远，为提高刚性，故采用辅助定位元件来固定，该设计采用了螺旋辅助支承。第

6、10页/共55页四、夹具结构设计1定位装置（1）销轴第11页/共55页（2）可调支承钉 可调支承钉在GB JB/T 8026.1-1999（六角头支承）中选取M840-S。（3）辅助螺旋支承1定位装置第12页/共55页2夹紧装置（1）夹紧选用M10螺纹以满足强度要求。（2）开口垫圈第13页/共55页（1）钻模板类型选择根据工件和夹具体的结构，选用固定式钻模板。固定式钻模板虽然有时装卸工件不便，但它结构简单、制造方便、定位精度高。3辅助装置第14页/共55页3辅助装置（1）钻套从国家标准中选用。（2）钻模板第15页/共55页（2）钻套的选择）钻套的选择由于孔10mm和13mm一次钻孔就可达到要求

7、，因此采用固定式钻套。（查手册确定型号）10mm选无肩13mm选有肩第16页/共55页4 夹具体夹具体选用铸造夹具体可以选区用其它形式的夹具体吗？第17页/共55页4夹具体第18页/共55页五、绘制夹具总图第19页/共55页五、绘制夹具总图第20页/共55页六六.夹具装配图上的尺寸、公差及技术要求的标夹具装配图上的尺寸、公差及技术要求的标注注最大轮廓尺寸（长、宽、高）：180、140、141影响工件定位精度的尺寸：22e8、影响导向的尺寸及公差：10G7、13F7(公差带查表确定)影响夹具精度的尺寸及公差(公差按零件公差的1/2至1/5)：780.15、150.15、12.50.05、相对于基

8、准F的垂直度0.05、相对于基准F的垂直度0.03、相对于基准E的垂直度0.05其它重要尺寸和公差：18H7/r6、22H7/n6以及定位销与夹具体的配合尺寸（图中遗漏，应补上）需标注的技术要求：见装配图第21页/共55页工件加工精度分析工件加工精度分析定位误差：两孔的直径尺寸基本上由钻头尺寸保证，没有定位误差。尺寸780.5、150.5平行度公差和垂直度公差的工序基准和定位基准重合，基准不重合误差为B=0；尺寸780.5、150.5和平行度公差和垂直度公差存在基准位移误差，其大小等于定位轴与22孔之间的最大配合间隙Y=Xmax=0.28+0.033+0.04=0.353尺寸780.5、150

9、.5和平行度公差和垂直度公差的定位误差分别为D=B+Y=0.353尺寸12.5的基准位移误差和基准不重合误差都为0,所以定位误差为0第22页/共55页工件加工精度分析工件加工精度分析对刀误差T：因加工孔处工件较薄，可不考虑钻头的偏差。钻套导向孔尺寸为10F7和13F7；钻头尺寸为10-0.036和13-0.036；各尺寸的对刀误差为：T(0.028+0.036)mm=0.064mm安装误差A：A0第23页/共55页工件加工精度分析工件加工精度分析夹具误差J：780.5的夹具误差为：0.3150.5的夹具误差为：0.312.5的夹具误差为：0.1平行度0.1的夹具误差为：0.05垂直度0.1的夹

10、具误差为：0.05第24页/共55页工件加工精度分析工件加工精度分析加工方法误差G：各尺寸的加工方法误差各取相应尺寸的1/3780.5的加工方法误差为：1/3=0.33150.5的加工方法误差为：1/3=0.3312.5的加工方法误差为：0.27/3=0.09平行度0.1加工方法误差的为：0.03垂直度0.1加工方法误差的为：0.03第25页/共55页780.5150.512.50.13(0.27)平行度0.1垂直度0.1定位误差D0.03530.035300.03530.0353对刀误差T0.0640.0640.0640.0640.064安装误差A00000夹具误差J0.30.30.10.0

11、50.05加工方法误差G0.330.330.090.030.03加工总误差0.450.450.150.090.09夹具精度储备JC1-0.45=0.55 1-0.45=0.55 0.27-0.15=0.12 0.1-0.09=0.010.1-0.09=0.01钻模在钻孔时的加工精度计算第26页/共55页第27页/共55页设计在铣床上加工“套筒”零件上键槽的专用夹具。铣床夹具设计实例一、明确设计任务1套筒零件图第28页/共55页2工件的加工工艺分析（1）键槽宽6 mm由键槽铣刀保证。（2）槽两侧对称平面对45h6轴线的对称度0.05mm，平行度0.10mm。（3）槽深尺寸8mm。第29页/共55

12、页二、定位方案与定位元件 1确定定位方案第30页/共55页2选用定位元件第31页/共55页三、夹紧方案及夹紧装置的设计夹紧机构第32页/共55页夹紧机构中的导向和自动松开装置第33页/共55页四、夹具结构的设计（1）长V形块 1定位装置 长V形块在该夹具中是主要定位元件，消除工件的4个不定度。因其是标准件，故可在相关国家标准或行业标准中查取。该夹具中的V形块从JB/T 8018.1-1999选取“V形块 24 JB/T 8018.1-1999”。第34页/共55页（2）支承套第35页/共55页2夹紧装置（1）偏心轮第36页/共55页（2）偏心轮支架第37页/共55页3辅助装置（1）对刀块第38

13、页/共55页（2）定向键 为了保证夹具体在机床上的位置正确，应在夹具体底部设置定向键。定向键已经标准化，可从JB/T80171999直接选取。第39页/共55页4夹具体第40页/共55页第41页/共55页五、绘制夹具总图1夹具体 2圆柱销轴 3偏心轮支架 4偏心轮5活动V形块 6对刀块 7固定V形块第42页/共55页第43页/共55页 车床夹具设计实例一、明确设计任务设计“涡轮箱体”零件工艺流程中第8道工序的车床专用夹具。第44页/共55页二、定位方案及定位元件1确定定位方案第45页/共55页2选择定位元件 选择角铁（角铁支承面消除工件3个自由度）、两个支承钉（消除工件2个自由度）和削边心轴（

14、消除工件1个自由度。第46页/共55页三、夹紧方案及夹紧装置的设计1夹紧力方向的确定2夹紧力作用点确定3夹紧力大小夹紧方案示意图第47页/共55页四、夹具结构的设计1定位装置（1）角铁第48页/共55页 削边定位心轴与蜗轮孔为间隙配合，为保证顺利安装，同时为保证蜗杆孔中心轴线到蜗轮孔中心轴线的距离，减少定位误差，采用46H7/g6的配合，即削边心轴的尺寸为 mm。且安装后其轴线对夹具体中心轴线的垂直度公差不大于0.01mm。（2）定位心轴第49页/共55页 （3）支承钉 两个支承钉在夹具体上等高布置且位置不低于回转中心（相对角铁支承板），两个支承钉相隔距离应尽量大（分别靠近工件的两端）。为保证

15、蜗杆孔中心轴线对端面N（144mm72mm）的垂直度要求，两个支承钉在夹具体上安装到位后（见装配图），随夹具体在车床上加工（车支承钉端面），以保证它们伸出的长度等高允差不大于0.01mm。第50页/共55页2夹紧装置 （1）夹紧机构 夹紧机构采用螺旋夹紧机构，为使机构简单，直接在定位心轴上加工螺纹。并根据类比法，选用M20螺纹以满足强度要求。（2）压板 压板结构如图所示，本夹具采用削边圆形压板，是为了保证压板轮廓不超出工件宽度，压板削边一侧开口，则可实现工件在夹具上方便、快速地拆装。第51页/共55页3夹具体 夹具体应根据被加工零件的尺寸、角铁的大小、配重块的安装以及车床的最大回转直径要求等因素来确定其径向尺寸。第52页/共55页4辅助装置（1）平衡块 由于工件和夹具上各元件相对机床主轴的旋转轴线不对称，即离心惯性力的合力不为零（F=mr2 0），因此欲使其平衡，则需要在该回转体上加一平衡质量（即配重块），使它产生的离心惯性力与原有各质量所产生的各离心惯性力的合力等于零。（2）防护罩为保证加工工件时的操作安全，应设计防护罩。5定位误差分析第53页/共55页五、绘制夹具总图第54页/共55页感谢您的观看。第55页/共55页