第六章 機床夾具設(shè)計(6-1)

1、1第6章 機床(jchung)夾具設(shè)計本章(bn zhn)要點機床夾具工作原理工件在夾具上的定位和定位誤差的計算工件夾緊方案的設(shè)計夾具設(shè)計步驟與方法共四十五頁2機械制造技術(shù)(jsh)基礎(chǔ)第6章 機床夾具(jij)設(shè)計Fixture Design6.1 機床夾具概述Introduction to Jig and Fixture 共四十五頁36.1 機床(jchung)夾具概述1、概念(ginin)：機床夾具是機床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。夾具多用于大批量生產(chǎn)的零件。夾具裝夾工件加工屬于調(diào)整法加工。換句話說：能夠快速把工件

2、固定在機床上的正確位置，同時能夠確定刀具相對于工件的加工位置的一種輔組裝置。 一、機床夾具的工作原理及組成共四十五頁42、夾具工作原理 -利用夾具保證(bozhng)加工精度的工作原理.夾具工作過程實例(shl)分析 6.1 機床夾具概述共四十五頁5.零件工藝(gngy)分析加工要求：4個尺寸精度(jn d)（a、b、c、h）和2個位置精度（p1、p2） 設(shè)計基準(zhǔn)：6.1 機床夾具概述YxZYXc）共四十五頁6.定位加工方案 在立式銑床上用(shn yn)立銑刀銑槽。 定位：底面支承板；側(cè)面和端面支承釘。 保證工件相對于夾具有正確位置夾緊：用壓扳機構(gòu)夾緊，保證加工過程中工件保持正確加工位置。6

3、.1 機床夾具(jij)概述ZYXc）共四十五頁7共四十五頁8.保證加工精度的分析(fnx) 位置精度（2個平行度）： 6.1 機床(jchung)夾具概述共四十五頁9槽底面與工件(gngjin)底面（A面）的平行度： 夾具制造時，保證支承板上面與夾具體底面平行，則可保證支承板上面平行于機床工作臺面。由于工件的A面放在支承板上，刀具的端面由機床保證可與工作臺面平行，所以，銑出的槽底面總是平行于工件底面（A面）。 槽側(cè)面與B面的平行度： 夾具制造時，保證側(cè)面支承釘?shù)墓ぷ髅嫫叫杏趭A具底部定位鍵的側(cè)面，定位鍵與工作臺T型槽配合，保證了側(cè)面支承釘工作面平行于機床縱向進給方向。由于B面靠支承釘定位，所以

4、(suy)，銑出的槽側(cè)面總是平行于工件B面。 平行度公差靠機床工作臺的運動精度和夾具的制造精度共同保證。6.1 機床夾具概述共四十五頁10尺寸精度（b、h、a、c） b由刀具保證(bozhng)。h、a利用對刀塊和對刀塞尺，調(diào)整機床工作臺使銑刀的側(cè)面和底面貼緊塞尺。公差靠h1 、a1和h及機床精度共同保證 c夾具上端面支承釘?shù)墓ぷ髅媸嵌ㄎ幻?，即工件的右端面。公差靠機床精度保證對刀，只在加工一批工件的首件進行。調(diào)整后應(yīng)鎖緊工作臺的橫向和升降運動。加工過程只進行縱向進給。6.1 機床(jchung)夾具概述共四十五頁11共四十五頁126.1 機床(jchung)夾具概述共四十五頁13 加工一批工件

5、時，只要在允許的刀具尺寸磨損限度(xind)內(nèi)，都不必調(diào)整刀具位置。不需進行試切，直接保證加工尺寸要求。這就是用夾具裝夾工件時，采用調(diào)整法達到尺寸精度的工作原理 6.1 機床夾具(jij)概述.夾具工作原理的要點.工件在夾具中有準(zhǔn)確位置正確定位；.夾具相對于機床有準(zhǔn)確位置保證位置精度；.刀具相對于定位元件工作面有正確位置 保證尺寸精度。共四十五頁14共四十五頁15銑軸端槽夾具1 V型塊 2 支撐套 3 手柄 4 定向鍵 5 夾具體 6 對刀塊6.1 機床夾具(jij)概述1）定位元件(yunjin)及裝置123646）其他元件及裝置（防護、防錯、分度）5）夾具體4）連接元件3）對刀及導(dǎo)向元件2

6、）夾緊元件及裝置3、夾具的組成共四十五頁161）保證加工質(zhì)量(zhling)2）提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本3）擴大機床工藝范圍4）減輕工人勞動強度，保證(bozhng)安全生產(chǎn) 6.1 機床夾具概述二、夾具功能共四十五頁171）通用夾具：三爪、四爪卡盤，平口鉗等，一般由專業(yè)廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。特點：通用性強、適應(yīng)性強，由專業(yè)廠生產(chǎn)供應(yīng)。2）專用夾具：為某一工件特定工序?qū)ｉT設(shè)計的夾具，多用于批量生產(chǎn)中。3）通用可調(diào)整夾具及成組夾具：夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)(shyng)不同零件的加工。 按夾具使用范圍(fnwi)劃分6.1 機床夾具概述三、機床夾具的分類共四

7、十五頁184）組合夾具：由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組合而成。根據(jù)工件的工藝要求，將不同的組合夾具元件像搭積木一樣，組裝(z zhun)成各種專用夾具。使用后，元件可拆開、洗凈后存放，待需要時重新組裝(z zhun)。組合夾具特別適用于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)。5）隨行夾具：在自動線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具 （隨零件走，多用于自動生產(chǎn)線）6.1 機床(jchung)夾具概述共四十五頁19三爪卡盤四爪卡盤萬向平口鉗回轉(zhuǎn)(huzhun)工作臺分度頭通用(tngyng)夾具6.1 機床夾具概述共四十五頁20專用(zhunyng)夾具 4 3D L零件工序簡圖6.1 機床夾具(jij)概述共四十五頁2

8、1零件工序簡圖43DLLD43D43LDL34DL43DL34成組夾具KH1KH2KH3KH46.1 機床夾具(jij)概述共四十五頁22組合(zh)夾具1234567891011121314151617181加筋角鐵（2） 2槽用螺栓（6） 3平鍵（10） 4方形支承 5定位支承 6方形支承 7平墊圈 8六角螺母（8） 9 槽用螺栓 10鉆套螺釘 11快換鉆套 12鉆模板 13圓形定位銷 14工件(gngjin) 15方形支承 16角鐵 17壓緊螺釘 18基礎(chǔ)板6.1 機床夾具概述共四十五頁23組合(zh)夾具實例6.1 機床夾具(jij)概述共四十五頁24可分為鉆床夾具、銑床夾具、車床(c

9、hchung)夾具、磨床夾具等。 按使用(shyng)機床劃分可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、真空夾具、電動夾具等。 按夾緊力源劃分氣動虎鉗 液壓夾具6.1 機床夾具概述共四十五頁25機械制造技術(shù)(jsh)基礎(chǔ)第6章 機床(jchung)夾具設(shè)計Fixture Design6.2 工件在夾具上的定位Workpiece Location in Fixture 共四十五頁266.2 工件在夾具(jij)上的定位 定位的要點：.夾具通過其定位元件工作面與工件定位面的接觸或配合來限制工件自由度，所需限制的自由度數(shù)目和方向根據(jù)加工要求確定；.正確(zhngqu)定位的含義是： 一個工件在夾具中多次裝

10、夾，位置唯一； 一批工件在夾具中多次裝夾，位置唯一；工件在機床上的定位實際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機床上的定位兩個方面。六點定位原理共四十五頁276.2 工件在夾具(jij)上的定位 定位元件的基本要求 定位工作面精度高，尺寸IT68； 有一定強度(qingd)和剛度； 工作面應(yīng)耐磨，用工具鋼（T7T10）淬火 HRc5864，或20鋼、20Cr滲碳淬火； 結(jié)構(gòu)要合理，能防塵、防屑，便于安裝工件。.注意定位與夾緊的區(qū)別： 定位解決工件在夾具中位置定不定的問題； 夾緊解決工件在加工過程中受力后位置動不動 的問題；共四十五頁286.2 工件在夾具(jij)上的定位 固定(gdng)支承一、

11、常用定位方法與定位元件1. 工件以平面定位支承釘支承板平頭支承釘（A型）用于精基面；球頭支承釘（B型）用于粗基面；齒紋頭支承釘（C型）用于側(cè)面（增大摩檫力）； 特點： 一個釘限制1個自由度； 用過盈配合裝在夾具體上； 支撐精基面時，各釘頂面應(yīng)配磨。. 支承釘（GB2226-80）（3種形式） 共四十五頁296.2 工件在夾具(jij)上的定位 . 支承板（GB2236-80）（2種形式） 平面支承板用于側(cè)面、頂面的精基面； 帶斜槽支承板用于底面的精基面。特點： 一個板限制2個自由度； 用沉頭螺栓固定(gdng)在夾具體上； 多板使用時，各頂面應(yīng)配磨； 用于較大平面的定位。共四十五頁30 可調(diào)支

12、承 用螺紋與夾具體相連，可調(diào)高度，調(diào)整后應(yīng)鎖緊。適用于不同批次毛坯尺寸的較大(jio d)變化，還可作為可調(diào)夾具中的調(diào)節(jié)元件，以適應(yīng)相似零件的尺寸變化?？烧{(diào)支承6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位 共四十五頁31自位支承 自位支承 定位過程中，支承本身可隨工件變化，來適應(yīng)工件的誤差(wch)。主要用來消除重復(fù)定位。6.2 工件在夾具(jij)上的定位 共四十五頁32 輔助支承在工件完成(wn chng)定位后才參與支承，它不起定位作用，而只起支承作用，常用于在加工過程中加強被加工部位的剛度 輔助支承6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位共四十五頁331）心軸心軸剛性心軸彈性心軸自動定

13、心心軸液塑心軸過盈配合間隙配合小錐度心軸6.2 工件在夾具(jij)上的定位2、工件以圓柱(yunzh)孔定位（3種：心軸、銷、錐銷）共四十五頁346.2 工件在夾具(jij)上的定位. 不帶軸肩的過盈配合圓柱心軸 特點(tdin)：用雙頂尖裝夾，不帶軸肩可同時加工兩個端 面。. 帶軸肩間隙配合心軸 特點：用雙頂尖裝夾，必須有軸肩定位，采用開口墊 圈、螺母壓緊。. 小錐度心軸 特點：定位精度高。過盈配合心軸間隙配合心軸小錐度心軸共四十五頁356.2 工件(gngjin)在夾具上的定位另外，還有兩種常用的心軸：.帶軸肩的過盈配合圓柱(yunzh)心軸（一般選r6配合） 特點：用雙頂尖裝夾，軸肩可

14、起軸向定位作用，靠過盈配合的結(jié)合力克服切削力。.帶錐柄的圓柱心軸 特點：錐柄為莫氏錐度，與機床主軸孔配合實現(xiàn)定心與傳動。 共四十五頁366.2 工件在夾具(jij)上的定位圓柱定位心軸的定位分析：.過盈配合心軸：多為長心軸，限制4個自由度（2個移動和2個轉(zhuǎn)動(zhun dng)）.間隙配合的心軸：（分兩種情況） 當(dāng)長徑比L/d0. 4時，為短心軸，限制2個自由度 （2個移動） 當(dāng)長徑比L/d0.81時，為長心軸，限制4個自由度 （2個移動和2個轉(zhuǎn)動）注意：.此時分析的是內(nèi)圓面定位的情況，軸肩的定位作用不計入。.設(shè)計心軸時，一般不采用中間情況，心軸較長時可作成兩段。共四十五頁372）定位(dng

15、wi)銷定位銷圓柱定位銷圓錐定位銷菱形定位銷圓柱定位銷6.2 工件在夾具(jij)上的定位共四十五頁38菱形銷錐形銷6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位整體錐形銷，用于精基面；分段錐形銷，用于粗基面（可保證銷于孔的接觸點分布(fnb)均勻）。共四十五頁396.2 工件(gngjin)在夾具上的定位圓柱銷定位(dngwi)分析： 當(dāng)長徑比L/d0.4時，為短銷，限制2個自由度（2 個移動） 當(dāng)長徑比L/d0.81時，為長銷，限制4個自由度 （2個移動和2個轉(zhuǎn)動） 注意：此時分析的是內(nèi)圓面定位的情況，軸肩的定位作用不計入。圓錐銷定位分析 因為工件的孔為圓柱而銷為圓錐，所以二者僅以孔口接觸。限

16、制3個自由度。共四十五頁403.工件以外圓柱面定位(dngwi)（圓柱套、V形塊、支承板、內(nèi)錐套）套筒定位6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位.圓柱定位套.結(jié)構(gòu)形式共四十五頁416.2 工件(gngjin)在夾具上的定位.定位分析：工件與定位套均為間隙(jin x)配合。 當(dāng)長徑比L/d0.4時，為短套，限制2個自由度（2 個移動）當(dāng)長徑比L/d0.81時，為長套，限制4個自由度（2 個移動和2個轉(zhuǎn)動） 內(nèi)錐套-限3個自由度。 V形塊 （此處V形塊按定心定位元件） 共四十五頁42V 形塊 當(dāng)90時，有： 6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位.結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)（GB2208-80）標(biāo)準(zhǔn)

17、夾角有60、90、120理論圓直徑D和中心高位置(wi zhi)尺寸T開口寬度NV形塊在夾具體上調(diào)整好后，用銷子定位并用螺栓固定。共四十五頁436.2 工件(gngjin)在夾具上的定位.定位特性對中性（不論工件的直徑如何變化，工件軸線一定 通過夾角對稱平面）定心性（V形塊定位時，定位基準(zhǔn)是工件的軸線 ） V形塊位置用理論圓來標(biāo)注理論圓直徑為定位外圓平均尺寸(ch cun)的圓。.定位分析 長V形塊：限制4個自由度（2個移動，2個轉(zhuǎn)動） 短V形塊：限制2個自由度（2個移動）另外，還有：支承板 用一平板來定位外圓。長板限2個轉(zhuǎn)動，短板限一個移動。共四十五頁44工件以其他(qt)表面定位 工件以錐面定位工件以齒面定位6.2 工件(gngjin)在夾具上的定位共四十五頁內(nèi)容摘要1。夾具裝夾工件加工屬于調(diào)整法加工。夾緊：用壓扳機構(gòu)夾緊，保證加工過程中工件