《机床夹具设计 教学课件 ppt 作者 薛源顺 第七章 现代机床夹具》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机床夹具设计 教学课件 ppt 作者 薛源顺 第七章 现代机床夹具（111页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 现代机床夹具,第七章 现代机床夹具,第一节 现代机床夹具的发展 第二节 成 组 夹 具 第三节 通用可调夹具 第四节 组 合 夹 具,第一节 现代机床夹具的发展,一、机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批量、多品种的工件生产已占工件种类总数的85%左右。 1) 能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本，适应市场竞争。 2) 能装夹一组具有相似性特征的工件(零件族)。 3) 适用于精密加工的高精度机床夹具。 4) 适用于各种现代化数控制造技术的新型机床夹具。 5) 夹具的柔性化、低成本设计。 6) 带有传输装置的自动化夹具的设计。 7) 广泛采用
2、液压等高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 8) 提高机床夹具的标准化程度。,第一节 现代机床夹具的发展,二、现代机床夹具的发展 现代机床夹具的发展主要表现为精密化、高效自动化、柔性化、标准化四个方面。 1.精密化 2.高效自动化 3.柔性化 4.标准化 三、夹具的低成本设计 夹具的成本，影响产品制造的经济效益。 1.大批量生产的经济效益分析 1) 增加专用夹具的功用，使一个夹具能代替多个夹具使用，从而可降低夹具的总成本。,第一节 现代机床夹具的发展,2) 夹具体、连接元件、液压缸等夹具元件的低成本设计。 3) 将专用夹具改为可调整夹具，如成组夹具、滑柱式钻模等，可减少夹具数量，降低夹具成本
3、。 4) 采用新型夹具，如组合夹具、通用可调夹具，可减少专用夹具的数量，降低夹具成本。 5) 简化专用夹具的结构，并减少夹具的材料、制造费用。 2.现代机械制造的经济效益分析 1) 广泛采用组合夹具，减少专用夹具的数量。 2) 设计拼装夹具。 3) 设计成组夹具、通用可调夹具。 4) 设计非标夹紧组件。 5) 制造系统夹具的柔性化设计。,第二节 成 组 夹 具,一、成组夹具的结构及特点 1.成组夹具的结构 (1) 基础部分 基础部分包括夹具体、动力装置和控制机构等。 (2) 可调部分 成组夹具的可调部分包括可调整的定位元件、夹紧元件和对刀导向、分度装置等。,图7-1 成组车床夹具 1心轴体 2
4、六角螺母 3键 4定位套 5滑柱 6压圈 7快换垫圈,第二节 成 组 夹 具,2.成组夹具的特点 1) 由于夹具能适用于一零件族的多次使用，因此可大幅度降低夹具的设计、制造成本，降低工件的单件生产成本，特别适合在数控机床上使用。 2) 缩短产品制造的生产准备周期。 3) 更换工件时，只需对夹具的部分元件进行调整，从而减少总的调整时间。 4) 对于新投产的工件，夹具只需添制较少的调整元件即可满足生产要求，从而节约大量金属材料，减少夹具的库存量。 5) 具有现代先进制造技术、夹具柔性化的特征。 二、成组夹具的设计原理,第二节 成 组 夹 具,成组夹具是在成组工艺基础上，针对一零件族的一个或几个工序
5、，按相似性原理专门设计的可调整夹具。 1.工件的相似性原理 (1) 工艺相似 工艺相似是指工件加工工艺路线相似，并能使用成组夹具等工艺装备。 (2) 装夹表面相似 因为夹紧力一般应与主要定位基准垂直，因此，定位基准的位置是确定成组夹具夹紧机构的重要依据之一。 (3) 形状相似 形状相似包括工件的基本形状要素(外圆、孔、平面、螺纹、圆锥、槽、齿形等)，如几何表面位置的相似。 (4) 尺寸相似 尺寸相似是指工件之间的加工尺寸和轮廓尺寸相近。,第二节 成 组 夹 具,(5) 材料相似 材料相似包括工件的材料种类、毛坯形式和热处理条件等。 (6) 精度相似 精度相似是指工件对应表面之间位置公差等级相近
6、。 2.工件的分类归族,图7-2 拨叉零件族 a) 第一零件族 b) 第二零件族 1铣端面 2钻、铰孔 3铣叉口平面 4铣叉口圆弧面 5钻、攻螺孔,第二节 成 组 夹 具,(1) 工件组(零件族) 工件组是一组具有相似性特征的工件群，称“族”，它们原分别属于各种不同种类的产品工件。,图7-3 拨叉综合工件图,第二节 成 组 夹 具,(2) 综合工件 综合工件又称合成工件或代表工件。,图7-4 调整件与夹具体连接的五种结构形式 a) T形槽 b) 网格螺孔 c) 网格螺孔-定位槽结构 d) 短T形槽 e) 燕尾槽,第二节 成 组 夹 具,三、成组夹具的结构设计 1.基础部分设计 2.调整部分设计
7、 (1) 设计要求 为了保证调整元件快速、正确地更换和调节，对调整元件的设计提出以下要求： 1) 结构简单，调整方便、可靠，元件使用寿命长，操作安全。 2) 调整件应具有良好的结构工艺性，能迅速装拆，满足生产率的要求。 3) 定位元件的调整应能保证工件的加工精度和有关的工艺要求。 4) 提高调整件的通用化和标准化程度，减少调整件的数量，以便于成组夹具的使用和管理。,第二节 成 组 夹 具,5) 调整件必须具有足够的刚度，尤其要注意提高调整件与夹具体间的接触刚度。 (2) 调整方法 成组夹具的调整方法有下列四种： 1) 连续调节式调整 这种方式使调整件在导孔或导轨中移位调节。 2) 分段调节式调
8、整 这种方式通常是使调整件在网格孔系中相对定位调整。 3) 更换式调整 这种方式常用于相似性较差的零件族的定位调整，即将定位点集中在一个调整件上，该调整件相当于一个子夹具的功能，能稳定地保证工件的加工精度。 4) 综合式调整 综合式调整是上述方法的综合，调整要求较高。,第二节 成 组 夹 具,图7-5 快速更换调整机构 a) 钥匙孔式 b) 人字形心棒式 c) 可调压板式 d) 楔块式 1更换件 2螺钉 3基础板 4钢球 5压块 6钳口 7压板 8齿块 9弹簧 10齿条板 11连接杆 12支块 13楔块 14衬套 15定位销,第二节 成 组 夹 具,图7-6 双孔立式专用镗床成组夹具 a) 基
9、础部分 b) 子夹具 1锁紧块 2活塞 3阀体 4阀盖 5分配阀 6手柄 7定位块 8螺钉 9弹簧 10辅助支承 11压块 12菱形销 13支承套 14活塞 15活塞杆 16液压缸 17压板,第二节 成 组 夹 具,四、成组夹具的典型结构 成组夹具的结构形式取决于成组加工的生产组织形式。 1.用于单机成组加工的成组夹具 2.用于成组加工单元主要机床的成组夹具,图7-7 支架类零件族,第二节 成 组 夹 具,图7-8 拨叉多工位成组加工单元的成组夹具 1、4、6支承钉 2、5定位板 3、7钳口 8螺杆 9过渡板 10压板 11夹紧点 12六角螺母,第二节 成 组 夹 具,五、成组夹具的设计步骤
10、1.建立成组夹具设计的资料系统 2.确定综合工件 3.确定夹具形式 4.结构设计 1) 确定夹具调整部分的结构。 2) 确定夹具基础部分的结构。 3) 夹具的精度分析和夹紧力计算。 4) 绘制夹具总体结构草图。 5) 绘制夹具总图。 6) 成组夹具工艺审查。,第二节 成 组 夹 具,图7-9 杠杆类零件族,第二节 成 组 夹 具,图7-10 杠杆类零件族的成组钻模 1T形滑块 2定位销 3T形基础板 4支承圈 5压爪 6支架 7菱形销 8悬臂板 9滑柱夹紧机构 10齿条滑柱 11手柄,第二节 成 组 夹 具,图7-12 加工拨叉零件族的成组车床夹具 1夹具体 2衬套 3定位轴 4快换垫圈 5六
11、角螺母 6压板,第二节 成 组 夹 具,图7-13 成组铣床夹具 1底座 2夹具体 3支座 4可调支承 5、6垫块 7塞铁块 8压板 9V形块 10微型液压缸 11紧定螺母 12螺杆,第二节 成 组 夹 具,图7-14 支架类零件族,第二节 成 组 夹 具,六、成组夹具的应用成组夹具的应用极为广泛。,第三节 通用可调夹具,一、通用可调夹具的特点 通用可调夹具是在通用夹具的基础上发展起来的一种可调夹具，其具有以下特点： 1) 通用可调夹具适应的加工范围更广。 2) 通用可调夹具可用于不同的生产类型中。 3) 调整的环节较多，调整较费时间。 4) 可降低夹具成本。 二、通用可调夹具的典型结构 通用
12、可调夹具常见的结构有：通用可调虎钳、通用可调三爪自定心卡盘、通用可调钻模等。,第三节 通用可调夹具,通用可调夹具常采用复合调整方式，它是利用多种通用调整元件的组合和变位实现调整的。,图7-17 多工位复合调整 a) 五工位复合调整 b) 二工位复合调整 1V形块 2定位钳口 3夹紧钳口,三、通用可调夹具的调整,第三节 通用可调夹具,图7-18 组合化复合调整螺旋压板机构 1半工字形键块 2钩形件 3、5连接套 4连接杆 6钩形螺杆 7、9衬套 8压块 10压板 11螺杆 12螺套 13支撑杆 14螺钉 15基础板,五、T形槽系组合夹具的组装 六、孔系组合夹具 第五节 拼 装 夹 具 第六节 随
13、 行 夹 具 第七节 数控机床夹具,图7-21 T形槽系组合夹具元件 a)基础件 b)支承件 c)定位件 d)导向件 e)夹紧件 f)紧固件 g)其他件 h)合件,五、T形槽系组合夹具的组装,1.组装步骤 2.组装精度,1.组装步骤,(1)组装前的准备 组装前必须熟悉组装工作的原始资料，即工件的图样和工艺规程，了解工件的形状、尺寸和加工要求以及所使用机床、刀具等情况。 (2)确定组装方案 按照工件的定位原理和夹紧的基本要求确定工件的定位基准、需限制的自由度以及夹紧部位，选择定位元件、夹紧元件以及相应的支承件、基础板等，初步确定夹具的结构形式。 (3)试装 试装是以工件为组装模特，将前面所设想的
14、夹具结构方案，在各元件不完全紧固的条件下，先进行试装。 (4)连接 经过试装验证的夹具方案，即可正式组装。 (5)检测 元件全部紧固后，便可检测夹具的精度。 (1)组装前的准备 如图7-23a所示为支承座的工序图。,1.组装步骤,(2)确定组装方案 按照定位基准与工序基准相重合的原则，采用工件底面C和2孔为定位基准，以保证工序尺寸(750.2)mm、(550.1)mm及20H7孔轴线对平面的平行度公差0.05mm的要求。 (3)试装 选用方形基础板和基础角铁作夹具体。 (4)连接 1) 组装基础板1和基础角铁3(见图7-23b)。 2) 在中孔钻模板4上组装10mm圆柱销6，在中孔钻模板4的定
15、位键槽中放入定位键5，然后用紧固件将其紧固在基础角铁上(见图7-23c)。 3)组装工件孔b用的中孔钻模板8和10mm菱形销9。 4)组装导向件。 5)组装压板。,1.组装步骤,图7-23 组装实例 a)工序图 b)组装基础板和基础角铁 c)组装圆柱销 d)组装中孔钻模和菱形销 e)组装导向件 f)调整孔距尺寸 1基础板 2T形键 3基础角铁 4、8中孔钻模板 5、12定位键 6圆柱销 7、13标准量块 9菱形销 10钻模板 11导向板 14量棒,1.组装步骤,(5)检测 检查各元件的紧固情况以及工件装卸是否方便。,2.组装精度,图7-24 支承元件工作图,2.组装精度,表7-2 组合夹具的组
16、装精度,六、孔系组合夹具,图7-25 KD型孔系组合夹具,六、孔系组合夹具,图7-26 德国的一种孔系组合夹具,六、孔系组合夹具,表7-3 孔系组合夹具元件,六、孔系组合夹具,表7-3 孔系组合夹具元件,六、孔系组合夹具,表7-3 孔系组合夹具元件,六、孔系组合夹具,表7-3 孔系组合夹具元件,第五节 拼 装 夹 具,一、拼装夹具的特点 二、拼装夹具的典型结构 三、拼装夹具的模块系统 四、加工中心的拼装夹具设计 五、卧式车床的拼装夹具设计,一、拼装夹具的特点,图7-27 拼装夹具的基础件 a)板式 b)六面体形 c)方形,二、拼装夹具的典型结构,图7-28 模块化钻模,二、拼装夹具的典型结构,图7-29 用于数控镗床的拼装夹具,三、拼装夹具的模块系统,(1)特征模块 按模块的特征分为：主模块；子模块；专用模块。 (2)功能模块 按模块的功能分为：基础模块；定位模
