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1、第2单元 夹具基本元件的设计,2.1 定位元件的设计 2.2 导向元件的设计 2.3 夹紧元件的设计 2.4 紧固元件的设计 2.5 夹具体的设计,2.1 定位元件的设计,2.1.1 以平面定位的定位元件设计 在装备制造中，多数工件都是以平面作为主要定位基准，如机座、箱体、支架、圆盘等。以平面定位的定位元件通常采用呈三角形布置的支承钉、呈线性布置的支承板或大平面体等作为定位基准。以平面作为定位基准，还分为粗基准定位和精基准定位两种情况。粗基准一般是指尚未加工的铸造件、锻造件或焊接件等毛坯体；精基准是指已加工过的工件表面。对粗基准定位和精基准定位两种情况应设计不同的定位元件。 1.粗基准平面定位
2、元件,2.1 定位元件的设计,粗基准平面的定位通常采用两种形式，即固定式支承钉和可调节支承钉。前者是将其安装到夹具体上固定不动，后者则是在轴线方向上设计成可调节移动后再固定形式。无论是固定式或可调节式支承钉均可设计成球头、齿纹、六角头等多种形式。 (1)球头支承钉的设计 可参照机床夹具零件及部件 支承钉(JB/T 8029.21999)，采用UG的建模应用模块进行。,图2-1 球头支承钉的纵截面轮廓曲线,2.1 定位元件的设计,图2-2 球头支承钉,2.1 定位元件的设计,图2-3 球头支承钉的工程图,(2)齿纹支承钉的设计 用上述相同的方法，,2.1 定位元件的设计,在UG建模环境中的草图工
3、作界面上，参照机床夹具零件及部件 支承钉(JB/T 8029.21999)，绘制出平头支承钉的纵截面轮廓曲线，并用【回转】命令拉伸出实体模型，如图2-4所示。,图2-4 平头支承钉实体模型,2.1 定位元件的设计,图2-5 绘制方格轮廓曲线,2.1 定位元件的设计,图2-6 齿纹支承钉,(3)圆柱头调节支承钉的设计 可参照机床夹具零件及部件 圆,2.1 定位元件的设计,柱头调节支承(JB/T 8026.31999)，仍采用上面的方法进行设计。,图2-7 圆柱头调节支承钉实体造型和工程图,2.1 定位元件的设计,(4)六角头调节支承钉的设计 可参照机床夹具零件及部件 六角头支承(JB/T 802
4、6.11999)进行设计。,图2-8 六角头调节支承钉实体造型和工程图,2.1 定位元件的设计,2.精基准平面定位元件 对于精基准平面的定位，由于经过切削加工后的表面比较平整、光滑，因此，其定位精度较高。通常可采用夹具体平面、支承板、平头支承钉和非标准结构支承板等进行定位。 (1)平头支承钉的设计 其具体的设计方法与前面的球头支承钉完全相同，可参照机床夹具零件及部件 支承钉(JB/T 8029.21999)来进行。 (2)支承板的设计 具体的设计，可参照机床夹具零件及部件 支承板(JB/T 8029.11999)，采用UG的建模应用模块进行设计。,2.1 定位元件的设计,图2-9 两种支承钉的
5、应用实例,2.1 定位元件的设计,图2-10 平头支承钉实体图和工程图,(3)非标准支承板的设计 对一些特殊形体工件，,2.1 定位元件的设计,其支承板的具体形状可根据实际情况进行专门的设计，以适应加工的需要。,图2-11 绘制支承板草图,2.1 定位元件的设计,图2-12 A型支承板实体图和工程图,2.1 定位元件的设计,图2-13 B型支承板实体图和工程图,2.1 定位元件的设计,图2-14 圆形支承板,2.1 定位元件的设计,图2-15 三角形支承板,2.1 定位元件的设计,图2-16 L形支承板,(4)自动调节支承机构的设计 具体的设计，,2.1 定位元件的设计,可参照机床夹具零件及部
6、件 自动调节支承(JB/T 8026.71999)，采用UG的建模和装配两个应用模块来进行。 1)支承(JB/T 8206.71999)。,图2-17 绘制出支承的纵截面草图,2.1 定位元件的设计,图2-18 完成设计的支承实体图和工程图,2)挡盖(JB/T 8206.71999)。,2.1 定位元件的设计,图2-19 挡盖的实体图与工程图,2.1 定位元件的设计,图2-20 衬套的实体图与工程图,3)衬套(JB/T 8206.71999)。 4)顶销(JB/T 8206.71999)。,2.1 定位元件的设计,图2-21 顶销的实体图与工程图,5)弹簧。,2.1 定位元件的设计,图2-22
7、 弹簧的实体图与工程图,6)螺塞。,2.1 定位元件的设计,图2-23 螺塞的实体图与工程图,2.1 定位元件的设计,图2-24 自动调节支承机构装配示意图,(5)推引式辅助支承的设计 该辅助支承形式为非标准机构，,2.1 定位元件的设计,其具体的设计也是采用UG的建模和装配两个应用模块来进行。,图2-25 推引楔的实体图和工程图,2.1 定位元件的设计,图2-26 支承的实体图和工程图,2.1 定位元件的设计,图2-27 连接杆的实体图和工程图,2.1 定位元件的设计,图2-28 手柄的实体图和工程图,2.1 定位元件的设计,图2-29 推引式辅助支承机构装配示意图,2.1.2 以圆柱孔定位
8、的定位元件的设计,2.1 定位元件的设计,工件以圆柱孔定位也是普遍使用的定位方式，其实质是中心定位。由于是中心定位，因此要求作为定位的工件孔基准面具有较高的精度。工件以中心定位的具体方式有定位销、定位插销、定位轴和心轴等与孔配合来实现。 1.定位销的设计 定位销按结构、用途的不同又分为固定式定位销和可换式定位销。通常情况下使用固定式定位销即可。当各批工件的定位基准孔尺寸不同或工件的批量很大时，就需要设计成可换式定位销定位。 (1)固定式定位销 固定式定位销又分为小定位销和定位销两类，每类定位销都有A型和B型两种结构形式。,2.1 定位元件的设计,图2-30 A型小定位销,2.1 定位元件的设计
9、,图2-31 B型小定位销,2.1 定位元件的设计,图2-32 A型定位销,2.1 定位元件的设计,图2-33 B型定位销,(2)可换式定位销 可换式定位销也分为A型和B型两种结构形式。,2.1 定位元件的设计,图2-34 A型可换定位销,2.1 定位元件的设计,图2-35 B型可换定位销,2.定位插销的设计,2.1 定位元件的设计,定位插销也分为A型和B型两种结构形式。定位插销通常使用在不便于装卸的部位和工件以被加工孔为定位基准的定位中。具体的设计，可参照机床夹具零件及部件 定位插销（JB/T 801551999），采用UG的建模应用模块进行，设计方法同前。图236和图237所示为完成设计的
10、A型定位插销和B型定位插销。定位插销制造材料的选用同上所述。,图2-36 A型定位插销,2.1 定位元件的设计,3.定位轴的设计,图2-37 B型定位插销,2.1 定位元件的设计,图2-38 车床用定位轴的实体图和工程图,2.1 定位元件的设计,图2-39 使用定位轴定位加工轴套的示意图,4.心轴的设计,2.1 定位元件的设计,心轴也分为标准心轴和非标准心轴两大类。这两类心轴又分为圆柱心轴和锥度心轴两类。与定位轴对比两者在定位原理上没有什么不同，但心轴的长径比要大许多。通常，心轴多用于长轴套、多件加工的盘类工件的车削加工的定位。另外，在磨削、铣削等加工中也经常采用心轴定位。锥度心轴已经标准化，
11、可参照机床夹具零件及部件 锥度心轴（JB/T 101161999），采用UG在建模环境下进行设计，具体的设计方法与前面的相同。图240所示为公称直径为16mm、锥度K=13000，标号的锥度心轴的实体图和工程图。,2.1 定位元件的设计,图2-40 标准锥度心轴的实体图与工程图,2.1 定位元件的设计,图2-41 非标准专用心轴,2.1 定位元件的设计,图2-42 外圆磨床上使用的非标准心轴,2.1.3 以外圆柱面定位的定位元件设计,2.1 定位元件的设计,工件以外圆柱面定位时，通常使用V形块或定位套等定位元件进行定位。无论使用哪一种定位方式，其定位原理都是对工件的中心进行定位，即将工件的回转
12、轴作为定位基准。在多数情况下，使用V形块定位比较简单，操作也方便。工件在加工过程中，容易产生振动，或要求加工的刚性较高时，可采用定位套元件进行定位。 1. V形块的设计,2.1 定位元件的设计,V形块的两个工作面间的夹角有60、90、120三种，其中，应用最普遍的是90V形块。90V形块的典型结构和尺寸已经标准化，下面所介绍的V形块元件设计都属于此种。V形块也分为标准和非标准两种形式。每种形式的V形块又分为固定V形块和活动V形块。在夹具设计时，应根据工件的加工特点和操作的方便性来确定选择具体的V形块形式。 (1)固定V形块 标准固定V形块的设计，可参照机床夹具零件及部件 V形块(JB/T 80
13、18.11999)，采用UG的建模应用模块进行设计，设计方法同前。,2.1 定位元件的设计,图2-43 N=42的固定V形块实体图和工程图,(2)活动V形块 标准活动V形块的设计，,2.1 定位元件的设计,可参照机床夹具零件及部件 活动V形块(JB/T 8018.41999)，采用UG的建模应用模块进行设计，设计方法同前。,图2-44 N=42的活动V形块的实体图和工程图,2.1 定位元件的设计,图2-45 标准的固定V形块和活动V形块实体图和装配示意图,(3)非标准V形块 非标准V形块的设计可根据工件的具体加工要求,2.1 定位元件的设计,来进行，其设计的原则是简洁、实用和容易制造，具体的设
14、计方法与前面所述的相同。,图2-46 长圆柱面V形块实体图,2.1 定位元件的设计,图2-47 双件定位V形块实体图,2.定位套的设计,2.1 定位元件的设计,定位套目前还未标准化，是根据不同工件的加工环境和加工要求进行专门设计的。定位套分为圆形定位套和半圆形定位套两种形式。 (1)圆形定位套 圆形定位套主要用于小型、带有回转表面工件的定位。,图2-48 圆形定位套对其对工件的定位示意图,(2)半圆形定位套 半圆形定位套主要用于大型轴类工件的定位。,2.1 定位元件的设计,图2-49 半圆形定位套及其对工件的定位示意图,2.1.4 以特殊表面定位的定位元件设计,2.1 定位元件的设计,当不便于
15、使用平面、圆柱孔面和外圆柱面进行定位时，就要根据工件的具体形状和加工特点选择特殊表面来进行定位。对以特殊表面定位的定位元件的设计只作简单的介绍。 1.内、外圆锥面的定位 当需要以工件的外圆锥面定位时，可采用圆锥套进行定位，如图250所示。当需要以工件的内圆锥孔面定位时，可采用圆锥心轴进行定位，如图251所示。这两种方式的定位能限制工件5个自由度。,图2-50 外圆锥面定位,2.1 定位元件的设计,图2-51 内圆锥孔面定位,2.两个中心孔的定位,2.1 定位元件的设计,对轴类工件经常采用两端的中心孔定位。通常，使用两个顶尖进行定位，如图252所示。这种定位方式能限制工件5个自由度。,图2-52
16、 两端的中心孔定位,3.特殊型面的定位 一些形状复杂工件的定位方式还有许多种，如V形导轨面定位、燕尾槽面定位、渐开线齿形定位及特殊曲面定位等。在具体的夹具设计中，应根据工件的特点和实际加工需要进行选择。,2.2 导向元件的设计,2.2.1 引导元件的设计 引导元件的基本作用是在切削加工中将刀具对准正确的加工路线，保证刀具在切削过程中始终保持正确的轨迹进行切削。常用的引导元件主要是钻削加工和镗削加工所用的钻套和镗套。 1.钻套的设计 在钻削加工中，具体的加工方式包括钻孔、扩孔、铰孔和孔螺纹（攻丝）加工等。无论其中的哪一种加工方式，为了保证加工位置的准确性和加工的稳定性，都会用到钻套这种引导元件。钻套按其使用方式的不同分为固定钻套、可换钻套、快换钻套和定位衬套。 (1)固定钻套 固定钻套直接安装在夹具体上，使用时保持固定不动；通常用于批量不大，使用频率不高或小孔径的钻削加工中。,2.2 导向元件的设计,图2-53 固定钻套的纵截面轮廓,2.2 导向元件的设计,图2-54 固定钻套的实体图
