机制工艺课件

《机制工艺课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机制工艺课件（127页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、Chapter 6 Design of Clamp for Machine Tool 第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计第六章第六章 目录目录 第一节第一节 机床夹具概论机床夹具概论 第四节第四节 机床夹具的基本要求及设计步骤机床夹具的基本要求及设计步骤 第二节第二节 工件定位工件定位 第三节第三节 工件的夹紧工件的夹紧第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计 在机床上对工件进行加工时，首先需要使工件在机床上占有准确的位置，并在机床上对工件进行加工时，首先需要使工件在机床上占有准确的位置，并在加工过程中能承受各种力的作用而始终保持这一准确位置不变。前者称为工件在加工过程中能承受各种力的作用而

2、始终保持这一准确位置不变。前者称为工件的定位，后者称为工件的夹紧，这一整个过程统称为工件的装夹。在机床上装夹的定位，后者称为工件的夹紧，这一整个过程统称为工件的装夹。在机床上装夹工件所使用的工艺装备称为机床夹具。工件所使用的工艺装备称为机床夹具。第一节第一节 机床夹具概述机床夹具概述一、机床夹具的分类一、机床夹具的分类 机床夹具的种类很多，可按夹具的应用范围分类，也可按所使用的动力源进机床夹具的种类很多，可按夹具的应用范围分类，也可按所使用的动力源进行分类。行分类。 1. 按应用范围分类按应用范围分类 按应用范围，可将夹具分为通用夹具、专用夹具、成组夹具和组合夹具。按应用范围，可将夹具分为通用

3、夹具、专用夹具、成组夹具和组合夹具。 （1 1）通用夹具）通用夹具 通用夹具 通用夹具是指在一般通用机床上所附有的一些使用性能较广泛的夹具，如车、磨床上的三爪和四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头，铣、刨床上的平口钳、分度头和回转工作台等。 这类夹具一般已标准化，并由专业工厂生产作为机床附件供用户使用。它们在使用上有很大的通用性，往往无需调整或稍加调整就可用于装夹不同的工件。 通用夹具主要用于单件和中、小批生产、装夹形状比较简单和加工精度要求不太高的工件。连杆粗镗大头孔夹具十字轴架车夹具 （3 3）成组夹具）成组夹具 成组夹具 这类夹具在使用时，只需对夹具上的部分定位、夹紧元件等进行调整或更换，就可用于组

4、内不同工件的加工。 在生产中，有时由于加工批量较小，为每种零件都分别设计专用夹具很不经济，而使用通用夹具又往往不能满足加工精度和生产率的要求，故而采用成组加工工艺，并根据组内的典型代表零件设计成组夹具。 成组夹具适用于按照成组工艺进行生产时，同组零件的生产。零件工序简图43DLLD43D43LDL34DL43DL34成组夹具KH1KH2KH3KH4 （4 4）组合夹具）组合夹具 组合夹具 一套由各种标准化元件、合件和部件组成的机床夹具系统。使用时按照工件的加工要求可从中选择适用的组件和部件以搭积木的方式组装成各种专用夹具。 组合夹具通用元件、合件和部件是由专业工厂生产供应的。使用单位可根据被加

5、工工件的加工要求，很快地组装出所需要的夹具。夹具使用完毕后，可以将各组成元件、合件等拆开，清洗后入库以备下次组合使用。 由于这类夹具具有缩短生产准备周期，减少专用夹具的品种、数量和存放面积等优点，且组装后又可达到较高的精度，故在各种批量生产条件下都是适用的。组合夹具实例123456789101112131415161718组合夹具1加筋角铁（2） 2槽用螺栓（6） 3平键（10） 4方形支承 5定位支承 6方形支承 7平垫圈 8六角螺母（8） 9 槽用螺栓 10钻套螺钉 11快换钻套 12钻模板 13圆形定位销 14工件 15方形支承 16角铁 17压紧螺钉 18基础板孔系组合夹具槽系组合夹具

6、 2. 按夹具上的动力源分类按夹具上的动力源分类 按夹具上的动力源，可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹按夹具上的动力源，可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具和切削力及离心力夹具等几类。具、磁力夹具、真空夹具和切削力及离心力夹具等几类。气动虎钳 液压夹具二、机床夹具的组成和作用二、机床夹具的组成和作用 1. 夹具的组成夹具的组成 通过上面的例子可以看出，虽然加工工件的形状、技术要求不同，所使用的通过上面的例子可以看出，虽然加工工件的形状、技术要求不同，所使用的机床不同，但在加工时所使用的夹具大多由以下五个部分组成。机床不同，但在加工时所使用的夹具大

7、多由以下五个部分组成。 （1 1）定位元件及定位装置）定位元件及定位装置 定位元件 在夹具中确定工件位置的一些元件称为定位元件，如支承板、支承钉、定位心轴、定位键等。 定位元件的作用是使一批工件在夹具中占有同一位置，只要将工件的定位基面与夹具上的定位元件相接触或相配合，就可以使工件定位。 （2 2）夹紧装置）夹紧装置夹紧装置 在夹具中由动力装置（如气缸、油江等）、中间传力机构（如杠杆、螺纹传动副、斜楔、凸轮等）和夹紧元件（卡爪、压板、压块等）组成的装置称为夹紧装置。 夹紧装置的作用是用以保持工件在夹具中已确定的位置，并承受加工过程中各种力的作用而不发生任何变化。 （3 3）对刀及导向装置）对刀

8、及导向装置 对刀、导向 在夹具中，用来确定加工时所使用刀具位置的元件称为对刀或导向元件，如钻套、对刀块等。 它们的作用是用来确定夹具相对刀具（铣刀、刨刀等）的位置，或引导刀具（如孔加工用的钻头、扩孔钻，铰刀及镗刀等）的方向。 （4 4）夹具体）夹具体 夹具体 在夹具中，用于连接上述各元件及装置，使其成为一个整体的基础零件称为夹具体。 夹具体的作用，除用于连接夹具上的各种元件和装置外，还用于夹具与机床有关部位进行连接。 （5 5）其它元件及装置）其它元件及装置 在夹具中，除上述元件外，还有一些其它的元件及装置，如定向键、分度转位装置等。它们的作用是确定夹具在机床上的方向，或实现工件在夹具同一次装

9、夹中的分度转位。对刀块钻套定向键 2. 夹具的作用夹具的作用 （1）易于保证加工精度，并使一批工件的加工精度稳定 （2）缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低生产成本 （3）减轻工人操作强度，降低对工人的技术要求 （4）扩大机床的工艺范围，实现一机多能 （5）减少生产准备时间，缩短新产品试制周期第二节第二节 工件的定位工件的定位 工件在夹具中定位的作用和意义，对单个工件来说就是使工件准确占据定工件在夹具中定位的作用和意义，对单个工件来说就是使工件准确占据定位元件所规定的位置；而对一批逐次放入夹具的工件来说，则是使它们都占有位元件所规定的位置；而对一批逐次放入夹具的工件来说，则是使它们都占有一致的位

10、置。一致的位置。一、六点定位原理一、六点定位原理 工件在夹具中的定位问题，可以采用类似于确定刚体在空间直角坐标系工件在夹具中的定位问题，可以采用类似于确定刚体在空间直角坐标系中位置的方法加以分析。中位置的方法加以分析。 工件在没有采取定位措施以前，每个工件在夹具中的位置可以是任意的、工件在没有采取定位措施以前，每个工件在夹具中的位置可以是任意的、不确定的。对一批工件来说，它们的位置是不一致的。这种状态在空间直角坐不确定的。对一批工件来说，它们的位置是不一致的。这种状态在空间直角坐标系中可以用如下六个方面的独立部分来加以表示，如图所示。标系中可以用如下六个方面的独立部分来加以表示，如图所示。 沿

11、沿X轴位置的不确定，称为沿轴位置的不确定，称为沿X轴的移动自由度，以轴的移动自由度，以 表示；表示； 沿沿Y轴位置的不确定，称为沿轴位置的不确定，称为沿Y轴的移动自由度，以轴的移动自由度，以 表示；表示； 沿沿Z轴位置的不确定，称为沿轴位置的不确定，称为沿Z轴的移动自由度，以轴的移动自由度，以 表示；表示； 绕绕X轴位置的不确定，称为绕轴位置的不确定，称为绕X轴的转动自由度，以轴的转动自由度，以 表示；表示； 绕绕Y轴位置的不确定，称为绕轴位置的不确定，称为绕Y轴的转动自由度，以轴的转动自由度，以 表示；表示； 绕绕Z轴位置的不确定，称为绕轴位置的不确定，称为绕Z轴的转动自由度，以轴的转动自由

12、度，以 表示。表示。 工件在空间最多有六个自由度。限制工件在空间最多有六个自由度。限制工件在某一方面的自由度，工件在夹具中工件在某一方面的自由度，工件在夹具中某一方向的位置就得以确定。工件在夹具某一方向的位置就得以确定。工件在夹具中定位的任务，就是通过定位元件限制工中定位的任务，就是通过定位元件限制工件的自由度，以求满足工序的加工精度要件的自由度，以求满足工序的加工精度要求。求。 用合理分布的六个支承点，即可限制用合理分布的六个支承点，即可限制工件的六个自由度，使工件的空间位置完工件的六个自由度，使工件的空间位置完全确定下来，这一原理称为六点定位原理。全确定下来，这一原理称为六点定位原理。 但

13、需要注意的是，在加工过程中并不但需要注意的是，在加工过程中并不一定要求要将工件的六个自由度全部限制，一定要求要将工件的六个自由度全部限制，这要根据加工要求而定。这要根据加工要求而定。完全定位 工件的六个自由度都被限制的情况，称为完全定位。不完全定位 工件被限制的自由度少于六个的情况，称为不完全定位或部分定位。不同加工要求的工件简图欠定位 工件在夹具中定位时，若实际限制的自由度个数少于工序加工要求应予限制的自由度个数，则工件定位不足，称为欠定位。 在设计夹具时，若应限制的自由度没有被全部限制而出现欠定位，则不能保证一批工件在夹具中定位的一致性和工序加工精度要求，因而是不允许的。过定位 工件在夹具

14、中定位，若几个定位支承点重复限制同一个或同几个自由度时，称为过定位。 当出现过定位时，将可能产生工件变形、定位元件损坏或定位精度降低等不良后果。在设计夹具时，是否允许过定位，应根据工件的不同情况进行分析。一般来说，对工件上用毛坯表面作为定位表面时，是不允许出现过定位的；对用已工过的工件表面作为定位表面时，为了提高工件定位的稳定性和刚度，在一定的条件下是允许采用过定位的。过定位分析YZZZ二、定位方式及定位元件二、定位方式及定位元件 工件的定位表面有各种形式，如平面、外圆、内孔和成形表面等。对于这些工件的定位表面有各种形式，如平面、外圆、内孔和成形表面等。对于这些表而需采用不同的方法来实现定位，

15、并要选用恰当的定位元件。表而需采用不同的方法来实现定位，并要选用恰当的定位元件。 1. 定位元件的主要技术要求和常用材料定位元件的主要技术要求和常用材料 定位元件除了应具有高的定位精度之外，还要有较高的耐磨性和刚度。定位定位元件除了应具有高的定位精度之外，还要有较高的耐磨性和刚度。定位元件的定位精度取决于它本身的制造精度和它的装配精度两个方面。元件的定位精度取决于它本身的制造精度和它的装配精度两个方面。 一般定位元件及它在夹具体上的装配基准的加工精度要高于工件的精度，常取其加工误差为工件加工误差的1/31/5。定位元件常用的材料有： 低碳钢 如20钢或20Cr钢，进行表面渗碳淬火，深度0.81

16、.2mm，硬度HRC5565。 高碳钢 如T7、T8、T10等，进行整体淬火，硬度5565。 2. 工件以平面定位的定位元件工件以平面定位的定位元件 工件以平面定位时，所用的定位元件（即支承件），可分为工件以平面定位时，所用的定位元件（即支承件），可分为基本支承基本支承和和辅助辅助支承支承两大类。前者用来限制工件的自由度，是真正具有独立定位作用的定位元件；两大类。前者用来限制工件的自由度，是真正具有独立定位作用的定位元件；而后者则是用来加强工件的刚性，不起限制工件自由度的作用。而后者则是用来加强工件的刚性，不起限制工件自由度的作用。 （1 1）基本支承）基本支承 它有固定支承、可调支承、浮动支承三种形式。它们的结构尺寸都已标准化，它有固定支承、可调支承、浮动支承三种形式。它们的结构尺寸都已标准化，可在有关夹具设计手册中查到，这里只介绍它们的应用和结构特点。可在有关夹具设计手册中查到，这里只介绍它们的应用和结构特点。 固定支承固定支承 这种支承与夹具体作固定联结，使用中不拆卸、不调节，常用的有这种支承与夹具体作固定联结，使用中不拆卸、不调节，常用的有支承钉支承钉和和支承板支承板两种。两种