典型专用夹具设计

机械制造装备设计第15章典型专用夹具设计第15章典型专用夹具设计15典型专用夹具设计●专用夹具设计的基本要求①保证加工要求—正确定位和夹紧，合理对刀导向，合适技术要求②提高生产率和降低成本—快速高效夹紧，与生产率相适应③工艺性好—便于制造、检验、装配、调整和维修④使用性好—操作简便，省力、安全可靠、排屑方便第15章典型专用夹具设计专用夹具设计步骤1.明确设计任务与收集设计资料2.拟定夹具结构方案，绘制草图3.进行必要的分析计算4.审查方案与改进设计5.绘制夹具装配总图6.绘制夹具零件图第15章典型专用夹具设计2.拟定夹具结构方案与绘制草图确定工件的定位方案，设计定位装置；确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置；确定其它装置及元件的结构形式，如对刀、导向装置、分度装置；确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式；绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。第15章典型专用夹具设计5.绘制夹具装配总图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的合适位置上。依次绘出定位装置、夹紧装置、其它装置及夹具体。标注必要的尺寸、公差和技术要求。编制夹具明细表及标题栏。第15章典型专用夹具设计专用夹具设计步骤1.明确设计任务与收集设计资料2.拟定夹具结构方案，绘制草图3.进行必要的分析计算4.审查方案与改进设计5.绘制夹具装配总图6.绘制夹具零件图第15章典型专用夹具设计夹具体的设计1.对夹具体的要求2.夹具体毛坯的类型第15章典型专用夹具设计1.对夹具体的要求有适当的精度和尺寸稳定性有足够的强度和刚度结构工艺性好排屑方便在机床上安装稳定可靠T第15章典型专用夹具设计铸造夹具体特点：工艺性好，具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，但生产周期长。焊接夹具体特点：制造方便、生产周期短、成本低、重量轻，但热应力较大，需退火处理。2.夹具体毛坯的类型T第15章典型专用夹具设计2.夹具体毛坯的类型（续）锻造夹具体特点：适用于形状简单、尺寸不大、要求刚度、强度大的场合。型材夹具体特点：取材方便、生产周期短、成本低、重量轻。装配夹具体特点：成本低、周期短、精度高。T第15章典型专用夹具设计夹具总图上尺寸、公差技术要求的标注1.夹具总图上应标注的尺寸和公差2.夹具总图上应标注的技术要求3.夹具总图上公差值的确定第15章典型专用夹具设计1.夹具总图上应标注的尺寸和公差最大轮廓尺寸影响定位精度的尺寸和公差:指工件与定位元件之间的尺寸、公差。影响对刀精度的尺寸和公差:指刀具与对刀或导向元件之间的尺寸、公差。T第15章典型专用夹具设计（续）影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差主要指夹具安装基面与机床相应配合表面之间的尺寸、公差。影响夹具精度的尺寸和公差主要指定位元件、对刀元件、安装基面三者之间的位置尺寸和误差。其它重要尺寸和公差（配合尺寸等）一般为机械设计中应标注的尺寸、公差。T第15章典型专用夹具设计2.夹具总图上应标注的技术要求1夹具总图上无法用符号标注而又必须说明的问题，可作为技术要求用文字在总图的空白处。第15章典型专用夹具设计2.夹具总图上应标注的技术要求2制造说明其内容为：1）必须先进行装配或装配一部分后再进行加工的表面；制造时需要相互配作的零件。2）用特殊方法加工的表面。例如淬火后的零件成形面用线切割或电火花加工。3）某些夹具零件直线移动或回转的范围；操作手柄的特殊位置。4）气、液压动力部件的试验技术要求，第15章典型专用夹具设计2.夹具总图上应标注的技术要求3使用说明其内容为：1）多工位加工的加工顺序。2）多件加工定位、夹紧的方法。3）使用过程中需加的平衡装置。4）装夹多种工件或不同工件通用可调夹具的使用说明。5）夹具使用时的安全问题。6）夹具使用时的调整说明。7）高精度夹具的保养方法。第15章典型专用夹具设计3.夹具总图上公差值的确定1夹具总图标注公差值的原则：在满足加工要求的前提下，尽量降低夹具的制造精度。1）直接影响工件加工精度的夹具公差δjδj—夹具总图上的尺寸公差或位置公差；δj=（1/2～1/5）δkδk—与相应的工件尺寸公差或位置公差。第15章典型专用夹具设计3.夹具总图上公差值的确定2工件的加工尺寸未注公差时，工件公差δK视为IT12～IT14，夹具上的相应尺寸公差按IT9～IT11标注。工件上的位置要求来注公差时，工件位置公差δK视为IT9～IT11级，夹具上相应位置公差按IT7～IT9级标注。第15章典型专用夹具设计3.夹具总图上公差值的确定3工件上加工角度末注公差时，工件公差δK视为土30′～土10′,夹具上相应角度公差标为土10′～土3′。（相应边长为1O～400mm,边长短时取大值）。第15章典型专用夹具设计3.夹具总图上公差值的确定42)夹具体上其它重要尺寸的公差与配合这类尺寸的公差与配合的标注对工件的加工精度有间接影响。在确定配合性质时，应考虑减小其影响，其公差等级可参照“夹具手册”或《机械设计手册》标注。第15章典型专用夹具设计表（常用夹具元件的公差配合1）部件及配合内径G7或F8外径与钻模板H7/r6或H7/n6外径与本体H7/r6或H7/n6内径F7或n6精铰孔时G6粗铰孔时G7外径与衬套F7/m6或F7/k6钻孔及扩孔时F8快换钻套内径元件名称可换钻套衬套固定钻套基本尺寸是刀具的最大尺寸基本尺寸是刀具的最大尺寸备注第15章典型专用夹具设计镗套支承钉定位销快换定位销钻模板铰链轴外径与衬套H6/h5(H6/j5)；H7/h6(H7/js6)与夹具体配合H7/r6、H7/n6与工件定位基面配合H7/g6、H7/f7或H6/g5、H6/f6与夹具体配合H7/r6、H7/n6与衬套配合H7/h6轴与孔配合G7/h6、F8/h6内径与镗杆H6/g5(H6/h5)；H7/g6(H7/h6)备注元件名称表（常用夹具元件的公差配合2）第15章典型专用夹具设计名称定位元件推荐材料热处理要求国标《夹具零件部》代号支承钉支承板可调支承钉定位销定位心轴V型块T7A20钢20钢45钢T8A45钢淬火HRC60～64GB2226-80T7A20钢20钢渗碳0.8～1.2mm淬火HRC60～64渗碳0.8～1.2mm淬火HRC38～40淬火HRC53～58渗碳0.8～1.2mm淬火HRC55～60淬火HRC60～64渗碳深0.8～1.2mm淬火HRC33～38GB2226-80GB2203-80AGB2226-80GB2204-80A淬火HRC43～48表（常用夹具元件的材料和热处理1）第15章典型专用夹具设计名称夹紧元件推荐材料热处理要求国标《夹具零件部》代号斜契压紧螺钉螺母摆动压块螺钉压板钩形压板20钢40钢45钢45钢淬火HRC58～62GB2160-80渗碳0.8～1.2mm淬火HRC38～42淬火HRC43～48淬火HRC38～42淬火HRC38～42淬火HRC33～38GB2171-80GB2197-80GB2172-80渗碳深0.8～1.2mm淬火HRC60～64圆偏心轮20钢至GB2194-8045钢45钢45钢至GB2163-80GB2197-80表（常用夹具元件的材料和热处理2）第15章典型专用夹具设计名称对刀或导向元件推荐材料热处理要求国标《夹具零件部》代号对刀块塞尺定向键钻套衬套固定式镗套20钢T7A45钢淬火HRC60～64GB2244-80渗碳0.8～1.2mm淬火HRC43～48GB2262/64/65-80GB2266/67/69-80GB2263-80时效处理夹具体HT150T1020钢同上20钢GB2245-80HT200淬火HRC60～64渗碳0.8～1.2mm淬火HRC60～64同上渗碳0.8～1.2mm淬火HRC55～60GB2240-80至GB2243-80GB2206-80表（常用夹具元件的材料和热处理3）第15章典型专用夹具设计●钻床夹具组成：钻套、钻模板、定位元件、夹紧装置、夹具体等主要类型：①固定式—加工孔精度高第15章典型专用夹具设计杠杆孔钻模1.夹具体2.压紧螺钉3.钻模板4.活动V形块5.钻套6.开口垫圈7.定位销8.辅助支承第15章典型专用夹具设计第15章典型专用夹具设计●钻床夹具组成：钻套、钻模板、定位元件、夹紧装置、夹具体等主要类型：①固定式—加工孔精度高②回转式—围绕某一轴线分布的轴向或径向孔系第15章典型专用夹具设计回转式钻模第15章典型专用夹具设计●钻床夹具组成：钻套、钻模板、定位元件、夹紧装置、夹具体等主要类型：①固定式—加工孔精度高②回转式—围绕某一轴线分布的轴向或径向孔系③移动式—钻工件同一表面上的多孔，孔径≤10mm第15章典型专用夹具设计移动式钻模第15章典型专用夹具设计●钻床夹具组成：钻套、钻模板、定位元件、夹紧装置、夹具体等主要类型：①固定式—加工孔精度高②回转式—围绕某一轴线分布的轴向或径向孔系③移动式—钻工件同一表面上的多孔，孔径≤10mm④翻转式—加工小工件不同表面上的孔，重≤100N第15章典型专用夹具设计翻转式钻模1.钻套2.倒锥螺栓3.弹簧涨套4.圆支承板5.螺母第15章典型专用夹具设计●钻床夹具组成：钻套、钻模板、定位元件、夹紧装置、夹具体等主要类型：①固定式—加工孔精度高②回转式—围绕某一轴线分布的轴向或径向孔系③移动式—钻工件同一表面上的多孔，孔径≤10mm④翻转式—加工小工件不同表面上的孔，重≤100N⑤盖板式—无夹具体，大件上孔加工，重≤100N第15章典型专用夹具设计盖板式钻模1.钻模板2.3.定位销4.支承钉第15章典型专用夹具设计●钻床夹具组成：钻套、钻模板、定位元件、夹紧装置、夹具体等主要类型：①固定式—加工孔精度高②回转式—围绕某一轴线分布的轴向或径向孔系③移动式—钻工件同一表面上的多孔，孔径≤10mm④翻转式—加工小工件不同表面上的孔，重≤100N⑤盖板式—无夹具体，大件上孔加工，重≤100N⑥滑柱式—通用可调，制造周期短，应用广第15章典型专用夹具设计滑柱式钻模1.齿轮轴2.斜齿条滑柱3.12.钻模板4.螺母5.手柄6.导向柱7.锥套环8.定位支承9.可调支承10.挡销11.自位压柱13.螺钉14.钻套15.定位元件第15章典型专用夹具设计●钻套—引导刀具，保证位置精度，提高系统刚度类型：标准钻套特殊钻套—固定钻套、可换钻套和快换钻套—小孔距钻套、加长钻套、斜面钻套钻套高度H—大，导向好，刀具刚度提高，精度高，但磨损加剧H=(1～2.5)d排屑空间h—大，排屑方便，导向性能差，精度降低铸铁h=(0.3～0.7)d钢件h=(0.7～1.5)d要求高h=0钻套公差—钻F8，扩F7，粗铰G7，精铰G6第15章典型专用夹具设计●钻模板—安装钻套，确保钻套正确位置类型：①固定式②铰链式③分离式—连体式、装配式、焊接式结构简单，精度高—工件装卸方便，精度较低—可拆卸，精度低第15章典型专用夹具设计●分度装置—按一定角度或一定距离加工一组表面组成：固定部分可动部分分度对定机构锁紧机构分度方式：回转分度直线移动分度第15章典型专用夹具设计●分度对定机构组成：分度盘对定销方式：轴向分度径向分度—结构紧凑，应用广—转角误差小，分度精度高—轴向开孔，或径向开槽—手动、机动、自动常用机构：钢球对定机构手动直拉式对定销齿轮齿条对定销第15章典型专用夹具设计●车床夹具主要类型：①安装在主轴上②安装在床身或大拖板上—在车床上加工壳体、支座、杠杆等零件的孔及端面第15章典型专用夹具设计角铁式车床夹具削边销圆柱销支承板夹具体转动压板工件校正套平衡块第15章典型专用夹具设计●车床夹具的设计特点◆定位装置—工件加工面轴线必须和车床主轴轴线重合◆夹紧装置—夹紧力足够，自锁性能好，防止变形◆与机床的联接①D＜小于140mm，或D＜（2～3）d—锥柄定5点，螺栓拉紧②径向尺寸较大—过渡盘，平面定3点，止口定2点精度要求高—设找正外圆或找正孔第15章典型专用夹具设计●车床夹具的设计特点◆定位装置—工件加工面轴线必须和车床主轴轴线重合◆夹紧装置—夹紧力足够，自锁性能好，防止变形◆与机床的联接◆总体结构的要求①结构紧凑、悬伸短②平衡、配重—配