專用夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的。在多次裝夾、拆裝后，由于 V 形塊 是定位和加緊的，頻繁使用會(huì)導(dǎo)致精度降低，當(dāng)加工出的零件達(dá)不到要求時(shí)，換 V 形塊 就行。 缺點(diǎn)：工作時(shí)間長(zhǎng)了或者切削力太大可能引起夾具體整體變形，達(dá)不到要求。這是就需要重新設(shè)計(jì)。 夾具的分類 夾具有多種分類方法 （ 如車床、銑床、刨床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、拉床等夾具。 ） ，機(jī)床夾具通常有三種分類方法，即按使 用范圍 和特點(diǎn) 、夾緊動(dòng)力源和使用機(jī)床 來(lái)分類。 .按 使用范圍和特點(diǎn)可分為：通用夾具、通用可調(diào)整夾具、專用夾具、組合夾具、成組夾具、拼拆式夾具。 按夾具動(dòng)力源分類：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具、離心力夾具、其他。 按使用機(jī)床分類：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具、其他機(jī)床夾具。 通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具 ,如車床上的卡盤 ,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái) ,分度頭 ,頂尖座等。它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了 ,具有一定的通用性 ,可以用來(lái)安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特 殊的調(diào)整 。 通用可調(diào)整式夾具的特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。 專用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè) 計(jì)制造的 。 組合夾具是由一套標(biāo)準(zhǔn)化的夾具元件，根據(jù)零件的加工要求拼裝組成。不同元件的不同組合和聯(lián)接可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)和用途的夾具。夾具用完后，元件可以拆卸重復(fù)使用。 成組夾具是用于零件成組加工的夾具。它的加工對(duì)象較之可調(diào)整夾具更明確，適用范圍更廣一些。 拼拆式夾具是將標(biāo)準(zhǔn)化的、可互換的零部件裝在基礎(chǔ)件上或直接裝在機(jī)床工作臺(tái)上，并利用調(diào)整件裝配 而成。當(dāng)某種零件加工完畢，即把夾具拆開(kāi)，將這些標(biāo)準(zhǔn)零部件放入倉(cāng)庫(kù)中，以便重復(fù)用于裝配成加工另一零件的夾具。這種夾具是通過(guò)調(diào)整其活動(dòng)部分和更換定位元件的方式重新調(diào)整的。 本課程設(shè)計(jì)研究了翻轉(zhuǎn)式夾具，闡述了翻轉(zhuǎn)式夾具的工作原理，對(duì)翻轉(zhuǎn)式夾具的各零部件做了較為詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了選型，且進(jìn)行了相關(guān)的強(qiáng)度校核。 夾具的組成 通常夾具的組成部分如下： （ 1）定位裝置 定位裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置。常用的定位元件有支承釘、定位銷、 V 型塊等。 （ 2）夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢、保證工件在定位是所占據(jù)的位置，在加工過(guò)程中不因受外力（切屑力、重力、慣性力等）和動(dòng)力裝置（氣缸、液壓缸等）組成。 （ 3）對(duì)刀、引導(dǎo)裝置 對(duì)刀、引導(dǎo)裝置的作用是確定刀具相對(duì)于夾具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。常用的對(duì)刀、引導(dǎo)元件有對(duì)刀塊、鉆套等。 （ 4）其他原件及裝置 根據(jù)夾具特殊功能需要而設(shè)置一些元件或裝置。如分度裝置、靠模裝置、連接件、操作建議及其他輔助元件等。 第四章 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)與其它裝備設(shè)計(jì)比較，有較大的差別，主要表現(xiàn)在下列五個(gè)方面： （ 1） 要有較短的設(shè)計(jì)和制造周期。一般沒(méi)有條件對(duì)夾具進(jìn)行原理性試驗(yàn)和復(fù) 雜的計(jì)算工作。 （ 2） 夾具的精度一般比工件的精度高 2～ 3 倍。 （ 3） 夾具和操作工人的關(guān)系特別密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作習(xí)慣密切結(jié)合。 （ 4） 夾具在一般情況下是單件制造的，沒(méi)有重復(fù)制造的機(jī)會(huì)。通常要求夾具在投產(chǎn)時(shí)一次成功。 （ 5） 夾具的社會(huì)協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少。設(shè)計(jì)者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設(shè)計(jì) 的工藝性要求。 顯然，這些問(wèn)題是很重要的。這將有利于保證夾具的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量。 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 夾具的結(jié)構(gòu)方案包括以下幾個(gè)方案。 定 位方案的確定 根據(jù)工序的尺寸形狀和位置要求，工件定位時(shí)需限制 5 個(gè)自由度。在擬定定位夾緊方案時(shí)，仍需要對(duì)其進(jìn)行分析和研究，考察定位基準(zhǔn)的選擇能否滿足工件位置精度的要求，夾具的結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)。 本設(shè)計(jì)用一面兩銷限制工件的 5 個(gè)自由度， 芯軸中心和鉆套中心的位置由鉆模支架的兩個(gè)夾緊螺釘和其上的定位孔相對(duì)芯軸中心的相對(duì)尺寸決定，可通過(guò)分度盤的 T 型槽微調(diào)。滿足尺寸 要求。 (1) 定位元件的結(jié)構(gòu)尺寸及在夾具中位置的確定 由上可知，定位元件由 支撐板，芯軸的定位銷和鉆模支架的螺 釘孔組成。 （ 1） 芯軸的定位銷和鉆模支架的螺釘孔距離的確定 L+δ Ld/2=65(+) （ 2） 支撐板芯軸的定位銷尺寸確定 φ 5h7/g6 配合誤差（ +） （ 3） 螺釘孔尺寸確定 φ 5h7/g6 配合誤差（ +） 夾緊方案確定 根據(jù)工件的定位方案，考慮加緊力的作用點(diǎn)及方向，采用可快速裝卸的開(kāi)口墊圈方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。它的夾緊力選在大端端面及加工端面，增加了工件剛度，加工過(guò)程中不易 產(chǎn)生震動(dòng)，工件的夾緊變形也小，夾緊可靠，并防止了鉆頭長(zhǎng)度問(wèn)題。 (3) 夾具在機(jī)床上的安裝方式 考慮本工序工件的加工精度一般，因此夾具可通過(guò)機(jī)床工作臺(tái) T型槽的方法固定在工作臺(tái)上。 (4) 鉆模的設(shè)計(jì) 根據(jù)孔加工要求，本設(shè)計(jì)選用回轉(zhuǎn)式鉆模，比起固定式鉆木雅模，雖然誤差比較的大，但可以很方便的拆裝工件，提高加工效率，同事也滿足設(shè)計(jì)的誤差要求。綜合考慮，選用回轉(zhuǎn)式鉆模。 (5) 鉆套的設(shè)計(jì) 根據(jù)加工的要求選用固定式鉆套用于本設(shè)計(jì)，滿足加工要求，符合對(duì)產(chǎn)量的客觀要求，加工中其磨損的程度在誤差范圍內(nèi)，因此固定式鉆 套比起其他設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性更高。 (6) 夾具 體及總體設(shè)計(jì) 夾具 體的設(shè)計(jì)應(yīng)通盤考慮，使各組成部分通過(guò)夾具體有機(jī)得聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)完整的夾具。從夾具的總體設(shè)計(jì)考慮，由于鉆床加工的特點(diǎn)，在加工過(guò)程中容易引起震動(dòng)，故要求夾具體及其上各組成部分的所有元件的剛度和強(qiáng)度要足夠。 夾具總圖設(shè)計(jì) 在繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，繪制夾具總裝圖并標(biāo)注有關(guān)尺寸公差配合和技術(shù)條件。 夾具精度校核 1）孔中心位（芯軸的定位銷和鉆模支架的螺釘孔）校核 影響其精度的主要因素如下。 （ 1） 定位誤差 基準(zhǔn)不重合誤差：Δ B=，基準(zhǔn)偏移誤差Δ Y=0，所以， Δ D=。 （ 2） 夾具安裝誤差 由于夾具定位面和夾具底面的平行度誤差等，會(huì)引起工件傾斜，是加工的工序位置尺寸產(chǎn)生誤差，技術(shù)要求規(guī)定不大于 ，故此工件的影響在 0， 005 以內(nèi)。 （ 3） 與加工方法有關(guān)的誤差 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，這方面誤差一般可控制在被加工工件公差的 1/3 范圍內(nèi)，這里取 。 以上三項(xiàng)合計(jì)為 ，即可能的加工誤差為 ，這小于加工工件要求保證的公差尺寸 。 2）角度尺寸校驗(yàn) （ 1）定位誤差 由于芯軸的定位銷和鉆模支架的 螺釘孔之間配合間隙會(huì)造成基準(zhǔn)位移誤差，可能導(dǎo)致兩定位孔中心連心對(duì)規(guī)定位置的傾斜，其最大轉(zhuǎn)角誤差為 Δα =arctan[（ δ D1+δ d1+x1min +δ D2+δ d2+x2min） /2L] =’ 其最大影響是正負(fù) 秒。 （ 2）與加工方法有關(guān)的誤差 夾具中心平面與 T 型槽的平行度誤差，查閱相關(guān)手冊(cè)，一般為 ，經(jīng)換算，相當(dāng)角度誤差為正負(fù) 1’。 綜合這兩項(xiàng)誤差，其最大角度誤差為正負(fù) ’，滿足本工件加工的要求。 結(jié)論：從計(jì)算來(lái)看，本設(shè)計(jì)的精度要求合格，可以應(yīng)用。 夾具的設(shè)計(jì)步 驟 ，收集研究原始材料 再接到夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書后，首先要仔細(xì)閱讀加工件的零件圖和與之有關(guān)的部件裝配圖，了解零件的作用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 。其次，要認(rèn)真研究加工件的工藝規(guī)程，充分了解本工序的加工內(nèi)容和加工要求，了解本工序使用的機(jī)床和刀具，研究分析夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書上所選用的定位基準(zhǔn)和工序尺寸。 ，繪制夾具草圖 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案時(shí)，主要解決如下問(wèn)題。 （ 1） 確定工件的定位方式，設(shè)計(jì)定位裝置。 對(duì)定位元件的技術(shù)要求：①足夠的精度。②較好的耐磨性。③足夠的強(qiáng)度和剛度。④較好的工藝性。⑤便于清 除切屑。 （ 2） 確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。 對(duì)夾緊裝置的技術(shù)要求：①加緊過(guò)程可靠。②夾緊力大小適當(dāng)。③結(jié)構(gòu)工藝性好。④使用性好。 （ 3） 確定對(duì)刀或引導(dǎo)方式，選擇或設(shè)計(jì)對(duì)刀裝置或引導(dǎo)元件。 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成。對(duì)刀塊是用來(lái)確定夾具和刀具的相對(duì)位置，使用塞尺是為了防止對(duì)刀時(shí)碰傷刀刃和對(duì)刀塊工件表面。 （ 4） 確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式，如定位鍵，分度裝置等。 （ 5）確定夾具的總體結(jié)構(gòu)及夾具在機(jī)床上的安裝方式。在確定夾具結(jié)構(gòu)方案的過(guò)程中，應(yīng)提出幾種不同方案，畫出草圖，經(jīng)比較分析，選出最佳方案。 總圖 夾具總圖繪制比例除特殊情況外，一般按 1:1 繪制，以使所設(shè)計(jì)夾具有良好的直觀性。 繪制夾具配置圖可按如下順序進(jìn)行：用雙點(diǎn)化線畫出工件的外形輪廓和定位面加工面；畫出定位元件和導(dǎo)向元件；按夾緊狀態(tài)畫出夾緊裝置；畫出其它元件或結(jié)構(gòu)；最后畫出夾具體，把上述各組成部分連接成一體，形成完整的夾具。在夾具裝配圖上，被加工件視為透視體。 4,確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸和夾具技術(shù)要求 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注輪廓尺寸，必要的裝配尺寸檢驗(yàn)尺寸及公差，零件與零件之間的配合尺寸，標(biāo)注主要元件裝配之間的相互位置精確要求等。當(dāng)加工的技術(shù)要求較高時(shí) ，并進(jìn)行工序精度分析。 夾具中的國(guó)標(biāo)零件都必須繪制零件圖。在確定這些零件的尺寸公差或技術(shù)要求時(shí)，應(yīng)注意使其滿足夾具總圖的要求。 總圖技術(shù)要求的定制 在夾具總圖上標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求的目的是為了便于繪制零件圖裝配和檢驗(yàn)。應(yīng)有選擇的標(biāo)注以下內(nèi)容。 （ 1） 夾具的外形輪廓尺寸。 （ 2） 與夾具定位元件引導(dǎo)元件以及夾具安裝基面有關(guān)的配合尺寸位置尺寸及公差， （ 3） 夾具定位元件與工件的配合尺寸。 （ 4） 夾具引導(dǎo)元件與刀具的配合尺寸。 （ 5） 夾具與機(jī)床的鏈接尺寸與配合尺寸。 （ 6） 其他主要配合尺寸 。 （ 1）定位元件的位置精度要求。 （ 2）定位元件與夾具安裝面之間的相對(duì)位置精度要求。 （ 3）定位元件與對(duì)刀引導(dǎo)元件之間的相對(duì)位置精度要求。 （ 4）引導(dǎo)元件之間的相對(duì)位置精度要求。 （ 5）定位元件或引導(dǎo)元件對(duì)夾具找正基面的位置精度要求。 （ 6）與保證夾具裝配精度有關(guān)的或與檢驗(yàn)方式有關(guān)的特殊的技術(shù)要求。 夾具的有關(guān)尺寸公差的形位公差通常取工件相應(yīng)公差的 1/5 到1/2。當(dāng)工序尺寸未注公差時(shí)，夾具公差取為正負(fù) （或正負(fù) 10’），或根據(jù)具體情況確定；當(dāng)加工表面未提出位置精度要求時(shí)，夾具上 相應(yīng)的公差一般不超過(guò)（ ~） /100。 在具體選用時(shí)，要結(jié)合生產(chǎn)類型工件的加工精度等因素綜合考慮。對(duì)于生產(chǎn)批量較大，夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而加工精度要求較高的情況，夾具公差值可取的小些。這樣，雖然夾具制作較困難，成本較高，但可以延長(zhǎng)夾具的壽命，并可保證工件的加工精度，因此是經(jīng)濟(jì)合理的；對(duì)于批量不大的生產(chǎn)，則在保證加工精度的前提下，可是夾具的公差取的大些，以便于制造。另外，為便于保證工件的加工精度，在確定夾具的距離尺寸偏差時(shí)，一般應(yīng)采用雙向?qū)ΨQ分布，基本尺寸應(yīng)為工件相應(yīng)尺寸的平均值。 與工件的加工精度 要求無(wú)直接聯(lián)系的夾具公差如定位元件與夾具體導(dǎo)向元件與襯頭，鏜套和鏜桿的配合等，一般可根據(jù)元件在夾具中的功能憑經(jīng)驗(yàn)或根據(jù)公差配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。設(shè)計(jì)時(shí)，具體可參閱《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》等資料。 夾具設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重要問(wèn)題 1）清根問(wèn)題 在設(shè)計(jì)端面和內(nèi)孔定位的夾具時(shí)，會(huì)遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處的清根問(wèn)題。 2）讓刀問(wèn)題 在設(shè)計(jì)圓盤類刀具（如銑刀、砂輪等）加工的家具時(shí)，會(huì)存在讓刀問(wèn)題。 3）更換問(wèn)題 4）防松問(wèn)題 精度分析 進(jìn)行加工精度分析可以幫助我們了解所設(shè)計(jì)的夾具在加工過(guò) 程中產(chǎn)生誤差的原因，以便探索各項(xiàng)