工件的安裝和夾具設(shè)計(jì)

《工件的安裝和夾具設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工件的安裝和夾具設(shè)計(jì)（94頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1,第二章 工件的安裝和夾具設(shè)計(jì),2,（2） 夾緊：工件定位后，通過一定的機(jī)構(gòu)給工件施以一定的力，避免工件因受切削力或重力等力的作用而改變?cè)械奈恢谩? 2. 1 工件的安裝方式,一、安裝,定位 夾緊,（1） 定位：在進(jìn)行機(jī)加工前，使工件在機(jī)床或夾具上，占據(jù)某一 正確位置的過程。,定位在前，夾緊在后 定位是首要的,3,二、 安裝對(duì)機(jī)加工的影響,直接影響加工精度影響生產(chǎn)率和勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度,三、 工件的安裝方式,（1）直接找正安裝 （2）劃線找正安裝 （3）采用夾具安裝,4,工件在機(jī)床上的應(yīng)有位置，是通過一系列嘗試而獲得的。 具體做法：用千分尺或劃盤上的劃針，以目測(cè)法校正工件位置，一邊校

2、正，一邊找正。,（1）直接找正安裝：,5,直接找正安裝的特點(diǎn)：缺點(diǎn)：安裝時(shí)費(fèi)時(shí)，效率低，需憑經(jīng)驗(yàn)操作，對(duì)工人技術(shù)要求高。 優(yōu)點(diǎn)：夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可避免因夾具本身的制造誤差而產(chǎn)生的定位誤差，因此，定位精度高。 適用場(chǎng)合：?jiǎn)渭∨a(chǎn)中（如工具修理車間）。,6,適用場(chǎng)合：生產(chǎn)批量小，毛坯精度低，以及大型工件等不適宜采用夾具的粗加工中 。,（2）劃線找正安裝,對(duì)重、大、復(fù)雜工件的加工，往往是在待加工處劃線，然后裝上機(jī)床，工件在機(jī)床或夾具上位置按所劃的線進(jìn)行找正定位。,劃線找正安裝特點(diǎn)：,定位精度不高。 定位誤差來源 ：劃線誤差觀察誤差,7,利用夾具進(jìn)行加工，由于工件相對(duì)夾具的位置是一定的，而夾具

3、與機(jī)床的位置關(guān)系預(yù)先調(diào)整好，這樣，在切削一批零件時(shí)，不必再逐個(gè)找正定位，就能達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。,（3）采用夾具安裝,夾具：是用來使加工對(duì)象，占有正確位置，以便接受加工、檢測(cè)的裝置。,8,采用夾具安裝是一種先進(jìn)的安裝方式，既能保證質(zhì)量，又能節(jié)省工時(shí)，對(duì)操作者的技能要求較低，特別適用于成批大量生產(chǎn)中。,特點(diǎn)：,9,工藝裝備： 指為實(shí)現(xiàn)工藝過程所需的各種刃具、夾具、量具、模具、輔具、工位器具等的總稱,10, 2. 2 機(jī)床夾具概述,一、機(jī)床夾具及其組成,機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置。 其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。,1. 機(jī)床夾具,11

4、,用以夾緊工件的元件。,夾緊用的扳手，操作手柄，分度機(jī)構(gòu)和安全保護(hù)裝置等。,（6）其它輔件：,2. 機(jī)床夾具的組成,（1）定位元件：,確定工件在夾具中位置的元件。,（2）導(dǎo)向元件：,用以引導(dǎo)刀具或調(diào)整刀具相對(duì)于夾具的位置。 如：鉆套、對(duì)刀塊。,基礎(chǔ)件，用于安裝其它元件，形成整體。并通過它將夾具安裝在機(jī)床上。,用以確定夾具在機(jī)床上的位置并與機(jī)床相連接。,（3）夾緊元件：,（4）連接元件：,（5）夾具件：,12,二、機(jī)床夾具的分類,1. 分類方法：,1）按夾具的應(yīng)用范圍：通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具、隨行夾具；,機(jī)床夾具通常按夾具的應(yīng)用范圍進(jìn)行分類：,3）按夾緊力來源：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具

5、、液壓夾具、電磁夾具、 真空夾具。,2）按加工類型：車床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等；,13,（1）通用夾具：已標(biāo)準(zhǔn)化，通用化性好，可用于加工同一類型，不同尺寸工件加工的夾具。,如：三爪卡盤、四爪卡盤、平口鉗、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、萬能分度頭、磁鐵吸盤。,適用場(chǎng)合：廣泛用于單件、小批量生產(chǎn)中。,14,（2）專用夾具：是專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)、制造的。這種夾具“剛性”大，即當(dāng)產(chǎn)品變換或工序內(nèi)容變更后，往住無法使用。因此適用于產(chǎn)品固定、工藝相對(duì)穩(wěn)定、批量大的加工過程。,（3）可調(diào)夾具：是指經(jīng)調(diào)整或更換個(gè)別元件，即可加工多種工件的夾具。 這種夾具主要用于加工形狀相似，尺寸相近的

6、工件的加工。,15,（4）組合夾具（拼裝夾具）：這種夾具是在夾具零部件完全標(biāo)準(zhǔn)化的基 礎(chǔ)上，根據(jù)積木化原理，針對(duì)不同的工件對(duì)象和加工要求，拼裝組合則成夾具。構(gòu)成夾具的各零部件，在工件加工完后，可拆散成各種元件，組合成適用其它產(chǎn)品加工要求的夾具。（圖示見下頁） 當(dāng)今生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)：多品種、小批量。由此導(dǎo)致對(duì)生產(chǎn)裝備的要求是高效、快捷的柔性系統(tǒng)。,16,17,18,鉆孔組合夾具,19,20,（5）隨行夾具：切削加工中隨帶安裝好的工件在各工位間被自動(dòng)運(yùn)送轉(zhuǎn)移的機(jī)床夾具。隨行夾具主要是在自動(dòng)生產(chǎn)線加工中心中、柔性生產(chǎn)線。,21,三、機(jī)床夾具的作用,無找正、對(duì)刀等時(shí)間，工件裝卸迅速，從而大大減少了工件安裝

7、的輔助時(shí)間，同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)多件加工，多工位加工，特別適用于加工時(shí)間短，輔助時(shí)間長(zhǎng)的中、小工件的加工。,（1）保證加工精度，降低工人等級(jí),加工精度包括：尺寸精度、幾何形狀精度、表面相互位置精度。 使用夾具最有利于保證表面相互位置精度。,如在搖臂鉆加工孔系 夾具：可達(dá)0.100.20mm 劃線找正：0.41.0mm。,（2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低加工成本,22,擴(kuò)大機(jī)床的功能，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。,（4）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn),（3） 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍,如在車床上利用鏜夾具，進(jìn)行鏜孔。 利用銑夾具，進(jìn)行銑槽。,23, 2. 3 六點(diǎn)定位原理,任何剛體在空間都有六個(gè)自由度，它們分別是沿空間直角坐標(biāo)

8、系X、Y、Z軸方向的移動(dòng)自由度（X、Y Z）和繞三軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度（X、Y、Z）。,,一、剛體的六個(gè)自由度,24,,使工件在機(jī)床上(或夾具中)占有正確的位置，也就是使它相對(duì)于刀具刀刃有正確的相對(duì)位置。,2. 工件定位目的,使工件在機(jī)床上（或夾具中）完全定位，就必須限制它在空間的六個(gè)自由度。,3. 工件定位實(shí)質(zhì),25,定位是使工件占有一個(gè)正確的位置; 夾緊才能使工件不能移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，把其保持在一個(gè)正確的位置。 所以定位與夾緊是兩個(gè)概念，決不能混淆。,4. 定位與夾緊,26,用六個(gè)支承點(diǎn)（實(shí)際上相當(dāng)于定位元件）與工件接觸，每個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，這樣圖中剛體的六個(gè)自由度完全限制了。,4

9、. 六個(gè)自由度的消除與六點(diǎn)定位原則,了剛體的六個(gè)自由度，工件既不能移動(dòng)，也不能轉(zhuǎn)動(dòng)，剛體在空間的位置是確定的。由此可見，要使工件完全定位就必須限定工件在空間的六個(gè)自由度，這一定律就稱為六點(diǎn)定位原則。,六個(gè)支承點(diǎn)完全限制,支承點(diǎn),27,完全定位：全部限定工件的六個(gè)自由度。 不完全定位：至少有一個(gè)自由度未被限制。 是否所有的工件加工時(shí)在夾具中都必須完全定位呢？不一定。究竟應(yīng)該限制哪幾個(gè)自由度，根據(jù)零件的具體加工要求來定。因我們討論的是調(diào)整法定程切削加工，即刀具或工作臺(tái)的行程調(diào)整至規(guī)定的距離為止，這樣，在哪一個(gè)方向上有尺寸要求，就必須限制與此尺寸方向有關(guān)的自由度，否則用定程切削，就得不到該工序所要

10、求的加工尺寸。,5. 完全定位和不完全定位,動(dòng)畫,28,圖（a）中，工件上銑鍵槽，在沿x,y,z三個(gè)軸的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)方向上都有尺寸要求，所以加工時(shí)必須將全部六個(gè)自由度限制。 圖（b）為工件上銑臺(tái)階面，只要限制五個(gè)自由度就夠了; 圖（c）為工件銑上平面，它只需保持高度尺寸z，只要在工件底面上限制三個(gè)自由度就已足夠，這也是不完全定位。,29,注： 不需完全定位的加工工序中，采用完全定位固然可以，但增加了夾具的復(fù)雜程序。 在機(jī)械加工中，一般為了簡(jiǎn)化夾具的定位元件結(jié)構(gòu)，只要對(duì)影響本工序的加工尺寸的自由度加以限制即可。,30,6. 欠定位與過定位, 欠定位：加工中，工件定位點(diǎn)數(shù)少于應(yīng)限制的自由

11、度數(shù)。會(huì)產(chǎn)生不良后果。 過定位：工件的某個(gè)自由度被限制兩次以上。,（1）欠定位時(shí)，會(huì)造成什么后果？ 結(jié)果：應(yīng)限制的自由度未被限制，導(dǎo)致加工時(shí)達(dá)不到要求的加工精度。,（2）過定位是否允許? 一般來說過定位將使工件定位不確定，夾緊后會(huì)使工件或定位元件產(chǎn)生變形。,31,32,注： 過定位一般不允許。 若工件上的定位面精度較高時(shí)，允許過定位。這樣定位剛度好，振動(dòng)小，有利于提高加工精度。,33,（1）方法問題： 根據(jù)工序加工技術(shù)要求和工件形狀的特點(diǎn)，確定應(yīng)限制哪些自由度，然后用相應(yīng)的定位點(diǎn)數(shù)目去消除。 分析時(shí)也可反過來分析哪幾個(gè)自由度可不必限制，剩下的就是要限制的了。,7. 應(yīng)用六點(diǎn)定位原

12、則應(yīng)注意的問題,（2）過定位有時(shí)是允許的，而欠定位決不允許，欠定位的后果只能導(dǎo)致加工時(shí)達(dá)不到加工精度。,34,（3）必須結(jié)合定位基準(zhǔn)面和定位元件的接觸情況來分析自由度限制的數(shù)目。,（4）定位與夾緊,35,定位方式 用六點(diǎn)定位原理進(jìn)行定位分析時(shí)，以支承（定位）點(diǎn)來消除自由度。在實(shí)際應(yīng)用中，不可能是點(diǎn)，而應(yīng)該是各種定位元件。 工件的定位表面有各種形式：如平面、內(nèi)孔、外圓、成型面、組合表面等，對(duì)這些表面應(yīng)采用不同的定位方式來實(shí)現(xiàn)。, 2. 4 工件在夾具上的定位,36,一、常用定位方式與定位元件,工件常用定位表面,以平面定位 以內(nèi)孔定位 以外圓表面定位,（一）以平面定位,基本支承 輔助支承,固定支

13、承 可調(diào)支承 自位支承,支承釘、支承板,基本支承：限制自由度，真正起定位作用。 輔助支承：不限制自由度，只起預(yù)定位、增加工件和夾具剛 性等作用。,37,1基本支承 （1）固定支承：安裝到夾具上后，不可拆卸或調(diào)節(jié)。分為支承板和支承釘： 支承釘：用于小平面未加工或已加工表面的定位。 a.分類： 平頭：面接觸，用于經(jīng)過精加工的表面定位。 球頭：點(diǎn)接觸，可保證接觸位置相對(duì)穩(wěn)定，但易磨損，夾緊時(shí)使加工表面產(chǎn)生壓陷，產(chǎn)生較大安裝誤差，不易使幾個(gè)支承釘保持在同一平面內(nèi)，用于粗加工中。,38,b.釘尾部與基體孔的配合：過盈配合：H7/r6 或H7/n6加中間套(可換)：套與夾具體上孔為過盈配合

14、，套與支承釘尾部可選過渡配合H7/js6。,網(wǎng)紋頂面：與定位面摩擦力較大，可阻礙工件移動(dòng)，加強(qiáng)定位穩(wěn)定性，槽中易積屑，多用在粗糙表面的側(cè)面定位。,39,c.支承釘布置原則： 三點(diǎn)：組成的平面面積盡可能大；二點(diǎn)：距離盡可能長(zhǎng)； 一點(diǎn)：應(yīng)與切削力方向?qū)?yīng)。,40,支承板 用于較大已加工平面的定位，所以常出現(xiàn)在精基準(zhǔn)定位中，一個(gè)支承板的作用，相當(dāng)于兩個(gè)支承釘，消除兩個(gè)自由度。,a.結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用場(chǎng)合： A型 制造簡(jiǎn)單，常用于側(cè)面定位 B型 切有斜槽，易于清屑，常用于底面定位。,41,b.應(yīng)用場(chǎng)合：用于難以用支承釘布置成合適的、穩(wěn)定 的定位中。,c. 材料： D12的支承釘和小型支

15、承板，用性能較好的T7A鋼，淬硬HRC60-64。 對(duì)D12的支承釘和大型支承板，一般用20#鋼滲碳淬火，滲碳深度為0.81.2mm，硬度至HRC6064 。,d.注意,為保持幾塊支承板在同一平面上，在裝配后應(yīng)將頂部進(jìn)行統(tǒng)磨。,有精度要求或使支承板裝配牢固，需加定位銷。,42,（2）可調(diào)支承,可調(diào)支承：適用于毛坯分批制造，其形狀和尺寸變化較大的粗基準(zhǔn)定位并適用于同一夾具加工形狀相同而尺寸不同的工件及專用可調(diào)夾具或組合夾具中。,43,方法：一批工件調(diào)整一次，調(diào)整后應(yīng)鎖緊。,44,（3）自位支承 （浮動(dòng)支承）,45,定位元件有多個(gè)工作點(diǎn)與工件接觸，定位元件在定位過程中所處的位置，隨工件定位基準(zhǔn)面位

16、置的變化而自動(dòng)與之適應(yīng)，其作用相當(dāng)于一個(gè)固定支承，因此，只限制一個(gè)自由度。 由于增加了與工件定位基準(zhǔn)面接觸的點(diǎn)數(shù)，故可提高工件的安裝剛性，適用于以粗基準(zhǔn)定位，剛性不足或不連續(xù)表面的定位。 注意：設(shè)計(jì)自位支承時(shí)，應(yīng)考慮可動(dòng)部分有足夠的擺動(dòng)余量。,特點(diǎn)：,46,2. 輔助支承,a. 特點(diǎn)：根據(jù)六點(diǎn)定位原理，工件定位原理，工件定位夾緊后，若工件剛性很差，在切削力和夾緊力的影響下，會(huì)發(fā)生變形和振動(dòng)。為此，需增加輔助支承，減小變形，以提高剛性和穩(wěn)定性。,47,b.作用： 工件定位后才參與支承，不起消除自由度作用； 起減小工件變形和振動(dòng)的作用，提高夾具工件的穩(wěn)定性； 提高工件的剛性。,c.應(yīng)用場(chǎng)合：

17、工件剛性差，受力易變形的場(chǎng)合。,輔助支承不應(yīng)破壞原有定位。,注意：,48,d.結(jié)構(gòu)形式： 螺旋式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易頂起工件，用限力扳手，逐個(gè)調(diào)整、效率低、常用于單件小批生產(chǎn)中。 自位式：效率高，彈簧力不可太大，tgf，保證自鎖。,推引式： 適用于工件較重，切削負(fù)荷大的場(chǎng)合。,螺旋式,自位式,推引式,49,（二）工件以外圓定位,工件以外圓定位時(shí)，常用的有V形塊、定位套筒及剖分套筒、自動(dòng)定心機(jī)構(gòu)（三爪卡盤、彈簧夾頭、錐孔、自動(dòng)定心夾頭）,1. V形塊 V形塊的定位情況：,50,常取90或120 工藝槽：降低應(yīng)力集中，便于v形工作面加工。 支承面和底面精度要求較高。 安裝時(shí)，需采用定位銷孔（有定位

18、銷孔和安裝孔）。,a. V形塊結(jié)構(gòu)：（已標(biāo)準(zhǔn)化）,支承面,支承面,定位銷孔,工藝槽,底面,51,對(duì)中性好。非完整外圓表面的定位。V形塊裝在夾具體上時(shí)，除用螺釘緊固外，還要加裝定位銷 。,20鋼，熱處理：滲碳深度0.81.2mm, 淬硬HRC60-64。 大型V形塊，可用鑄鐵在支承面上鑲以淬硬耐磨的鋼板。,b.特點(diǎn)：,c. 材料：,52,2. 定位套筒及剖分套筒,定位套筒 特點(diǎn)： 元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定心精度不高； 當(dāng)工件外圓與定位圓孔配合較松時(shí)，易使工件傾斜，可考慮利用套筒內(nèi)孔及端面一起定位； 當(dāng)端面大時(shí)，定位孔應(yīng)短些，以避免產(chǎn)生過定位。,短,53,定位套與夾具體配合： 小：H7/r6或H7/s6

19、 較緊大：N7/R6或H7/js6 較松，裝入后再用螺釘擰緊,剖分套筒 主要用于大型軸類零件的精密軸徑定位，以便于安裝。 結(jié)構(gòu):下半孔起定位作用； 上半孔起夾緊作用。,剖分套筒,54,3.外圓定心夾緊機(jī)構(gòu),55,（三）工件以內(nèi)孔定位,工件以內(nèi)孔定位時(shí)，常用的有：定位銷、定位心軸、自動(dòng)定心機(jī)構(gòu)（如三爪卡盤、彈簧心軸等。,1.定位銷：通常結(jié)合端面定位,,可換式：用于大量生產(chǎn)中，易于更換，更換時(shí)為避免破壞夾具體加上襯套，定位銷與襯套配合H7/js6、H7/n7。,56,e. 削邊銷：用于兩個(gè)圓孔表面組合定位的需要。,長(zhǎng)銷限4； 短銷限2； 削邊銷限1。,57,圓錐銷 特點(diǎn)： 定心好，軸向定位精度不高

20、，常用于浮動(dòng) 定位。,限3,58,根據(jù)工件的形狀和用途的不同，定位心軸的結(jié)構(gòu)形式很多，常用的有下列幾種形式： a. 帶小錐度的心軸（1/50001/1000）： 限5個(gè)自由度，定心精度高，可達(dá)0.0050.01mm，但軸向位移大，傳遞扭矩小，使用于精加工中。,2. 剛性心軸,59,b.圓柱形心軸（緊配合）： 工件與心軸定位部分為過盈配合，采用r6、s6配合，軸向位置較固定（通過限位套），前端加有導(dǎo)向部分（與工件為間隙配合，保證工件用手能自由套入）。,60,c.心軸（間隙配合）： 工件與心軸為間隙配合，心軸采用h6、g6、f7制造，同心度不高，裝卸方便，端部夾緊。,d.花鍵心軸,6

21、1,3.內(nèi)圓定心夾緊機(jī)構(gòu)作用原理與外圓定位相同。,孔用漲緊套,62,（四）工件以組合表面定位,工件以組合表面定位時(shí)，幾個(gè)定位表面間的相互位置，總是具有一定的誤差，若將所有的支承元件都做成固定的，工件將不能正確定位甚至無法定位。 因而，在組合表面定位時(shí)，必須將其中的一個(gè)（或幾個(gè)）支承做成浮動(dòng)的，或雖是固定的，但能補(bǔ)償其定位面間的誤差。,63,1. 以軸心線平行的兩孔定位（一面兩孔）,箱體類大、中型零件的加工中，如機(jī)床主軸箱、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體。,以一面兩孔定位,工件以兩孔定位的方式，在生產(chǎn)中普遍用于,64,解決辦法： （1）右孔與右銷間給予較大的配合間隙，足以補(bǔ)償工件兩孔和兩銷中心距的誤差，但這樣定

22、位誤差較大有時(shí)也會(huì)造成工件位置的偏斜。 （2）將右邊定位銷在兩銷連心線的垂直方面削去兩邊，做成削邊銷，這樣在此連心線方向上獲得間隙補(bǔ)償；能使工件兩孔與兩銷順利安裝且使定位較準(zhǔn)確。 比較：方法1簡(jiǎn)單，但增大轉(zhuǎn)角誤差。 方法2更為科學(xué)。,65,若工件在垂直平面定位后，再將工件左端外圓、用圓孔或V形定位時(shí)，則工件右端外所用的V形塊，一定要做成浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，這時(shí)只起限制一個(gè)自由度的作用，否則就會(huì)過定位。,2.以軸心線平行的兩個(gè)圓表面定位,66,兩個(gè)零件（a）、(b)，均需以大孔及底面和背面定位，加工兩個(gè)小孔?？梢杂袃煞N定位方案，視其加工尺寸要求而定。 根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，如右上圖 零件應(yīng)選用右下圖方案

23、：即平面用 支承板定位，孔用削邊銷定位，,3.以一個(gè)孔和一個(gè)平行于孔中心線的平面定位,且削邊方向應(yīng)平行于定位平面，以補(bǔ)償孔中心線與底面間距離的尺寸誤差公差。,67,如右上圖零件，則宜采用右下圖的方案，即孔用圓銷定位，而平面下方則加入楔形塊可使定位平面升降，以補(bǔ)償工件孔與平面間的尺寸誤差。,68,,圖341 夾緊裝置的組成 1氣缸2斜楔3滾子4壓板,, 2. 5 工件的夾緊,一、夾緊裝置的組成、作用及基本要求,組 成,1）力源裝置 2）中間傳力機(jī)構(gòu) 3）夾緊元件,69,作 用,1）夾緊時(shí)不破壞工件定位； 穩(wěn) 2）夾緊力大小要適當(dāng)； 牢 3）夾緊動(dòng)作要迅速、可靠； 快 4）結(jié)構(gòu)緊湊

24、，易于制造與維修。,基 本 要 求,1）改變作用力的方向； 2）改變作用力的大??； 3）使夾緊實(shí)現(xiàn)自鎖。,70,工件夾緊的基本要求,確定夾緊方案一般應(yīng)與定位問題同時(shí)考慮，為達(dá)到以上三個(gè)要求，正確設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)，首先必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn)。,夾得穩(wěn)：,不破壞穩(wěn)定的正確定位，剛度足夠；,夾得牢：,夾緊力要合適，過大工件變形或損傷，影響加工精度，過小工件加工中易移動(dòng)或產(chǎn)生振動(dòng)，同時(shí)，夾緊裝置應(yīng)保證自鎖，即原始夾緊力去除后，工件能保持夾緊狀態(tài)；,夾得快：,機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、操作安全、省力、迅速方便。,71,二、夾緊力確定,1. 夾緊力方向的確定 不破壞定位的準(zhǔn)確性，朝向是定位基準(zhǔn)；

25、 夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能?。?夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小。,72,P：切削力、W：重力，Q：夾緊力,P、W相同時(shí)，哪一情況Q可最?。?由此可見，夾緊力大小與夾緊力方向直接有關(guān)，在考慮夾緊方向時(shí)，只要滿足夾緊條件，夾緊力越小越好。,73,2.夾緊力作用點(diǎn)的選擇 夾緊力應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的平面上； 夾緊力應(yīng)落在工件剛性較好的部件上； 夾緊力應(yīng)盡量靠近加工面。,74,夾緊力應(yīng)落在工件剛性較好的部件上,75,夾緊力要合適，過大工件變形或損傷，影響加工精度，過小工件加工中易移動(dòng)或產(chǎn)生振動(dòng)。,3.夾緊力大小的估算,估算夾緊力的方法：,首先：將工件視為分離體，分析作用在工件上的

26、各種力； 再根據(jù)力系平衡條件，確定保持工件平衡所需的最小夾緊力； 最后將乘以一合適的安全系數(shù)，以此作為所需的夾緊力。,76,典型夾緊機(jī)構(gòu),常見的有斜楔、偏心、螺旋和鉸鏈等夾緊機(jī)構(gòu)，斜楔、偏心、螺旋是利用機(jī)械摩擦的斜楔自鎖原理。,1.斜楔夾緊,77,斜楔夾緊的特點(diǎn)： （1）斜楔機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，有增力作用。一般擴(kuò)力比（約為3），愈小，增力作用愈大。,（2）斜楔夾緊行程小，且受斜楔升角影響。增大可加大行程，但自鎖性能變差。,與上表面的摩擦角 與下表面的摩擦角,為解決增力、行程之間矛盾，斜楔還可采用雙升角形式，大升角用 于夾緊前的快速行程，小升角則滿足增力和自鎖條件 。,（3）夾緊和松開要敲擊大、小端，操作

27、不方便。,78,手動(dòng)操作的簡(jiǎn)單斜楔夾緊很少應(yīng)用，而在常見的夾緊裝置中，改變夾緊力方向和作為增力機(jī)構(gòu)時(shí)則應(yīng)用較多。,材料：斜楔一般用20鋼滲碳，淬硬HRC5862。批量不大時(shí)也可用45鋼，淬硬HRC4246。,如氣液壓夾緊時(shí)，斜楔上作用的動(dòng)力源是不間斷的，所以不必自鎖，可增大到1530。,79,2. 螺旋夾緊 螺旋夾緊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，增力比大，自鎖性好，夾緊可靠，所以在夾具中得到最廣泛的應(yīng)用。,螺桿1在2中轉(zhuǎn)動(dòng)而起夾緊作用。 螺母2采用可換式，其目的是為了內(nèi)螺紋磨損后可及時(shí)更換。 螺釘3用以防止2的松動(dòng)。 壓塊4是防止在夾緊時(shí)帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)；并避免1的頭部直接與工件接觸而造成壓痕，同時(shí)也可增大夾緊力作

28、用面積，使夾緊更為可靠。,簡(jiǎn)單的螺旋夾緊機(jī)構(gòu),80,實(shí)際生產(chǎn)中，采用螺旋壓板的組合夾緊，在手動(dòng)操作時(shí)用得比單螺旋夾緊更為普遍。 較典型有三種：,圖（a）擴(kuò)力比最低,圖（b）擴(kuò)力比基本不變,81,圖（c） 操作省力，但結(jié)構(gòu)受工件形狀限制。,故設(shè)計(jì)這類夾具時(shí)，要注意合理布置杠桿比例，尋求最省力、最方便的方案。,82,螺旋夾緊的主要缺點(diǎn)安裝、拆卸工件的輔助時(shí)間太長(zhǎng)，而偏心夾緊是一種快速的夾緊機(jī)構(gòu)。,常用的有圓偏心和曲線偏心兩種，可做成平面凸輪的形狀。 因圓偏心機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，較曲線偏心應(yīng)用廣泛。,3.偏心夾緊,83,c）保證足夠的夾緊距離（指偏心輪工作部分與工作間接觸點(diǎn)的最大垂直位移）。,D

29、/e值反映了偏心輪的偏心特性，它可用來表示偏心輪工作的可靠性；此值大，自鎖性能好，但結(jié)構(gòu)尺寸也大。 滿足偏心輪D/e1420的條件時(shí)，機(jī)構(gòu)即能自鎖。,在設(shè)計(jì)圓偏心時(shí)，應(yīng)注意以下三個(gè)問題：,a）自鎖條件；,b）保證足夠的夾緊力；,偏心夾緊必須保證自鎖條件,84,加工時(shí)采取多件夾緊，可以大大提高生產(chǎn)率，尤其在小件加工時(shí)應(yīng)用更為廣泛。,（1）連續(xù)式夾緊由一個(gè)力的來源，以同樣大小的夾緊力，依次連續(xù)朝同一方向由一個(gè)工件傳遞到其他工件。,4. 多件夾緊,按夾緊力的方向及作用情況，多件夾緊可分為兩種：,85,使用連續(xù)式夾緊 ，沿夾緊方向，每個(gè)工件與定位夾緊元件接觸處的誤差，必定要傳到另一工件上。如此累積，

30、使最后一個(gè)工件沿此方向的定位精度非常低。因此，連續(xù)式多件夾緊只適用于被加工表面與夾緊方向平行（即工件加工尺寸的方向與夾緊方向相垂直）的時(shí)候。因此時(shí)的定位誤差，并不影響工件的加工精度。,86,（2）平行式夾緊總的原始力按幾個(gè)平行的相同方向，分布在不同的多個(gè)夾緊位置上。,工件安裝在V形塊上，旋緊螺母1，通過一特殊壓板2，使四個(gè)工件同時(shí)夾緊。,87,88,圖（c）是用液性塑料的平行式多件夾緊。,89,90,2.6 夾具設(shè)計(jì)方法與步驟,一、專用夾具設(shè)計(jì)步驟 1. 明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集資料 首先了解生產(chǎn)綱領(lǐng)，研究加工對(duì)象的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書。 2. 擬定夾具結(jié)構(gòu)方案繪制草圖 設(shè)計(jì)定位

31、裝置夾緊裝置其它裝置（對(duì)刀、導(dǎo)向、分度）夾具體及在機(jī)床上的安裝方式繪制草圖。,91,3. 進(jìn)行分析計(jì)算 工件精度要求高時(shí)應(yīng)進(jìn)行精度分析、計(jì)算定位誤差，計(jì)算夾緊力。,4. 審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì) 繪制草圖后要征求意見，送有關(guān)部門審查并進(jìn)行修改。,92,5. 繪制夾具總圖 主視圖按夾具面向操作者盡量用1：1繪制。工件輪廓以雙點(diǎn)劃線繪出，并把工件看作透明體，即工件擋住的夾具線也要繪制出來。要求表達(dá)清楚夾具的工作原理、定位裝置和夾緊裝置，并標(biāo)注最大的外形尺寸和與裝配有關(guān)的尺寸、位置公差、配合代號(hào)及其它技術(shù)要求。,6. 繪制夾具零件圖 夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)件都應(yīng)繪制零件圖并按總圖要求標(biāo)注尺寸、公差、表面粗糙度

32、和技術(shù)要求。,93,二、夾具總圖上尺寸公差及技術(shù)要求的制訂 1. 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和公差 最大輪廓尺寸明確在機(jī)床上所占空間。 與定位有關(guān)的尺寸、公差便于控制定位誤差。 與夾具在機(jī)床上安裝有關(guān)的技術(shù)要求控制夾具安裝誤差。 刀具與定位元件的位置尺寸和公差控制調(diào)刀或?qū)蛘`差。 其它裝配尺寸及技術(shù)要求明確夾具內(nèi)部各組成元件連接副之間的位置關(guān)系。,94,2. 夾具公差值的確定 直接與工件公差相關(guān)的夾具公差 Tj（夾具公差）=（1/21/5）Tg（工件公差） 注意： 標(biāo)注時(shí)應(yīng)以工件平均尺寸作為夾具的基本尺寸。 工件未注尺寸公差：Tj取IT9IT11; 工件未注位置公差：Tj取IT7IT9; 工件未注角度公差： Tj取310。,結(jié)束,