機(jī)床夾具設(shè)計(jì)-第七章課件

機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

第七章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

第七章第七章機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)方法及步驟專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和生產(chǎn)效率必須與其生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，才有較高的經(jīng)濟(jì)效益。（1）能夠保證工件的加工精度要求。（2）能夠提高機(jī)械加工的生產(chǎn)效率。（3）能夠降低工件的生產(chǎn)成本。（4）夾具的操作要方便、安全。（5）盡可能提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度。（6）具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于夾具的制造、使用和維修。第七章機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)方法及步驟專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求夾具設(shè)計(jì)的步驟

（3）分析計(jì)算；（1）設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備；（2）方案設(shè)計(jì)；（4）審核；（5）總體設(shè)計(jì)；（6）零件設(shè)計(jì)。夾具設(shè)計(jì)的步驟（3）分析計(jì)算；（1）設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備；（2）方案§7-1機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的一般步驟一、研究原始資料、分析設(shè)計(jì)任務(wù)(一)生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量生產(chǎn)一般采用自動(dòng)化程度高的氣動(dòng)夾具，單件小批生產(chǎn)宜采用手動(dòng)夾具、通用夾具和組合夾具(二)零件圖及工序圖：零件圖給出了工件在尺寸、位置等方面的精度要求。工序圖給出了工序尺寸、工序基準(zhǔn)、已加工表面、待加工表面、工序精度要求等，是設(shè)計(jì)夾具的依據(jù)。(三)零件工藝規(guī)程：了解該工序所使用的機(jī)床、刀具、加工余量、切削用量、工步安排、工時(shí)定額、同時(shí)安裝的工件數(shù)目等等。(四)夾具結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)：收集有關(guān)夾具零、部件標(biāo)準(zhǔn)、典型夾具結(jié)構(gòu)圖冊。了解本廠制造、使用夾具的情況?！?-1機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的一般步驟一、研究原始資料、分析1）根據(jù)工件定位原理，確定工件的定位方式、選擇定位元件；2）確定工件的夾緊方式，設(shè)計(jì)適宜的夾緊裝置；3）確定刀具的對準(zhǔn)及引導(dǎo)方式，選取刀具的對準(zhǔn)及引導(dǎo)元件；4）確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)型式，如定向元件、分度裝置等；5）統(tǒng)籌各元件、裝置的布置，確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)；二、確定夾具的結(jié)構(gòu)方案1）根據(jù)工件定位原理，確定工件的定位方式、選擇定位元件；二、總圖的主視圖應(yīng)取操作者實(shí)際工作的位置，以便于夾具裝配及使用時(shí)參考。被加工工件在夾具中被看作為“透明體”，所畫的工件輪廓線與夾具上的任何線彼此獨(dú)立，不相干涉，其外廓以黑色雙點(diǎn)劃線表示。比例一般取1：1繪制總圖的順序是先用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓外形和主要表面的幾個(gè)視圖，并用網(wǎng)紋線表示出加工余量。圍繞工件的幾個(gè)視圖依次繪出定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、對刀元件及夾具定位元件以及其它元件、裝置，最后繪出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。夾具總圖上，還應(yīng)畫出夾具零件明細(xì)表和標(biāo)題欄，寫明夾具名稱及零件明細(xì)表上所規(guī)定的內(nèi)容。三、繪制夾具總圖總圖的主視圖應(yīng)取操作者實(shí)際工作的位置，以便于夾具裝配及使用時(shí)總圖繪制的步驟（1）用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓線；（2）繪制定位元件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)；（3）繪制對刀導(dǎo)向元件；（4）繪制夾緊裝置；（5）繪制其它元件或裝置；（6）繪制夾具體。（7）標(biāo)注視圖符號(hào)、尺寸、技術(shù)要求，編制明細(xì)表。總圖繪制的步驟（1）用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓線；四、確定并標(biāo)法有關(guān)尺寸、配合和技術(shù)條件（一）應(yīng)標(biāo)注的尺寸

1.工件與定位元件的聯(lián)系尺寸。常指工件以孔在心軸或定位銷上（或工件以外圓在內(nèi)孔中）定位時(shí)，工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺寸及公差等級(jí)。2.夾具與刀具的聯(lián)系尺寸。用于確定夾具上對刀元件、引導(dǎo)元件與定位元件之間的聯(lián)系尺寸。3.夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸。用于確定夾具在機(jī)床上正確的尺寸。如車床夾具與主軸端部的連接尺寸，如銑床夾具中定向鍵與工作臺(tái)T型槽的配合尺寸。4.夾具內(nèi)部的配合尺寸。

5.夾具的外廓尺寸。一般指夾具最大外輪廓尺寸。若夾具上有可動(dòng)部分，應(yīng)包括可動(dòng)部分處于極限位置所占的空間尺寸。尺寸公差：定位元件之間，對刀、引導(dǎo)元件之間的尺寸公差取工件公差的1/3到1/5，其他尺寸按一般公差與配合原則選擇。四、確定并標(biāo)法有關(guān)尺寸、配合和技術(shù)條件（一）應(yīng)標(biāo)注的尺寸

(二)應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件

I.定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求，其作用是保證加工面與定位基面間的位置精度。2.定位元件與連接元件間（或找正基面）的位置要求。3.對刀元件與連接元件間（或找正基面）的位置要求。4.定位元件與導(dǎo)引元件的位置要求。（上述要求一般按工件相應(yīng)公差的1/2~1/5選取）(二)應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件I.定位元件之間或定位元件與夾具體機(jī)床夾具設(shè)計(jì)_第七章課件夾具設(shè)計(jì)完成后得到夾具總圖。夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件都必須繪制零件圖，而標(biāo)準(zhǔn)零件必須注明型號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。在確定這些零件的尺寸、公差和技術(shù)要求時(shí)，應(yīng)保證其滿足夾具總圖的要求。在夾具設(shè)計(jì)完成后，夾具設(shè)計(jì)人員還應(yīng)關(guān)注夾具的制造和裝配過程，并了解使用情況，以利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并對原設(shè)計(jì)作進(jìn)一步修改完善，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求。五、繪制夾具零件圖夾具設(shè)計(jì)完成后得到夾具總圖。夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件都必須繪制零件連桿銑兩面8槽工序夾具設(shè)計(jì)槽的加工要求3.20+0.445°±30′0.2（未注）§7-2機(jī)床夾具設(shè)計(jì)舉例(一)工件的加工工藝分析中批生產(chǎn)7.2.1夾具設(shè)計(jì)例1連桿銑兩面8槽工序夾具設(shè)計(jì)槽的加工要求0.2（未注）§7-2(二)確定夾具的結(jié)構(gòu)方案1.確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件(二)確定夾具的結(jié)構(gòu)方案1.確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件

2.夾緊方案選擇及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在批量較小時(shí)，夾緊機(jī)構(gòu)采用螺釘壓板較為合適；生產(chǎn)批量較大時(shí)，可采用手動(dòng)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)或液動(dòng)、氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊有兩個(gè)方案：一是壓在大端上，需用兩個(gè)壓板；另一是壓在桿身上，則只需用—個(gè)壓板。前者的缺點(diǎn)是夾緊兩次，后者的缺點(diǎn)是夾緊點(diǎn)離加工面較遠(yuǎn)，而且壓在桿身中部可能引起工件變形?？紤]到銑削力較大，確定采用第一方案．但如桿身截面較大，加工的槽也不深時(shí)，后一種方案也是可以采用的。2.夾緊方案選擇及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)夾緊有兩個(gè)方案：一是壓

3.夾具對刀定位方案的確定

除了考慮工件在夾具上的定位之外，還要考慮夾具如何在機(jī)床上定位，以及刀具相對夾具的位置如何確定。

3.夾具對刀定位方案的確定除了考慮工件在夾具上的定位之對刀塊及定位鍵

塞尺對刀塊塞尺S=3Hh對刀塊及定位鍵塞尺對刀塊塞尺S=3Hh圖示為一鑄鐵撥叉零件，重2公斤，中批生產(chǎn)，需要設(shè)計(jì)在搖臀鉆床上加工φ12H7和φ25H7兩孔的鉆床夾具。7.2.2夾具設(shè)計(jì)例二：圖示為一鑄鐵撥叉零件，重2公斤，中批生產(chǎn)，需要設(shè)計(jì)在搖臀鉆床(一)工件的加工工藝分析依靠所設(shè)計(jì)的夾具來保證加工表面的下列位置精度：1．待加工孔φ25H7和已加工孔φ10H8的距離尺寸為100±0.5mm；2．兩待加工孔的中心距為mm(也可用194.75±0.25mm來表示)；工孔φ10H8的距離尺寸為100±0.5mm；3.孔φ25H7和端面的垂直度公差為100：0.1；4．兩待加工孔軸線平行度公差為0.16；5.孔的壁厚均勻。(二)確定夾具的結(jié)構(gòu)方案1.確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件(圖7—7)由于工件臀部鋼性較差，定位方式著重考慮兩種可能方案。(一)工件的加工工藝分析依靠所設(shè)計(jì)的夾具來保證加工表面的下列定位方案1優(yōu)點(diǎn)：工件安裝穩(wěn)定，壁厚均勻。不足：基準(zhǔn)不重合，中心距難保證，且鉆模板不在同一平面。定位方案1優(yōu)點(diǎn)：工件安裝穩(wěn)定，壁厚均勻。定位方案2定位方案22.確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)由于活動(dòng)式v形塊6中彈簧力的作用，使工件沿x方向被壓緊在定位銷4上，此兩定位元件共同承受鉆削時(shí)的切削扭矩，因此，只需對工件施加向下壓的夾緊力。3.鉆套、鉆模板設(shè)計(jì)為進(jìn)行鉆、擴(kuò)、餃加工、采用加長的快換式鉆套、其孔徑尺寸和公差按前面所介紹方法確定，結(jié)構(gòu)尺寸可查閱有關(guān)夾具設(shè)計(jì)手冊。(三)繪制總圖及確定主要尺寸、公差和技術(shù)要求

當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式，如圖7-8所示，夾具形成框式結(jié)構(gòu)，剛性較好。2.確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)由于活動(dòng)式v形塊6中彈機(jī)床夾具設(shè)計(jì)_第七章課件(四)確定夾具的主要尺寸、公差和技術(shù)要求

如圖7-5（c）所示，在該夾具總圖中需要標(biāo)注有關(guān)尺寸，公差及技術(shù)要求：

1．夾具總圖上應(yīng)標(biāo)尺寸，公差

(1)夾具的最大輪廓尺寸：180mmx140mmx70mm(2)定位元件的定位面尺寸及各定位元件間的位置尺、及57±0.02mm。

(3)對刀元件的工作面與定位元件定位面間的位置尺寸為7.85±0.02mm及8±0.02mm。(4)夾具定向槽與夾具定向鍵的配合為或

(5)夾具體與定位元件的配合為及2．夾具總圖應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件(1)上定位面N對夾具體底面M的平行度公差為0.03／100。(2)定位元件及對夾具底面的垂直度公差為0.03mm。(四)確定夾具的主要尺寸、公差和技術(shù)要求如圖7-5（c§7-3機(jī)床夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡介一、概述

傳統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)夾具方法，具有如下一些缺點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)效率低，周期長；（2）一般都采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，很難實(shí)現(xiàn)必要的工程計(jì)算，設(shè)計(jì)精確性差；（3）所設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)典型化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，不僅使設(shè)計(jì)本身效率低，而且也給制造帶來困難，提高了成本，從而影響了專用夾具的經(jīng)濟(jì)效益。§7-3機(jī)床夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡介一、概述傳統(tǒng)的人二、機(jī)床夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本過程夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的框圖如圖7—9所示。BY標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)元素，用一定語言描述DT典型圖形庫SB設(shè)備資料表格DZ標(biāo)準(zhǔn)手冊資料

MB明細(xì)表ST生產(chǎn)條件資料二、機(jī)床夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本過程夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的§7-4夾具體的設(shè)計(jì)

一、夾具體設(shè)計(jì)的基本要求夾具體一般是夾具的基礎(chǔ)元件，安放組成該夾具所需要的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。夾具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：(一)有足夠的強(qiáng)度和剛度在加工中，夾具體要承受切削力、夾緊力、慣性力，以及切削過程中產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，所以夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。

（二）減輕重量、便于操作在保證一定強(qiáng)度和剛度的情況下，盡可能使體積小、重量輕。§7-4夾具體的設(shè)計(jì)一、夾具體設(shè)計(jì)的基本要求（三）安放穩(wěn)定、可靠夾具體在機(jī)床上的安放應(yīng)穩(wěn)定，對于固定在機(jī)床上的夾具應(yīng)使其重心盡量低，對于不固定在機(jī)床上的夾具，則其重心和切削力作用點(diǎn)，應(yīng)落在夾具體在機(jī)床上的支承面范圍內(nèi)。夾具越高，支承面積應(yīng)越大。對于較大的夾具體應(yīng)采用周邊接觸(圖7-10a)、兩端接觸(圖7-10b)或四腳接觸(圖7-10c)等方式。（三）安放穩(wěn)定、可靠夾具體在機(jī)床上的安放應(yīng)穩(wěn)定（四）結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好夾具體結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，工藝性好，便于制造、裝配。夾具體上最重要表面有三組：夾具體在機(jī)床上定位部分的表面；安放定位元件的表面；安放對刀和導(dǎo)向裝置或元件的表面等。夾具體上安裝各元件的表面，一般要設(shè)計(jì)3-5mm臺(tái)階，以減少加工面積。

(五)尺寸穩(wěn)定、有一定的精度夾具體制造后應(yīng)避免發(fā)生日久變形。為此對于鑄造夾具體，要進(jìn)行時(shí)效處理，對于焊接夾具體，要進(jìn)行退火處理。鑄造夾具體其壁厚過渡要和緩、均勻，以免產(chǎn)生過大的鑄造殘余應(yīng)力。（四）結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好夾具體結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，工(六)排屑方便1.增加容納切屑的空間，使落在定位元件上的少量切屑，排向容屑空間。圖7-11（a）是在夾具體上增設(shè)容屑溝；圖(b)是通過增大定位元件工作表面與夾具體之間的距離形成容屑空間。(六)排屑方便1.增加容納切屑的空間，使落在定位元件上的少量

2.采用可自動(dòng)排屑結(jié)構(gòu)圖7-12（a）是在鉆床夾具體上開出排屑用的斜弧面，使鉆屑沿斜弧面排出；圖（b)是在銑床夾具體上設(shè)計(jì)的排屑腔，切屑沿斜角α的斜面排出（一般α

=10°~15°）2.采用可自動(dòng)排屑結(jié)構(gòu)圖7-12（a）是在鉆床夾具體上（七）應(yīng)吊裝方便、使用安全夾具體的設(shè)計(jì)應(yīng)使夾具吊裝方便、使用安全。在加工中要翻轉(zhuǎn)或移動(dòng)的夾具，通常要在夾具體上設(shè)置手柄或手扶部位以便于操作。對于大型夾具為便于吊運(yùn)，在夾具體上應(yīng)設(shè)有起吊孔、起吊環(huán)或起重螺栓。對于旋轉(zhuǎn)類的夾具體，要盡量避免凸出部分，或裝上安全罩，并考慮平衡。（七）應(yīng)吊裝方便、使用安全二、夾具體毛坯的制造方法(一)鑄造夾具體(圖7-13a)鑄造夾具體是常用的毛坯制造方式。優(yōu)點(diǎn):是制造工藝性好，可以鑄出各種復(fù)雜的外形。鑄件的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性都較好，且采用適當(dāng)?shù)臅r(shí)效方式，可以消除鑄造的殘余應(yīng)力，長期保持尺寸的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：是制造周期較長，生產(chǎn)成本高。材料：鑄鐵HT20-40，15-30，強(qiáng)度要求比較高時(shí)可以采用鑄鋼ZG35二、夾具體毛坯的制造方法(一)鑄造夾具體(圖7-13a)鑄

(二)焊接夾具體(圖7-13b)

焊接夾具體和鑄造夾具體相比，制造容易、生產(chǎn)周期短、成本低(比鑄造夾具體成本低30％-35％左右)。焊接夾具體所采用的材料為鋼板、型材等，故其重量與同體積的鑄鐵夾具體相比要輕很多。焊接夾具體在其制造過程中，要產(chǎn)生熱變形和殘余應(yīng)力，對其精度影響很大，故焊成后要進(jìn)行退火處理。焊接夾具體很難得到鑄造夾具體那樣復(fù)雜的外形。(二)焊接夾具體(圖7-13b)（三）鍛造夾具體用鍛造的方法制造夾具體的毛坯，只有在形狀比較簡單、尺寸不大的情況下才有可能，一般很少采用。（三）鍛造夾具體用鍛造的方法制造夾具體的毛坯，只有在

(四)裝配夾具體

裝配夾具體是選用標(biāo)準(zhǔn)毛坯件或零件，根據(jù)使用要求組裝而成。由于標(biāo)準(zhǔn)件可組織專門工廠進(jìn)行專業(yè)化成批生產(chǎn)，因而不僅可大大縮短夾具體的制造周期，也可以降低生產(chǎn)成本。為使裝配夾具體能在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，必須實(shí)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)的系列化及組成元件的標(biāo)難化。(四)裝配夾具體§7-5夾具結(jié)構(gòu)的工藝性夾具制造屬于單件生產(chǎn)性質(zhì)，而其精度又比加工工件高。故一般用調(diào)整、修配、裝配后組合加工、總裝后在使用機(jī)床上就地進(jìn)行最終加工等方法，保證夾具的工作精度。為了使所設(shè)計(jì)的夾具在制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)式、維修等方面所化費(fèi)的勞動(dòng)量最少、費(fèi)用最低，應(yīng)做到在整個(gè)夾具中，廣泛采用各種標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，減少專用件。各種專用件的結(jié)構(gòu)應(yīng)易于加工、測量；各種專用部件的結(jié)構(gòu)易于裝配、調(diào)試、維護(hù)?！?-5夾具結(jié)構(gòu)的工藝性夾具制造屬于單件生產(chǎn)性質(zhì)一、夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于用調(diào)整法、修配法保證裝配精度一、夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于用調(diào)整法、修配法保證裝配精度如圖7-15所示的鏜床夾具夾具裝配后要求保證：尺寸A、B、C、D的尺寸精度，前后鏜套孔的同軸度，鏜套中心線對支承板在水平面與垂直平面內(nèi)的平行度。如圖7-15所示的鏜床夾具夾具裝配后要求保證：尺寸A、B、C二、夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于進(jìn)行測量與檢驗(yàn)

在規(guī)定夾具某些位置精度要求時(shí)，必須同時(shí)考慮相應(yīng)的測量方法，否則技術(shù)要求有時(shí)無法實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用工藝孔時(shí)應(yīng)注意：工藝孔的位置應(yīng)便于加工和測量，并盡可能做在夾具體上。為簡化計(jì)算，工藝孔一般做在工件的對稱軸線上，或使其軸心線通過所鉆孔或定位元件的軸線。為便于制造和使用，工藝孔盡可能采用φ6H17、φ8H7或公φ10H7等標(biāo)準(zhǔn)尺寸。二、夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于進(jìn)行測量與檢驗(yàn)在規(guī)定夾具某些位置三、夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于拆卸、維修和加工夾具上很多重要零部件的連接采用螺釘或銷釘。為了拆卸、維修方便，銷釘孔盡可能做成員穿的通孔，拆卸時(shí)可由孔底將銷釘打出(圖7-17a)，也可在銷釘孔側(cè)面加工出推出銷釘?shù)臋M孔(圖b)或采用頭部帶螺孔的銷釘，以便擰入拔出銷釘用的工具(圖c)．當(dāng)無凸緣襯套類型零件壓入不通孔時(shí)，為方便取出，可在其底部鉆孔攻絲．做成螺紋孔，或在其底部端面上銑出徑向槽，如圖7-18所示。三、夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于拆卸、維修和加工夾具上很多重要零部

從夾具上拆去某零件時(shí)．應(yīng)不受其它零件的妨礙。如圖7-19所示，為了擰去螺母2，就必需拆出零件1(圖a)，為了解決這一向題，可在零件1上預(yù)先加工一供擰出螺母2用的孔(圖b)。

此外，夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意加工的工藝性．如留出必要的空刀槽，留出加工時(shí)刀具的引進(jìn)位置，減少加工面積，避免在斜面上鉆孔等。從夾具上拆去某零件時(shí)．應(yīng)不受其它零件的妨礙。如圖7-1機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

第七章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

第七章第七章機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)方法及步驟專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和生產(chǎn)效率必須與其生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，才有較高的經(jīng)濟(jì)效益。（1）能夠保證工件的加工精度要求。（2）能夠提高機(jī)械加工的生產(chǎn)效率。（3）能夠降低工件的生產(chǎn)成本。（4）夾具的操作要方便、安全。（5）盡可能提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度。（6）具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便于夾具的制造、使用和維修。第七章機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)方法及步驟專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求夾具設(shè)計(jì)的步驟

（3）分析計(jì)算；（1）設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備；（2）方案設(shè)計(jì)；（4）審核；（5）總體設(shè)計(jì)；（6）零件設(shè)計(jì)。夾具設(shè)計(jì)的步驟（3）分析計(jì)算；（1）設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備；（2）方案§7-1機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的一般步驟一、研究原始資料、分析設(shè)計(jì)任務(wù)(一)生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量生產(chǎn)一般采用自動(dòng)化程度高的氣動(dòng)夾具，單件小批生產(chǎn)宜采用手動(dòng)夾具、通用夾具和組合夾具(二)零件圖及工序圖：零件圖給出了工件在尺寸、位置等方面的精度要求。工序圖給出了工序尺寸、工序基準(zhǔn)、已加工表面、待加工表面、工序精度要求等，是設(shè)計(jì)夾具的依據(jù)。(三)零件工藝規(guī)程：了解該工序所使用的機(jī)床、刀具、加工余量、切削用量、工步安排、工時(shí)定額、同時(shí)安裝的工件數(shù)目等等。(四)夾具結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)：收集有關(guān)夾具零、部件標(biāo)準(zhǔn)、典型夾具結(jié)構(gòu)圖冊。了解本廠制造、使用夾具的情況。§7-1機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的一般步驟一、研究原始資料、分析1）根據(jù)工件定位原理，確定工件的定位方式、選擇定位元件；2）確定工件的夾緊方式，設(shè)計(jì)適宜的夾緊裝置；3）確定刀具的對準(zhǔn)及引導(dǎo)方式，選取刀具的對準(zhǔn)及引導(dǎo)元件；4）確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)型式，如定向元件、分度裝置等；5）統(tǒng)籌各元件、裝置的布置，確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)；二、確定夾具的結(jié)構(gòu)方案1）根據(jù)工件定位原理，確定工件的定位方式、選擇定位元件；二、總圖的主視圖應(yīng)取操作者實(shí)際工作的位置，以便于夾具裝配及使用時(shí)參考。被加工工件在夾具中被看作為“透明體”，所畫的工件輪廓線與夾具上的任何線彼此獨(dú)立，不相干涉，其外廓以黑色雙點(diǎn)劃線表示。比例一般取1：1繪制總圖的順序是先用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓外形和主要表面的幾個(gè)視圖，并用網(wǎng)紋線表示出加工余量。圍繞工件的幾個(gè)視圖依次繪出定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、對刀元件及夾具定位元件以及其它元件、裝置，最后繪出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。夾具總圖上，還應(yīng)畫出夾具零件明細(xì)表和標(biāo)題欄，寫明夾具名稱及零件明細(xì)表上所規(guī)定的內(nèi)容。三、繪制夾具總圖總圖的主視圖應(yīng)取操作者實(shí)際工作的位置，以便于夾具裝配及使用時(shí)總圖繪制的步驟（1）用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓線；（2）繪制定位元件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)；（3）繪制對刀導(dǎo)向元件；（4）繪制夾緊裝置；（5）繪制其它元件或裝置；（6）繪制夾具體。（7）標(biāo)注視圖符號(hào)、尺寸、技術(shù)要求，編制明細(xì)表。總圖繪制的步驟（1）用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓線；四、確定并標(biāo)法有關(guān)尺寸、配合和技術(shù)條件（一）應(yīng)標(biāo)注的尺寸

1.工件與定位元件的聯(lián)系尺寸。常指工件以孔在心軸或定位銷上（或工件以外圓在內(nèi)孔中）定位時(shí)，工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺寸及公差等級(jí)。2.夾具與刀具的聯(lián)系尺寸。用于確定夾具上對刀元件、引導(dǎo)元件與定位元件之間的聯(lián)系尺寸。3.夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸。用于確定夾具在機(jī)床上正確的尺寸。如車床夾具與主軸端部的連接尺寸，如銑床夾具中定向鍵與工作臺(tái)T型槽的配合尺寸。4.夾具內(nèi)部的配合尺寸。

5.夾具的外廓尺寸。一般指夾具最大外輪廓尺寸。若夾具上有可動(dòng)部分，應(yīng)包括可動(dòng)部分處于極限位置所占的空間尺寸。尺寸公差：定位元件之間，對刀、引導(dǎo)元件之間的尺寸公差取工件公差的1/3到1/5，其他尺寸按一般公差與配合原則選擇。四、確定并標(biāo)法有關(guān)尺寸、配合和技術(shù)條件（一）應(yīng)標(biāo)注的尺寸

(二)應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件

I.定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求，其作用是保證加工面與定位基面間的位置精度。2.定位元件與連接元件間（或找正基面）的位置要求。3.對刀元件與連接元件間（或找正基面）的位置要求。4.定位元件與導(dǎo)引元件的位置要求。（上述要求一般按工件相應(yīng)公差的1/2~1/5選?。?二)應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件I.定位元件之間或定位元件與夾具體機(jī)床夾具設(shè)計(jì)_第七章課件夾具設(shè)計(jì)完成后得到夾具總圖。夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件都必須繪制零件圖，而標(biāo)準(zhǔn)零件必須注明型號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。在確定這些零件的尺寸、公差和技術(shù)要求時(shí)，應(yīng)保證其滿足夾具總圖的要求。在夾具設(shè)計(jì)完成后，夾具設(shè)計(jì)人員還應(yīng)關(guān)注夾具的制造和裝配過程，并了解使用情況，以利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并對原設(shè)計(jì)作進(jìn)一步修改完善，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求。五、繪制夾具零件圖夾具設(shè)計(jì)完成后得到夾具總圖。夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件都必須繪制零件連桿銑兩面8槽工序夾具設(shè)計(jì)槽的加工要求3.20+0.445°±30′0.2（未注）§7-2機(jī)床夾具設(shè)計(jì)舉例(一)工件的加工工藝分析中批生產(chǎn)7.2.1夾具設(shè)計(jì)例1連桿銑兩面8槽工序夾具設(shè)計(jì)槽的加工要求0.2（未注）§7-2(二)確定夾具的結(jié)構(gòu)方案1.確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件(二)確定夾具的結(jié)構(gòu)方案1.確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件

2.夾緊方案選擇及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在批量較小時(shí)，夾緊機(jī)構(gòu)采用螺釘壓板較為合適；生產(chǎn)批量較大時(shí)，可采用手動(dòng)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)或液動(dòng)、氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊有兩個(gè)方案：一是壓在大端上，需用兩個(gè)壓板；另一是壓在桿身上，則只需用—個(gè)壓板。前者的缺點(diǎn)是夾緊兩次，后者的缺點(diǎn)是夾緊點(diǎn)離加工面較遠(yuǎn)，而且壓在桿身中部可能引起工件變形?？紤]到銑削力較大，確定采用第一方案．但如桿身截面較大，加工的槽也不深時(shí)，后一種方案也是可以采用的。2.夾緊方案選擇及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)夾緊有兩個(gè)方案：一是壓

3.夾具對刀定位方案的確定

除了考慮工件在夾具上的定位之外，還要考慮夾具如何在機(jī)床上定位，以及刀具相對夾具的位置如何確定。

3.夾具對刀定位方案的確定除了考慮工件在夾具上的定位之對刀塊及定位鍵

塞尺對刀塊塞尺S=3Hh對刀塊及定位鍵塞尺對刀塊塞尺S=3Hh圖示為一鑄鐵撥叉零件，重2公斤，中批生產(chǎn)，需要設(shè)計(jì)在搖臀鉆床上加工φ12H7和φ25H7兩孔的鉆床夾具。7.2.2夾具設(shè)計(jì)例二：圖示為一鑄鐵撥叉零件，重2公斤，中批生產(chǎn)，需要設(shè)計(jì)在搖臀鉆床(一)工件的加工工藝分析依靠所設(shè)計(jì)的夾具來保證加工表面的下列位置精度：1．待加工孔φ25H7和已加工孔φ10H8的距離尺寸為100±0.5mm；2．兩待加工孔的中心距為mm(也可用194.75±0.25mm來表示)；工孔φ10H8的距離尺寸為100±0.5mm；3.孔φ25H7和端面的垂直度公差為100：0.1；4．兩待加工孔軸線平行度公差為0.16；5.孔的壁厚均勻。(二)確定夾具的結(jié)構(gòu)方案1.確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件(圖7—7)由于工件臀部鋼性較差，定位方式著重考慮兩種可能方案。(一)工件的加工工藝分析依靠所設(shè)計(jì)的夾具來保證加工表面的下列定位方案1優(yōu)點(diǎn)：工件安裝穩(wěn)定，壁厚均勻。不足：基準(zhǔn)不重合，中心距難保證，且鉆模板不在同一平面。定位方案1優(yōu)點(diǎn)：工件安裝穩(wěn)定，壁厚均勻。定位方案2定位方案22.確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)由于活動(dòng)式v形塊6中彈簧力的作用，使工件沿x方向被壓緊在定位銷4上，此兩定位元件共同承受鉆削時(shí)的切削扭矩，因此，只需對工件施加向下壓的夾緊力。3.鉆套、鉆模板設(shè)計(jì)為進(jìn)行鉆、擴(kuò)、餃加工、采用加長的快換式鉆套、其孔徑尺寸和公差按前面所介紹方法確定，結(jié)構(gòu)尺寸可查閱有關(guān)夾具設(shè)計(jì)手冊。(三)繪制總圖及確定主要尺寸、公差和技術(shù)要求

當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式，如圖7-8所示，夾具形成框式結(jié)構(gòu)，剛性較好。2.確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)由于活動(dòng)式v形塊6中彈機(jī)床夾具設(shè)計(jì)_第七章課件(四)確定夾具的主要尺寸、公差和技術(shù)要求

如圖7-5（c）所示，在該夾具總圖中需要標(biāo)注有關(guān)尺寸，公差及技術(shù)要求：

1．夾具總圖上應(yīng)標(biāo)尺寸，公差

(1)夾具的最大輪廓尺寸：180mmx140mmx70mm(2)定位元件的定位面尺寸及各定位元件間的位置尺、及57±0.02mm。

(3)對刀元件的工作面與定位元件定位面間的位置尺寸為7.85±0.02mm及8±0.02mm。(4)夾具定向槽與夾具定向鍵的配合為或

(5)夾具體與定位元件的配合為及2．夾具總圖應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件(1)上定位面N對夾具體底面M的平行度公差為0.03／100。(2)定位元件及對夾具底面的垂直度公差為0.03mm。(四)確定夾具的主要尺寸、公差和技術(shù)要求如圖7-5（c§7-3機(jī)床夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡介一、概述

傳統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)夾具方法，具有如下一些缺點(diǎn)：（1）設(shè)計(jì)效率低，周期長；（2）一般都采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，很難實(shí)現(xiàn)必要的工程計(jì)算，設(shè)計(jì)精確性差；（3）所設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)典型化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，不僅使設(shè)計(jì)本身效率低，而且也給制造帶來困難，提高了成本，從而影響了專用夾具的經(jīng)濟(jì)效益?！?-3機(jī)床夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡介一、概述傳統(tǒng)的人二、機(jī)床夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本過程夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的框圖如圖7—9所示。BY標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)元素，用一定語言描述DT典型圖形庫SB設(shè)備資料表格DZ標(biāo)準(zhǔn)手冊資料

MB明細(xì)表ST生產(chǎn)條件資料二、機(jī)床夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本過程夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的§7-4夾具體的設(shè)計(jì)

一、夾具體設(shè)計(jì)的基本要求夾具體一般是夾具的基礎(chǔ)元件，安放組成該夾具所需要的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。夾具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：(一)有足夠的強(qiáng)度和剛度在加工中，夾具體要承受切削力、夾緊力、慣性力，以及切削過程中產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，所以夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。

（二）減輕重量、便于操作在保證一定強(qiáng)度和剛度的情況下，盡可能使體積小、重量輕。§7-4夾具體的設(shè)計(jì)一、夾具體設(shè)計(jì)的基本要求（三）安放穩(wěn)定、可靠夾具體在機(jī)床上的安放應(yīng)穩(wěn)定，對于固定在機(jī)床上的夾具應(yīng)使其重心盡量低，對于不固定在機(jī)床上的夾具，則其重心和切削力作用點(diǎn)，應(yīng)落在夾具體在機(jī)床上的支承面范圍內(nèi)。夾具越高，支承面積應(yīng)越大。對于較大的夾具體應(yīng)采用周邊接觸(圖7-10a)、兩端接觸(圖7-10b)或四腳接觸(圖7-10c)等方式。（三）安放穩(wěn)定、可靠夾具體在機(jī)床上的安放應(yīng)穩(wěn)定（四）結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好夾具體結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，工藝性好，便于制造、裝配。夾具體上最重要表面有三組：夾具體在機(jī)床上定位部分的表面；安放定位元件的表面；安放對刀和導(dǎo)向裝置或元件的表面等。夾具體上安裝各元件的表面，一般要設(shè)計(jì)3-5mm臺(tái)階，以減少加工面積。

(五)尺寸穩(wěn)定、有一定的精度夾具體制造后應(yīng)避免發(fā)生日久變形。為此對于鑄造夾具體，要進(jìn)行時(shí)效處理，對于焊接夾具體，要進(jìn)行退火處理。鑄造夾具體其壁厚過渡要和緩、均勻，以免產(chǎn)生過大的鑄造殘余應(yīng)力。（四）結(jié)構(gòu)緊湊、工藝性好夾具體結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，工(六)排屑方便1.增加容納切屑的空間，使落在定位元件上的少量切屑，排向容屑空間。圖7-11（a）是在夾具體上增設(shè)容屑溝；圖(b)是通過增大定位元件工作表面與夾具體之間的距離形成容屑空間。(六)排屑方便1.增加容納切屑的空間，使落在定位元件上的少量

2.采用可自動(dòng)排屑結(jié)構(gòu)圖7-12（a）是在鉆床夾具體上開出排屑用的斜弧面，使鉆屑沿斜弧面排出；圖（b)是在銑床夾具體上設(shè)計(jì)的排屑腔，切屑沿斜角α的斜面排出（一般α

=10°~15°）2.采用可自動(dòng)排屑結(jié)構(gòu)圖7-12（a）是在鉆床夾具體上（七）應(yīng)吊裝方便、使用安全夾具體的設(shè)計(jì)應(yīng)使夾具吊裝方便、使用安全。在加工中要翻轉(zhuǎn)或移動(dòng)的夾具，通常要在夾具體上設(shè)置手柄或手扶部位以便于操作。對于大型夾具為便于吊運(yùn)，在夾具體上應(yīng)設(shè)有起吊孔、起吊環(huán)或起重螺栓。對于旋轉(zhuǎn)類的夾具體，要盡量避免凸出部分，或裝上安全罩，并考慮平衡。（七）應(yīng)吊裝方便、使用安全二、夾具體毛坯的制造方法(一)鑄造夾具體(圖7-13a)鑄造夾具體是常用的毛坯制造方式。優(yōu)點(diǎn):是制造工藝性好，可以鑄出各種復(fù)雜的外形。鑄件的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性都較好，且采用適當(dāng)?shù)臅r(shí)效方式，可以消除鑄造的殘余應(yīng)力，長期保持尺寸的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：是制造周期較長，生產(chǎn)成本高。材料：鑄鐵HT20-40，15-30，強(qiáng)度要求比較高時(shí)可以采用鑄鋼ZG35二、夾具體毛坯的制造方法(一)鑄造夾具體(圖7-13a)鑄

(二)焊接夾具體(圖7-13b)

焊接夾具體和鑄造夾具體相比，制造容易、生產(chǎn)周期短、成本低(比鑄造夾具體成本低