机床夹具设计实例课件.

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项目8-机床夹具设计PPT课件

用分度盘上不同的孔数和定位销通
过计算来实现工件所需要的等分数
24
使用分度头时的注意事项：
1) 分度时注意分度头的间隙问题；
机械
2) 校正分度头的端面与y轴的平行，
制
即分度头的轴线应与x轴平行；
造
技
3) 校正尾座与分度头在同一直线上；
术
4) 工件装夹时注意卡爪是否会与刀具发生干涉等
25
八、平口虎钳及其应用
热，容易导致顶尖或工件中心孔“烧坏”
死顶尖用于低速以及工件精度要求高时的加工
车床上加工细长轴时，一般都使用顶尖进行定位
9
（2）拨动顶尖
内拨动顶尖
拨动顶尖外拨动顶尖
机械
端面拨动顶尖制造源自技术端面拨动顶尖
10
机械制造技术
外拨动顶尖
内拨动顶尖
11
二、夹头及其应用
手动夹头
夹头气压夹头
机
械
术
便、可提高工件装夹刚度、减少工件在加
工中的振动
顶尖主要有普通顶尖和拨动顶尖两种
8
（1）普通顶尖
回转式顶尖（活顶尖）普通顶尖
机
固定式顶尖（死顶尖）
械
回转式顶尖装有轴承，定位精度略差，但旋转时不易
制造
发热，工件的加工精度低
技
活顶尖一般用于工件的粗加工或半精加工
术
固定式顶尖定位精度高，但顶尖部分由于旋转摩擦生
机
械
制
造跟刀架主要用
技术
于不允许有接刀
的细长轴的加工
跟刀架装夹工件车外圆
21
七、分度头及其应用
分度头是铣床（特别是万能铣床）的重要附件，安装

夹具设计PPT课件

Y移动自由度
X移动，Z轴转动
自由度
Y
Z移动，X、Y轴旋转
X
自由度
11
图 2-8 六点定位原理
第11页/共74页
2.2.1 定位原理
完全定位与不完全定位
➢ 工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位。
➢不完全定位主要有两种情况： ①工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转
第43页/共74页
2.2.4 定位误差
以微小增量代替微分，并将尺寸误差视为微小增量，且考虑到尺寸误差可正可负，各项误差均取绝对值，得到工序尺寸H的定位误差：
DW
Td
2
sin
2
d cos 4 sin2
2
2
T
（2-8）
式中 Td — 工件外圆直径公差； Tα— V型块两斜面夹角角度公差。
➢划线找正装夹精度不高，效率低，多用于形状复杂的铸件。
找正线
加工线
图2-5 直接找正安装
毛坯孔
精度高，效率低，对工人
技术水平高。
8
图2-6 划线找正安装
第8页/共74页
➢夹具装夹
2.1.2 工件装夹
精度和效率均高，广泛采用。
图2-7 工件在夹具上装夹（滚齿夹具）
9
第9页/共74页
机械制造工工艺学第2章工件的装夹
Z Y
X
Z Y
X
Z Y
X
Z
Z
Z
XY
XY
图2-21 工件以圆孔定位
Y X
31
第31页/共74页
2.2.3 定位方法与定位元件

《机床夹具设计》PPT课件

按照使用夹具的机床类型，夹具可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具等类型。
按照夹具的用途，可将夹具分为机床夹具、装配夹具、检测夹具等。
按照夹紧力的力源类型，夹具还可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁和电动夹具等。
第3章机床夹具设计
机械制造工艺学常同立等清华大学出版社
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
图2-43 通用夹具
分度头
第3章机床夹具设计
3
机械制造工艺学常同立等清华大学出版社
L φD
4 零件工序简图
图2-44 专用夹具
第3章机床夹具设计
机械制造工艺学常同立等清华大学出版社
KH1 KH2 KH3
KH4
L φD
L φD
3ห้องสมุดไป่ตู้
3
4 L
φD
4 L
φD
第3章机床夹具设计
机械制造工艺学常同立等清华大学出版社
2．装夹的方式在机床上，工件一般可采用如下几种装夹方式： (1) 直接装夹直接装夹是将工件的定位基准面直接密切贴合在机床的装夹面上，不需找正即可完成定位，通过夹紧工件，使其在整个加工过程中保持正确位置。在平面磨床的磁力工作台上固定工件等都是直接装夹。
机械制造过程中用来固定加工对象，使之在机床上占有正确的位置，以便进行机械加工或检测的装置被称为机床夹具，简称夹具。
夹具设计是直接为机械产品生产服务的一项生产准备工作。机床夹具设计特点是周期要求短，夹具精度高。
夹具设计与机械加工工艺等关系密切。
第3章机床夹具设计
机械制造工艺学常同立等清华大学出版社
3
3
4 L φD

《机床夹具设计教程》课件[91页]

图1-1后盖零件图 (3)对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。如图1-2中钻套l和钻模板2组成导向装置，确定了钻头轴线相对定位元件的正确位置。铣床夹具上的对刀块和塞尺为对刀装置。
《机床夹具设计教程》电子工业出版社
(4)连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。如图1-2中夹具体3的底面为安装基面，保证了钻套1的轴线垂直于钻床工作台以及圆柱销5的轴线平行于钻床工作台。因此，夹具体可兼作连接元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。 (5)夹具体夹具体是机床夹具的基础件，如图1-2中的件 3，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 (6)其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。
1-钻套；2-钻模板；3-夹具体；4-支承板；5-圆柱销； 6-开口社
图1-2 后盖钻夹具
二、机床夹具的分类
机床夹具的分类方法，如图1-3所示：
图1-3 机床夹具的分类
《机床夹具设计教程》电子工业出版社
判断一下图示属于哪类夹具？
图1-4 机床夹具实物图
《机床夹具设计教程》电子工业出版社
1.按夹具的通用特性分类（1）通用夹具指结构、尺寸已标准化，且具有一定通用性的夹具。如三爪自动定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。其特点是适应范围大，已成为机床附件。但生产率较低，适用单件小批量生产中。
《机床夹具设计教程》电子工业出版社
（4）组合夹具是一种模块化的专用夹具。标准的模块元件有较高的精度和耐磨性，可组装成各种夹具；夹具用完毕后可进行拆卸，留待组装新的夹具。用在单件，中、小批多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。组合夹具也已商品化。

2019年《机床夹具设计》PPT课件

x
y
z
此外，工件绕三个垂直坐标轴的转角位置也是任意的，通常称之
为绕三个垂直坐标轴具有转动自由
度，分别以x

、 y
、
要使工件在夹具中占据正确位
z
表示。
置，就必须恰当地限制工件在空间
上的六个自由度。
第3章机床夹具设计
机械制造工艺学
常同立等
清华大学出版社
在进行工件定位分析时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全正确，这就是的“六点定位原理”。用于空间定位的六个支承点的分布必须遵循一定的规则。如图3.2(a)所示的平行六面体上加工键槽时，为保证加工尺寸需限制工件的
第3章机床夹具设计
机械制造工艺学
常同立等
清华大学出版社
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
图2-43 通用夹具
分度头
第3章机床夹具设计
机械制造工艺学
常同立等
清华大学出版社
L 3
φD
4
零件工序简图
图2-44 专用夹具
第3章机床夹具设计
KH1 KH2 KH3
机械制造工艺学
常同立等
清华大学出版社
第3章机床夹具设计
机械制造工艺学
常同立等
清华大学出版社
例如为如图所示为在环状工件上钻孔的工序，设计定位结构。
第3章机床夹具设计
夹具上布置了六个支承点，见图3.3(b)，工件端面紧贴在支承点1、2、3上，限制
在上述三种工件装夹方式中，夹具装夹具有较高的定位精度，工件装夹操作方便、简单和省时，适合大批量生产。找正装夹亦具有较高定位精度，但操作费时、费力，仅适合单件小批量生产。

机床夹具设计实例PPT课件

第35页/共54页
4．夹具体
第36页/共54页
第37页/共54页
五、绘制夹具总图
第38页/共54页
1—夹具体 2—圆柱销轴 3—偏心轮支架 4—偏心轮 5—活动V形块 6—对刀块 7—固定V形块
第39页/共54页
车床夹具设计实例
一、明确设计任务
设计 “涡轮箱体”零件工艺流程中第8道工序的车床专用夹具。
合误差为ΔB= 0；
• 尺寸78±0.5、15±0.5和平行度公差和垂直
度公差存在基准位移误差，其大小等于定位
轴与φ22孔之间的最大配合间隙
ΔY=Xmax=0.28+0.033+0.04=0.353 • 尺寸78±0.5、15±第01.85页和/共5平4页行度公差和垂直
度公差的定 ΔY=0.353
位误
第30页/共54页
（2）支承套
第31页/共54页
2．夹紧装置（1）偏心轮
第32页/共54页
（2）偏心轮支架
第33页/共54页
3．辅助装置（1）对刀块
第34页/共54页
（2）定向键为了保证夹具体在机床上的位置正确，应在夹具体底部设置定向键。定向键已经标准化，可从 JB/T8017—1999直接选取。
第24页/共54页
2．工件的加工工艺分析
（1）键槽宽6
0.03 0
mm由键槽铣刀保证。
（2）槽两侧对称平面对φ45h6轴线的对称度0.05mm，
平行度0.10mm。
（3）槽深尺寸8mm。
第25页/共54页
二、定位方案与定位元件
1．确定定位方案
第26页/共54页
2．选用定位元件
第27页/共54页
第43页/共54页

《机床夹具设计》课件(5)

（2）收集有关资料，包括所使用机床的技术参数，所使用刀具、量具的规格，夹具零部件的国家标准、行业标准和企业标准，夹具设计资料（图册和设计手册），工厂的生产组织、制造工艺及制造水平等。
5.1 专用夹具的基本要求和设计步骤
（2）方案设计
（1）确定夹具的类型。（2）定位设计。（3）确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧装置。（4）确定刀具的对刀导向方案。（5）确定夹具与机床的连接方式。（6）确定其它元件和装置的结构形式，如定位键、分度装置和靠模装置等。（7）确定夹具总体布局和夹具体的结构形式。（8）绘制夹紧方案设计图。
5.1 专用夹具的基本要求和设计步骤
常用夹具元件的材料及热处理
5.1 专用夹具的基本要求和设计步骤
常用夹具元件的公差配合
5.1 专用夹具的基本要求和设计步骤
5.2 夹具体的设计
1、夹具体的作用及其基本要求
（1）夹具体的作用夹具体是夹具的基础元件，在加工过程中，夹具体要承受工件重力、夹紧力、切削力、惯性力和振动力的作用。
5.3 夹具的精度和总图设计
3、应标注的位置公差
（1）定位元件之间的位置公差；（2）连接元件（含夹具体基面）与定位元件之间的位置公差；（3）对刀或导向元件的位置公差。
5.3 夹具的精度和总图设计
几种常见元件定位对夹具体基面的技术要求
5.3 夹具的精度和总图设计
几种常见元件定位对夹具体基面的技术要求
1）夹具体的结构形式应根据机床的有关参数和加工方式来定。 2）有一定的精度和良好的结构工艺性。 3）足够的强度和刚度。 4）在机床工作台上安装的夹具，其重心尽量低、高度尺寸要小。 5）夹具体的结构应简单、紧凑，尺寸要稳定，残余应力要小。 6）要有适当的容屑空间和良好的排屑性能。 7）要有较好的外观。 8）在夹具体适当部位用钢印打出夹具编号，以便于工装的管理。

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二、定位方案与定位元件
1．确定定位方案
二、定位方案与定位元件
可以选区用其它形式的定位元件吗？
2.定位元件的选择：
定位销：插入 Φ 22 的孔，用来限制 X,Y 方向的移动和转动，共四个自由度。定位元件为非标准元件。用定位销的小端面 ( 相当于一个支承钉 ) 与 Φ 22 孔口端面支靠限定 Z 方向的移动自由度。定位元件为非标准元件。可调支承钉：限定Z方向的转动。定位元件为标准元件。用一辅助支承来提高工件的安装刚度和定位的稳定性。定位元件为非标准元件。
钻模在钻孔时的加工精度计算
78±0.5 定位误差Δ 对刀误差Δ 安装误差Δ 夹具误差Δ 0.0353 0.064 0 0.3 0.33 0.45 15±0.5 0.0353 0.064 0 0.3 0.33 0.45 12.5±0.13 (0.27) 0 0.064 0 0.1 0.09 0.15 平行度0.1 0.0353 0.064 0 0.05 0.03 0.09 垂直度0.1 0.0353 0.064 0 0.05 0.03 0.09 0.1- 0.09=0.01
五、绘制夹具总图
六. 夹具装配图上的尺寸、公差及技术要求的标注
• 最大轮廓尺寸（长、宽、高）：180、140、141 • 影响工件定位精度的尺寸：φ22e8、影响导向的尺寸及公差： Φ10G7、 Φ13F7(公差带查表确定) • 影响夹具精度的尺寸及公差(公差按零件公差的1/2至 1/5)： 78±0.15、 15±0.15、 12.5±0.05、相对于基准F的垂直度Φ 0.05、相对于基准F的垂直度Φ 0.03、相对于基准E的垂直度Φ 0.05 • 其它重要尺寸和公差：Φ18H7/r6、 Φ22H7/n6以及定位销与夹具体的配合尺寸（图中遗漏，应补上） • 需标注的技术要求：见装配图
小端面限定Z 方向的移动
三夹紧方案的确定
• 根据零件的定位方案，采用锁紧螺母和开口垫圈来实现快速锁紧夹紧机构，它与一个加工面位置靠近，增加了刚性，零件夹紧变形也小，但对于另一个加工面较远，为提高刚性，故采用辅助定位元件来固定，该设计采用了螺旋辅助支承。
四、夹具结构设计
工件加工精度分析
• 定位误差： • 两孔的直径尺寸基本上由钻头尺寸保证，没有定位误差。 • 尺寸78±0.5、15±0.5平行度公差和垂直度公差的工序基准和定位基准重合，基准不重合误差为Δ B= 0； • 尺寸78±0.5、15±0.5和平行度公差和垂直度公差存在基准位移误差，其大小等于定位轴与 φ22孔之间的最大配合间隙 Δ Y=Xmax=0.28+0.033+0.04=0.353 • 尺寸78±0.5、15±0.5和平行度公差和垂直度公差的定位误差分别为Δ D= Δ B+ Δ Y=0.353 • 尺寸12.5的基准位移误差和基准不重合误差都为0,所以定位误差为0
二、定位方案与定位元件
1. 定位方案的确定
根据零件的构造，最容易想到的是以 Φ 22mm的孔为定位基准，这样可以避免基准不重合误差，同时可以限定四个自由度；用Φ 22孔口端面（底面）限定零件的上下移动的自由度；用φ 10孔附近圆柱表面限定零件沿Φ 22中心线转动的自由度就可以实现完全定位。 φ 10孔附近为悬壁梁结构,加工时容易变形, 在φ 10孔口端面(底面)设辅助支承,用来增加零件的刚性。
钻床夹具设计实例
一、明确设计任务
设计在摇臂钻床上加工杠杆臂零件上孔φ10 0 mm和 φ13mm的钻模，两孔相互垂直的。中小批量生产。
0.1
一、明确设计任务
1．杠杆臂零件图
一、明确设计任务
2．杠杆臂加工工艺分析
（1）加工要求：加工φ10 和φ13两孔；孔距为78±0.5； φ13与Φ22轴线的水平尺寸
工件加工精度分析
• 对刀误差ΔT：
– 因加工孔处工件较薄，可不考虑钻头的偏差。钻套导向孔尺寸为φ10F7和φ13F7；钻头尺寸为φ10-0.036和φ13 -0.036；各尺寸的对刀误差为：
– ΔT＝(0.028+0.036)mm=0.064mm
• 安装误差ΔA：
– ΔA＝ 0
工件加工精度分析
0.1 0
为15±0.5，垂直尺寸为12.5两孔垂直； φ10对φ22轴线平行度公差为0.1； φ13对φ22轴线垂直度公差为0.1。 Φ10孔Ra值为3.2， Φ13孔Ra值为12.5。
（2）加工工艺由于该工序中两个孔的位置关系为相互垂直，且不在同一个平面里，要钻完一个孔后翻转90°再钻削另一个孔，因此要设计成翻转式钻夹具。
1．定位装置
（1）销轴
1．定位装置
（2）可调支承钉可调支承钉在GB JB/T 8026.1-1999（六角头支承）中选取M8×40-S。（3）辅助螺旋支承
2．夹紧装置
（1）夹紧选用M10螺纹以满足强度要求。（2）开口垫圈
3．辅助装置
（1）钻模板类型选择
• 根据工件和夹具体的结构，选用固定式钻模板。 • 固定式钻模板虽然有时装卸工件不便，但它结构简单、制造方便、定位精度高。
3．辅助装置
（1）钻套从国家标准中选用。（2）钻模板
（2）钻套的选择
• 由于孔φ10mm和 φ13mm一次钻孔就可达到要求，因此采用固定式钻套。（查手册确定型号）
– Φ10mm选无肩 – Φ13mm选有肩
4 夹具体
选用铸造夹具体
可以选区用其它形式的夹具体吗？
4．夹具体
五、绘制夹具总图
• 夹具误差ΔJ：
78±0.5的夹具误差为：0.3 15±0.5的夹具误差为：0.3 12.5的夹具误差为：0.1 平行度0.1的夹具误差为：0.05 垂直度0.1的夹具误差为：0.05
工件寸的加工方法误差各取相应尺寸的1/3 78±0.5的加工方法误差为：1/3=0.33 15±0.5的加工方法误差为： 1/3=0.33 12.5的加工方法误差为：0.27/3=0.09 平行度0.1加工方法误差的为：0.03 垂直度0.1加工方法误差的为：0.03