《机床夹具设计》课件(5).ppt

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机床夹具设计课件机床夹具设计课件第五部分第五部分专用夹具的设计方法专用夹具的设计方法2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/725.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤5.2夹具体的设计夹具体的设计5.3夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/735.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤1、专用夹具的基本要求、专用夹具的基本要求

（1）能够保证工件的加工精度要求。

能够保证工件的加工精度要求。

（2）能够提高机械加工的生产效率。

）能够提高机械加工的生产效率。

（3）能够降低工件的生产成本。

）能够降低工件的生产成本。

（4）夹具的操作要方便、安全。

）夹具的操作要方便、安全。

（5）尽可能提高夹具元件的通用化和标准化程度。

）尽可能提高夹具元件的通用化和标准化程度。

（6）具具有有良良好好的的结结构构工工艺艺性性，以以便便于于夹夹具具的的制制造造、使使用和维修。

用和维修。

2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/742、夹具设计的步骤、夹具设计的步骤（3）分析计算；）分析计算；

（1）设计的准备；）设计的准备；

（2）方案设计；）方案设计；（4）审核；）审核；（5）总体设计；）总体设计；（6）零件设计。

）零件设计。

5.15.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/75

（1）设计的准备）设计的准备

（1）分分析析研研究究被被加加工工零零件件的的零零件件图图、工工序序图图、工工艺艺规规程程等等文文件件，了了解解零零件件的的作作用用、形形状状、结结构构特特点点、材材料料和和本本工工序序的的加加工工要要求求、切切削削用用量量和和所所使使用用的的工工艺艺基基准准及及所所使使用用的的工工艺艺装装备备，对对设设计计任任务务书书所所提提出出的的要要求求进进行行可可行行性性研研究究，以便发现问题，及时与工艺人员进行磋商。

以便发现问题，及时与工艺人员进行磋商。

（2）收收集集有有关关资资料料，包包括括所所使使用用机机床床的的技技术术参参数数，所所使使用用刀刀具具、量量具具的的规规格格，夹夹具具零零部部件件的的国国家家标标准准、行行业业标标准准和和企企业业标标准准，夹夹具具设设计计资资料料（图图册册和和设设计计手手册册），工工厂厂的生产组织、制造工艺及制造水平等。

的生产组织、制造工艺及制造水平等。

5.15.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/76

（2）方案设计）方案设计

（1）确定夹具的类型。

）确定夹具的类型。

（2）定位设计。

）定位设计。

（3）确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧装置。

）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。

）确定刀具的对刀导向方案。

（5）确定夹具与机床的连接方式。

）确定夹具与机床的连接方式。

（6）确确定定其其它它元元件件和和装装置置的的结结构构形形式式，如如定定位位键键、分分度度装装置和靠模装置等。

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。

）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。

）绘制夹紧方案设计图。

5.15.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/77（3）分析计算）分析计算

（1）定位误差、加工精度分析；）定位误差、加工精度分析；

（2）对动力夹紧装置进行夹紧力验算；）对动力夹紧装置进行夹紧力验算；（3）当当夹夹具具有有多多个个方方案案时时可可进进行行经经济济分分析析，取取效效益益高高的的方方案。

案。

5.15.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/78（4）审核）审核

（1）夹具的标志是否完整、夹具的搬运是否方便。

）夹具的标志是否完整、夹具的搬运是否方便。

（3）夹具与机床的连接是否牢固和正确。

）夹具与机床的连接是否牢固和正确。

（4）定位元件是否可靠和精确。

）定位元件是否可靠和精确。

（5）夹紧装置是否安全和可靠。

）夹紧装置是否安全和可靠。

（6）工件的装卸是否方便。

）工件的装卸是否方便。

（7）夹具与有关刀具、辅具等之间的协调关系是否良好。

）夹具与有关刀具、辅具等之间的协调关系是否良好。

（8）加工过程中切屑的排除是否良好。

）加工过程中切屑的排除是否良好。

（9）操作的安全性是否可靠。

）操作的安全性是否可靠。

（10）加工精度能否符合工件图样所规定的要求。

）加工精度能否符合工件图样所规定的要求。

（11）生产率能否达到工艺要求。

）生产率能否达到工艺要求。

（12）夹具是否具有良好的结构工艺性扣经济性。

）夹具是否具有良好的结构工艺性扣经济性。

（13）夹具的标准化审核。

）夹具的标准化审核。

5.15.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/79（5）夹具总装配图的设计）夹具总装配图的设计

（1）尽量选用1：

1的比例。

（2）尽可能选择面对操作者的方向作为主视图。

（3）总图应把夹具的工作原理、结构和各种元件间的装配关系表达清楚。

（4）用双点划线绘制工件外形轮廓、定位基准面、夹紧表面和加工表面。

待加工表面的加工余量可用网格线或粗实线表示。

在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面的线条。

（5）合理标注尺寸、公差和技术要求（附表11）。

（6）合理选择材料5.15.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/710绘图的步骤绘图的步骤

（1）用双点划线绘出工件轮廓线；）用双点划线绘出工件轮廓线；

（2）绘制定位元件的详细结构；）绘制定位元件的详细结构；（3）绘制对刀导向元件；）绘制对刀导向元件；（4）绘制夹紧装置；）绘制夹紧装置；（5）绘制其它元件或装置；）绘制其它元件或装置；（6）绘制夹具体。

）绘制夹具体。

（7）标注视图符号、尺寸、技术要求，编制明细表。

）标注视图符号、尺寸、技术要求，编制明细表。

5.15.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/713常用夹具元件的常用夹具元件的材料及热处理材料及热处理5.15.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/714常用夹具元件的公差配合常用夹具元件的公差配合5.15.1专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤专用夹具的基本要求和设计步骤2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/7155.2夹具体的设计夹具体的设计1、夹具体的作用及其基本要求、夹具体的作用及其基本要求

（1）夹具体的作用夹具体的作用夹夹具具体体是是夹夹具具的的基基础础元元件件，在在加加工工过过程程中中，夹夹具具体体要要承承受受工工件件重重力力、夹夹紧紧力力、切切削削力、惯性力和振动力的作用。

力、惯性力和振动力的作用。

2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/7161）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。

5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计

（2）夹具体设计应满足的基本要求夹具体设计应满足的基本要求2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/717夹具体结构比较夹具体结构比较5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/718容屑空间容屑空间5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/719各种排屑方法各种排屑方法5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/7202、夹具体的结构设计、夹具体的结构设计

（1）铸造结构）铸造结构

（2）锻造结构）锻造结构（3）焊接结构）焊接结构（4）装配结构）装配结构5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/721

（1）铸造结构的夹具体铸造结构的夹具体5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/722钻模夹具体示意图钻模夹具体示意图5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/723车床夹具体示意图车床夹具体示意图5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/724

（2）锻造结构锻造结构的夹具体的夹具体对对于于尺尺寸寸较较大大且且形形状状简简单单的的夹夹具具体体，可可采采用用锻锻造造结结构构，以以使使其其有有较较高高的的强强度度和和刚刚度度。

这这类类夹夹具具体体常常用用优优质质碳碳素素结结构构钢钢40钢钢，合合金金结结构构钢钢40Cr、38CrMoAlA等等经经锻锻造造后后酌酌情情采采用调质、正火或回火制成。

用调质、正火或回火制成。

5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/725（3）焊接结构焊接结构的夹具体的夹具体焊接结构是国际上一些工业国家常用的方法。

这类结构易于制造，制造周期短，成本低，使用也较灵活。

当发现夹具体刚度不足时，可补焊肋和隔板。

焊接件材料的可焊性要好，适用材料有碳素结构钢Q195、Q215、Q235，优质碳素结构钢20钢、15Mn等。

焊接后需经退火处理，局部热处理的部位则需在热处理后进行低温回火。

5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/726焊接结构和装配结构焊接结构和装配结构5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/727标准化的夹具体5.25.2夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计夹具体的设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/7285.3夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计1、夹具的精度分析、夹具的精度分析2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/7292、应标注的尺寸和公差配合应标注的尺寸和公差配合

（1）夹具外形的最大轮廓尺寸；夹具外形的最大轮廓尺寸；

（2）工件与定位元件之间的联系尺寸；）工件与定位元件之间的联系尺寸；（3）对刀或导向元件与定位元件之间的联系尺寸；）对刀或导向元件与定位元件之间的联系尺寸；（4）与夹具位置有关的尺寸；）与夹具位置有关的尺寸；（5）其它装配尺寸。

）其它装配尺寸。

5.35.3夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/7303、应标注的位置公差应标注的位置公差

（1）定位元件之间的位置公差；）定位元件之间的位置公差；

（2）连连接接元元件件（含含夹夹具具体体基基面面）与与定定位位元元件件之之间间的位置公差；的位置公差；（3）对刀或导向元件的位置公差。

）对刀或导向元件的位置公差。

5.35.3夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/731几种常见元件定位对夹具体基面的技术要求几种常见元件定位对夹具体基面的技术要求5.35.3夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/732几种常见元件定位对夹具体基面的技术要求几种常见元件定位对夹具体基面的技术要求5.35.3夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/7334、公差数值的确定公差数值的确定

（1）夹具上的尺寸公差和角度公差取（）夹具上的尺寸公差和角度公差取（1/21/5）k。

（2）夹具上的位置公差取（夹具上的位置公差取（1/21/3）k。

（3）当加工工件尺寸为末注公差时，夹具取当加工工件尺寸为末注公差时，夹具取0.1mm。

（4）工工件件为为未未注注形形位位公公差差的的加加工工面面时时，按按GB1184中中7、8级精度的规定选取。

级精度的规定选取。

5.35.3夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/734常见夹具元件的公差配合常见夹具元件的公差配合5.35.3夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计2024/2/7夹具设计教学课件2024/2/7355、夹具总图上应标注的其它技术要求夹具总图上应标注的其它技术要求夹夹具具总总图图上上无无法法用用符符号号标标注注而而又又必必须须说说明明的的问问题题，如如夹夹具具的的平平衡衡和和密密封封、装装配配性性能能和和要要求求、有有关关机机构构的的调调整整参参数数、主主要要元元件件的的磨磨损损范范围围和和极极限限、打打印印标标记记和和编编号号以以及及使使用用中中应应注注意意的事项等，要用文字标注在夹具的总图上。

的事项等，要用文字标注在夹具的总图上。

5.35.3夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计夹具的精度和总图设计2024/2/7夹具设计教学课件