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1、机床夹具设计,主讲 毛国平,第二章 机械制造装备设计方法,产品规划阶段,需求分析,调查研究,预测,可行性分析,编制设计任务书,方案设计阶段,对设计任务的抽象,建立功能结构 图1,寻求原理解与解决方法,初步设计方案的形成 图3,初步设计方案的评价与筛选,退出,下一页,返回本节,机械制造装备设计的典型步骤,返回主页,1、,2、,3、,4、,5、,1、,2、,3、,4、,5、,（一）,（二）,第二章 机械制造装备设计方法,技术设计阶段,确定结构原理方案,总体设计,结构设计,施工设计阶段,零件图设计,完善装备图,商品化设计,编制技术文档,退出,返回本节,机械制造装备设计的典型步骤,返回主页,1、,2、
2、,3、,1、,2、,3、,4、,（三）,（四）,下一页,机床夹具设计,机床夹具设计步骤,一、机床专用夹具的设计步骤,二、夹具精度的验算,三、夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件,上一页,下一页,退出,返回主页,返回本章,退出,返回本节,返回主页,下一页,一、机床专用夹具的设计步骤,（一）准备工作 （1）明确工件的年生产纲领 ； （2）熟悉工件零件图和工序图 ； （3）了解本工序的加工内容。（二）总体方案的确定 （1）定位方案 ； （2）夹紧方案（力的作用点、方向、大小；机构）； （3）夹具总体形式 。（三）绘制夹具装配图 主视图按操作实际位置布置 三视图要清楚表达夹具工作原理与结构 （四）绘制夹
3、具零件（非标准件） 夹具设计过程示例,机床夹具设计,1,2,3,4,5,退出,返回本节,返回主页,未完待续,夹具精度的验算,影响位置精度的主要因素：（1）工件在夹具中的安装误差:定位误差和夹紧误差（2）夹具在机床上对定误差（3）加工过程中出现的误差夹具精度验算：是指前两项，其和不大于工件允差的 2/3为算合格。,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,夹具精度的验算,夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（一）验算中心距 影响此项精度的因素： （1）定位误差主要是定位孔 与定位销 的间隙产生，最大间隙为0.05mm； （2）钻模板衬套中心与定位销中心距误差， 装配图标注尺寸为 ,误差为0
4、.02mm; （3）钻套与衬套的配合间隙 ,由 可知 最大间隙为0.029mm; （4）钻套内、外圆的同轴度误差，对于标准钻套 ，精度较高，此项可以忽略。,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,夹具精度的验算,夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（一）验算中心距 影响此项精度的因素： （5）钻头与钻套间的间隙会引偏刀具，产生中心 距误差E，由下式求出 式中，e为刀具引偏量（mm），H为排屑空间，钻 套下端面与工件间的空间高度（mm），B为钻孔 （mm）， 为刀具与钻套间的最大间隙。 上述各量可参见刀具引偏量计算图,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,夹具精度的验算,夹具
5、精度验算实例：工件和夹具装配图（一）验算中心距 影响此项精度的因素： （5）刀具引偏量计算图 该例中，设刀具与钻套的配合为 可知 =0.025mm;将H=30mm,h=12mm,B=18mm代 入，可求出e=0.038mm;,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,夹具精度的验算,夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（一）验算中心距 影响此项精度的因素： （5）刀具引偏量计算图 由于上述各项都是按最大的误差计算，实际上各 项误差也不可能同时出现最大值，各误差方向也 很可能不一致，因此综合误差按概率法求和 该项误差略大于中心距允差0.1mm的2/3,勉强可 用。就减小定位和导向的配合间隙。
6、,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,未完待续,夹具精度的验算,夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（二）验算两孔平行度精度 工件要求 孔全长上允差0.05mm。 导致产生两孔平行度误差的因素有： （1）设计基准与定位基准重合，没有基准转换误 差，但 配合间隙及孔与端面的垂直度 误差会产生基准位置误差，定位销轴中心与大头 孔中心的偏斜角 （rad）为 式中， 为 处最大间隙（mm）; 为定位销轴定位面长度（mm）.,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,夹具精度的验算,夹具精度验算实例：工件和夹具装配图（二）验算两孔平行度精度 工件要求 孔全长上允差0.05mm。 导致产生两孔平行
7、度误差的因素有： （2）定位销轴中心线对夹具底平面的垂直度 ， 图中没有注明。 （3）钻套孔中心与定位销轴的平行度 ，图中 标注为0.02mm, （4）刀具引偏量e产生的偏斜角 ，刀偏计算图 。 因此，总的平行度误差 合格。,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件,目的：为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到；为了设计夹具零件图；也为了夹具装配和装配精度的检测。（一）尺寸标注（1）轮廓尺寸 ；（2）与机床的联系尺寸（安装）； （3）与刀具的联系尺寸 ；（4）配合尺寸、种类、精度 ；（5）各关键元件装配后的位置尺寸及公差。
8、 上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差1/3-1/10，最常用的是1/3。,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件,（二）技术要求标注（1）定位元件的定位表面间相互位置精度；（2）定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间位置精度；（3）定位表面与导向元件工作面间的位置精度；（4）各导向元件工作面间的位置精度；（5）定位表面、导向工作面与检测基准的位置精度。,机床夹具设计,典型机床夹具的设计要求,一、钻床夹具,二、镗床夹具,三、铣床夹具,上一页,下一页,退出,返回主页,四、车床夹具,返回本章,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,下
9、一页,钻床夹具,（一）钻模的结构型式 固定式钻模 回转式钻模 翻转式钻模 盖板式钻模 滑柱式钻模（二）钻模板的型式 固定式 铰链式 分离式（盖板式） 悬挂式 可调式 （三）定位和定向 一般不设定位定向装置，只设固定位置,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,镗床夹具,（一）镗床导向支架的布置形式 （1）单面前导向： D60mm L/DD 两种情况 （3）单面双导向 （4）双面单导向 L1.5D或同轴多个短孔,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,镗床夹具,（二）设计注意事项 （1）若先调刀后入镗模注意引刀问题（镗套） 若多刀加工同轴多孔注意引刀问题（毛孔） （2）镗模导向支
10、架上不允许安装夹紧元件及其机构, 防止导向支架受力变形，影响加工孔的精度和孔系 位置精度。,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,铣床夹具,（一)铣床夹具的类型 根据进给方式，铣床夹具分为直线进给式、圆周进给式和仿行进给式三类。 直线进给式：又有单工件、多工件之分，或单工位、多工位之分。多用于中、小批量生产。 圆周进给式：工作台同时安装多套相同的夹具，或多套粗、精两种夹具。生产率较高，一般用于大批量生产。 仿行进给式：按进给方式又可分为直线进给仿行和圆周进给仿行铣床夹具。圆周进给仿行铣夹具,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,铣床夹具,（二）注意事项 （1）断续切削，夹紧力大受力元件强度、 刚度比较大 ； （2）设置对刀装置、定向键 ； （3）固定U形口T形口 。,机床夹具设计,退出,返回本节,返回主页,进入下一章,车床夹具,外圆定位的卡盘、卡头；内孔定位的各类心轴；中心孔定位的各类顶尖、拨盘。这些夹具比较简单，有些已经标准化、通用化。对非回转体工件 ：（1）定心方式要与选用机床主轴端部结构相等 ；（2）夹紧力必需考虑充分，夹紧力有可靠自锁 ；（3）外形尽量呈圆柱形，重心靠近主轴 ；（4）注意动平衡（可设置配重）调整 ；（5）注意安全措施，不得有尖角和突出夹具体转盘外径的部分。,机床夹具设计,谢谢，再见！,返回主页,
