机床夹具设计(实例)
机床专用夹具及其设计方法
要有快速对刀元件
2、铣床夹 具的构造 主要由夹 具体、定 位板、夹 紧机构、 对刀块、 定向键等 组成
3.铣床夹具的设计
铣床夹具的安装:主要依靠定向键和
百分表校正来提高安装精度。定位键 的结构尺寸已标准化,应按铣床工作 台的T形槽尺寸选定,它和夹具底座 以及工作台T形槽的配合为H7/h6、 H8/h8。两定位键的距离应力求最大
• • • •
1、分度盘锁紧螺母 2、分度盘 3、定位轴 4、压紧螺母
移动式钻模
• 移动式钻模用在立式钻床上,先后钻销 工件同一表面上的多个孔,属于小型夹 具。移动的方法有两种:一种式自由移 动,另一种是定向移动,用专门设计的 轨道和定程机构来控制移动的方向和距 离。
滑柱式钻模
滑柱式钻模是一种标准化,规格化的 通用钻模。钻模体可以通用于较大范围 的不同工件。设计时,只需根据不同的 加工对象设计相应的定位。夹紧元件。 因此,可以简化设计工作。另外,这种 钻模不需另行设计专门的夹紧装置,夹 紧工件方便,迅速,适用于不同类型的 各种中小型零件的孔加工,生产中,尤 其是大批量生产中应用较广。
4、钻套的材料
性能要求:高硬度,耐磨 常用材料:T10A T12A CrMn 或20渗 碳淬火 D≤10mm CrMn D<25mm T10A T12A HRC58~64 D≥25mm 20渗碳淬火 HRC58~64
镗模
(一)镗模的特点及其组成 1、特点:镗床夹具称镗模,主要用于加工 箱体类零件上的孔或孔系通过布置镗套, 可加工出较高精度要求的孔或孔系。 与 钻模相比,它有相同之处,但箱体孔系 的加工精度一般要求较高,其本身精度 比钻模高。
l—台肩销 2—快换垫圈 3—螺母
第二章机床夹具设计 共235页PPT文档
(五)工件定位时的几种情况
1、完全定位
工件在夹具中相对于刀具的六个自由度全部被限制的 定位方法称为完全定位。
举例:连杆工件在由定位支承板、短銷和挡銷组成的夹具中定
位,试对此定位方案进行定位分析。(如下图所示)
Z
短销
挡销
Y
支承板
Y
X
61
解:写出各定位元件所限制的自由度:
支承板限制工件三个自由度:
Y X
Y X
工件以平面定位
Y Y
36
对粗基准:使用三个支承銷(三点构成一个平面)作为定
位元件,限制工件三个自由度
对精基准:可用一支承板代替三个支承銷定位,同样限制
工件的三个自由度
工件
工件
图:支承钉、支
承板及其用法
支承板
用于粗基准 用于精基准
37
2、工件以圆孔定位 工件以圆孔定位多属于定心定位(定位基准 为圆柱孔轴线)。常用定位元件是定位销和心轴。 定位销有圆柱销、圆锥销、菱形销等形式;心轴 有刚性心轴(又有过盈配合、间隙配合和小锥度 心轴等)、弹性心轴之分。
8
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
分度头
通用夹具
9
组合夹具实例
10
11
KH1 KH2 KH3 KH4
L φD
L φD
3
3
4 L
φD
4 L
φD
3
3
4 L φD
4 L φD
3
3
成组(部分元件可更 换)夹具
4
4
零件工序简图
12
2.按机床分类
1)车床夹具 2)铣床夹具 3)钻床夹具 4)磨床夹具 5)数控机床夹具
机床夹具设计基础——例题解析
的限制。以避免重复
三爪卡盘夹持较短
X Y Z Y Z
Y Z
属于不完全定位, 如果只加工工件的外圆表面,而无轴向尺寸方面的要求,则定位是合理的, 如果工件有轴向尺寸要求时,则应该增加限制X方向移动的定位支撑点。
三爪卡盘夹持较短
X Y Z Y Z
Y Z
X
图示工件以底面及与其垂直的两圆柱孔为定位基准。若采用一个平面和两 个短圆柱销定位(如图a所示),则平面限制3个自由度 1限制2个自由度 ,短圆柱销2限制 2个自由度 ,短圆柱销 。其中自由度 被重
复限制,属过定位。此时,由于工件孔心距的误差和两定位销中心距的误差, 可能导致两定位销无法同时进入工件孔内。为解决这一过定位问题,可将两定 位销之一在定位干涉方向(Y向)上削边,做成菱形销(图b),以避免干涉。
已知:外径d为: 500 mm 0.03
0.05 内径D为: 300 mm
内外圆同轴度为0.02mm,
试计算用调整法加工这批工件时,
工序尺寸H的定位误差是多少?
解: 基准不重合误差: 基准位移误差:
同轴度误差:
w
c
0.05 0.025mm 2
TD 2 sin
2
0.03 0.021mm 90 2 sin 2
组合定位
1.几个定位元件组合起来定位时,限制的自由度是每个定位元件限 制的自由度数之和. 2.组合定位中的每个定位元件改变它单独定位所限制的自由度. 3.组合定位中,定位元件单独起限制移动自由度转为限制转动自由 度,不再起限制移动自由度,但是限制自由度数量不变. 消除组合定位中的过定位,把限制移动方向的自由度定位元件改 为能移动的定位元件. 消除组合定位中的过定位,也可以改变定位元件的结构.比如:一面 两孔中菱形销
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》课件(6)
2024/8/25
夹具设计教学课件
17
2)钻套的尺寸、公差及材料
A、钻套导向孔的基本尺寸一般取刀具的最大极限尺寸, 采用基轴制间隙配合。
B、钻套的导向高度H=1~2.5d(其中,d为钻套孔径)。 加工精度高或被加工孔径小时取较大值,反之取较小值。
C、排屑空间h越大,排屑越方便,但刀具的刚度和孔的加 工精度都会降低,一般根据工件的材料和精度来确定。
2024/8/25
夹具设计教学课件
62
2、铣床夹具的设计要点
(1)定位元件和夹紧装置的设计要点
定位元件:除遵循一般的设计原则外,布置时应尽量 使主要支承面积大些。工件加工部位呈悬臂状态时, 应采用辅助支承。
夹紧装置:应保证足够的夹紧力,并具有良好的自锁性 能,以防止夹紧机构因振动而松夹。施力的方向和作用 点要恰当,并尽量靠近加工表面,必要时设置辅助夹紧 机构,以提高夹紧刚度。
2024/8/25
夹具设计教学课件
38
固定式镗套
2024/8/25
夹具设计教学课件
39
2) 回转式镗套
镗套随镗杆一起转动,与镗杆之间 只有相对移动而无相对转动。这种镗套 大大减少了磨损,也不会因摩擦发热而 “卡死”。因此,它适合于高速镗孔。
2024/8/25
夹具设计教学课件
40
回转式镗套
2024/8/25
2024/8/25
夹具设计教学课件
46
(2)镗杆直径和轴向尺寸
镗杆直径d及长度L主要是根据所镗孔的直径D 及刀具截面尺寸B×B来确定。镗杆直径d应尽 可能大,其双导引部分的L/d≤10为宜;而悬伸 部分的L/d≤4~5,以使其有足够的刚度来保证 加工精度。
2024/8/25
机械加工工艺规程及专用机床夹具设计实例
目录
2
2.2 零件分析
2.2.1 零件的结构分析 2.2.2 零件的工艺分析
2.2 零件分析
2.2.1 零件的结构分析
机油泵传动轴支架是用来支承 机油泵传动轴的,图2-1是其零 件简图。该零件以A 面为安装基 面,通过A 基面上的3×ϕ11mm 孔、用螺钉连接于气缸体的底平
面上,2800.015 mm定位销孔保证
在对企业的流动比率和速动比率深入分析后,企业 管理当局认为用于还债的流动资产中有一部分资金 是来自于企业的举债收入,公司想了解企业自身经 营活动产生的现金流对短期债务的保障程度。
哪项指标可以用来满足企业管理当局分析的需要?
期末现金流动负债比率(期末负债) =36 015÷156 740=0.23
第二章 机械加工工艺规程及专用机床夹具设计实例
目录
第2章 机械加工工艺规程及专用 机床夹具设计实例
2.1 序言 2.2 零件分析 2.3 机械加工工艺规程制订 2.4 加工润滑油孔专用钻床夹具设计 2.5 设计总结
2.1 序言
本章主要针对某拖拉机发动机中的机油泵传动轴支架零件,完成其机械加工工 艺规程制定,并设计其钻削润滑油孔工序的专用夹具,撰写设计说明书。
设计中需要完成:毛坯的确定、零件的工艺路线安排、设备及工艺装备选择、切 削用量确定、工序尺寸及公差确定等内容;在工艺设计的基础上,设计出工序加工 的工件定位方案、夹紧方案、对刀引导方案,最终完成工序的专用机床夹具设计。
本次课程设计是在学完机械制造技术基础、机械制造装备设计等专业课程,并 完成生产实习后进行的一次全面动手训练。本次设计涉及的已学课程还包括工程材 料及热处理、金属加工工艺、机械制图、公差及几何量测量、理论力学、材料力学 、机械原理及机械零件等基础课程。
《机床夹具设计》工件的定位
第1章工件的定位●理解六点定位原理。
●常用定位元件限制的自由度。
●工件定位方式:完全定位、不完全定位、过定位和欠定位。
●常用定位元件的设计。
●定位误差的分析和计算。
●根据零件工序加工要求,确定定位方式。
●根据零件工序加工要求,确定定位方案。
●掌握定位元件的设计方法。
●掌握定位误差的分析和计算。
1.1工作场景导入【工作场景】如图1.1所示,钢套零件在本工序中需钻φ5mm孔,工件材料为Q235A钢,批量N=2000件。
钢套零件三维图如图1.2所示。
【加工要求】(1)φ5mm孔轴线到端面B的距离20±0.1mm。
(2)φ5mm孔对φ20H7孔的对称度为0.1mm。
本任务是设计钻φ5mm孔的钻床夹具定位方案。
图1.1钢套零件钻φ5mm工序图图1.2钢套零件三维图【引导问题】(1)仔细阅读图1.1,分析零件加工要求,各工序尺寸的工序基准是什么?(2)工件定位与夹紧的概念是什么?分析它们分别是由什么装置实现的?(3)六点定位原理是什么?(4)什么是完全定位、不完全定位、过定位和欠定位?(5)常用定位元件有哪些?定位元件限制的自由度?(6)定位方案设计的基本原则是什么?定位元件的要求是什么?(7)定位误差如何分析和计算?(8)企业生产参观实习。
①生产现场机床夹具的组成是什么?②生产现场机床夹具使用的定位元件有哪些?③生产现场机床夹具定位时限制几个自由度?1.2基础知识【学习目标】理解六点定位原理,分析常用定位元件限制的自由度,确定工件的定位方式,常用定位元件的设计,定位方案设计的基本原则,定位误差的分析和计算。
1.2.1工件定位的基本原理1.概述为了达到工件被加工表面的技术要求,必须保证工件在加工过程中的正确位置。
夹具保证加工精度的原理是加工需要满足3个条件:①一批工件在夹具中占有正确的位置;②夹具在机床上的正确位置;③刀具相对夹具的正确位置。
显然,工件的定位是极为重要的一个环节。
本章就要讨论工件的定位问题。
机械加工工艺与工装夹具 2.3 机床夹具的设计案例(教材)
任务2.3 机床夹具的设计案例一、机床夹具的设计思路(一)设计原因机床夹具是机床上用以装夹工件(和引导刀具)的一种装置。
其作用是将工件定位,以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置,并把工件可靠地夹紧。
因此简单来说设计夹具的目的就是为了将工件摆放在正确位置上。
但由于不同工件有相应的特异性,因此传统的通用夹具无法满足定位夹紧的需求,这个时候就需要设计出一套只供工件使用的专用夹具,来实现工件的定位夹紧。
夹具就是在这样的背景下才会被设计出来。
在设计夹具前首先要对工件进行分析,了解工件的外观、作用、加工精度、加工要求,根据工件进行专用夹具的分析。
最主要的是用于什么工艺,如何根据工件确定夹紧位置和何如进行定位。
同时还要明确该工件用途是什么,怎么进行加工,这样才能设计出一套符合加工要求同时还能体现出作用的夹具。
(二)设计的基本要求(1)保证工件的加工精度。
工件加工工序的技术要求,包括工序尺寸精度、形位精度、表面粗糙度和其他特殊要求。
夹具设计首先要保证工件被加工工序的这些质量指标。
其关键在于正确地按六点定位原则去确定定位方法和定位元件,必要时进行误差的分析和计算。
同时,要合理地确定夹紧点和夹紧力,尽量减小因加压、切削、振动所产生的变形。
为此,夹具结构要合理,刚性要好。
(2)提高生产率、降低成本、提高经济性。
尽量采用多件多位、快速高效的先进结构,缩短辅助时间,条件和经济许可时,还可采用自动操纵装置,以提高生产效率。
在此基础上,要力求结构简单,制造容易,尽量采用标准元件和结构,以缩短设计和制造周期,降低夹具制造成本,提高其经济性。
(3)操作方便、省力和安全。
夹具的操作要尽量使之方便。
若有条件,尽可能采用气动、液压以及其他机械化、自动化的夹紧装置,以减轻劳动强度。
同时,要从结构上、控制装置上保证操作的安全,必要时要设计和配备安全防护装置。
(2)便于排屑。
排屑是一个容易被忽视的问题。
排屑不畅,将会影响工件定位的正确性和可靠性;同时,积屑热量将造成系统的热变形,影响加工质量;清屑要增加辅助时间;聚屑还可能损坏刀具以至造成工伤事故。
夹具设计步骤
一、机床夹具设计要求1.保证工件加工的各项技术要求要求正确确定定位方案、夹紧方案,正确确定刀具的导向方式,合理制定夹具的技术要求,必要时要进行误差分析与计算。
2.具有较高的生产效率和较低的制造成本为提高生产效率,应尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具,但结构应尽量简单,造价要低廉。
3.尽量选用标准化零部件尽量选用标准夹具元件和标准件,这样可以缩短夹具的设计制造周期,提高夹具设计质量和降低夹具制造成本。
4.夹具操作方便安全、省力为便于操作,操作手柄一般应放在右边或前面;为便于夹紧工件,操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间;为减轻工人劳动强度,在条件允许的情况下,应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置。
5.夹具应具有良好的结构工艺性所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。
二、机床夹具设计的内容及步骤1.明确设计要求,收集和研究有关资料在接到夹具设计任务书后,首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图,了解零件的作用、结构特点和技术要求;其次,要认真研究加工件的工艺规程,充分了解本工序的加工内容和加工要求,了解本工序使用的机床和刀具,研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。
2.确定夹具的结构方案1)确定定位方案,选择定位元件,计算定位误差。
2)确定对刀或导向方式,选择对刀块或导向元件。
3)确定夹紧方案,选择夹紧机构。
4)确定夹具其他组成部分的结构形式,例如分度装置、夹具和机床的连接方式等。
5)确定夹具体的形式和夹具的总体结构。
在确定夹具结构方案的过程中,应提出几种不同的方案进行比较分析,选取其中最为合理的结构方案。
3.绘制夹具的装配草图和装配图夹具总图绘制比例除特殊情况外,一般均应按1:1绘制,以使所设计夹具有良好的直观性。
总图上的主视图,应尽量选取与操作者正对的位置。
绘制夹具装配图可按如下顺序进行:用双点划线画出工件的外形轮廓和定位面、加工面;画出定位元件和导向元件;按夹紧状态画出夹紧装置;画出其他元件或机构;最后画出夹具体,把上述各组成部分联结成一体,形成完整的夹具。
机床夹具设计步骤和实例
第2节机床夹具设计实例一、钻夹具的设计实例图2-2-20所示为杠杆类零件图样;图2-2-21所示为本零件工序图;1.零件本工序的加工要求分析①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔;②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为80±0. 2mm;平行度为;③φ11孔与φ28H7孔的距离为15±0. 25mm;④φ11孔与端面K距离为14mm;本工序前已加工的表面如下;①φ28H7孔及两端面;②φ10H9两端面;本工序使用机床为Z5125立钻,刀具为通用标准工具;2.确定夹具类型本工序所加工两孔φ10H9和φ11,位于互成90°的两平面内,孔径不大,工件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大,因此采用翻转式钻模;3.拟定定位方案和选择定位元件1定位方案;根据工件结构特点,其定位方案如下;①以φ28H7孔及一组合面端面K和φ10H9一端面组合而成为定位面,以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面,限制六个自由度;这一定位方案,由于尺寸885.0mm公差大,定位不可靠,会引起较大的定位误差;如图2-2-22a②以孔φ28H7孔及端面K 定位,以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面,限制工件六个自由度;为增加刚性,在φ10H9的端面增设一辅助支承,如图2-2-22 b 所示;比较上述两种定位方案,初步确定选用图2-2-22b 所示的方案; 2选择定位元件;①选择带台阶面的定位销,作为以φ28H7孔及其端面的定位元件,如图2-2-23所示;定位副配合取6728g H φ;②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件,如图2-2-24a 所示;也可选择如图2-2-24 b 所示移动V 形块;考虑结构简单,现选用图2-2-24a 所示结构;3定位误差计算①加工φ10H9孔时孔距尺寸80±mm 的定位误差计算;由于基准重合,故ΔB =0;基准位移误差为定位孔φ38021.00+mm 与定位销φ38007.0002.0--mm 的最大间隙,故ΔY=+0. 007+mm =;由此可知此定位方案能满足尺寸80±mm 的定位要求; ②加工φ10H9孔时轴线平行度的定位误差计算; 由于基准重合,故ΔB =0;基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K 间的垂直度误差;故ΔY =0.此方案能满足平行度0. 3mm 的定位要求;③加工φ11孔时孔距尺寸15±mm;加工φ11孔时与加工φ10H9孔时相同;此方案能满足孔距15± mm 的定位要求; 4.确定夹紧方案参考夹具资料,采用M12螺杆在φ28H7孔上端面夹紧工件; 5.确定引导元件钻套的类型及结构尺寸 ⑴对φH9孔,为适应钻、铰选用快换钻套;主要尺寸由机床夹具零、部件国家标准GB/T2263-80, GB/T2265-80选取;钻孔时钻套内径φ10028.0013.0++mm 、外径φ15012.0001.0++mm ;衬套内径φ15034.0014.0++mm,衬套外径φ22028.0015.0++mm;钻套端面至加工面的距离取8mm;麻花钻选用φ9. 80022.0-mm;2对φ11孔,钻套采用快换钻套;钻孔时钻套内径φ11034.0016.0++mm 、外径φ18012.0001.0++mm,衬套内径φ18034.0016.0++mm,外径φ26028.0015.0++mm ;钻套端面至加工面间的距离取12mm;麻花钻选用φ10. 80027.0-mm;各引导元件至定位元件间的位置尺寸分别为15±mm 和18±0. 05mm,各钻套轴线对基面的直线度允差为;6.夹具精度分析与计算由图2-2-22可知,所设计夹具需保证的加工要求有:尺寸15±mm ;尺寸80±mm ;尺寸14mm 及φ10H9孔和φ28H7孔轴线间平行度允差等四项;除尺寸14mm,因精度要求较低不必进行验算外,其余三项精度分别验算如下;1尺寸80±mm的精度校核;定位误差ΔD,由前已计算,已知Δ=;定位元件对底面的垂直度误差ΔA=;钻套与衬套间的最大配合间隙ΔT1=0. 033mm;衬套孔的距离公差ΔT2=;麻花钻与钻套内孔的间隙X2=;衬套轴线对底面F的垂直度误差ΔT3=0. 05mm;因而该夹具能保证尺寸80±0. 2mm的加工要求;2尺寸15±0. 25mm的精度校核;ΔD=0. 041mm,ΔA=0. 03mm,ΔT1=0. 033mm;衬套孔与定位元件的距离误差ΔT2=;麻花钻与钻套内孔的间隙X=;因而尺寸15±mm能够保证;3φ10H9轴线对φ25H7轴线的平行度的精度校核;ΔD=0. 03mm,ΔA=0. 03mm;衬套对底面F的垂直度误差ΔT=0. 05mm;因而此夹具能保证两孔轴线的平行度要求;7.绘制夹具总图根据已完成的夹具结构草图,进一步修改结构,完善视图后,绘制正式夹具总装图,如图2-2-23所示;8.绘制夹具零件图样从略;9.编写设计说明书 从略;二、铣床夹具设计实例图2-2-25所示为轴套类零件的零件图样;现需设计铣两槽52.00+mm 的铣夹具;1.零件本工序的加工要求分析本工序的加工要求,在实体上铣出两通槽,槽宽为52.00+mm,槽深为2703.0-mm,两槽在圆周方向互成60°±30′角度,表面粗糙度为Ra1. 25μm;本工序之前,外圆φ60021.0002.0++mm 、内孔φ32039.00+mm 及两端面均已加工完毕; 本工序采用φ5mm 标准键槽铣刀在X5l 立式铣床上,一次装夹六件进行加工; 2.确定夹具类型本工序所加工的是两条在圆周互成60°角的纵向槽,因此宜采用直线进给带分度装置的铣夹具;3.拟定定位方案和选择定位元件 1定位方案;①以φ32039.00+mm 内孔作为定位基准,再选孔端面为定位基准,限制工件五个自由度;如图2-2-26a 所示;为定②以φ60021.0002.0++mm 外圆位基准 以长V 形块为定位元件,限制4个自由度;如图2-2-26 b 所示;方案②由于V 形块的特性,所以较易保证槽的对称度要求,但对于实现多件夹紧和分度较困难;方案①的不足之处是由于心轴与孔之间有间隙、不易保证槽的对称度,且有过定位现象;但本工序加工要求井不高,而工件孔和两端面垂直精度又较高,故过定位现象影响不大;经上述分析比较,确定采用方案①;2选择定位元件;根据定位方式,采用带台肩的心轴;心轴安装工件部分的直径为φ32g6009.0025.0--mm,考虑同时安装6个工件,所以这部分长度取112mm,由于分度精度不高,为简化结构,在心轴上做出六方头,其相对两面间的距离尺寸取28g6007.0020.0+-mm,与固定在支座上的卡块槽28H7021.00+mm 相配合;加工完毕一个槽后,松开并取下心轴,转过相邻的一面再嵌入卡块槽内即实现分度;心轴通过两端φ25H6mm 柱部分安装在支座的V 形槽上,并通过M16螺栓钩形压板及锥面压紧,压紧力的方向与心轴轴线成45°角;mm 定位误差分析如下;3定位误差计算;工序尺寸270-5.0由于基准重合ΔB=0由于定位孔与心轴为任意边接触,则因此定位精度足够;由于加工要求不高,其他精度可不必计算;4.确定夹紧方案根据图2-2-26所示心轴结构,用M30螺母把工件轴向夹紧在心轴上;心轴的具体结构如图2-2-27所示;5.确定对刀装置1根据加工要求,采用GB/T2242-80直角对刀块;塞尺符合GB/T2244-mm;80,基本尺寸及偏差20014-.02计算对刀尺寸H和B如图2-2-28所示,计算时应把尺寸化为双向对称偏差,即6.夹具精度分析和计算本夹具总图上与工件加工精度直接有关的技术要求如下;定位心轴表面尺寸φ32g6;定位件与对刀间的位置尺寸±mm,±mm;定位心轴安装表面尺寸φ25h6;mm;对刀塞尺厚度尺寸20-014.0分度角度60°±10′;定位心轴轴线与夹具安装面、定位键侧平面间的平行度公差为0. lmm;分度装置工作表面对定位表面的对称度公差为0. 07mm;分度装置工作表面对夹具安装面垂直度公差为;对刀装置工作表面对夹具安装面的平行度和垂直度公差为0. 07mm;mm的精度分析;1尺寸270-5.0ΔD=0. 064mm定位误差前已计算;ΔT=0. 16mm定位件至对刀块间的尺寸公差;ΔA=1.0×20mm=定位心轴轴线与夹具底面平行度公差对工件尺寸的影233响;mm尺寸;故此夹具能保证270-5.02对60°±30′的精度分析;分度装置的转角误差可按下式计算;故此分度装置能满足加工精度要求;7.绘制夹具总图图2-2-27所示为本夹具的总装图样;8.绘制夹具零件图样从略;9.编写设计说明书从略;。
工装夹具设计图解及实例
效率低,找正精度 较高;适用单件小 批量中形状简单的 工件.
通用性好,但效率 低,精度不高;适 用于单件小批量中 形状复杂的铸件.
操作简单,效率高, 容易保证加工精度, 适用于各种生产类型 .
9
1直接找正装夹
将工件装在机床上,然后按工件的某个或某些 表面,用划针或用百分表等量具进行找正,以获 得工件在机床上的正确位置.
32
3 对刀、引导元件或装置
这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置. 用于确定刀具在加工前正确位置的元件,称为对刀元
件,如对刀块. 用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件,称为
导引元件. 如图中的快换钻套1.
2006-2
33
4 连接元件
使夹具与机床相连接的元件,保证机床与夹具之间的 相互位置关系.
2006-2
38
二、基准及其分类
基准
用于确定零件上 其它点、线、面 位置所依据的那 些点、线、面.
设计图样上所采 用的基准就是设 计基准.图
在加工时用于工件 定位的基准,称为
定位基准.图
设计基准 工艺基准
定位基准 测量基准
1、粗基准 2、精基准 3、辅助基准 4、主要基准 5、附加基准
在加工中或加工
如果工件的定位面经过了机械加工,并且定位面 和定位元件的尺寸、形状和位置都做得比较准确,比 较光整,则过定位不但对工件加工面的位置尺寸影响 不大,反而可以增强加工时的刚性,这时过定位是允
14
2006-2
15
2专用夹具
专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计 的夹具.
其特点是结构紧凑,操作迅速、方便、省力,可以保 证较高的加工精度和生产效率,但设计制造周期较长、 制造费用也较高.
机床夹具设计(实例)
夹具设计(实例)图3-2所示为CA6140车床上接头的零件图。
该零件系大批量生产,材料为45号钢,毛坯采用模锻件。
现要求设计加工该零件上尺寸为28H11的槽口所使用的夹具。
图3-2 CA6140车床上接头的零件图零件上槽口的加工要求是:保证宽度28H11,深度40mm,表面粗糙度侧面为Ra3.2μm,底面为Ra6.3μm。
并要求两侧面对孔ф20H7的轴心线对称,公差为0.1mm;两侧面对孔ф10H7的轴心线垂直,其公差为0.1mm。
零件的加工工艺过程安排是在加工槽口之前,除孔ф10H7尚未进行加工外,其他各面均已加工达到图纸要求。
槽口的加工采用三面刃铣刀在卧式铣床上进行。
一、工件装夹方案的确定工件装夹方案的确定,首先应考虑满足加工要求。
槽口两侧面之间的宽度28H11取决于铣刀的宽度,与夹具无关,而深度40mm则由调整刀具相对夹具的位置保证。
两侧面对孔ф10H7轴心线的垂直度要求,因该孔尚未进行加工,故可在后面该孔加工工序中保证。
为此,考虑定位方案,主要应满足两侧面与孔ф20H7轴心线的对称度要求。
根据基准重合的原则,应选孔ф20H7的轴心线为第一定位基准。
由于要保证一定的加工深度,故工件沿高度方向的不定度也应限制。
此外,从零件的工作性能要求可知,需要加工的两侧面应与已加工过的两外侧面互成90度,因此在工作定位时还必须限制绕孔ф20H7的轴心线的不定度。
故工件的定位基准的选择如图3.3所示,除孔ф20H7(限制沿x,y轴和绕x,y轴的不定度)之外,还应以一端面(限制沿z轴的不定度)和一外侧面(限制绕z轴的不定度)进行定位,共限制六个不定度,属于完全定位。
工件定位方案的确定除了考虑加工要求外,还应结合定位元件的结构及夹紧方案实现的可能性而予以最后确定。
对接头这个零件,铣槽口工序的夹紧力方向,不外乎是沿径向或沿轴向两种。
如采用如图 3.4(a)所示的沿径向夹紧的方案,由于ф20H7孔的轴心线是定位基准,故必须采用定心夹紧机构,XYZX以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。
第五章 机床夹具设计(2)夹紧
开口垫圈、铰链钩形压板
24
25
螺旋压板夹紧机构
26
27
螺旋压板夹紧机构
a.移动压板
b.转动压板
c.翻转压板
a) 支点在后 b) 支点中间 c) 支点在前
FJ = FQ / 2 FJ = FQ FJ = 2FQ
—效率低
—效率好
28
3. 偏心夹紧机构 夹紧元件—圆偏心轮、偏心轴 可以看作一缠绕在基圆盘上的弧形楔。
e ? tan f 1 R
m 1
32
特点:
优点: 结构简单、操作方便、夹紧动作迅速 缺点:自锁性能差、夹紧行程和增力比小
用途:
用于切削力小、振动小的场合;
不适合在粗加工中应用。
4.3.4 其他夹紧机构
1. 铰链夹紧机构
34
35
36
特点:
结构简单、摩擦损失小、增力比大、易于改变力的
作用方向。
4.3 机床夹具夹紧机构的设计
什么是夹紧机构?
将工件在夹具中夹紧、压牢的装置。
夹紧机构的组成
夹 紧 机 构
动力装置 中间递力机构 夹紧元件
图2-61 夹紧装置组成示例 1-气缸(动力装置)2-压板(夹紧机构) 1 3-弹簧销 4-偏心轮 5-调整螺钉
设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则:
1)不破坏定位、有助于定位; 2)夹紧可靠(要有足够的夹紧力),夹紧变形小; 3)夹紧动作迅速,操作方便,安全省力; 4)手动夹紧机构要考虑自锁性和原动力的稳定性; 5)结构应尽量简单紧凑,制造、维修方便。
生移动,从而产生
夹紧力,推动工件
(或传力元件)移
动并将工件夹紧。
13
14
Fj
FQ
第4章 机床夹具设计原理(09)
铣键槽工序及工件在夹具中的定位
31
4.重复定位:工件在夹具中定位时,若几个定 位支承点重复限制一个或几个不定度,称为重 复定位。 *当以形、位精度较低的毛坯面定位时,不允 许重复定位。
*为提高定位稳定性和刚度,以加工过的表面 定位时,可以出现重复定位。
32
33
34
从上述工件定位实例可知,形成重复定位的原因是 由于夹具上的定位元件同时重复限制了工件的一个或 几个不定度。
工件在机床上或夹具中进行加工时,用作定位 的基准,称为定位基准。
图4-5 工件在加工时的定位基准
16
3.测量基准
测量时所采用的基准,称为测量基准。
图4-6 工件上已加工表面的测量基准
17
4.装配基准
在机器装配时,用来确定零件或部件在产品中 的相对位置所采用的基准,称为装配基准。
(a)
(b)
图4-7 零件装配时的装配基准
42
43
②可调支承
定位支承点的位置可以调节的定位元件,称为可 调支承。 主要用于以制造精度不高的毛坯面定位的场合。
44
③自位支承
定位支承点的位置随工件定位基准位置变化而 自动与之适应的定位元件,称为自位支承。 自位支承一般只起一个定位支承点的作用。
45
46
47
(2)辅助支承 只起提高工件支承刚性或辅助定位作用的定 位元件,称为辅助支承。
一.机床夹具的作用
1.机床夹具实例
1
图4-1 铣键槽工序简图
2
图4-2 铣键槽夹具结构图
3
2.机床夹具的作用
(1)可稳定保证加工精度
(2)可提高劳动生产率
(3)可降低生产成本
(4)可扩大机床的加工范围
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
机床夹具设计(实例)
图3-2所示为CA6140车床上接头的零件图。
该零件系大批量生
产,材料为45号钢,毛坯采用模锻件。
现要求设计加工该零件上尺
寸为28H11的槽口所使用的夹具。
图3-2 CA6140车床上接头的零件图
零件上槽口的加工要求是:保证宽度28H11,深度40mm,表面粗糙度侧面为Ra3.2μm,底面为Ra6.3μm。
并要求两侧面对孔ф20H7的轴心线对称,公差为0.1mm;两侧面对孔ф10H7的轴心线垂直,其公差为0.1mm。
零件的加工工艺过程安排是在加工槽口之前,除孔ф10H7尚未进行加工外,其他各面均已加工达到图纸要求。
槽口的加工采用三面
刃铣刀在卧式铣床上进行。
工件装夹方案的确定,首先应考虑满足加工要求。
槽口两侧面之
间的宽度28H11取决于铣刀的宽度,与夹具无关,而深度40mm则由调整刀具相对夹具的位置保证。
两侧面对孔ф10H7轴心线的垂直度要求,因该孔尚未进行加工,故可在后面该孔加工工序中保证。
为此,
考虑定位方案,主要应满足两侧面与孔ф20H7轴心线的对称度要求。
根据基准重合的原则,应选孔ф20H7的轴心线为第一定位基准。
由
于要保证一定的加工深度,故工件沿高度方向的不定度也应限制。
此
外,从零件的工作性能要求可知,需要加工的两侧面应与已加工过的
两外侧面互成90度,因此在工作定位时还必须限制绕孔ф20H7的轴心线的不定度。
故工件的定位基准的选择如图3.3所示,除孔ф20H7(限制沿x,y轴和绕x,y轴的不定度)之外,还应以一端面(限制
沿z轴的不定度)和一外侧面(限制绕z轴的不定度)进行定位,共
限制六个不定度,属于完全定位。
工件定位方案的确定除了考虑加工要求外,还应结合定位元件的
结构及夹紧方案实现的可能性而
予以最后确定。
Z对接头这个零件,铣槽口工序
的夹紧力方向,不外乎是沿径向
或沿轴向两种。
如采用如图3.4
(a)所示的沿径向夹紧的方案,X由于ф20H7孔的轴心线是定位基
准,故必须采用定心夹紧机构,
X
Y
以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。
但孔ф20H7的直径较小,受结构限制不易实现,因此,采用如图3.4(b)所示的沿轴向夹紧的方案较为合适。
在一般情况下,为满足夹紧力应主要作用于第一定位基准的要求,
就应将定位方案改为以上端面A作为第一定位基准。
此时,ф20H7孔轴心线以及另一外侧面则为第二,第三定位基准。
若以上端面A为主要定位基准,虽然符合“基准重合”原则,但由于夹紧力需自下而
上布置,将导致夹具结构复杂化。
考虑到孔ф20H7下端面B及端台C均是在
一次装夹下加工的,它们之间有一定的位置
精度,且槽口深度尺寸40mm为一般公差,故
改为以B或C面为第一定位基准,也能满足
加工要求。
为使定位稳定可靠,故宜选取面
积较大的C面为第一定位基准。
定位元件则可相应选取一个平面(限
制三个不定度),一个短圆柱销(与D面接触限定一个不定度),如图
3.5所示,这时夹紧力就可自上而下施加于工件上。
由于上端面A的
中间部分还要进行加工,故只能从两边进行夹紧。
考虑到工件为大批生产,为提高生产效率,减轻工人劳动强度,
易采用气动夹紧,即以压缩空气为动力源。
若将气缸水平方向的作用
力转变为垂直方向的夹紧力,可利用气缸活塞杆推动一开有斜面槽的
滑块,使两勾形压板同时向下压紧工件。
为缩短工作行程,斜槽做成
两个升角,前端的大升角用于加大夹紧空行程,后端的小升角用于夹
紧工件并自锁。
当勾形压板向上松开工作时,靠其上斜槽的作用使勾
型压板向外张开。
加紧装置的工作原理如图3.6所示。
工件装夹方案确定以后,要进行定位误差计算以确定定位元件的
结构尺寸与精度,进行夹紧力计算以确定夹紧气缸的尺寸及结构形
式。
同时对夹紧机构中的薄弱环节进行强度校核以确定夹紧元件的结
构尺寸。
夹具的设计除了考虑工件的定位和夹紧之外,还要考虑夹具如何
在机床上定位,以及刀具相对夹具的位置如何得到确定。
对铣床夹具而言,在机床上是以夹具体底面与铣床工作台面接触
和夹具体上两个定位键与锬床工作台上的T形槽配合而定位的。
定位键的结构和使用情况可由夹具设计手册查得。
调整刀具与夹具的相对位置是为了保证刀具相对工件有一个正
确位置,以保证工序加工要求。
铣床夹具上调刀最方便的方法是在夹
具上安装一个对刀装置(通常为对刀块)。
图2-96所示的铣槽口夹具,为保证对称性及深度要求,采用了一个直角对刀块。
设计时应使对刀
块的工作面(对刀面)与定位元件的工作面有位置尺寸精度要求,其
公差一般取相应工序尺寸公差的1/3—1/5。
对刀面相对定位元件的位置尺寸,由于对刀时铣刀与对刀面之间留有一定的空隙(为避免刀
具直接与对刀块接触),计算时必须加以考虑。
在上述确定工件定位,夹紧方案,选择和设计相应定位元件和夹
紧装置,以及选取和设计夹具的其他元件之后,即可进行夹具总图的
绘制。
接头零件铣槽口工序夹具总图如图3.7所示。
在夹具总图上应标注的五类尺寸为:
工件定位孔与定位销4的配合尺寸为
对刀元件的对刀面与定位元件中心线及工作面间的位置尺寸为及
夹具定位键与夹具底座的配合尺寸为
夹具内部的配合尺寸为:定位销4与支座2的配合尺寸为;挡销
20与支座2的配合尺寸为;轴销9与滑块13的配合尺寸为;轴销9与连接轴5的配合尺寸为;钩形压板1与支座2的配合尺寸为
夹具的外廓尺寸为mm
在夹具总图上应标注的技术条件为:
定位销4和挡销20的位置尺寸为和;定位平面与夹具体底面的
平行度公差为0.05mm。
对刀块的侧对刀块相对于两定位键18铡面的平行度公差为等。
夹具总图绘制完毕,还应在夹具设计说明书中,就夹具的使用,
维护和注意事项等给予简要地说明。