夹具设计实训.ppt
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图5-9 单个圆锥销定位
值得注意的是，工件在单个圆锥销上定位容易倾斜，故圆锥销一般与其它定位元件 组合使用，如图5-10所示。 图5-10（a）所示为圆锥—圆柱组合心轴，锥度部分使工件准确定位，并将工件楔 紧，圆柱部分可减少工件倾斜。图5-10（b）所示为以工件底面作为主要定位基面， 圆锥销是活动的，即使工件的孔径变化较大，也能准确定位。图5-10（c）所示为 工件在双圆锥销上定位。以上3种定位方式均限制工件5个自由度。
2．以圆柱表面定位时定位元件的选择 （1）工件以圆孔定位。工件以圆孔定位时，常用的 定位元件有圆柱定位销、圆柱心轴、圆锥销和小锥度 心轴。
① 圆柱定位销：具体结构如图5-7（a）、（b）、 （c）、（d）所示。当定位销直径D为3～10mm时， 通常把根部倒成圆角R，以增强刚性，避免使用中折 断或热处理时淬断；当成批大量生产时，为了定位销 的更换，可采用带衬套的结构形式，如图5-7（d）所 示。此外，为便于工件装夹，定位销的头部一般制成 15°倒角。定位销的参数可查阅有关国家标准。
• （2）比例尽量取1:1，有利于审图； • （3）用双点划线画工序图； • （4）依次画定位元件、对刀元件、夹紧元件、其他元
件、夹具体； • （5）标上尺寸、技术要求
3、夹具零件尺寸及其配合
• 外形轮廓尺寸 • 配合尺寸 （1）定位元件与工件的配合
H6/g5,H6/f5,H7/g6,H7/f7 （2）导套与刀具的配合
• （1）研究原始资料，明确设计要求 • （2）确定夹具方案，绘制夹具结构草图 • （3）绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术
要求
（1）研究原始资料，明确设计要求
• 熟悉零件图和装配图、零件的工艺规程，充分 了解本工序的加工内容、技术要求等；
• 收集有关机床、刀具、夹具等方面的资料。
（2）确定夹具方案，绘制夹具结构草图
4、零件图绘制
（1）对夹具总图中的非标准件均应绘制零 件图；
（2）零件图视图的选择应尽可能与零件在 总图上的工作位置相一致。
5、定位元件的选择与设计
有2种情况：平面定位、圆柱表面定位 （圆孔、外圆表面、一面两孔组合 ）
1．以平面定位时定位元件的选择
（1）主要支承。主要支承是用来限制工件的自 由度，起定位作用。它可分为固定支承、可调 支承和自位支承。
G6/h5,F7/h5,G7/h6,F8/h6 （3）不采用紧固件的固定连接
H7/n6,H7源自文库r6,H8/t7,H8/z8
• 相对尺寸 -------对刀元件与定位元件之间的联系尺寸 • 特性尺寸 -------用来保证夹具某项性能的尺寸，如偏心夹紧机
构的偏心距、楔块的自锁升角
• 夹具与机床间的联系尺寸 ➢ 序号、明细表、标题栏
图5-10 圆锥销组合定位
④ 小锥度心轴：如图5-11所示，工件在小锥度心轴上定位，并 靠定位圆孔与心轴限位圆锥面的弹性变形夹紧工件。
图5-11 小锥度心轴
（2）工件以外圆柱面定位。工件以外圆柱表面作为定位基面时， 最常用的定位元件有V形块、半圆套和定位套。
V形块：采用V形块定位的优点，一是对中性好，能使工件定位 的基准轴线对中在V形块的对称平面上，而不受定位基面直径误
差的影响；二是无论定位基面是否经过加工、是否为完整的圆 柱面还是局部的圆弧面均可。
（1）根据定位基准和六点定位原理，确定工件 的定位方法并选择相 应的定位元件；
（2）确定引导装置或对刀装置； （3）确定工件的夹紧方法，设计夹紧机构； （4）确定其它元件或装置的结构形式 （5）确定夹具体结构形式 （6）确定夹具总体轮廓。
（3）绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求
• （1）确定视图关系，应尽可能少。主视图应取操作者 实际工作位置；
图5-7 定位销的结构
② 圆柱心轴：圆柱心轴可分为间隙配合心轴、过盈配合心轴和花 键配合心轴，其具体结构如图5-8（a）、（b）、（c）所示。
图5-8 圆柱心轴 1—引导部分；2—工作部 分；3—传动部分
③ 圆锥销：图5-9所示为工件以圆锥销定位的示意图，其中，图5-9（a）用 于粗基面，图5-9（b）用于精基面。
夹具设计过程
• 夹具设计要求 • 设计的一般步骤 • 夹具零件尺寸及其配合示例 • 零件图的绘制 • 夹具设计示例
1、夹具设计要求
• l）保证工件的加工精度 • 2）提高生产率，降低成本 • 3）操作方便，工作安全，能减轻工人劳动
强度 • 4）便于排屑 • 5）有良好的结构工艺性
2、设计的一般步骤
① 固定支承：固定支承有支承钉和支承板，在 使用过程中它们是固定不动的，如图5-1、图52所示。
图5-1 支承钉
图5-2 支承板 图5-2 支承板
② 可调支承：可调支承是指在定位过程中其高度可以调整的支承钉， 如图5-3（a）、（b）所示。
图5-3 调节螺钉
图5-4所示工件为砂型铸造件，在机械加工中一般先铣B面，然后再 以B面定位镗双孔。但为了保证镗孔有足够而均匀的余量，最好以 毛坯孔为粗基准定位，但这样装夹不便。通常将A面置于可调支承 上，通过调整可调支承的高度来保证B面与两毛坯孔中心尺寸H1、 H2
图5-4 可调支承
③ 自位支承（又称浮动支承）：在工件定位过程中，能自动调节 位置的支承便为自位支承，如图5-5所示。
图5-5 自位支承
（2）辅助支承。辅助支承不起定位作用，只是用来提高工件的装夹刚度和 稳定性，故一般在工件定位后才与工件接触。辅助支承有如下几种形式。 ① 螺旋式辅助支承：如图5-6（a）所示，螺旋式辅助支承与可调支承的结构 相近，但操作过程不同。前者是在工件定位后才与工件接触，故不起定位作 用；而后者调整后与固定支承一样起定位作用。
图5-6 辅助支承 1—弹簧；2—滑柱；3—顶柱；4—手轮；5—斜楔；6—滑销
② 自位式辅助支承：如图5-6（b）所示，弹簧1只起推动滑柱2上升的 作用，但不得顶起工件。滑柱2与工件接触后用顶柱3锁紧。
③ 推引式辅助支承：如图5-6（c）所示，在工件定位后推动手轮4时滑销 6与工件接触，然后转动手轮4使斜楔5的开槽部分胀开而锁紧。推引式辅 助支承主要用于大型工件的定位。
值得注意的是，工件在单个圆锥销上定位容易倾斜，故圆锥销一般与其它定位元件 组合使用，如图5-10所示。 图5-10（a）所示为圆锥—圆柱组合心轴，锥度部分使工件准确定位，并将工件楔 紧，圆柱部分可减少工件倾斜。图5-10（b）所示为以工件底面作为主要定位基面， 圆锥销是活动的，即使工件的孔径变化较大，也能准确定位。图5-10（c）所示为 工件在双圆锥销上定位。以上3种定位方式均限制工件5个自由度。
2．以圆柱表面定位时定位元件的选择 （1）工件以圆孔定位。工件以圆孔定位时，常用的 定位元件有圆柱定位销、圆柱心轴、圆锥销和小锥度 心轴。
① 圆柱定位销：具体结构如图5-7（a）、（b）、 （c）、（d）所示。当定位销直径D为3～10mm时， 通常把根部倒成圆角R，以增强刚性，避免使用中折 断或热处理时淬断；当成批大量生产时，为了定位销 的更换，可采用带衬套的结构形式，如图5-7（d）所 示。此外，为便于工件装夹，定位销的头部一般制成 15°倒角。定位销的参数可查阅有关国家标准。
• （2）比例尽量取1:1，有利于审图； • （3）用双点划线画工序图； • （4）依次画定位元件、对刀元件、夹紧元件、其他元
件、夹具体； • （5）标上尺寸、技术要求
3、夹具零件尺寸及其配合
• 外形轮廓尺寸 • 配合尺寸 （1）定位元件与工件的配合
H6/g5,H6/f5,H7/g6,H7/f7 （2）导套与刀具的配合
• （1）研究原始资料，明确设计要求 • （2）确定夹具方案，绘制夹具结构草图 • （3）绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术
要求
（1）研究原始资料，明确设计要求
• 熟悉零件图和装配图、零件的工艺规程，充分 了解本工序的加工内容、技术要求等；
• 收集有关机床、刀具、夹具等方面的资料。
（2）确定夹具方案，绘制夹具结构草图
4、零件图绘制
（1）对夹具总图中的非标准件均应绘制零 件图；
（2）零件图视图的选择应尽可能与零件在 总图上的工作位置相一致。
5、定位元件的选择与设计
有2种情况：平面定位、圆柱表面定位 （圆孔、外圆表面、一面两孔组合 ）
1．以平面定位时定位元件的选择
（1）主要支承。主要支承是用来限制工件的自 由度，起定位作用。它可分为固定支承、可调 支承和自位支承。
G6/h5,F7/h5,G7/h6,F8/h6 （3）不采用紧固件的固定连接
H7/n6,H7源自文库r6,H8/t7,H8/z8
• 相对尺寸 -------对刀元件与定位元件之间的联系尺寸 • 特性尺寸 -------用来保证夹具某项性能的尺寸，如偏心夹紧机
构的偏心距、楔块的自锁升角
• 夹具与机床间的联系尺寸 ➢ 序号、明细表、标题栏
图5-10 圆锥销组合定位
④ 小锥度心轴：如图5-11所示，工件在小锥度心轴上定位，并 靠定位圆孔与心轴限位圆锥面的弹性变形夹紧工件。
图5-11 小锥度心轴
（2）工件以外圆柱面定位。工件以外圆柱表面作为定位基面时， 最常用的定位元件有V形块、半圆套和定位套。
V形块：采用V形块定位的优点，一是对中性好，能使工件定位 的基准轴线对中在V形块的对称平面上，而不受定位基面直径误
差的影响；二是无论定位基面是否经过加工、是否为完整的圆 柱面还是局部的圆弧面均可。
（1）根据定位基准和六点定位原理，确定工件 的定位方法并选择相 应的定位元件；
（2）确定引导装置或对刀装置； （3）确定工件的夹紧方法，设计夹紧机构； （4）确定其它元件或装置的结构形式 （5）确定夹具体结构形式 （6）确定夹具总体轮廓。
（3）绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求
• （1）确定视图关系，应尽可能少。主视图应取操作者 实际工作位置；
图5-7 定位销的结构
② 圆柱心轴：圆柱心轴可分为间隙配合心轴、过盈配合心轴和花 键配合心轴，其具体结构如图5-8（a）、（b）、（c）所示。
图5-8 圆柱心轴 1—引导部分；2—工作部 分；3—传动部分
③ 圆锥销：图5-9所示为工件以圆锥销定位的示意图，其中，图5-9（a）用 于粗基面，图5-9（b）用于精基面。
夹具设计过程
• 夹具设计要求 • 设计的一般步骤 • 夹具零件尺寸及其配合示例 • 零件图的绘制 • 夹具设计示例
1、夹具设计要求
• l）保证工件的加工精度 • 2）提高生产率，降低成本 • 3）操作方便，工作安全，能减轻工人劳动
强度 • 4）便于排屑 • 5）有良好的结构工艺性
2、设计的一般步骤
① 固定支承：固定支承有支承钉和支承板，在 使用过程中它们是固定不动的，如图5-1、图52所示。
图5-1 支承钉
图5-2 支承板 图5-2 支承板
② 可调支承：可调支承是指在定位过程中其高度可以调整的支承钉， 如图5-3（a）、（b）所示。
图5-3 调节螺钉
图5-4所示工件为砂型铸造件，在机械加工中一般先铣B面，然后再 以B面定位镗双孔。但为了保证镗孔有足够而均匀的余量，最好以 毛坯孔为粗基准定位，但这样装夹不便。通常将A面置于可调支承 上，通过调整可调支承的高度来保证B面与两毛坯孔中心尺寸H1、 H2
图5-4 可调支承
③ 自位支承（又称浮动支承）：在工件定位过程中，能自动调节 位置的支承便为自位支承，如图5-5所示。
图5-5 自位支承
（2）辅助支承。辅助支承不起定位作用，只是用来提高工件的装夹刚度和 稳定性，故一般在工件定位后才与工件接触。辅助支承有如下几种形式。 ① 螺旋式辅助支承：如图5-6（a）所示，螺旋式辅助支承与可调支承的结构 相近，但操作过程不同。前者是在工件定位后才与工件接触，故不起定位作 用；而后者调整后与固定支承一样起定位作用。
图5-6 辅助支承 1—弹簧；2—滑柱；3—顶柱；4—手轮；5—斜楔；6—滑销
② 自位式辅助支承：如图5-6（b）所示，弹簧1只起推动滑柱2上升的 作用，但不得顶起工件。滑柱2与工件接触后用顶柱3锁紧。
③ 推引式辅助支承：如图5-6（c）所示，在工件定位后推动手轮4时滑销 6与工件接触，然后转动手轮4使斜楔5的开槽部分胀开而锁紧。推引式辅 助支承主要用于大型工件的定位。