机械夹具使用说明.docx
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机械夹具使用说明
1.3.1机床夹具概述
定义:
在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或刀具的正确位置,并把工件可靠的夹紧。
装夹:
将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。
定位:
确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。
夹紧:
是指工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。
●机床夹具的作用
1.保证加工精度
2.提高劳动生产率
3.扩大机床的使用范围
4.改善劳动条件、保证生产安全
●机床夹具的分类
按应用范围分:
通用夹具专用夹具可调夹具
成组夹具组合夹具随行夹具
按使用机床分:
车床夹具铣床夹具钻床夹具
镗床夹具其它机床夹具
按夹紧动力分:
手动夹具气动夹具液动夹具
电动夹具磁力夹具真空夹具
●机床夹具的组成
①定位元件—确定工件的正确位置
②夹紧装置—夹牢工件,保证工件正确位置不变
③对刀及导向装置—迅速确定刀具与工件的相对位置
④夹具体—夹具的基础件
⑤其他装置或元件—分度装置、联接元件等
基准及其分类
基准:
用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。
根据功用:
设计基准——设计图样中所采用的基准
工艺基准——加工、测量、装配过程中使用的基准
定位基准 ——为加工中用作定位的基准。
测量基准—— 测量时所采用的基准。
装配基准 ——是装配时确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。
1.3.2工件的定位
1、工件定位的方式
1)直接找正定位—精度取决于工人技术水平单件小批生产,位置要求高。
2)划线找正定位—精度低单件小批,复杂件,毛坯精度低。
3)夹具定位—生产率高,定位精度高成批及大量生产。
●定位—加工前,工件在机床或夹具上占据一正确位置
●夹紧—使工件在加工中不受力的作用发生位移、振动
●装夹=定位+夹紧
(1)六点定则—用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度。
主要定位面∨3—三角形分布,支承范围大选大的面定位。
导向定位面∨2—两点连线不垂直主定位面,距离远选窄长的面定位。
止推定位面∨1—选可承受切削力的面。
◆完全定位—六个自由度全部限制。
◆不完全定位—限制的自由度<6点,按加工要求确定。
◆欠定位——根据加工要求,工件应该被限制的自由度却没有被限制的定位。
◆过定位——工件的同一自由度被重复限制的定位。
2、定位元件
◆定位元件的基本要求
①足够的精度
②足够的硬度和耐磨性
③足够的强度和刚度
④工艺性好
(1)平面定位
◇主要支承—限制自由度
①固定支承—支承钉
支承板
非标支承板
②可调支承—一批工件调一次
③自位支承(浮动支承)—只限制1点自由度
◇辅助支承—不限制自由度(提高刚度)一个工件调一次
(2)孔定位
①圆柱销短销—定2点
长销—定4点
②圆柱心轴间隙配合心轴
过盈配合心轴
花键心轴
③圆锥销—定3点
④圆锥心轴(小锥度心轴)—定5点
(3)外圆定位
①V形块—定位基准是检验心轴的中心
短—定2点①对中性好
长—定4点②非整圆表面定位
活动—定1点
②定位套—定心精度低,已加工面定位
③半圆套—大轴件、不便轴向装夹的零件定位
④圆锥套(反顶尖)
(4)组合表面定位
一面两销(一面两孔)平面—定3点
圆销—定2点菱形销—定1点
1.3.3工件的夹紧
1、夹紧装置的组成和基本要求
(1)夹紧装置的组成
①力源装置—产生原始夹紧力
②中间传动机构—改变力方向、大小,自锁
③夹紧元件—执行元件
(2)夹紧装置的基本要求
①不得破坏工件的定位
②夹紧力要适当
③操作方便,迅速、省力
④工艺性好
2、确定夹紧力三要素的原则
—作用点、方向和大小
1紧力应落在定位支承范围内
2②夹紧力应作用在刚性好的部位
3紧力应尽量靠近加工面
4紧力应指向主要定位面
5⑤夹紧力最好与切削力、重力方向一致
(3)夹紧力大小的估算
受切削力、重力、离心力和惯性力等作用(矩)平衡
设工艺系统——刚性
切削过程——稳定
建立力学模型,求出切削力,
在最不利的瞬时,求夹紧力大小
为了保证夹紧可靠,乘以安全系数FJ=KF′
一般K=1.5~3
粗加工取大值,精加工取小值
3、常用夹紧装置
(1)斜楔夹紧机构
—利用斜面直接或间接压紧工件的机构
夹紧力小,手动操作费时
与机械、汽动、液压机构联动
(2)螺旋夹紧机构
—结构简单、夹紧力大,自锁好,夹紧行程大
1)单个螺旋夹紧机构
2)螺旋压板夹紧机构
a.移动压板b.转动压板c.翻转压板
支点在后—效率低FJ=FQ/2
支点中间—FJ=FQ
支点在前—效率好FJ=2FQ
(4)定心夹紧机构—在定心的同时将工件夹紧
理论上定心误差△y=0
用于要求准确定心和对中的场合
◇机械传动式定心夹紧机构
—结构简单,定心精度低
◇弹性变形式定心夹紧机构
—结构复杂,定心精度高
1.3.4典型夹具
1、专用夹具设计的方法和步骤
(1)专用夹具设计的基本要求
①保证加工要求
—正确定位和夹紧,合理对刀导向,合适技术要求
②提高生产率和降低成本
—快速高效夹紧,与生产率相适应
③工艺性好
—便于制造、检验、装配、调整和维修
④使用性好
—操作简便,省力、安全可靠、排屑方便
(2)专用夹具的设计方法和步骤
①明确设计任务,收集设计资料
②拟订夹具结构方案,绘制夹具草图
—定位方案;夹紧方案;刀具引导方式;其他装置;总体结构及安装方式
③绘制夹具总图
—工作位置为主视图双点划线画工件(余量网纹表示)画定位→夹紧→导向件→夹具体标注总图技术要求绘制夹具零件图。
●夹具总图技术要求的标注
①轮廓尺寸—L×H×B
②定位技术要求—定位件与工件配合,定位件间要求
③对刀技术要求—对刀件与刀具配合,对刀件间要求
④机床连接要求—与机床联结尺寸、配合
⑤夹具制造技术要求—定位件与夹具安装面、定位件与对刀件、
对刀件与夹具安装面间的技术要求
⑥所有配合尺寸
6他技术要求—如平衡等文字形式的要求
1)工序尺寸有公差要求:
夹具公差=工件相应公差1/3〜1/5
2)工序尺寸无公差要求:
夹具公差:
尺寸±0.1
角度±10′
位置0.02〜0.05/100
2、钻床夹具(简称钻模)
——主要用于加工孔
组成:
钻套、钻模板、定位元件、夹紧装置、夹具体等。
主要类型:
①固定式—加工孔精度高
②回转式—围绕某一轴线分布的轴向或径向孔系
③移动式—钻工件同一表面上的多孔,孔径≤10mm
④翻转式—加工小工件不同表面上的孔,重≤100N
⑤盖板式—无夹具体,大件上孔加工,
⑥滑柱式—通用可调,制造周期短,应用广。
(2)钻套及钻模板
1)钻套—引导刀具,保证位置精度,提高系统刚度
类型:
标准钻套-固定钻套、可换钻套和快换钻套
特殊钻套-—小孔距钻套、加长钻套、斜面钻套
钻套高度H——大,导向好,刀具刚度提高,精度高,但磨损加剧。
H=(1~2.5)d
排屑空间h——大,排屑方便,导向性能差,精度降低
铸铁h=(0.3~0.7)d
钢件h=(0.7~1.5)d要求高h=0
钻套公差钻——F8,扩F7,粗铰G7,精铰G6
2)钻模板—安装钻套,确保钻套正确位置
类型:
①固定式—连体式、装配式、焊接式、结构简单,精度高
②铰链式—工件装卸方便,精度较低
③分离式—可拆卸,精度低
分度装置
—按一定角度或一定距离加工一组表面
组成:
固定部分
可动部分
分度对定机构
锁紧机构
分度方式:
回转分度
直线移动分度
1)分度对定机构
组成:
分度盘—轴向开孔,或径向开槽
对定销—手动、机动、自动
方式:
轴向分度—结构紧凑,应用广
径向分度—转角误差小,分度精度高
常用机构:
钢球对定机构
手动直拉式对定销
齿轮齿条对定销
3、车床夹具
主要类型:
①装在主轴
②安装在床身或大拖板上
(1)车床夹具实例
在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件上的圆柱面及端面时,由于这些零件的形状比较复杂,难以直接装夹在通用卡盘上,因而需设计专用夹具。
这类车床夹具一般具有类似角铁的夹具体,故称为角铁式车床夹具。
(2)车床夹具的设计特点
1)定位装置的设计特点:
—工件加工面轴线必须和车床主轴轴线重合
2)夹紧装置的设计特点:
—夹紧力足够,自锁性能好,防止变形
3)车床夹具与机床的连接
①D<小于140mm,或D<(2~3)d
—锥柄定5点,螺栓拉紧
②径向尺寸较大
—过渡盘,平面定3点,止口定2点
精度要求高—设找正外圆或找正孔
4)对夹具总体结构的要求
①结构紧凑、悬伸短
②平衡、配重—配重块、减重孔
③安全—圆形不突出,防切屑缠绕和冷却液飞溅防护罩
4、铣床夹具
主要用于加工平面、凹槽及各种成形表面。
组成:
定位元件
夹紧机构
对刀装置(对刀块与塞尺)
定位键
夹具体等
(2)铣床夹具的设计特点和要求
◆铣削特点:
①切削用量大、切削力大
②多刃断续切削,振动
③空行程,辅助时间长
◆铣床夹具要求
①定位稳定,支承面大
②夹紧可靠,力足够,自锁好
③作用在刚度大的部位,着力点、施力方向恰当
④多件加工,快速夹紧、联动夹紧、高效夹紧
1)注意工件定位的稳定性和夹紧的可靠性。
容易产生铣削振动——切削用量和切削力大,
断续切削,切削力方向变化。
①定位装置的设计和布置,应尽可能使支承面积大些。
②夹紧装置的设计要求有足够的夹紧力,夹紧装置
自锁性好。
③夹紧力应作用在工件刚性比较大的部位上,且着力点
和施力方向要恰当。
2)为了确定夹具相对于机床的位置,铣床应
设置定位键。
◆定位键
—确定夹具相对于机床的位置
布置两个,相距远
3)对刀装置
—确定刀具相对于工件的位置
组成:
对刀块—圆形对刀块
方形对刀块
直角对刀块
特殊对刀块
塞尺〈平塞尺—1~5mm,公差h8
圆塞尺—φ3~5mm,公差h8
(2)铣床夹具的设计特点
4)对夹具总体结构的要求
①足够的强度和刚度,壁厚恰当,适当的筋板
②重心低,高宽比≤1~1.25
③足够的排屑空间、排屑孔
④大型夹具,设吊环或起重孔。
丹阳市亚邦精密机械有限公司
机械加工夹具设计标准和使用说明
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2011年6月20日
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