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夹具设计的要求方法和步骤


夹具设计的要求方法和步骤 一、夹具设计的要求 夹具设计时,应满足以下主要要求: 1.夹具应满足零件加工工序的精度要求。 特别对于精加玉工序, 应适当提高夹具的精度, 以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。 2.夹具应达到加工生产率的要求。 特别对于大批量生产中使用的夹具, 应设法缩短加工 的基本时间和辅助时间。 3.夹具的操作要方便、安全。按不同的加工方法,可设置必要的防护装置、

挡屑板以及 各种安全器具。 4.能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。 夹具元件的材料选择将直接影响 夹具的使用寿命。因此,定位元件以及主要元件宜采用力学性能较好的材料。夹具的低成本 设计,目前在世界各国都已相当重视。为此,夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应。 在大批量生产中,宜采用如气压、液压等高效夹紧装置;而小批量生产中,则宜采用较简单 的夹具结构。 5.要适当提高夹具元件的通用化和标准化程度。 选用标准化元件, 特别应选用商品化的 标准元件,以缩短夹具制造周期,降低夹具成本。 6.具有良好的结构工艺性,以便于夹具的制造、使用和维修。 ???? 以上要求有时是相互矛盾的,故应在全面考虑的基础上,处理好主要矛盾,使之 达到较好的效果。 ? 例如钻模设计中, 通常侧重于生产率的要求; 镗模等精加工用的夹具则侧重于加工精 度的要求等。 二、夹具设计的方法 ?? 夹具设计主要是绘制所需的图样,同时制订有关的技术要求。夹具设计是一种相互 关联的、工作,它涉及到很广的知识面。通常,设计者在参阅有关典型夹具图样的基础上, 按加工要求构思出设计方案, 再经修改, 最后确定夹具的结构。 其设计方法可用图 5-1 表示。 显然,夹具设计的过程中存在着许多重复的劳动。近年来,迅速发展的机床夹具 计算机辅助设计(CAD),为克服传统设计方法的缺点提供了新的途径。 ????? 三、夹具设计的步骤 夹具的设计步骤可以划分为六个阶段: 1.设计的准备 ?? 这一阶段的工作是收集原始资料、明确设计任务。 (1)分析产品零件图及装配图,分析零件的作用、形状、结构特点、材料和技术要求。 (2)分析零件的加工工艺规程,特别是本工序半成品的形状、尺寸、加工余量、切削用 量和所使用的工艺基准。 (3)分析工艺装备设计任务书, 对任务书所提出的要求进行可行性研究, 以便发现问题, 及时与工艺人员进行磋商。 图 5-2 所示为一种工艺装备设计任务书,其中规定了加工工序、使用机床、装夹 件数、定位基准、工艺公差和加工部位等。任务书对工艺要求也作了具体说明,并用简图表 示工件的装夹部位和形式。 (4)了解所使用机床的规格、性能、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸。 (5)了解所使用刀具、量具的规格。 (6)了解零件的生产纲领以及生产组织等有关问题。

(7)收集有关设计资料,其中包括国家标准、部颁标准、企业标准等资料以及典型夹具 资料。 (8)熟悉本厂工具车间的制造工艺。 2.方案设计 ?? 这是夹具设计的重要阶段。在分析各种原始资料的基础上,应完成下列设计工作: (1)确定夹具的类型。 (2)定位设计。根据六点定位规则确定工件的定位方式,选择合适的定位元件。 (3)确定工件的夹紧方式,选择合适的夹紧装置。使夹紧力与切削力静力平衡,并注意 缩短辅助时间。 (4)确定刀具的对刀导向方案,选择合适的对刀元件或导向元件。 (5)确定夹具与机床的连接方式。 (6)确定其它元件和装置的结构形式,如分度装置、靠模装置等。 (7)确定夹具总体布局和夹具体的结构形式。并处理好定位元件在夹具体上的位置。 (8)绘制夹具方案设计图。 (9)进行工序精度分析。 (10)对动力夹紧装置进行夹紧力验算。 3.审核 ?? 经主管部门、有关技术人员与操作者审核,以对夹具结构在使用上提出特殊要求并 讨论需要解决的某些技术问题。 方案设计审核包括下列 l3 项内容: (1)夹具的标志是否完整。 (2)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。 (4)定位元件是否可靠和精确。 (5)夹紧装置是否安全和可靠。 (6)工件的装卸是否方便。 (7)夹具与有关刀具、辅具、量具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。 (9)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。 (11)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和经济性。 (13)刀具的标准化审核。 4.夹具总装配图设计 ?? 夹具总装配图应按同家标准绘制,绘制时还应注意以下事项: (1)尽量选用 l:l 的比例,以使所绘制的夹具具有良好的直观性 (2)尽可能选择面对操作者的方向作为主视图。同样应符合视图最少原则。 (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。 (5)合理标注尺寸、公差和技术要求。 (6)合理选择材料。 绘图的步骤如下: (1)用双点划线绘出工件轮廓线。并布置图面。

(2)绘制定位元件的详细结构。 (3)绘制对刀导向元件。 (4)绘制夹紧装置。 (5)绘制其它元件或装置。 (6)绘制夹具体。 (7)标注视图符号、尺寸、技术要求。编制明细表。 四、设计示例 如图 5-3 所示零件,本工序是在立式钻床上钻削零件的φ14mm 孔。生产类型为中批生 产,设计固定式钻模。 1.确定定位方案 工件的加工孔距尺寸为 16±0.10mm、20.25mm,加工孔与φl20H7 孔需保持位置关系。 从基准重合原则和 定位的稳定性出发,选择端平面 A 为主要定位基准,并选择φ3lH7 孔、φ20H7 孔为另 两个定位基准。定位元 件为定位销、菱形销。采用完全定位,定位点分布如图 5-3 所示。 2.确定导向方案 钻削φ14mm 孔采用固定式钻套。钻模板为固定式结构。刀具选用φ14mm 麻花钻。 3.确定夹紧方案 钻削时各支承面上受力良好。 采用端面斜楔夹紧机构。 夹紧力方向指向主要定位基准面 A。该夹紧机构操 作方便,在工件的夹紧端采用转动垫圈,以便于工件的装卸。 4.确定夹具体结构方案 考虑夹具的刚度、强度和工艺要求,采用铸造夹具体结构。 夹具总体设计的步骤见表 5-1。夹具总图尺寸标注见图 5-4。 表 5-1 夹具总体设计主要步骤 图 5-4 总图的尺寸标注


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