机床夹具的应用与设计分析.doc

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1、机床夹具的应用与设计分析【摘要】机床夹具合理的运用关系到我们生产加工时的加工精度、劳动生产率、机床的使用范围和生产安全。夹具设计要满足工件的技术要求，工序要求，工艺要求。【关键词】夹具 设计分析 机床夹具是机械制造过程中最常用的一种工具，它是用于安装夹紧工件的装备。在加工工件时，为了保证加工表面的尺寸、几何形状和相互位置精度，应首先保证工件相对于刀具和机床切削成形运动时能被很好的固定在机床上，再就是要便于生产加工，这些就是夹具所要达到的要求。一、机床夹具的作用1、保证加工精度 用夹具来装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可以保证零件的加工精度。2、提高生产效率 机床夹具能快

2、速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生产效率。3、减轻劳动强度 机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。4、扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使车床、钻床具有镗床的功能。二、夹具设计的要求1、保证工件加工的技术要求 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。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

3、造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本。3、夹具操作方便 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。4、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。三、设计夹具的步骤分析1、明确设计要求，查阅有关资料夹具设计时，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，研究分析夹具设计时

4、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，选择合理的夹紧机构。(4)确定夹具其它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

5、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；画出其它元件或机构；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。在夹具装配图中，被加工件视为透明体。4、 确定夹具有关尺寸 (1)工件与定位元件间的联系尺寸，例如，工件基准孔与夹具定位销的配合尺寸。(2)夹具与刀具之间的相关尺寸，例如，对刀块与定位元件之间的位置尺寸及公差，钻套、镗套与定位元件之间的位置尺寸及公差。(3)夹具与机床连接部分的尺寸，对于铣床夹具是指定位键与铣床工作台T 型槽的配合尺。寸及公差，对于车、磨床夹具指的是夹具连接到机床主轴端的连接尺寸及公差。(4)夹具内部的联系尺寸及关键件配合尺寸，例如

6、，定位元件间的位置尺寸，定位元件与夹具体的配合尺寸等。(5)夹具外形轮廓尺寸。5、确定夹具技术条件在装配图上需要标出与工序尺寸精度直接有关的下列各有关夹具元件之间的相互位置精度要求。6、绘制夹具零件图绘制装配图中非标准零件的零件图，其视图应尽可能与装配图上的位置一致。四、夹具设计实例分析一个零件，加工难度较高。为了加工出符合图样要求的零件，必须编制合理的工艺线路，并设计必要的夹具。1、零件主要技术要求如图1所示，零件的几何尺寸及公差，表面粗糙度都有较高的要求。在加工完后还须进行热处理。 图12、加工工艺分析由于材料难以加工。由图1可知，当完成两外圆和内部形状加工后，零件的壁较薄，受力差，内部空

7、间位置也较小。要加工出240.16 0孔，两处宽10.2mm的槽和两处内弧形面，并保证对称，比较困难。如直接夹持零件加工，不仅容易变形，而且不好直接加工。因此必须设计专用的夹具，才能加工出合格的零件。3、零件加工工序安排分析在完成两外圆和内部形状加工后，240.16 0孔，两处宽10.2mm的槽和两处弧形面，各道工序的安排顺序，决定着零件的工艺性和经济性。如把加工宽10.2mm槽或弧形面加工安排在前，则在加工240.16 0孔时，无准确的定位基准，就不能保证240.16 0孔与两槽、两弧形面要求的位置。加工槽和加工弧形面这两个工序，无论哪个工序安排在前，后一个工序都无准确的定位基准。因此，最好

8、是把加工240.16 0孔的加工安排在前，其次是加工宽10.2mm的槽，最后加工弧形面。因为槽的加工后，加工弧形面的深度就到槽为止，容易控制。在完成40.16 0孔、槽、弧形面加工后，在零件内面产生了毛刺，需安排内、外面去毛刺工序。4、设计夹具(1)钻孔夹具设计加工240.16 0孔的简易钻模如图2所示。 1钻模座2钻套3定位销 图 2 零件以4100.34外圆和台阶环形面C定位。以台阶环形面C定位，保证240.16 0孔中心与台阶环形面距离，尺寸3.80.2mm。使用时用虎钳钳口夹住钻模座1端面G和零件大端面。钻模上340.150.05孔是为了零件在钻孔后可能有毛刺不好取时，可从孔的左端往右

9、端推出。在钻模上钻出第一个40.160孔后，松开钳口，将零件转80，再插入定位销3，夹紧后钻第二个孔，从而保证了两孔轴心线之间夹角为80。(2)铣槽夹具设计为了加工宽10.20mm的对称两槽，设计了如图3所示的简易铣削夹具。1夹具体2螺杆3调整垫4定位销5开口垫6螺母7垫圈 图3加工时零件仍以其台阶C面和内孔310.10 0定位，而沿其410 0.34圆周方向上则以40.16 0孔D定位。调整垫3的厚度可根据尺寸3.80.20mm在公差内分组，每隔0.10mm一件，共做4件，供钻孔时零件分组调节尺寸用(条件允许也可用量块调整尺寸)。夹具体310.030.08的两个40.080.03定位销孔，是

10、为了提高夹具工作效率，这样在第一件零件铣完第二个槽时，夹具体无需再旋转180。将此夹具夹紧在分度头上即可铣槽。(3)铣弧形面的夹具设计 1夹具体2调整垫3导向压紧盖4紧固螺杆5螺母 图4在夹具上零件的定位方式完全同铣槽夹具。导向压紧盖3由零件上410 0.34外圆和40.16 0孔，实现定位。导向压紧盖的材料为T8A，热处理HRC5258。加工零件时，立铣刀只要沿导向压紧盖上的弧线切削便可。此夹具夹在圆工作台上，使用立铣刀即可加工弧形面。结束语影响机床夹具设计的因素有许多这里只做了简要的分析,各种夹具都是为了方便生产而设计的,随着现今生产中对零件精度各方面的要求越来越高，夹具的设计和合理使用就显的更为重要。参考文献机械制造工艺学、机床夹具第三版第6页 共9页