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机床夹具设计机械制图 2010-07-27 18:43:34 阅读110 评论0 字号:大中小机床夹具设计来源网络浏览2481发布时间10/01/28机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分为保证工件某工序的加工要求,必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置当用夹具装夹加工一批工件时,是通过夹具来实现这一要求的而要实现这一要求,又必须满足三个条件:一批工件在夹具中占有正确的加工位置;夹具装夹在机床上的准确位置;刀具相对夹具的准确位置这里涉及了三层关系:零件相对夹具,夹具相对于机床,零件相对于机床工件的最终精度是由零件相对于机床获得的所以“定位”也涉及到三层关系:工件在夹具上的定位,夹具相对于机床的定位,而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定,使工件保持在准确定位的位置上,否则,在加工过程中因受切削力,惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动,破坏了原来的准确定位,无法保证加工要求这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置壹夹具一机床夹具概述1.机床夹具的概念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2.机床夹具的分类机床夹具可根据其使用范围,分为通用夹具专用夹具组合夹具通用可调夹具和成组夹具等类型机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具铣床夹具钻床夹具(钻模)镗床夹具(镗模)磨床夹具和齿轮机床夹具等,根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具气动夹具液压夹具电动夹具电磁夹具和真空夹具等3.机床夹具的组成(1)定位元件(2)夹紧装置(3)对刀引导元件或装置(4)连接元件(5)夹具体(6)其它元件及装置二定位基准基准是用以确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点,线,面在加工中用以定位的基准称为定位基准有时,作为基准的点线面在工件上不一定具体存在(例如孔的中心线和对称中心平面等),其作用是由某些具体表面(如内孔圆柱面)体现的,体现基准作用的表面称为基面三工件在夹具中的定位(一)六点定位原理任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度工件的六点定位原理是指用六个支撑点来分别限制工件的六个自由度,从而使工件在空间得到确定定位的方法 (二)支承点与定位元件上图为常见定位方式中的定位元件所限制的自由度和相当的支承点数(三)完全定位与不完全定位工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位按加工要求,允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位(四)欠定位与过定位按工序的加工要求,工件应该限制的自由度而未予限制的定位,称为欠定位在确定工件定位方案时,欠定位时绝对不允许的工件的同一自由度背二个或二个以上的支撑点重复限制的定位,称为过定位在通常情况下,应尽量避免出现过定位消除过定位及其干涉一般有两个途径:其一是改变定位元件的结构,以消除被重复限制的自由度;其二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度,以减少或消除过定位引起的干涉四组合夹具和随行夹具(一)组合夹具组合夹具是由一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的专用夹具(二)随行夹具随行夹具是大批量生产中在自动线上使用的一种移动式夹具贰夹具定位误差分析计算所谓定位误差,是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差因为对一批工件来说,刀具经调整后位置是不动的,即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的,所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量引言&总其中总为多种原因产生的误差总和,是工件被加工尺寸的公差,总包括夹具在机床上的装夹误差,工件在夹具中的定位误差和夹紧误差,机床调整误差,工艺系统的弹性变形和热变形误差,机床和刀具的制造误差及磨损误差等定+其中,除定位误差外,其他因素引起的误差总和,可按加工经济精度查表确定所以由和知道:定- (是验算加工工件合格与否的公式)或者:定1/3(也是验算加工工件合格与否的公式)定位误差的组成1定义:定位误差是工件在夹具中定位,由于定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上的最大位置变动量 2定位误差的组成:定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差,称基准不重合误差,即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量,以不表示定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差,称基准位置误差,即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量,以基表示故有:定=不+基此外明确两点:只用调整法加工一批零件才产生定位误差,用试切法不产生定位误差;定位误差是一个界限值(有一个范围)定位误差的分析计算工件以平面定位时的定位误差定位基准:平面;定位元件工作面:平面 =>易加工平整,接触良好=>所以基=0 定=不(注:若位毛坯面,则仍有基)工件以外圆柱面定位时的定位误差(以V形块为例)工序基准定位基准定H1尺寸:A0不0,基0H2尺寸:00不=0,基0H3尺寸:B0不0,基0对H2尺寸:不=0,基为定位基准线0的在加工方向的最大变动量,即OO''''所以基=OO''''=OE-O''''E=dmax/2sin(/2)-dmin/2sin(/2)=d/2sin(/2)即:定=不+基=0+d/2sin(/2)=d/2sin(/2)对H1尺寸:不=d/2,基=d/2sin(/2)或:定=AA''''=AO+OO''''-A''''O''''=dmax/2+d/2sin(/2)-dmin/2=d/21+1/sin(/2)对H3尺寸:定=BB''''=B''''O''''+OO''''-OB=(dmin/2)+d/2sin(/2)-dmax/2=d/21/sin(/2)-1综上所述:定(H3)<定(H2)<定(H1) ,所以标注尺寸H3最好工件以内孔表面定位时的定位误差主要介绍工件孔与定位心轴(或销)采用间隙配合的定位误差计算定=不+基a.心轴(或定位销)垂直放置,按最大孔和最销轴求得孔中心线位置的变动量为:基=D+d+min=max (最大间隙)b.心轴(或定位销)水平放置,孔中心线的最大变动量(在铅垂方向上)即为定基=OO''''=1/2(D+d+min)=max/2或基=(Dmax/2)-(dmin/2)=max/2工件孔与定位心轴(销)过盈配合时(垂直或水平放置)时的定位误差此时,由于工件孔与心轴(销)为过盈配合,所以基=0对H1尺寸:工序基准与定位基准重合,均为中心O ,所以不=0对H2尺寸:不=d/2工件以"一面两孔"定位时的定位误差“1”孔中心线在X,Y方向的最大位移为:定(1x)=定(1y)=D1+d1+1min=1max(孔与销的最大间隙)“2”孔中心线在X,Y方向的最大位移分别为:定(2x)=定(1x)+2Ld(两孔中心距公差)定(2y)=D2+d2+2min=2max两孔中心连线对两销中心连线的最大转角误差:定()=2=2tan-1(1max+2max)/2L (其中L为两孔中心距)以上定位误差都属于基准位置误差,因为不=0叁工件的夹紧工件的夹紧与常用的夹紧装置一工件的夹紧(一)夹紧装置1.夹紧装置的组成动力装置夹紧元件中间传力机构2.夹紧装置的基本要求(1)夹紧既不应破坏工件的定位,或产生过大的夹紧变形,又要有足够的夹紧力,防止工件在加工中产生振动;(2)足够的夹紧行程,夹紧动作迅速,操纵方便安全省力;(3)手动夹紧机构要有可靠的自锁性,机动夹紧装置要统筹考虑夹紧的自锁性和原动力的稳定性;(4)结构应尽量简单紧凑,制造维修方便(二)夹紧力的确定1.确定夹紧力作用方向的原则 (1)夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好,保证工件定位准确可靠; (2)加紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致,以减小工件变形; (3)加紧力的方向应尽量与工件受到的切削力重力等的方向一致,以减小加紧力2.确定夹具力作用点的原则(1)加紧力的作用点应正对支撑元件或位于支撑元件所形成的支撑面内; (2)夹具力的作用点应位于工件刚性较好的部位 (3)夹具力的作用点应尽量靠近加工表面,以减小切削力对夹紧点的力矩,防止或减小工件的加工振动或弯曲变形二常用的夹紧装置夹具中常用的夹紧装置有楔块,螺旋,偏心轮等,它们都是根据斜面夹紧原理而夹紧工件的(一)楔块夹紧装置楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一,其他夹紧装置均是它的变形它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向楔块夹紧装置特点:自锁性(自锁条件1+2) 斜楔能改变夹紧作用力方向斜楔具有扩力作用,ip=/p=1/tan2+tan(+1) 夹紧行程小效率低(因为斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦,所以夹紧效率低)所以适用范围:多用与机动夹紧装置中夹紧力计算: =p/tan2+tan(+1) 其中p为原始力,为楔块升角,常数6度-10度 1:工件与楔块的摩擦角 2:夹具体与楔块的摩擦角自锁条件:原始力P撤除后,楔块在摩擦力作用下仍然不会松开工件的现象称为自锁. 1+2 ,一般取10-15度或更小传力系数:夹紧力与原始力之比称为传力系数.用ip表示ip=/p=1/tan2+tan(+1) 楔块尺寸与材料:升角确定后,其工作长度应满足夹紧要求,其厚度保证热处理不变形,小头厚应为75mm.材料一般用20钢或20Cr,渗碳厚为0.8-1.2mm.HRC:56-62.Ra为1.6m.(二)螺旋夹紧装置螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的,相当于吧楔块绕在圆柱体上,转动螺旋时即可夹紧工作.螺旋夹紧装置特点:结构简单,制造容易,夹紧可靠扩力比ip大,夹紧行程S不受限制夹紧动作慢,效率低应用场合:手动夹紧装置常采用. 螺杆夹紧力计算:=PL/r中tan(+1)+r1tan2其中:P是原始力,L是原始力作用点到螺杆中心距离,r中是螺旋中经的一半,是螺旋升角,1螺母于螺杆的摩擦角,r1摩擦力矩计算半径,2工件与螺杆头部(或压块)间的摩擦角自锁性能:因为楔块的自锁条件为11.5°-17°,而螺旋夹紧装的螺旋升角(2°-4°)很小,所以自锁性很好.传力系数: ip=/p=PL/r中tan(+1)+r1tan2>>楔块的ip多位或多件夹紧:为了减小夹压的辅助时间和提高生产率,可采用多位或多件夹紧装置压块的材料一般位45钢,HRC:43-48螺杆的材料一般位45钢,HRC:33-38(三)偏心夹紧装置偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装的一种变形.(1)圆偏心夹紧力:theta;=PL/tan(+1)+tan2 其中L为手柄长度,支承轴中心(回转中心)到夹紧点距离 1,2分别为偏心轮与支承轴及偏心轮与工件间的摩擦角.(2)传力系数ip:ip=L/tan(+1)+tan2,远小于螺旋夹紧的ip(3)特点及应用场合:偏心夹紧与螺旋夹紧相比,夹紧行程小,夹紧力小,自锁能力差,但夹紧迅速,结构紧凑,所以常用与切削力不大,振动较小的的场合,常与其他夹紧元件联合使用.(四)定心夹紧结构定心夹紧结构是一种利用定位夹紧元件等速移动或弹性变形来保证工件准确定心或对中的装置.使工件的定位和夹紧过程同时完成,而定位元件与夹紧元件合二为一.肆机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤一对机床夹具的基本要求对机床夹具的基本要求可总括为四个方面:稳定地保证工件的加工精度;提高机械加工的劳动生产率;结构简单,有良好的结构工艺性和劳动条件;应能降低工件的制造成本二夹具设计的工作步骤研究原始资料,明确设计任务考虑和确定夹具的结构方案,绘制结构草图绘制夹具总图确定并标注有关尺寸和夹具技术要求绘制夹具零件图伍小结1.机床夹具是由定位元件,夹紧装置,对刀元件,夹具体部分组成,机床夹具设计也就是针对夹具组成的各个部分进行设计,其中定位与夹紧量个环节是夹具设计的重点2.定位就是确定工件在夹具种的正确位置,是通过在夹具上设置正确的定位元件与工件定位面的接触来实现的.工件的定位有完全定位和不完全定位,要根据其具体加工要求而定,欠定位在夹具设计种是不容许的,而过定位则有条件地采用3.通常,由于定位副制造不准确或采用了基准不重合定位等原因,定位过程中会引入定位误差,定位误差的计算要根据具体情况分析计算4.夹紧是为了克服切削力等外力干扰而使工件在空间中保持正确的定位位置的一种手段.夹紧一般在定位步骤之后,有时定位与夹紧是同时进行的,入膨胀式定心夹紧机构5.车,铣,钻,磨等不同的机床其夹具设计具有各自典型特点,应根据具体设计任务,遵循夹具设计的基本要求和步骤进行设计励志美文美句摘抄 1不要放弃自己就是真正的坚强,虚心就是坚强,努力就是坚强,从头再来就是坚强,正直就是坚强,学会坚强之前要学会如何爱惜自己 2人生,就没有,永远的悲痛;也没有,永远的欢欣能使我们坚强的,往往不是顺境,而是逆境;能让我们醒悟的,往往不是高兴,而是伤心学会忍受,懂得艰辛,于曲折中前进 3人都说比天空和大地更远的距离是人与人的距离,因为人心里都会藏匿太多的猜忌和戒备,想要快乐就甩开生命中这些过于沉重,却又不必要的行李吧,生命中有爱就足够了试着给周围你所熟识的还有你还陌生的人一个真诚无惕的微笑吧,它可以触摸到他人的心灵,微笑是有感染力有连带性的,它会无声的渗透进每个易感的心灵,更会让更多的心灵为之感动,心中有爱就会快乐,就会让微笑发自心底,灿烂在脸上 4千万不要因为自己已经到了结婚年龄而草率结婚想结婚,就要找一个能和你心心相印相辅相携的伴侣不要因为放纵和游戏而恋爱,不要因为恋爱而影响工作和事业,更不要因一桩草率而失败的婚姻而使人生受阻感情用事往往会因小失大 5你要从现在开始,微笑着面对生活,不要抱怨生活给了你太多的磨难,不要抱怨生活中有太多的曲折,不要抱怨生活中存在的不公当你走过世间的繁华与喧嚣,阅尽世事,你会幡然明白:人生不会太圆满,再苦也要笑一笑! 6不要让灰色的乌云笼罩一辈子,生命中还有很多美好的不要让其遮盖,不要因为一片乌云毁了一切,人生中还有很多可以去把握 7每一个成功者的背后都有一个心路的旅程,雨中漫步你不会比别人先一步看到彩虹 8面对人生的烦恼与挫折,最重要的是摆正自己的心态,积极面对一切再苦再累,也要保持微笑笑一笑,你的人生会更美好! 9命运,不过是失败者无聊的自慰,不过是懦怯者的解嘲人们的前途只能靠自己的意志自己的努力来决定 10你或许无法改变身高和体形,但是可以改变你的态度我们每个人都有力量去培养和保持为我所用的积极态度,提高我们的人生质量,完成我们的人生目标态度是人生理想的昭示,而非既有成果的反映改变你的态度,就可以改变你的人生 11不要像玻璃那样脆弱有的人眼睛总盯着自己,所以长不高看不远;总是喜欢怨天尤人,也使别人无比厌烦没有苦中苦,哪来甜中甜?不要像玻璃那样脆弱,而应像水晶一样透明,太阳一样辉煌,腊梅一样坚强既然睁开眼睛享受风的清凉,就不要埋怨风中细小的沙粒 12常言道,失败是成功之母,而我却认为,失败是一种解脱和潇洒,也是一种“得”人生中,有成功有失败,成功是鲜花,失败同样也精彩 13该来的会来,该走的会走,有时候离开并不意味着结束,而是另一种开始 14人生,无非只有三天,昨天,今天,明天昨天很长,说不清有多少天,但不管有多少天,不管是受到挫折,还是取得辉煌,都只能代表过去,昨天你失败了,将来可能会成功,昨天你辉煌了,将来你可能会萎靡不振,只有把过去的挫折和辉煌都变成今天的基石,才能登上美好的明天 15每个人都有每个人的做法,每个人都有每个人的想法,别人做什么,想什么,我们无法掌握,也无法控制我们能做的,就是做好自己,管好自己,凭自己的本身,靠自己的良心,踏踏实实地做事,老老实地做人,即使遭遇不公,遭遇不平,也能想开,懂得包容,学会用宽容的心怀,善良的言行,对待身边所有的人生活中的许多磨难,让我们理解了人情,理解了这个社会能给你的所有尊重,于艰难中,懂得了承受,懂得了坚定,慢慢挺起自己的灵魂 16老师告诉她,用心去观察研究昆虫和花草,渐渐地就会发现,动植物的世界是一个多么神奇有趣的世界 17老师给我们讲了个有趣的故事 18你说的这个问题本身就很有趣 19世界是神奇的,让我们不断着探索周围发生的有趣的现象 20他每天都坚持读一篇有趣的故事 21他真是个有趣的人 22天文馆里的宇宙空间,充满了神奇有趣的色彩 23我看一本有趣的漫画书,笑得我肚子都疼了 24星期三,学校举行了一次有趣的文艺演出,让我回味无穷,永远留在我的脑海里 25学生选择自己喜欢的动物和反映的主题编写有趣的故事 26要是法布尔先生不这样写的话,我完全可以认定这是一本普通的记叙文,一本枯燥无味的记叙文(A good sentence yuedu.mipang )没有创意,没有什么特别的地方以及引人注目的地方可他运用了,这样就像把我也一起带进了这个神秘有趣的昆虫王国,自己也是一只顽固可爱的小昆虫,就像在看动画片小人书一样的有趣好玩把我吸进了这个似人却非人的王国 27有趣的文艺演出在我们的掌声中结束了,我真希望这次文艺演出永远也不会结束 28有些人认为杂志有趣,但是我觉得小说跟有趣 29这位名扬四海誉满天下的法布尔先生,运用了巧妙的拟人手法,再加入自己幽默生动的另我带着无比探索的精神去这神秘有趣的昆虫王国“探密”,不断了解昆虫先生的习性,与生活 30最有趣的是两位同学表演说相声,相声的名字是“吹牛” 31吹泡泡是一件很有趣的事 32冬天的早晨,窗户上总是模模糊糊的,妈妈说是窗户“流汗”了! 哈哈,老师说这个比喻很有趣呢! 33非诚勿扰大家都来参加吧,非常有趣 34今天的班会课十分有趣 35今天和小敏约好出去玩,有趣的是,她把裙子穿反了