【文章內(nèi)容簡介】 起夾具體整體變形，達(dá)不到要求。這是就需要重新設(shè)計(jì)。 畢 節(jié) 學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 6 夾具的分類 夾具有多種分類方法（ 如車床、銑床、刨床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、拉床等夾具。 ），機(jī)床夾具通常有三種分類方法，即按使用范圍和特點(diǎn)、夾緊動力源和使用機(jī)床來分類。 .按使用范圍和特點(diǎn)可分為：通用夾具、通用可調(diào)整夾具、專用夾具、組合夾具、成組夾具、拼拆式夾具。 按夾具動力源分類：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具、離心力夾具、其他。 按使用機(jī)床分類：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具、其他機(jī)床夾具。 通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具 ,如車床上的卡盤 ,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺 ,分度頭 ,頂尖座等。它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了 ,具有一定的通用性 ,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整 。 通用可調(diào)整式夾具的特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。 專用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的 。 組合夾具是由一套標(biāo)準(zhǔn)化的夾具元件，根據(jù)零件的加工要求拼裝組成。不同元件的不同組合和聯(lián)接可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)和用途的夾具。夾具用完后，元件可以拆卸重復(fù)使用。 成組夾具是用于零件成組加工的夾具。它的加工對象較之可調(diào)整夾具更明確，適用范圍更廣一些。 拼拆式夾具是將標(biāo)準(zhǔn) 化的、可互換的零部件裝在基礎(chǔ)件上或直接裝在機(jī)床工作臺上，并利用調(diào)整件裝配而成。當(dāng)某種零件加工完畢，即把夾具拆開，將這些標(biāo)準(zhǔn)零部件放入倉庫中，以便重復(fù)用于裝配成加工另一零件的夾具。這種夾具是通過調(diào)整其活動部分和更換定位元件的方式重新調(diào)整的。 本課程設(shè)計(jì)研究了翻轉(zhuǎn)式夾具，闡述了翻轉(zhuǎn)式夾具的工作原理，對翻轉(zhuǎn)式夾具的各零部件做了較為詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并對一些標(biāo)準(zhǔn)件 畢 節(jié) 學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 7 進(jìn)行了選型，且進(jìn)行了相關(guān)的強(qiáng)度校核。 夾具的組成 通常夾具的組成部分如下： （ 1）定位裝置 定位裝置包括定位元件及其組合，其作 用是確定工件在夾具中的位置。常用的定位元件有支承釘、定位銷、 V 型塊等。 （ 2）夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢、保證工件在定位是所占據(jù)的位置，在加工過程中不因受外力（切屑力、重力、慣性力等）和動力裝置（氣缸、液壓缸等）組成。 （ 3）對刀、引導(dǎo)裝置 對刀、引導(dǎo)裝置的作用是確定刀具相對于夾具的位置，或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。常用的對刀、引導(dǎo)元件有對刀塊、鉆套等。 （ 4）其他原件及裝置 根據(jù)夾具特殊功能需要而設(shè)置一些元件或裝置。如分度裝置、靠模裝置、連接件、操作建議及其他輔助元件等。 第四章 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與其它裝備設(shè)計(jì)比較，有較大的差別，主要表現(xiàn)在下列五個方面： （ 1） 要有較短的設(shè)計(jì)和制造周期。一般沒有條件對夾具進(jìn)行原理性試驗(yàn)和復(fù) 雜的計(jì)算工作。 （ 2） 夾具的精度一般比工件的精度高 2～ 3 倍。 畢 節(jié) 學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 8 （ 3） 夾具和操作工人的關(guān)系特別密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作習(xí)慣密切結(jié)合。 （ 4） 夾具在一般情況下是單件制造的，沒有重復(fù)制造的機(jī)會。通常要求夾具在投產(chǎn)時一次成功。 （ 5） 夾具的社會協(xié)作制造 條件較差，特別是商品化的元件較少。設(shè)計(jì)者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設(shè)計(jì)的工藝性要求。 顯然，這些問題是很重要的。這將有利于保證夾具的設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量。 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 夾具的結(jié)構(gòu)方案包括以下幾個方案。 定位方案的確定 根據(jù)工序的尺寸形狀和位置要求，工件定位時需限制 5 個自由度。在擬定定位夾緊方案時，仍需要對其進(jìn)行分析和研究，考察定位基準(zhǔn)的選擇能否滿足工件位置精度的要求，夾具的結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)。 本設(shè)計(jì)用一面兩銷限制工件的 5 個自由度， 芯軸中心和鉆套中心的位置由鉆模支架的兩個夾緊螺釘和其上的定位孔相對芯軸中心的相對尺寸決定，可通過分度盤的 T 型槽微調(diào)。滿足尺寸要求。 (1) 定位元件的結(jié)構(gòu)尺寸及在夾具中位置的確定 由上可知，定位元件由 支撐板，芯軸的定位銷和鉆模支架的螺釘孔組成。 （ 1） 芯軸的定位銷和鉆模支架的螺釘孔距離的確定 L+δ Ld/2=65(+) （ 2） 支撐板芯軸的定位銷尺寸確定 φ 5h7/g6 配合誤差（ +） （ 3） 螺釘孔尺寸確定 φ 5h7/g6 配合誤差（ +） 畢 節(jié) 學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 9 夾緊方案確定 根據(jù)工件的定位方案，考慮加緊力的作用點(diǎn)及方向，采用可快速裝卸的開口墊圈方法來 實(shí)現(xiàn)。它的夾緊力選在大端端面及加工端面，增加了工件剛度，加工過程中不易產(chǎn)生震動，工件的夾緊變形也小，夾緊可靠，并防止了鉆頭長度問題。 (3) 夾具在機(jī)床上的安裝方式 考慮本工序工件的加工精度一般，因此夾具可通過機(jī)床工作臺 T型槽的方法固定在工作臺上。 (4) 鉆模的設(shè)計(jì) 根據(jù)孔加工要求，本設(shè)計(jì)選用回轉(zhuǎn)式鉆模，比起固定式鉆木雅模，雖然誤差比較的大，但可以很方便的拆裝工件，提高加工效率，同事也滿足設(shè)計(jì)的誤差要求。綜合考慮，選用回轉(zhuǎn)式鉆模。 (5) 鉆套的設(shè)計(jì) 根據(jù)加工的要求選用固定式鉆套用于本設(shè)計(jì)，滿足加工要 求，符合對產(chǎn)量的客觀要求，加工中其磨損的程度在誤差范圍內(nèi)，因此固定式鉆套比起其他設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性更高。 (6) 夾具體及總體設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)應(yīng)通盤考慮，使各組成部分通過夾具體有機(jī)得聯(lián)系起來，形成一個完整的夾具。從夾具的總體設(shè)計(jì)考慮，由于鉆床加工的特點(diǎn)，在加工過程中容易引起震動，故要求夾具體及其上各組成部分的所有元件的剛度和強(qiáng)度要足夠。 夾具總圖設(shè)計(jì) 在繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，繪制夾具總裝圖并標(biāo)注有關(guān)尺寸公差配合和技術(shù)條件。 夾具精度校核 1）孔中心位（芯軸的定位銷和鉆模支架的螺釘孔）校核 畢 節(jié) 學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 10 影響其精度的主要因素如下。 （ 1） 定位誤差 基準(zhǔn)不重合誤差：Δ B=，基準(zhǔn)偏移誤差Δ Y=0，所以， Δ D=。 （ 2） 夾具安裝誤差 由于夾具定位面和夾具底面的平行度誤差等，會引起工件傾斜，是加工的工序位置尺寸產(chǎn)生誤差，技術(shù)要求規(guī)定不大于 ，故此工件的影響在 0， 005 以內(nèi)。 （ 3） 與加工方法有關(guān)的誤差 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，這方面誤差一般可控制在被加工工件公差的 1/3 范圍內(nèi)，這里取 。 以上三項(xiàng)合計(jì)為 ，即可能的加工誤差為 ，這小于加工工件要求保證的公差尺寸 。 2）角度尺寸校驗(yàn) （ 1）定位誤差 由于芯軸的定位銷和鉆模支架的螺釘孔之間配合間隙會造成基準(zhǔn)位移誤差，可能導(dǎo)致兩定位孔中心連心對規(guī)定位置的傾斜，其最大轉(zhuǎn)角誤差為 Δα =arctan[（ δ D1+δ d1+x1min +δ D2+δ d2+x2min） /2L] =’ 其最大影響是正負(fù) 秒。 （ 2）與加工方法有關(guān)的誤差 夾具中心平面與 T 型槽的平行度誤差，查閱相關(guān)手冊，一般為 ，經(jīng)換算，相當(dāng)角度誤差為正負(fù) 1’。 綜合這兩項(xiàng)誤差，其最大角度誤差為正負(fù) ’，滿足本工件加工的要求。 結(jié)論 ：從計(jì)算來看，本設(shè)計(jì)的精度要求合格，可以應(yīng)用。 夾具的設(shè)計(jì)步驟 ，收集研究原始材料 畢 節(jié) 學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 11 再接到夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書后，首先要仔細(xì)閱讀加工件的零件圖和與之有關(guān)的部件裝配圖，了解零件的作用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 。其次，要認(rèn)真研究加工件的工藝規(guī)程，充分了解本工序的加工內(nèi)容和加工要求，了解本工序使用的機(jī)床和刀具，研究分析夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書上所選用的定位基準(zhǔn)和工序尺寸。 ，繪制夾具草圖 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案時，主要解決如下問題。 （ 1） 確定工件的定位方式，設(shè)計(jì)定位裝置。 對定位元件的技術(shù)要求：①足 夠的精度。②較好的耐磨性。③足夠的強(qiáng)度和剛度。④較好的工藝性。⑤便于清除切屑。 （ 2） 確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。 對夾緊裝置的技術(shù)要求：①加緊過程可靠。②夾緊力大小適當(dāng)。③結(jié)構(gòu)工藝性好。④使用性好。 （ 3） 確定對刀或引導(dǎo)方式，選擇或設(shè)計(jì)對刀裝置或引導(dǎo)元件。 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成。對刀塊是用來確定夾具和刀具的相對位置，使用塞尺是為了防止對刀時碰傷刀刃和對刀塊工件表面。 （ 4） 確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式，如定位鍵，分度裝置等。 （ 5）確定夾具的總體結(jié)構(gòu)及夾具在機(jī)床上的安裝方式。在確定夾具結(jié)構(gòu)方案的過程中， 應(yīng)提出幾種不同方案，畫出草圖，經(jīng)比較分析，選出最佳方案。 夾具總圖繪制比例除特殊情況外，一般按 1:1 繪制，以使所設(shè)計(jì)夾具有良好的直觀性。 繪制夾具配置圖可按如下順序進(jìn)行：用雙點(diǎn)化線畫出工件的外形輪廓和定位面加工面；畫出定位元件和導(dǎo)向元件；按夾緊狀態(tài)畫出夾緊裝置；畫出其它元件或結(jié)構(gòu)；最后畫出夾具體，把上述各組成部分連接成一體，形成完整的夾具。在夾具裝配圖上，被加工件視為透視體。 4,確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸和夾具技術(shù)要求 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注輪廓尺寸，必要的裝配尺寸檢驗(yàn)尺寸及公差， 畢 節(jié) 學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 12 零件與零件之間的配合 尺寸，標(biāo)注主要元件裝配之間的相互位置精確要求等。當(dāng)加工的技術(shù)要求較高時，并進(jìn)行工序精度分析。 夾具中的國標(biāo)零件都必須繪制零件圖。在確定這些零件的尺寸公差或技術(shù)要求時，應(yīng)注意使其滿足夾具總圖的要求。 總圖技術(shù)要求的定制 在夾具總圖上標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求的目的是為了便于繪制零件圖裝配和檢驗(yàn)。應(yīng)有選擇的標(biāo)注以下內(nèi)容。 （ 1） 夾具的外形輪廓尺寸。 （ 2） 與夾具定位元件引導(dǎo)元件以及夾具安裝基面有關(guān)的配合尺寸位置尺寸及公差， （ 3） 夾具定位元件與工件的配合尺寸。 （ 4） 夾具引導(dǎo)元件 與刀具的配合尺寸。 （ 5） 夾具與機(jī)床的鏈接尺寸與配合尺寸。 （ 6） 其他主要配合尺寸。 （ 1）定位元件的位置精度要求。 （ 2）定位元件與夾具安裝面之間的相對位置精度要求。 （ 3）定位元件與對刀引導(dǎo)元件之間的相對位置精度要求。 （ 4）引導(dǎo)元件之間的相對位置精度要求。 （ 5）定位元件或引導(dǎo)元件對夾具找正基面的位置精度要求。 （ 6）與保證夾具裝配精度有關(guān)的或與檢驗(yàn)方式有關(guān)的特殊的技術(shù)要求。 夾具的有關(guān)尺寸公差的形位公差通常取工件相應(yīng)公差的 1/5 到1/2。當(dāng)工序尺寸未注公差時，夾具公差取為正負(fù) （或正 負(fù) 10’），或根據(jù)具體情況確定；當(dāng)加工表面未提出位置精度要求時，夾具上相應(yīng)的公差一般不超過（ ~） /100。 在具體選用時，要結(jié)合生產(chǎn)類型工件的加工精度等因素綜合考 畢 節(jié) 學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 13 慮。對于生產(chǎn)批量較大，夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而加工精度要求較高的情況，夾具公差值可取的小些。這樣，雖然夾具制作較困難，成本較高，但可以延長夾具的壽命，并可保證工件的加工精度，因此是經(jīng)濟(jì)合理的；對于批量不大的生產(chǎn)，則在保證加工精度的前提下，可是夾具的公差取的大些，以便于制造。另外，為便于保證工件的加工精度，在確定夾具的距離尺寸偏差時，一般應(yīng) 采用雙向?qū)ΨQ分布，基本尺寸應(yīng)為工件相應(yīng)尺寸的平均值。 與工件的加工精度要求無直接聯(lián)系的夾具公差如定位元件與夾具體導(dǎo)向元件與襯頭，鏜套和鏜桿的配合等，一般可根據(jù)元件在夾具中的功能憑經(jīng)驗(yàn)或根據(jù)公差配合國家標(biāo)準(zhǔn)來確定。設(shè)計(jì)時，具體可參閱《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》等資料。 夾具設(shè)計(jì)中的幾個重要問題 1）清根問題 在設(shè)計(jì)端面和內(nèi)孔定位的夾具時，會遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處的清根問題。 2）讓刀問題 在設(shè)計(jì)圓盤類刀具（如銑刀、砂輪等）加工的家具時，會存在讓刀問題。 3）更換問題 4）防松問題 精度分析 進(jìn)行加工精度分析可以幫助我們了解所設(shè)計(jì)的夾具在加工過程中產(chǎn)生誤差的原因，以便探索各項(xiàng)誤差的途徑，為制定，驗(yàn)證，修改夾具技術(shù)要求提供依據(jù)。 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時，工藝系統(tǒng)中影響工件加工的因