机床夹具的设计步骤

机床夹具的设计步骤

一、夹具的设计步骤

1．设计准备工作——研究原始资料，明确设计要求和生产条件

（1）生产纲领（生产类型）——了解生产批量和对夹具的需用情况；

（2）零件图及工序图——了解工件情况、工序要求和加工状态；

（3）零件的工艺规程——了解所用机床、刀具等的情况；

（4）夹具制造能力——了解夹具制造车间的生产条件和技术现状

（5）典型夹具结构及标准——同类型产品的夹具结构、有关夹具标准。

2．确定夹具的结构方案（总体方案） 主要包括：

（1）确定工件的定位方案，设计定位装置。

根据六点定位原理，确定工件的定位方式，选择和设计定位元件，计算定位误差。

（2）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。

确定夹紧力、夹紧机构及动力装置。

（3）确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。

对刀块或钻套、镗套等的设计。

（4）确定其它元件或装置的结构形式。

定位键、分度装置、连接元件等。

（5）协调各装置、元件的布局，确定夹具在机床上的安装方式以及夹具体的结构型式。

3．绘制夹具装配图

按照国家制图标准绘制，应清楚表达出夹具的结构及各装置、元件之间的位置关系。主视图应取操作者实际工作时的位置。具体方法和步骤如下：

（1）在装配图上，工件看作透明体，用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。

（2）依次绘出定位元件或装置、夹紧元件或装置、对刀或导向元件、其它元件、夹具体及连接元件。

（3）标注必要的尺寸、公差和技术要求。

（4）编制夹具明细表及标题栏。

图5-69 实例

4．绘制夹具零件图。画出夹具中非标零件图，并按夹具装配图的要求确定零件的尺寸、公差及技术要求。

——尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度等标注要完整、正确。

二、夹具精度校核

使用专用夹具加工工件时，影响加工精度的误差因素主要有三个方面： ①工件在夹具中的安装误差，包括定位误差、夹紧误差（工件及夹具的夹紧变形）、夹具制造误差、导向误差等；

②对定误差，即夹具在机床上的安装误差；

③加工过程误差，与切削过程有关的误差。

夹具精度的校核是对前两项进行的，按其和不超过工件相应公差的三分之二作为合格条件。

计算实例——对图5-69所示的夹具精度的校核：两项加工精度要求——中心距和平行度

1. 两孔中心距尺寸的校核 影响的因

素有：

①定位误差 （0.05）

②钻模板衬套与定位销中心距误差

（0.02）

③钻套与衬套的配合间隙 （0.029）

④钻套内孔与外圆的同轴度误差 很

小，可忽略

⑤钻头与钻套之间的间隙产生的钻头引偏量 （0.038）

H maxe h B 由图5-70求得 2 H

总误差按概率法计算 0.052 0.022 0.0292 0.0382 0.07mm 结果大于中心距公差的三分之二，可通过减小定位和导向部位的配合间隙使之满足要求。

2. 两孔平行度的校核 影响的因素有：

①定位误差——配合间隙引起大头孔轴线相对于定位销轴线偏斜 （ 1 1max

H1(rad)）

②定位销轴线对夹具体底面的垂直度误

差 （ 2）

③钻套中心线与定位销轴线的平行度误

差 （ 3）

④钻头的引偏 （ 4）

总误差按概率法计算 1 2 3 4

合格条件 2 允 32222

三、夹具装配图上尺寸的标注

1. 夹具装配图上应标注的尺寸 五类尺寸：

(1)夹具的轮廓尺寸

即夹具的长、宽、高尺寸。对于升降式夹具要注明最高和最低尺寸；对于回转式夹具要注出回转半径或直径。

(2)夹具与机床的联系尺寸

指夹具在机床上安装时有关的尺寸，用于确定夹具在机床上的正确位置。

(3)夹具与刀具的联系尺寸——定位表面到对刀件或刀具导引件间的位置尺寸，以及导引件（如钻、镗套）之间的位置尺寸。

(4)配合尺寸——所有的配合部位都要标注配合尺寸，如定位元件与工件、导向元件与刀具、导向元件与衬套之间的配合。

(5)定位元件上定位表面的尺寸以及各定位表面之间的位置尺寸。

2. 夹具上主要元件之间的位置尺寸公差

夹具上主要元件之间的尺寸应取工件相应尺寸的平均值，其公差一般取工件相应尺寸公差的1/5～1/2。

3.夹具装配图上应标注的技术要求 有如下几方面：

（1）定位件之间的相互位置精度；

（2）定位件与夹具安装基面、定向基面之间的相互位置精度；

（3）定位件与导向件之间的相互位置精度；

（4）各导向件之间的相互位置精度；

（5）对刀件与校正面间的相互位置要求

上述位置公差的数值，通常是根据工件的精度要求并参考类似的机床夹具

来确定。当它与工件加工的技术要求直接相关时，可以取工件相应的位置公差的1/2～1/5；当工件未注明要求时，夹具上的那些主要元件间的位置公差，可以按经验取为（100：0.02）～（100:0.05）mm ，或在全长上不大于0.03～0.05mm 。