工装夹具设计原理课件

工装夹具设计原理一:什么是工装夹具工装一即工艺装备:指制造过程中所用的各种工具的总称包括刀具/夹具/模具/检具/工位器具等工装为其通用简称工装分为专用工装/通用工装工装般来说,工装都是某种产品专属的东西。比如说冲压车间内部,模具属于工装(模具只能生产对应的冲压件),液压机、冲床属于设备(液压机、冲床可以填装不同模具生产〕;焊装的焊接夹具属于工装(焊接夹具只能特定使用于某种焊接总成)焊钳、焊机属于设备(焊钳、焊机只要适合,就都能用得上)注意不要把“工装”和“设备”混淆了!夹具:顾名思义,用以装夹工件(或引导刀具)的装置。属于工装的一种,不仅仅是焊用,在机加工方面也有用,许多时候,需要裝配几个部件并保证其定位准确的时候就需要模具:用以限定生产对象的形状和尺寸的装置刀具:机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。工位器具:用以在工作地或仓库中存放产品或工具的各种装置检具:生产中检验所用的器具工装夹具:简单的说,就是用于工件装夹的工具。用于在机械加工中对工件进行夹持或定位,以达到一定工艺要求的特制的装备或工具设计工装夹具要紧扣产品,因为工装夹具是专门为某些产品特定的,要保证生产时无时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等工装夹具在机械加工中的作用1.保证工件的加工精度,稳定产品质量a比划线找正所达到的加工精度稳定、可靠、废品√;(不受划线质量限制)b.有利装配,工效,使用性能,寿命2.提高生产率,降低成本a增大切削用量b压缩辅助时间。(省去划线,找正,试切等工作了)气、液装置,大为突出。快速,联动改善工人劳动条件方便b省力c.安全4.扩大设备工艺范围、改变机床用途可根据公司的生产情况,安排空置的设备加工由车床加工改为钻床加工、工装夹具的组成:工装夹具种类很多,但功用是共同的。工作原理基本相同。为了保证定位夹紧,顺利进行,各类夹具中各部分元件,机构都以担负一定的作用。这些元件既是独立的,也是互相联系的定位元件作用:确定工件在工装中位置的元件。象型块,台阶销,定位销等2.夹紧装置作用:将工件压紧固定,克服加工中所受的外力,保证工件受外力后不位移,降低振动。例:螺母,螺栓旋紧,液压夹紧。注:若在起定位作用的同时,又能起工件夹紧的作用的机构称为定心夹緊机构3.确定夹具对设备相互位置的元件作用:与设备安装面(工作面,主轴锥孔)连接。例:定向键4.确定夹具,刀具间位置的元件:a.导向元件:确定刀具位置引导刀具加工,钻套等对刀元件:确定刀具在加工前的正确位置,对刀块5.其它装置或元件a分度装置:为使工作在一次安装中多次转位而加工不同位置上的表面而设b顶出器:为便于卸下工件而设置的顶出器6.夹具体:使夹具成为一整体,上面安装定位装置,夹紧机构及其它元件注:夹具基本组成部分:定位装置,夹紧机构,夹具体等四:工装夹具设计的基本要求1:工装夹具应具备足够的强度和刚度工装夹具的零部件应有足够的强度和刚度,特别是对于加工精度要求较高,力较大时更应注意。若强度和刚度不够,工装夹具在使用中会产生较大的变形或损坏,从而影响产品的加工精度2:夹紧的可靠性产品夹紧必须可靠稳定,但夹紧力不可过大。以免产品或工装产生过大变形。为防止变形,可采用多点夹紧或宽爪夹紧,以降低单位面积的夹紧力,或在产品刚性薄弱的部位,增加适当的辅助到承。在选择夹紧方式时,应注意以下几点(1)夹紧力应通过或靠近主要支承点,或支承点所组成的平面内(2)夹紧力应靠近受力部位,并在产品刚性较好的部位(3)夹紧力应垂直主要定位基准,以免因夹紧而损坏产品原有的定位状3:定位精度产品在工装中的定位精度,主要与定位基准是否与(产品)工序基准重合;定位基准的形式与精度;定位元件的形式与精度;定位元件的布置;定位元件的与定位基准的配合状况等有关。这些因素所造成的误差,可通过数学计算求得。在采取提高定位精度的措施时,要注意到工装制造上的可能性,在总的定位精度满足加工条件下,不要过高的提高产品在工装中定位精度个自由的物体,它对于三个互相的座标面来说,有六种活动的可能性。三种移动,三种转动(我们规定正,反方向的移动,转动只各算处活动)。如果说自由物体在空间有任意不同的位置,那就是这六种活动综合结果。习惯上把这种活动的可能性称为自由度。要使物体在某方向有确定的位置,就须限制某个方向的自由度。当物体的六个自由度均被限制,那么物体在空间的位置也就完全确定了在工装夹具中,工件定位基面与定位元件接触,就能限制自由度。两者脱离,就表示定位元件(支承点)失去了限制工件自由度的作用,即也失去定位作用(1).完全定位六个支承点限制了工件的全部自由度称完全定位。适用:当工件在X,Y,Z三个坐标方向都有尺寸,或位置要求时(2).不完全定位,欠定位。A:不完全定位:在加工中有些零件,根据加工要求,并不是要限全部自由度例:轴上铣一个单键槽Y可不限制。这种在满足加工要求的前提下,釆用少于六点的定位,称不完全定位也是允许的,但必须限制的自由度一定要限制,一个也不能少。B:欠定位:工件实际定位所限制的自由度数目,少于按其加工要求所必须限制的自由度数目。注:欠定位的结果,将导致产生应予限制的自由度,而未予限制的不合理现象,所以是无法保证工序所规定的加工要求,欠定位是不允许存在的,在定位方案确定时要避免这种原则性的错误。例轴上铣双键,要求对称,若不用防转销,就无法保证(3).过定位工裝中,当两个或两个以上定位元件限制同一自由度时,将产生过度定位,当定位基准制造误差较大,产品误差较大时,过定位产生的不良后果A:工件定位发生干涉,不稳定;降低加工精度B:工件夹紧后,工件或定位元件产生变形。C:严重时无法安装工件。当工装中出现过度定位时,可通过撤消多余定位元件或做成浮动定位来解决。(4).定位误差为了保证加工精度的要求,我们加工时应满足如下关系式定除定位误差以外,其他因素所引起的误差总和E定一定位误差的总和;T-工件被加工尺寸的公差定位误差--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,即工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。定位误差的组成及产生原因有以下两个方面A: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相对定位基准在加工尺寸方向上最大变动量以E不表示。B:定位基准面和定位元件木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E基表示。故有:E定=E不+E基结构的合理性工裝夹具结构既要可靠,以要适应生产工艺,这样才能符合简单好用、安全的原则。大批生产与试制所用的工装,在结构上有所区别在大批生产中,既要解决产品的加工质量问题,又要解决产品的产量问题。因此,在设计时应采用高效、省力的结构,(如气动、液压电动等)来实现压紧动作,减轻劳动强度,使加工时间与辅助时间重合,提高生产效率在试制产品时,主要是为了保证产品的加工质量,不考虑生产效率所以力求简单、实用,以满足生产工艺要求为主良好的工艺性(1)对工装夹具良好工艺性的基本要求A:整体夹具结构的组成,应尽量采用各种标准件和通用件,制造专用件的比例应尽量少,减少制造劳动量和降低费用。B:各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量,装配和调试方便。C:便于夹具的维护和修理(2)合理选择工装基准工装基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线,其它元件的位置只对此表面或线进行调整和修配。工装基准一经加工完毕,其位置和尺寸就不应再