机床夹具设计基础2

机床夹具设计基础2汇报人：AA2024-01-17contents目录夹具设计概述工件的定位与夹紧夹具的结构设计夹具的精度与刚度夹具的制造与装配现代机床夹具的发展趋势01夹具设计概述保证加工精度、提高生产效率、扩大机床工艺范围、减轻工人劳动强度夹具的作用通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、自动线夹具夹具的分类夹具的作用与分类夹具设计的基本原则夹具应具有足够的强度和刚度，保证在加工过程中不产生变形或振动夹具应保证工件的加工精度和表面粗糙度要求夹具设计应考虑制造成本和使用寿命，力求结构简单、制造容易、成本低廉夹具应具有足够的安全性，防止在加工过程中发生意外事故稳定性原则精度原则经济性原则安全性原则了解被加工工件的形状、尺寸、精度等要求，以及机床、刀具等工艺条件明确设计任务根据加工要求和工艺条件，选择合适的夹具类型确定夹具类型确定工件的定位基准和定位方式，设计相应的定位元件和定位装置设计定位装置夹具设计的一般步骤设计夹紧装置设计对刀装置设计辅助装置绘制夹具总图夹具设计的一般步骤01020304根据工件形状和加工要求，选择合适的夹紧方式和夹紧元件，设计夹紧装置根据加工要求和机床条件，设计对刀装置，保证刀具与工件的相对位置精度根据需要，设计相应的辅助装置，如分度装置、顶出装置等按照国家标准和机械制图规范，绘制夹具总图，标注必要的尺寸和技术要求02工件的定位与夹紧采用六个按一定规则布置的约束点来限制工件的六个自由度，实现工件的完全定位。根据工件形状和加工要求，选择合适的定位元件和定位方式，如平面定位、孔定位、外圆定位等。工件的定位原理及方法定位方法六点定位原理夹紧方式手动夹紧、气动夹紧、液压夹紧、电动夹紧等，根据生产批量和自动化程度选择。夹紧装置包括动力源、传动机构、夹紧元件等，需满足夹紧力、夹紧精度和稳定性等要求。工件的夹紧方式及装置定位基准与设计基准不重合、定位副制造不准确等引起的误差。定位误差来源采用几何分析法、微分法等方法，对定位误差进行定量计算，以评估工件加工精度。定位误差计算定位误差的分析与计算03夹具的结构设计组合夹具由一套预先制造好的标准元件组装而成的夹具。具有组合灵活、通用性强、结构紧凑、精度高、使用寿命长等优点。但设计较复杂，成本较高。专用夹具为某一工件的某道工序专门设计制造的夹具。结构紧凑、操作迅速，但设计制造周期长、成本高，且使用范围受限。通用夹具已标准化且具有一定通用性的夹具，如三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳等。适应性强，可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。可调夹具通过调整或更换个别元件，能装夹不同形状或尺寸的工件的夹具。相对专用夹具而言，结构较简单，设计和制造周期短，成本较低。夹具的结构类型及特点0102确定工件的定位基准和夹…根据工件加工要求，选择合适的定位基准和夹紧方式，确保工件在加工过程中的稳定性和精度。设计定位元件和夹紧元件根据选定的定位基准和夹紧方案，设计相应的定位元件和夹紧元件，如定位销、定位块、夹紧板等。确定夹具体结构根据工件形状、尺寸及加工要求，设计夹具体的结构形式，如板式、框架式等。同时考虑夹具体的刚度、强度及稳定性等因素。设计连接元件根据夹具体与机床的连接方式，设计相应的连接元件，如螺栓、定位键等。确保夹具在机床上的正确安装和定位。考虑辅助装置根据实际需要，设计相应的辅助装置，如分度装置、对刀装置等。提高夹具的使用性能和加工效率。030405夹具的结构设计步骤输入标题铣床夹具车床夹具典型夹具结构分析主要用于装夹轴类、盘类及回转体类工件。常见的有车床三爪卡盘、四爪卡盘、花盘等。具有定心精度高、装夹快捷等优点。主要用于装夹磨削加工的工件。常见的有电磁吸盘、砂轮修整器等。具有吸力均匀、稳定性好等优点。主要用于装夹钻孔、铰孔等工序的工件。常见的有钻模、固定钻套等。具有定位准确、操作简便等优点。主要用于装夹平面、曲面及成形面等工件。常见的有平口钳、压板、分度头等。具有夹紧力大、刚性好等优点。磨床夹具钻床夹具04夹具的精度与刚度精度要求夹具的精度要求通常包括定位精度、夹紧精度和导向精度等。定位精度是指夹具在机床上的定位准确性，夹紧精度是指夹紧力对工件变形的影响程度，导向精度则是指夹具导向元件对刀具或工件的导向准确性。保证措施为保证夹具的精度，需要采取一系列措施，如合理选择定位基准和夹紧方式、提高夹具元件的制造精度和装配精度、控制夹紧力和切削力的大小和方向等。夹具的精度要求及保证措施夹具的刚度要求及校核方法夹具的刚度是指夹具在受载时抵抗变形的能力。刚度不足会导致工件加工精度降低、切削振动加剧等问题。因此，夹具设计时应充分考虑刚度要求，尤其是针对大型、复杂或高精度工件的夹具。刚度要求校核夹具刚度的方法包括有限元分析、试验测试和经验估算等。其中，有限元分析是一种常用的数值计算方法，可以对夹具进行详细的力学分析和刚度评估。试验测试则是通过实际加载来测量夹具的变形和刚度，结果更为直观可靠。经验估算则是根据类似夹具的设计经验和数据进行估算，适用于初步设计阶段。校核方法通过改进夹具结构、选用高强度材料、优化夹紧方式等措施，可以提高夹具的精度和刚度。例如，采用液压或气动夹紧方式可以减少夹紧变形，提高夹紧精度；增加夹具壁厚或采用箱式结构可以提高夹具的刚度。提高夹具元件的制造精度和装配精度是提高夹具精度的关键。采用先进的加工设备和工艺方法，如高精度磨削、研磨和珩磨等，可以提高元件的加工精度；同时，严格控制装配过程中的间隙和配合精度，也可以提高夹具的整体精度。在夹具设计中，可以合理应用一些辅助装置来提高夹具的精度和刚度。例如，使用定位销或定位块等辅助定位元件可以提高定位精度；使用支撑元件或辅助支撑等可以减少工件变形，提高加工精度；使用减振装置或阻尼材料等可以减少切削振动对加工质量的影响。优化设计制造工艺改进辅助装置应用提高夹具精度和刚度的措施05夹具的制造与装配

夹具的制造工艺特点精度要求高夹具的制造精度直接影响工件的加工精度，因此夹具的制造精度要求较高，一般应达到IT7~IT9级。刚性要求高夹具在加工过程中需要承受较大的切削力和夹紧力，因此要求夹具具有较高的刚性，以保证加工过程的稳定性和工件的加工精度。耐磨性要求高夹具在使用过程中会不断磨损，为保证夹具的使用寿命和工件的加工精度，要求夹具具有较高的耐磨性。装配方法夹具的装配一般采用互换法、选配法、修配法和调整法等。其中，互换法装配精度较高，适用于高精度夹具的装配；选配法适用于精度要求稍低的夹具；修配法适用于单件小批生产或装配精度要求较高的夹具；调整法则适用于结构复杂、精度要求高的夹具。要点一要点二技术要求夹具的装配技术要求包括定位精度、夹紧力、操作方便性、安全性等方面。定位精度是夹具装配的核心要求，必须保证工件在夹具中的正确位置；夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不松动，又要避免工件变形；操作方便性要求夹具结构简单、紧凑，便于工人操作；安全性则要求夹具在使用过程中安全可靠，不会对工人造成伤害。夹具的装配方法及技术要求夹具在装配完成后需要进行调试，以检查其定位精度、夹紧力等是否符合设计要求。调试过程包括空载试车、负载试车和精度检验等步骤。空载试车主要检查夹具各部件的动作是否灵活、协调；负载试车则是模拟实际工作条件，检查夹具在承受切削力和夹紧力时的稳定性和可靠性；精度检验则是通过测量工件的加工精度来评价夹具的定位精度和夹紧力是否满足设计要求。调试过程夹具的验收标准主要包括定位精度、夹紧力、操作方便性、安全性等方面。定位精度是评价夹具性能的重要指标之一，一般要求达到设计精度的90%以上；夹紧力要适当且稳定可靠；操作方便性要求工人能够轻松完成工件的装夹和拆卸工作；安全性则要求夹具在使用过程中无安全隐患且不会对工人造成伤害。验收标准夹具的调试与验收06现代机床夹具的发展趋势组合夹具由标准化的元件、组件组装而成，具有快速、灵活、适应性强等特点。组合夹具的构成应用领域发展趋势组合夹具广泛应用于单件、小批量生产，以及新产品试制、工艺装备验证等领域。随着制造业的发展，组合夹具将向更高精度、更快速组装、更智能化等方向发展。030201组合夹具的应用与发展应用领域成组夹具适用于大批量生产，以及加工精度要求较高的场合。成组夹具的概念成组夹具是针对一组相似工件的加工而设计的专用夹具，具有高效、稳定的特点。发展趋势随着制造业对加工效率和精度的要求不断提高，成组夹具将向更高精度、更高效率、更柔性化等方向发展。成组夹具的应用与发展数控机床夹具的特点数控机床夹具具有高精度、高刚