高职《机床夹具设计》模块4--夹具的设计方法课件

夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,模块四 夹具的设计方法,模块四,机床夹具设计,模块四 夹具的设计方法,文本, 夹具的设计方法,文本, 夹具的设计方法,文本, 夹具的设计方法,文本, 夹具的设计方法,文本, 夹具的设计方法,文本, 夹具的设计方法,文本, 夹具的设计方法,文本, 夹具的设计方法,文本,机床夹具设计,课件制作,胡志恒,高职机械类,2016,年春期,夹具的设计方法,P.23,欢迎同学们光临,模块四,机床夹具设计,夹具的设计方法,知识目标：,技能目标：,夹具设计的一般要求：,夹具设计的一般步骤；,夹具的精度与夹具设计的经济性分析；,夹具与机床的连接方式。,正确应用机床夹具的理论和方法，培养学生夹具设计的基本能力；,培养学生熟悉有关手册、标准、图表等技术资料的能力；,进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。,P.93,夹具的设计方法知识目标：技能目标：夹具设计的一般要求：,任务描述：,P.93,夹具的设计方法,任务描述：P.93夹具的设计方法,本模块内容,学习情境,一,夹具设计的基本要求和一般步骤,学习情境,二,夹具设计中的几个重要问题,学习情境,三,夹具体的设计,学习情境,四,夹具与机床的连接方式,学习情境,五,夹具设计实例,P.93,夹具的设计方法,本模块内容学习情境一 夹具设计的基本要求和一般步骤P.93,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,一、夹具设计的基本要求,1.,保证加工精度,保证加工精度是,前提,，定位、夹紧、刀具导向等都要确保加工精度。,2.,能提高生产效率、降低成本,生产效率、和降低成本是,目标,，夹具复杂程度要与生产纲领相适应。,3.,夹具设计应具有良好的结构工艺性,夹具结构合理能满足夹具使用要求；结构工艺性好便于夹具制造。,4.,夹具设计应考虑经济性,三化：,通用化、标准化、系列化,考虑车间现有装置条件,5.,夹具设计应符合人机工程学,操作：,简便、省力、安全、可靠。,P.95,学习情境一 夹紧装置的组成和基本要求一、夹具设计的基本要求3,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,合理、有效的夹具设计步骤会对夹具的设计质量及使用性能影响很大,同时也对机械零件的加工效率起到事半功倍的作用，因此，夹具的设计步骤非常关键。,夹具设计一般步骤流程图,P.96,P.96,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤）P.96P.96,P.96,P.96,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,1.,明确设计要求与收集设计资料,2.,拟定夹具结构方案与绘制夹具设计草图,3.,进行必要的分析计算,4.,审查方案与改进设计,5.,绘制夹具装配总图,6.,夹具的精度校核,7.,绘制夹具零件图,8.,夹具设计质量评估,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,P.96P.96二、夹具设计的一般步骤（8个步骤） 6,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,1.,明确设计要求与收集设计资料,夹具设计者应收集的资料,还应听取工艺、生产部门提出的要求和建议,P.96,P.96,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤）P.96P.96,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,1.,明确设计要求与收集设计资料,夹具设计具体应收集的资料,（,1,）,收集被加工件的有关技术资料，如工件材料、毛坯、技术要求；,（,2,）,工件的生产批量及组织形式、夹具使用量；,（,3,）,工件具体的工艺规程及技术要求；,（,4,）,工件的定位、夹紧方案，本工序的加工余量和切削用量及与后续工序的关系；,（,5,）,相关量具的精度等级、刀具和辅具等的型号、规格；,（,6,）,使用机床的主要技术参数、性能、规格、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸等。,（,7,）,夹具设计零部件的各种标准、工艺规定、典型夹具图册及有关指导资料；,（,8,）,国内外同类工件的加工方法和相关夹具，借鉴先进又适合本企业要求的技术。,P.96,P.96,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤）P.96P.96,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,1.,明确设计要求与收集设计资料,2.,拟定夹具结构方案与绘制夹具设计草图,（,1,）,确定工件的定位方案、定位方式、定位装置及定位元件（构思几套方案备选）；,（,2,）,确定夹紧方案；,（,3,）,确定对刀或引导方案及装置；,（,4,）,确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件；,（,5,）,确定夹具其他装置；,（,6,）,借鉴成熟夹具，协调考虑各类元件、装置的布局、相互关系及总体结构和尺寸；,（,7,）,绘制夹具草图、并标注尺寸、公差及技术要求；,P.96,P.96,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤）P.96P.96,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,1.,明确设计要求与收集设计资料,2.,拟定夹具结构方案与绘制夹具设计草图,（,3,）,确定对刀或引导方案及装置；,P.96,P.96,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤）P.96P.96,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,1.,明确设计要求与收集设计资料,2.,拟定夹具结构方案与绘制夹具设计草图,3.,进行必要的分析计算,对加工精度要求较高的要进行加工精度分析及,定位误差分析,计算；对动力夹紧装置进行,夹紧力,的分析计算；有可选方案时要进行,经济性,分析。,4.,审查方案与改进设计,P.96,P.96,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤）P.96P.96,P.96,P.96,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,1.,明确设计要求与收集设计资料,2.,拟定夹具结构方案与绘制夹具设计草图,3.,进行必要的分析计算,4.,审查方案与改进设计,5.,绘制夹具装配总图,1,）夹具装配总图的一般步骤,（,1,）,按加工位置画出工件（透明体）,（,2,）,画定位元件,（,3,）,画出夹紧元件,（,4,）,画出对刀元件,（,5,）,给出夹具体,（,6,）,标注有关尺寸和公差,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,P.96P.96二、夹具设计的一般步骤（8个步骤）学习情境一,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,5.,绘制夹具装配总图,P.96,P.96,1,）夹具装配总图的一般步骤,2,）夹具装配总图上需要标注的尺寸 （五类尺寸）,（,1,）,夹具的轮廓尺寸，包括可动部分的极限空间尺寸；,（,2,）,工件与定位元件间的联系尺寸及公差，如配合尺寸、定位表面间的尺寸等；,（,3,）,夹具与刀具的联系尺寸及公差。,P.98,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤）P.96P.961）夹具装,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,5.,绘制夹具装配总图,P.96,P.96,1,）夹具装配总图的一般步骤,2,）夹具装配总图上需要标注的尺寸,3,）夹具装配总图上尺寸公差的确定,（,1,）,夹具上定位元件之间、对刀元件、导向元件之间的尺寸公差，一般按工件尺寸公差的,1/5,1/2,；,（,2,）,确定定位元件与夹具体之间的尺寸公差、夹紧装置各组成件间的配合尺寸公差；,考虑因素：批量大，考虑夹具磨损量，公差值应取较小值，考虑加工难度也可以取较大值。,P.98,通常：对工件上的未注公差，夹具上相应尺寸取,0.1,0.05,；夹具尺寸的公差带应位于相应工件公差带的对称中心。,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤）P.96P.96,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,5.,绘制夹具装配总图,P.96,P.96,1,）夹具装配总图的一般步骤,2,）夹具装配总图上需要标注的尺寸,3,）夹具装配总图上尺寸公差的确定,4,）夹具装配总图上应标注的技术条件,（主要是位置精度）,（,1,）,定位元件间或与夹具体间的位置精度要求，以保证工件定位面与加工表面的位置精度,；,（,2,）,定位元件与连接元件间的位置精度要求；,（,3,）,对刀元件与连接元件间的位置精度要求,；,（,4,）,定位元件的工作面与导向元件工作面间的位置精度要求；,（,5,）,夹具在机床上安装时的位置精度要求；,（,6,）,导向元件与导向元件工作面间的位置精度要求；,（,7,）,定位元件（或导向元件）的定位面相对于夹具找正基准面的位置精度要求；,（,8,）,与夹具装配精度或检验方法有关的特殊技术要求；,（,9,）,编制零件明细表、标题栏。,P.99,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤）P.96P.96,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,5.,绘制夹具装配总图,4,）夹具装配总图上应标注的技术条件,（主要是位置精度）,P.99,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤） 4）夹具装配总图,二、夹具设计的一般步骤（,8,个步骤）,6.,夹具的精度校核,（,1,）,夹具结构设计方案确定后，进行精度分析，估算定位误差、对刀误差、加工过程误差等,；,（,2,）,夹具总体设计完成后，再次进行误差分析复核。,7.,绘制夹具零件图,夹具总装图完成后，应绘制,非标件,的零件工作图及相关技术要求；零件图的视图尽量与总装图一致；零件图上尺寸公差、位置公差、表面粗糙度要合理。,上述任务完成后，要参与夹具制造和试用，还有可能修改原设计图。,8.,夹具设计质量评估,夹具精度：,本工序加工的过程误差，其中夹具误差所占比重；,夹具使用寿命：,夹具磨损公差的大小（磨损余量）。,P.100,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,二、夹具设计的一般步骤（8个步骤） 6. 夹具的精度校,三、夹具总体结构设计实例,夹具设计任务：,设计,T,一加工内燃机连杆的夹具，零件图如图所示：加工连杆大头上的,7,孔钻孔和钻螺纹底孔,5,。,P.101,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.101学习情境一 夹紧装置的组成,三、夹具总体结构设计实例,夹具设计任务：,设计一加工内燃机连杆的夹具，零件图如图所示：加工连杆大头上的,7,孔钻孔,。,1.,零件加工工艺过程分析,工艺过程如下表,P.101,工序过程,工艺内容,机床型号,工序,1,同时铣削大小端面,X5025,工序,2,同时铣削另一方向的大小端面,X5025,工序,3,钻铰,12H9,孔并倒角,Z5125,工序,4,钻铰,8H9,孔并倒角,Z5125,工序,5,钻,7,孔和螺纹底孔,5,Z5125,工序,6,铣削,2mm,槽,X6132,工序,7,攻螺纹,M6,Z5125,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.101工序过程工艺内容机床型号工,三、夹具总体结构设计实例,1.,零件加工工艺过程分析,2.,工件定位夹紧方案的确定,P.102,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.102学习情境一 夹紧装置的组成,三、夹具总体结构设计实例,1.,零件加工工艺过程分析,2 .,工件定位夹紧方案的确定,3.,夹具总体结构的设计,（,1,）布置定位元件,（,2,）布置导向元件,（,3,）布置夹紧元件,（,4,）设计夹具体，完成夹具总图,P.102,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.102学习情境一 夹紧装置的组成,三、夹具总体结构设计实例,1.,零件加工工艺过程分析,2 .,工件定位夹紧方案的确定,3.,夹具总体结构的设计,P.10,4,4.,夹具总图上尺寸的标注（,ABCDE,五类尺寸）,（,1,）,A,类：,外形轮廓尺寸；,（,2,）,B,类：,工件与定位元件的联系尺寸（配合）；,（,3,）,C,类：,夹具与刀具的联系尺寸；,（,4,）,D,类：,夹具与机床的联系尺寸；,（,5,）,E,类：,其它装配尺寸,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.104 4. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,P.103,4.,夹具总图上尺寸的标注,（,ABCDE,五类尺寸）,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.103 4. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,1.,零件加工工艺过程分析,2 .,工件定位夹紧方案的确定,3.,夹具总体结构的设计,P.105,4.,夹具总图上尺寸的标注,5.,夹具总图上公差配合的标注,标注场合：,定位销（菱形销）与工件、夹具体之间的配合、刀具导向元件与定位元件之间的配合。,（,1,）,夹具标准件相关零件的配合参照机床夹具设计手册；（有电子档）,（,2,）,与工件加工尺寸公差无关的夹具公差，参照表,4,2,选择；,（,3,）,与工件加工尺寸公差有关的夹具公差，参照表,4,3,、,4,4,、,4,5,选择；,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.105 4. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,P.105,5.,夹具总图上公差配合的标注,机床夹具手册,（电子文档）,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.105 5. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,P.105,5.,夹具总图上公差配合的标注,机床夹具零件及部件国家部颁标准,（电子文档）,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.105 5. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,P.105,5.,夹具总图上公差配合的标注,表,4,2,夹具上常用配合的选择,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.105 5. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,P.105,5.,夹具总图上公差配合的标注,表,4,3,按工件公差选择夹具公差,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.105 5. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,P.105,5.,夹具总图上公差配合的标注,注：此表中，各类夹具中的数据是乘数。,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.105 5. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,P.105,5.,夹具总图上公差配合的标注,表,4,4,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.105 5. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,P.105,5.,夹具总图上公差配合的标注,表,4,5,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.105 5. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,P.106,6.,夹具总图上技术条件的标注,1,）夹具总图上技术条件的含义,技术条件内容：装配中的注意事项、装配后应满足的位置精度要求、夹具操作要求等。,装配后的位置精度要求如图,4,11,和表,4,6,。,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.106 6. 夹具总图上,三、夹具总体结构设计实例,P.107,6.,夹具总图上技术条件的标注,1,）夹具总图上技术条件的含义,2,）夹具总图上技术条件大小的确定原则,（,1,）,与工件技术条件,相关,时，夹具公差为其加工尺寸公差的,1/5,1/2 ;,（,2,）,与工件,无关,时，公差大小参照表,4,7,确定。,学习情境一,夹紧装置的组成和基本要求,三、夹具总体结构设计实例P.107 6. 夹具总图上技,学习情境二,夹具设计中的几个重要问题,一、成组设计思想,P.108,成组设计：,同类工件，其夹具也类似（相似性原理）；,成组技术：,根据现有已有夹具的名称、类别、所用机床、服务对象、结构形式、尺寸规格、精度等级对夹具零部件进行分类编码，设计资料分类存放。,利用成组思想设计新夹具：,尽量检索出已有夹具中编码相同或相近的夹具，对其做相应的修改或参考，以此加快设计速度和降低设计成本。,二、夹具设计的规范化,1.,夹具设计规范化的主要目的,保证质量效率；便于计算机辅助设计；利于初学者掌握设计技术。,2.,夹具设计质量,生产纲领的适应性；相容性；技术指标先进性；精度控制合理性；结构工艺性；经济性。,学习情境二 夹具设计中的几个重要问题一、成组设计思想P.10,三、夹具结构的工艺性分析,P.108,1.,夹具零件的结构工艺性,夹具零件的结构工艺性与一般机械零件的结构工艺性相同，注意选用标准件和通用件。,2.,夹具最终精度的保证方法,夹具是单件生产，适合采用调整、整修、配作、机床就地加工等方式来达到夹具的最终精度。,3.,夹具的测量与检验,设计夹具时，要考虑重要精度的检测方法。,学习情境二,夹具设计中的几个重要问题,三、夹具结构的工艺性分析P.108 1. 夹具零件的结,四、夹具设计的经济性分析,选择夹具的类型及档次，要根据加工质量、生产批量、生产成本来决定。,P.109,1.,经济分析的原始数据,（,1,）,工件的年批量,N,（件）；,（,2,）,单件工时,t,d,（小时,/,件）；,（,3,）,机床每小时生产费用,f,（元,/,小时）,包括：工人工资、机床折旧、生产辅料消耗、管理费等，各企业有规定。,（,4,）,夹具年成本,C,j,（元）,专用夹具制造费,夹具年成本,式中：,P,为材料的平均价格（元,/,千克）；,m,为夹具毛坯质量（千克）；,t,为夹具制造工时（小时）；,f,e,为制造夹具的每小时平均生产费用（元,/,小时）。,K,1,专用夹具设计系数，常取,0.5,；,K,2,为专用夹具使用系数，常取,0.2,0.3,；,T,为专用夹具使用年限，简单夹具,T=1,中等复杂程度,T=2,3,，复杂夹具,T=4,5,。,学习情境二,夹具设计中的几个重要问题,四、夹具设计的经济性分析P.109 1. 经济分析的原,四、夹具设计的经济性分析,P.109,1.,经济分析的原始数据,2.,经济分析的计算步骤,学习情境二,夹具设计中的几个重要问题,四、夹具设计的经济性分析P.109 1. 经济分析的原,四、夹具设计的经济性分析,P.110,1.,经济分析的原始数据,2.,经济分析的计算步骤,夹具使用成本与生产批量的关系,学习情境二,夹具设计中的几个重要问题,四、夹具设计的经济性分析P.110 1. 经济分析的原,四、夹具设计的经济性分析,P.111,1.,经济分析的原始数据,2.,经济分析的计算步骤,夹具经济分析例,学习情境二,夹具设计中的几个重要问题,四、夹具设计的经济性分析P.111 1. 经济分析的原,四、夹具设计的经济性分析,P.112,1.,经济分析的原始数据,2.,经济分析的计算步骤,夹具经济分析例 三种方案：使用通用夹具、使用简单专用夹具、使用自动化夹具,学习情境二,夹具设计中的几个重要问题,四、夹具设计的经济性分析P.112 1. 经济分析的原,四、夹具设计的经济性分析,P.112,1.,经济分析的原始数据,2.,经济分析的计算步骤,夹具经济分析例 三种方案：使用通用夹具、使用简单专用夹具、使用自动化夹具。,三种方案成本与批量关系图如图：,结论：当工件批量小于,38,件时，采用通用夹具为好；当工件批量为,38,665,件时，采用简单夹具经济性好；当工件批量大于,665,件时，宜采用半自动夹具。,学习情境二,夹具设计中的几个重要问题,四、夹具设计的经济性分析P.112 1. 经济分析的原,学习情境三,夹具体的设计,一、夹具体设计中的几个重要问题,P.113,夹具体的特点,夹具体是夹具的基础件，尺寸最大、形状复杂（非标准件），要安装夹具上各类元件和工件。,1.,有足够的强度和刚度,夹具体受力复杂，必须要有足够的强度和刚度，如足够的壁厚、加强筋处理。,2.,减轻质量，便于操作,手动夹具总质量不超过,10KG,3.,安放稳定、可靠,降低重心；重心和受力作用点落在夹具体与机床的支承面内；夹具体底面应中空；夹具体各安装面应在一次安装中加工出（磨、研刮）。,4.,结构紧凑、工艺性好,夹具体的结构应能便于三组重要表面（夹具体与机床、夹具体与定位元件、夹具体与对刀或导向元件的）的加工；满足一般零件加工的其它工艺性要求。,学习情境三 夹具体的设计一、夹具体设计中的几个重要问题P.1,一、夹具体设计中的几个重要问题,P.113,1.,有足够的强度和刚度,2.,减轻质量，便于操作,3.,安放稳定、可靠,4.,结构紧凑、工艺性好,5.,尺寸稳定、有一定精度,注意内应力，加工精度特别是位置精度。,7.,排屑方便,8.,吊装方便,重型夹具要有吊环；手动夹具翻转时要有手扶结构。,学习情境三,夹具体的设计,一、夹具体设计中的几个重要问题P.113 1,二、夹具体设计的具体分析,P.115,2.,夹具体的毛坯结构,夹具体毛坯的制造方法有多种，应根据对制造周期、经济性、结构工艺性等方面的要求，结合 工厂的具体条件加以选定。,夹具体毛坯的结构类型,铸造夹具体,锻造夹具体,焊接夹具体,装配夹具体,1.,夹具体设计的基本要求,结构形式取决于机床类型和加工方式；精度和结构工艺性；足够的强度和刚度；重心低，高宽比小于,1.25,；结构简单尺寸稳定；容屑与排屑性能；打印标记。,学习情境三,夹具体的设计,二、夹具体设计的具体分析P.115 2.夹具,二、夹具体设计的具体分析,P.115,2.,夹具体的毛坯结构,学习情境三,夹具体的设计,二、夹具体设计的具体分析P.115 2.夹具体的,二、夹具体设计的具体分析,P.115,2.,夹具体的毛坯结构,1),铸造夹具体,优点：,工艺性好，可铸造出各种复杂的内、外轮廓形状，有较好的抗压强度、刚度和抗振性；易于加工，价格低廉，成本低。,缺点：,生产周期长，单件制造成本高，需时效处理。,材料：,灰铸铁,HTl50,或,HT200,。高精度夹具可用合金铸铁或磷铸铁，用铸钢件有利于减轻重量，轻型夹具可用铸铝（,ZL110,）件。,铸件均需时效处理，精密夹具体在粗加工后需作第二次时效处理。,铸造夹具体的要求：,满足机械制造对铸造零件的工艺要求。,学习情境三,夹具体的设计,二、夹具体设计的具体分析P.115 2.夹具体的,二、夹具体设计的具体分析,P.115,2.,夹具体的毛坯结构,2,）焊接夹具体,优点：容易制造、生产周期短；采用钢板、型材，如结构合理，布置得当，可减小质量；成本低、使用也较灵活。当发现夹具体刚度不足时，可补焊肋和隔板。,缺点：焊接变形较大，抗振性不好。,材料：,焊接件材料的可焊性要好，适用材料有碳素结构钢,Q195,，,Q215,，,Q235,，优质碳素结构钢,20,钢、,15 Mn,等。,焊接后需经退火处理，局部热处理后进行低温回火。,3,）锻造夹具体,优点：,有较高的强度和刚度。,缺点：,只适用于尺寸较大且形状简单的夹具体。,材料：,优质碳素结构钢,40,钢，合金结构钢,40Cr,，,38CrMoAl,等,锻造后酌情采用调质、正火或回火制成。,学习情境三,夹具体的设计,二、夹具体设计的具体分析P.115 2.夹具体的,二、夹具体设计的具体分析,P.115,2.,夹具体的毛坯结构,4,）装配夹具体,装配夹具体是选用夹具专用标准毛坯件或标准零件，根据使用要求组装而成，可得到精确的外形和空间位置尺寸。,标准毛坯和标准零件可组织专业化生产，这样不但可以大大缩短夹具体的生产周期，还可降低生产成本。,要使装配夹具体在生产中得到广泛使用，必须实行夹具零部件的标准化、系列化。,学习情境三,夹具体的设计,二、夹具体设计的具体分析P.115 2.夹具体的,二、夹具体设计的具体分析,P.113,3.,夹具体外形尺寸的确定,方法：,经验类比法,学习情境三,夹具体的设计,二、夹具体设计的具体分析P.113 3. 夹,二、夹具体设计的具体分析,P.113,4.,夹具体排屑措施,学习情境三,夹具体的设计,二、夹具体设计的具体分析P.113 4. 夹具,二、夹具体设计的具体分析,P.113,5.,夹具体的找正基准,对于高精夹具，可以夹具上设置安装找正基准（此时夹具在机床上的安装面不是基准），这时夹具上的定位元件与找正基准要有严格的位置精度要求。,学习情境三,夹具体的设计,二、夹具体设计的具体分析P.113 5. 夹具体的找正基,学习情境四,夹具与机床的连接方式,夹具与机床的连接方式，主要取决于机床类型，其连接精度对加工精度有决定性的影响。,一、夹具与机床回转主轴的安装,主要是,车床,夹具,这类夹具精度是夹具回转精度与机床主轴的同轴度。两种类型，分别与机床主轴锥孔或主轴外圆安装定心。,1.,径向尺寸较小的夹具在机床主轴上的连接,尺寸较小：,D140mm,或,D,（,2,3,）,d,，,d,为主轴锥孔前端直径。,连接方式：,（,1,）,夹具用莫氏圆锥心轴与车床主轴锥孔连接，后端用拉杆加固定。,（,2,）,夹具连接件用内锥与车床主轴外短锥配合，用圆螺母固紧。,特点：定心精度高、刚性不好，适合于轻型夹具。,P.118,学习情境四 夹具与机床的连接方式 夹具与机床的,一、夹具与机床回转主轴的安装,主要是,车床,夹具,1.,径向尺寸较小的夹具在机床主轴上的连接,尺寸较小：,D140mm,或,D,（,2,3,）,d,，,d,为主轴锥孔前端直径。,P.118,学习情境四,夹具与机床的连接方式,一、夹具与机床回转主轴的安装 主要是车床夹具P.118学,一、夹具与机床回转主轴的安装,1.,径向尺寸较小的夹具在机床主轴上的连接,2.,径向尺寸较大的夹具在机床主轴上的连接,连接方式：夹具体通过,过渡盘,与车床主轴外圆定心与安装。,特点：因过渡盘与夹具间存在配合间隙，定心精度受限、但连接强度与刚性好，适合于较重的夹具。,P.118,学习情境四,夹具与机床的连接方式,一、夹具与机床回转主轴的安装 P.118学习情境四 夹具与机,一、夹具与机床回转主轴的安装,P.118,学习情境四,夹具与机床的连接方式,一、夹具与机床回转主轴的安装 P.118学习情境四 夹具与机,二、夹具在机床工作台上的安装,如：铣床、钻床、镗床等，这类机床以平面工作台安装工件，其上有,T,型槽用于安装夹具。,连接定位方式,一般精度：,在夹具体上安装能与机床,T,型槽配合并固定的,定位键,。,定位键的类型：标准件：,A,、,B,型；键与,T,槽配合面可配作，也可以推向一侧消除间隙。,较高精度：,精度要求高的夹具，在夹具上设找正面，在夹具侧面上加工一狭长面，在安装时用于找正。,P.118,学习情境四,夹具与机床的连接方式,二、夹具在机床工作台上的安装 P.118学习情境四 夹具与,二、夹具在机床工作台上的安装,连接固定方式,在夹具体上设一对或两对耳座，用,T,型螺栓连接工作台与夹具体。,P.118,学习情境四,夹具与机床的连接方式,二、夹具在机床工作台上的安装 P.118学习情境四 夹具与,课堂练习：,找出下面铣床夹具中，与铣床工作台连接的关键零件？,从,夹具找正与固紧,方向回答,。,P.118,学习情境四,夹具与机床的连接方式,课堂练习：找出下面铣床夹具中，与铣床工作台连接的关键零件？从,学习情境五,夹具设计实例,一、明确要加工零件的设计任务,图,4,25,为汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉零件图，其在中型机械加工车间中批量生产，要求编制万向节 滑动叉的机械加工工艺规程文件并设计该零件加工的专用夹具。,P.121,学习情境五 夹具设计实例一、明确要加工零件的设计任务P.12,二、分析零件的性能及工艺,1.,万向节滑动叉零件的作用,传递扭矩、调节传动轴长短及位置。,P.121,学习情境五,夹具设计实例,二、分析零件的性能及工艺P.121学习情境五 夹具设计实例,二、分析零件的性能及工艺,2.,零件的材料及类型,材料：,45,钢锻件，优质碳素结构钢；经调质后具有优良的综合力学性能和加工工艺性能；能承受复杂的交变应力。,P.121,学习情境五,夹具设计实例,二、分析零件的性能及工艺P.121学习情境五 夹具设计实例,二、分析零件的性能及工艺,3.,零件的工艺要求分析,零件有两处主要加工面，且有位置精度要求。,1,）以 孔为中心的加工表面,包括：,一对 孔加工及倒角；,尺寸,的两平面,；,4-M8,内螺纹加工,P.121,学习情境五,夹具设计实例,二、分析零件的性能及工艺P.121学习情境五 夹具设计实例,二、分析零件的性能及工艺,3.,零件的工艺要求分析,零件有两处主要加工面，且有位置精度要求。,2,）以 花键孔为中心的加工表面,包括：,花键孔；,阶梯孔,；,外圆 表面；,外螺纹加工；,P.121,学习情境五,夹具设计实例,二、分析零件的性能及工艺P.121学习情境五 夹具设计实例,二、分析零件的性能及工艺,3.,零件的工艺要求分析,三处关键位置精度要求：,P.121,学习情境五,夹具设计实例,二、分析零件的性能及工艺P.121学习情境五 夹具设计实例,三、设计零件工艺规程文件,1.,确定生产类型,根据年产,5000,件，为成批生产。,生产纲领：,P.123,2 .,确定毛坯制造形式,根据零件承受交变载荷及成批生产，选用,45,钢模锻成形。,学习情境五,夹具设计实例,三、设计零件工艺规程文件P.123 2 . 确定,三、设计零件工艺规程文件,1.,确定生产类型,根据年产,5000,件，为成批生产。,生产纲领：,P.123,2 .,确定毛坯制造形式,根据零件承受交变载荷及成批生产，选用,45,钢模锻成形。,学习情境五,夹具设计实例,三、设计零件工艺规程文件P.123 2 . 确定,三、设计零件工艺规程文件,3.,制定工艺路线及方法,P.123,机械加工工艺过程卡片,产品型号,零件图号,产品名称,万向节滑动叉,零件名称,共,页,第,页,材 料 牌 号,毛 坯 种 类,毛坯外形尺寸,每毛坯件数,每 台 件 数,备 注,工,序,号,工 名,序 称,工,序 内 容,车,间,工,段,设,备,工,艺 装 备,工,时,准终,单件,00,车,车端面及外圆,62,、,60,，车螺纹,M60,*1,C620-1,专用车床夹具,05,钻,钻、扩花键底孔,43,，并锪沉头孔,55,，以,62,外圆为基准。,C365L,转塔车床,10,车,内花键孔,5*60,倒角,C620-1,专用车床夹具,15,钻,钻锥螺纹,Rcl/8,底孔。,Z525,立式钻床,专用钻模,20,拉,拉花键孔,L6120,卧式拉床,专用拉床夹具,25,铣,粗铣,39,的两孔端面,X63,卧式铣床,专用铣床夹具,30,钻,钻、扩,39,的两孔及倒角,Z525,立式钻床,专用钻模,35,镗,精、细镗,39,的两孔，,T740,卧式金刚镗床,专用夹具,40,磨,磨,39,二孔端面，保证尺寸,118,M7130,平面磨床,专用夹具,45,钻,钻,4,个,M8,螺纹底孔及倒角,Z4012,立式钻床,专用夹具,50,攻螺纹,攻螺纹,4*M8,，,Rcl/8,55,冲箭头,60,终检,标记,处数,更改文件号,签,字,日,期,标记,处数,更改文件号,签,字,日,期,设 计（日 期）,校 对（日期）,审 核（日期）,标准化（日期）,会 签（日期）,学习情境五,夹具设计实例,三、设计零件工艺规程文件 3. 制定工艺路线及方法,四、万向节滑动叉夹具设计,（以“工序,25,：粗铣,39,的两孔端面”,为例）,1.,工序的分析,工序,25,的加工内容,粗铣,39,的两孔端面。,加工方法,在,X63,卧式铣床上，用两把高速钢镶齿三面刃铣刀，同时铣削两个端面。,专用铣床夹具,保证粗铣,39,的两孔端面的加工。,P.123,学习情境五,夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计（以“工序25：粗铣39的两孔端面,四、万向节滑动叉夹具设计,2 .,夹具的设计,1,）定位基准的选择,P.127,学习情境五,夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计P.127学习情境五 夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计,2 .,夹具的设计,2,）切削力及夹紧力计算,切削条件：刀具为高速钢镶齿三面刃铣刀，直径,da=,225 mm,，刀齿,Z=20,。,单片铣刀圆周切削力,（查机械工程手册）,P.127,学习情境五,夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计P.127学习情境五 夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计,2 .,夹具的设计,2,）切削力及夹紧力计算,切削力计算：,单片铣刀切削力,（查机械工程手册）,F = 1480.5 N,双片铣刀切削力,F,实,= 2961,N,计算水平分力：,F,H,= 1.1,F,实,= 3257 N,计算垂直分力：,F,V,= 0.3,F,实,= 888 N,考虑安全系数：,K = K,1,K,2,K,3,K,4,式中：,K,1,取,1.5,为基本安全系数；,K,2,取,1.1,为加工性质系数；,K,3,取,1.1,为刀具钝化系数；,K,4,取,1.1,为断续切削系数。,实际水平分力：,F,=K,F,H,= 1.5 * 1.1 * 1.1 * 1.1 * 3257 = 6503 N,P.127,学习情境五,夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计P.127学习情境五 夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计,2 .,夹具的设计,2,）切削力及夹紧力计算,选用气缸斜楔夹紧机构，楔角,10,，,扩力比,i,3.42,；,工件,需要的夹紧力,N,P.128,气缸,动力：选用,100mm,，气压,p=0.5MPa,，气缸推力为,3900N,经斜楔扩力,3.42,倍后，实际夹紧力为：,学习情境五,夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计P.128 气缸动力：,四、万向节滑动叉夹具设计,2 .,夹具的设计,3,）定位误差分析,夹具的主要定位元件为花键轴。,（,1,）定位元件尺寸及公差的确定,定位花键轴与该工件配合花键轴的尺寸与公差可以相同。,（,2,）花键孔键槽宽度中心线与,39,两孔轴线（两端面的垂线）的转角误差,键槽宽为 ，所配定位花键轴键宽,键槽配合处的最大间隙为,由此引起的最大转角,P.128,学习情境五,夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计P.128学习情境五 夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计,2 .,夹具的设计,3,）定位误差分析,夹具的主要定位元件为花键轴。,（,3,）,39,两孔端面对花键孔的平行度误差,本项平行度误差由,39,两孔轴线与花键孔的,100,：,0.2,垂直度而来。,零件花键孔与定位花键轴的最大间隙为：,当花键轴为,100,长时，,39,两孔端面对花键孔的平行度误差为,100,：,0.131,，且本工序为粗铣，误差值为允许。,P.128,学习情境五,夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计P.128学习情境五 夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计,2 .,夹具的设计,4,）铣床夹具设计及操作的简要说明,采用气动装置是为了提高生产效率；,本工序为粗加工，切削力较大，气缸直径较大；,在夹具上设置对刀块（与塞尺配合使用）。,夹具装配图如图所示。,P.128,学习情境五,夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计P.128学习情境五 夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计,P.129,学习情境五,夹具设计实例,四、万向节滑动叉夹具设计P.129学习情境五 夹具设计实例,