工装夹具设计原理优秀PPT.pptx
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1、工装夹具设计原理工装夹具设计原理一:什么是工装夹具一:什么是工装夹具工装工装即工艺装备:即工艺装备:指制造过程中所用的各种工具的总称指制造过程中所用的各种工具的总称.包括刀具包括刀具/夹具夹具/模具模具/检具检具/工位器具等工位器具等.工装为其通用简称工装为其通用简称.工装分为专用工装工装分为专用工装/通用工装工装。通用工装工装。一般来说,工装都是某种产品专属的东西。比如说一般来说,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),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)液压机、冲床
2、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(焊接夹具只能特定运用于某种焊;焊装的焊接夹具属于工装(焊接夹具只能特定运用于某种焊接总成),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)。能用得上)。留意不要把留意不要把“工装工装”和和“设备设备”混淆了!混淆了!夹具:顾名思义夹具:顾名思义,用以装夹工件用以装夹工件(或引导刀具或引导刀具)的装置。属于工的装置。属于工装的一种,不仅仅是焊装用,在机加工方面也有用,很多时候,装的一种,不仅仅是焊装用,在机加工方面也有用,很多时候,须要装配几个部件并保证其定位精确的
3、时候就须要。须要装配几个部件并保证其定位精确的时候就须要。模具:用以限定生产对象的形态和尺寸的装置模具:用以限定生产对象的形态和尺寸的装置.刀具:机械制造中运用的刀具基本上都用于切削金属材料刀具:机械制造中运用的刀具基本上都用于切削金属材料,所所以以“刀具刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。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检具:生产中检验所用的器具工装夹具:简洁的说,就是用于工件装夹的工具。用于在机械工装夹具:简洁的说,就是用于工件装夹的工具。用于在机械加工中对
4、工件进行夹持或定位加工中对工件进行夹持或定位,以达到确定工艺要求的特制以达到确定工艺要求的特制的装备或工具的装备或工具.设计工装夹具要紧扣产品,因为工装夹具是特地为某些产品特设计工装夹具要紧扣产品,因为工装夹具是特地为某些产品特定的,要保证生产时无时无干涉现象、定位精确、操作工操作定的,要保证生产时无时无干涉现象、定位精确、操作工操作便捷等便捷等 二:工装夹具在机械加工中的作用二:工装夹具在机械加工中的作用 1 1保证工件的加工精度,稳定产品质量保证工件的加工精度,稳定产品质量 a.a.比划线找正所达到的加工精度稳定、比划线找正所达到的加工精度稳定、牢靠、废品牢靠、废品;(不受划线质量限制不受
5、划线质量限制)b.b.有利装配,工效,运用性能,寿命;有利装配,工效,运用性能,寿命;2 2提高生产率,降低成本提高生产率,降低成本 a.a.增大切削用量;增大切削用量;b.b.压缩协助时间。(省去划线,找正,试切等压缩协助时间。(省去划线,找正,试切等工作了)气、液装置,大为突出。快速,联动。工作了)气、液装置,大为突出。快速,联动。3 3改善工人劳动条件;改善工人劳动条件;a.a.便利便利 b b省力省力 c.c.平安平安4 4扩大设备工艺范围、变更机床用途扩大设备工艺范围、变更机床用途 可依据公司的生产状况可依据公司的生产状况,支配空置的设备加工支配空置的设备加工.由车床加工改为钻床加工
6、由车床加工改为钻床加工,三、工装夹具的组成:三、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。为了保证定位理基本相同。为了保证定位夹紧,顺当进行,夹紧,顺当进行,各类夹具中各部分元件,机构都以担负确定的作用。各类夹具中各部分元件,机构都以担负确定的作用。这些元件既是独立的,也是相互联系的。这些元件既是独立的,也是相互联系的。1 1定位元件:定位元件:作用:确定工件在工装中位置的元件。象作用:确定工件在工装中位置的元件。象V V型块,台型块,台阶销,定位销等阶销,定位销等 2 2夹紧装置:夹紧装置:作用:将工件压紧固定,克服加工中所受
7、的外作用: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。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紧机构。用的机构称为定心夹紧机构。3 3确定夹具对设备相互位置的元件: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)连作用:与设备安装面(工作面,主轴锥孔)连接。例:定向键。接。例:定向键。4 4确定夹具,刀具间位置的元件:确定夹具,刀具间位置的元件:a.a.导向元件:确定刀具位置引导刀具加
8、工,导向元件:确定刀具位置引导刀具加工,钻套等。钻套等。b.b.对刀元件:确定刀具在加工前的正确位置,对刀元件:确定刀具在加工前的正确位置,对刀块对刀块 5 5其它装置或元件:其它装置或元件:a.a.分度装置:为使工作在一次安装中多次转分度装置: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。位而加工不同位置上的表面而设。b.b.顶出器:为便于卸下工件而设置的顶出器。顶出器:为便于卸下工件而设置的顶出器。6 6夹具体:使夹具成为一整体,上面安装定位夹具体: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。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,夹注:夹
9、具基本组成部分:定位装置,夹紧机构,夹具体等。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,特殊是对于加工精度要求较高,力较大时更应留意。若强度和刚度不够,工装夹具在运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:夹紧的牢靠性 产品夹紧必需牢靠稳定,但夹紧力不行过大。以免产品或工装产生过大变形。为防止变形,可接受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,增加适当的协助到承。在选择夹紧方式时,应留意以下几点: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。夹紧力应靠近受力部位,并在产品刚性较
10、好的部位。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态。3:定位精度:定位精度 产产品在工装中的定位精度,主要与定位基准是否与(品在工装中的定位精度,主要与定位基准是否与(产产品)工序基准品)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置;定位元件的与定位基准的协协作状况等有关。作状况等有关。这这些因素所造成的些因素所造成的误误差,差,可通可通过过数学数学计计算求得。算求得。在在实实行提高定位精度的措施行提高定位精度的措施时时,要留意到工装制造上的可能性,在,要留意
11、到工装制造上的可能性,在总总的定位精度的定位精度满满足加工条件下,不要足加工条件下,不要过过高的提高高的提高产产品在工装中定位精度。品在工装中定位精度。一个自由的物体,它一个自由的物体,它对对于三个相互的座于三个相互的座标标面来面来说说,有六种活,有六种活动动的可能的可能性。三种移性。三种移动动,三种,三种转动转动(我(我们规们规定正,反方向的移定正,反方向的移动动,转动转动只各算一只各算一处处活活动动)。假如)。假如说说自由物体在空自由物体在空间间有随意不同的位置,那就是有随意不同的位置,那就是这这六种活六种活动综动综合合结结果。果。习惯习惯上把上把这这种活种活动动的可能性称的可能性称为为自
12、由度。要使物体在某一自由度。要使物体在某一方向有确定的位置,就方向有确定的位置,就须须限制某个方向的自由度。当物体的六个自由度限制某个方向的自由度。当物体的六个自由度均被限制,那么物体在空均被限制,那么物体在空间间的位置也就完全确定了。的位置也就完全确定了。在工装在工装夹夹具中,工件定位基面与定位元件接触,就能限制自由度。两具中,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。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:
13、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,依据加工要求,并不是要限制全部自由度。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,但必需限制的自由度确定要限制,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需限制的自由度数目。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开这种原则性的错误。例 轴上铣双键,要求对称,若不用防转销,就无
14、法保证。(3)过定位 工装中,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:严峻时无法安装工件。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:E定WT W-除定位误差以外,其他因素所引起的误差总和。E定-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。
15、定位误差的组成及产生缘由有以下两个方面:A:定位基准与工序基准不一样所引起的定位误差,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本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4:结构的合理性 工装夹具结构既要牢靠,以要适应生产工艺,这样才能符合简洁、好用、平安的原则。大批生产与试制所用的工装,在结构上有所区分。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,在设计时应接受高效、省力的结构,(如气动、液压、电动等)来实现压紧动
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