夹具设计原理.pptx

夾具設計原 理 • 講師 :王驍 課程內容 • 夾具的概述 • 工件的定位及夾具定位設計 • 工件的夾緊及夾具的夾緊設計 • 夾具的精度及控制 • GS夾具的相關知識 ➢ 夾具的概述 ¨ 什麼是夾具 -------夾具是安裝在機床上,用以夾緊工件 (和引導刀具)的裝置. 具體說,夾具安裝在機床的工作台 (或底座) 上,或機床主軸上,工件安裝並夾緊於夾 具中的正確位置, 引導或調整刀具使之 處於相對夾具的正確位置,逕行工件的 加工,從而獲得合格的工件. 1.使用夾具的目的 ¨ 可以穩定的保證工件的加工質量,減少 廢品 ¨ 可以提高生產效率 ¨ 可以擴大機床的使用範圍 ¨ 可以改善操作者的工作條件 2.夾具的分類 按夾具的通用特性可分為以下几類 ¨ 通用夾具 ¨ 專用夾具 ¨ 通用可調夾具 ¨ 組成夾具 ¨ 組合夾具 3.夾具的組成 各種夾具形狀千差万別,單就構成元件的功能來 看,可以分為一些組成部分.便於學習和研究. 一般夾具的組成元件可分為 : ¨ 定位支承元件 ¨ 夾緊機構 ¨ 導向元件 ¨ 對刀元件及定向元件 ¨ 夾具體 ¨ 其他裝置 ➢工件定位及夾具的定位設 計 ¨ 工件的定位 工件在夾具中獲得一個確定的位置稱為工 件在夾具中的定位. 1.工件的六點定位原理 ¨ 六自由度定義 嚴格的說,工件在夾具中的定位包含兩個 方面的內容 : 1. 工件位置的確定-------夾具的定位設計 2. 工件位置的正確-------夾具的精度設計 2.工件在夾具中實現正確定 位 的基本條件 ¨ 工件上正確定位基準的選擇 ¨ 首先選擇工序基準作為定位基準------基 準的重複原則 ¨ 對工序多的工件應選擇統一 的定位基準 -------基準統一原則 ¨ 粗基準的選擇應使各主要加工表面余量 均勻或加工表面與非加工表面的壁厚均 勻. 短V型塊2個 ;長V型塊 4個 限制自由度個數 1個 3個 短銷2個 ;長銷4個 3個 V型塊 3.常用的定位元件 元件名稱 支承釘 支承板 定位銷 錐面定位銷 4 序號 1 2 3 5 4.定位元件的基本要求 ¨ 合適的精度 ¨ 耐磨性好 ¨ 足夠的強度和剛度 ¨ 工藝性好 ¨ 便於清除切屑 ➢定位設計 ¨ 工件是由一組定位基準在夾具中定位的. 定位設計的任務就是要選擇一組適合而 相容的定位元件,遵循工件定位規律,實 現工件的正確定位. 1.常見工件的組合基準 ¨ 一組平面及平面, 曲面組合基準的定位 設計 ¨ 平面與孔組合基準的定位設計 ¨ 孔及孔系組合基準的定位設計 2.夾具的重複定位 ¨ 凡工件的一個自由度被一個以上的點定 位副限制時,則發生了重複定位. ¨ 重複定位常出現在以下情況 : ¨ 定位元件形狀選擇不當 ¨ 定位元件的尺寸選擇不當 ¨ 定位元件的精度選擇不當 3.消除重複定位的措施 ¨ 控制定位元件的位置精度 ¨ 減少定位元件的配合尺寸,增大間隙配 合 ¨ 縮小定位元件的工作面的接觸長度 4.過定位與欠定位 過定位 : 在六自由度上有針對某自由度有重複定 位現象, 易造成定位不准 欠定位 : 六自由度未完全限制. ➢工件的夾緊及夾具的夾緊 設計 ¨ 工件在夾具中定位後需要夾緊,使工件 在加工過程中保持已獲得的定位不被破 壞.為了獲得良好的加工效果,一定要把 工件在加工過程中的位移,變形和振動 控制在加工進度允許的範圍之內. 1.工件夾緊的三原則 ¨ 工件的不移動原則 ¨ 工件的不變形原則 ¨ 工件的不振動原則 2.夾緊點選擇的一般原則 ¨ 盡可能的使夾緊點和支承點對應,使夾 緊力作用在支承上 ¨ 夾緊點選擇應儘量靠近加工表面,且選 擇在不致引起過大夾緊變形的位置. 要素 1.受力點(受力分析點) 2.受力方向 3.受力大小 3.夾緊力的確定 受力平衡狀態 :物體保持靜止或勻速運動 受力分析圖 4.常用夾緊機構的設計 ¨ 夾緊機構是指能實現以一定的夾緊力夾緊於 工件選定的夾緊點的功能的完整結構.主要包 括於工件接觸的壓板,支承件和施力機構. ¨ 對夾緊機構的設計要求 ¨ 可浮動 ¨ 可連動 ¨ 可增力 ¨ 可自鎖 5.動力源的選擇原則 ¨ 經濟合理 ¨ 與夾緊機構相適應 ➢夾具的精度及控制 ¨ 工件的加工誤差是工藝系統誤差的綜合 反應,其中夾具的誤差是加工誤差直接 的主要誤差成分.夾具的誤差分為靜態 誤差和動態誤差兩部分,其中靜態誤差 占重要比例.現夾具的誤差指的就是夾 具的靜態誤差, 即靜態精度. ¨ 公差等級 ¨ 三種配合方式 間隙配合 緊密配合 過盈配合 1.公差與配合的概念 2.夾具精度內容 ¨ 定位及定位支承件的工作表面對夾具底 座的位置度誤差 ¨ 對刀或導向元件的工作表面或軸線對夾 具