一、工裝夾具設(shè)計(jì)的基本原則
+ W- J0 y/ X. u5 X6 ^2 x1,、滿足使用過(guò)程中工件定位的穩(wěn)定性和可靠性;
% h$ A% Z1 L5 o2,、有足夠的承載或夾持力度以保證工件在工裝夾具上進(jìn)行的加工過(guò)程,;) D, u5 Y2 t8 y
3、滿足裝夾過(guò)程中簡(jiǎn)單與快速操作,;
- g. K2 b' C! U9 \. {4,、易損零件必須是可以快速更換的結(jié)構(gòu),條件充分時(shí)最好不需要使用其它工具進(jìn)行;+ G, x* K }; B& A5 ]6 Y. }: Z
5,、滿足夾具在調(diào)整或更換過(guò)程中重復(fù)定位的可靠性,;+ P+ Y0 S [* j# @! Q; S* G. g
6、盡可能的避免結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、成本昂貴,;
* E3 S2 s$ [7 \9 w+ S. s0 K7、盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件作為組成零件,;1 _5 M( _/ ]8 m/ }; h
8,、形成公司內(nèi)部產(chǎn)品的系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。( B) C% c; F: t2 z. W. I2 R/ q, {
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二,、工裝夾具設(shè)計(jì)基本知識(shí)3 p2 j8 M4 `9 T% X* b% ]
一個(gè)優(yōu)良的機(jī)床夾具必須滿足下列基本要求:
$ Y, z2 D, @) {1,、保證工件的加工精度保證加工精度的關(guān)鍵,首先在于正確地選定定位基準(zhǔn),、定位方法和定位元件,,必要時(shí)還需進(jìn)行定位誤差分析,還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度的影響,,確保夾具能滿足工件的加工精度要求,。
" ?1 F K) K# c4 D$ c+ u2、提高生產(chǎn)效率專(zhuān)用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與產(chǎn)能情況相適應(yīng),,應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu),,保證操作方便,縮短輔助時(shí)間,,提高生產(chǎn)效率,。2 x: {9 [. _8 E# b) m
3、工藝性能好專(zhuān)用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單,、合理,,便于制造、裝配,、調(diào)整,、檢驗(yàn)、維修等,。
# O% e5 h" Q' M0 {7 K; c6 X( C4,、使用性能好工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度,操作應(yīng)簡(jiǎn)便,、省力,、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下,,應(yīng)盡可能采用氣動(dòng),、液壓等機(jī)械化夾緊裝置,,以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。工裝夾具還應(yīng)排屑方便,。必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu),,防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具,防止切屑的積聚帶來(lái)大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形,。3 N( K. O+ h" X% \+ p
5,、經(jīng)濟(jì)性好專(zhuān)用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、制造容易,,以降低夾具的制造成本。因此,,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)訂單及產(chǎn)能情況對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,,以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。/ F2 a. h9 B3 ?# L9 m
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三,、工裝夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化概述
# Q* p" ^1 g! S7 y s5 O/ ?3 `1,、工裝夾具設(shè)計(jì)的基本方法與步驟
. ?* y1 O- h) f8 j# [$ Z( R設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工裝夾具設(shè)計(jì)的原始資料包括以下內(nèi)容:- }0 D2 x9 G1 s5 D6 n
a)設(shè)計(jì)通知單,零件成品圖,,毛坯圖和工藝路線等技術(shù)資料,,了解各工序的加工技術(shù)要求,定位和夾緊方案,,前工序的加工內(nèi)容,,毛坯情況,,加工中所使用的機(jī)床,、刀具,、檢驗(yàn)量具,加工余量和切削用量等,;( N r) q& v0 p8 [; P' Z& p
b)了解生產(chǎn)批量和對(duì)夾具的需用情況,;6 l+ p# m3 D$ n7 A
c)了解所使用機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、性能,、規(guī)格,、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸等;1 l" f5 ~: j; P: j' ~3 a* L
d)夾具的標(biāo)準(zhǔn)料庫(kù)存情況,。
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/ k$ F5 ]' o- @ @5 v- A3 X2,、工裝夾具設(shè)計(jì)考慮的問(wèn)題7 A0 I3 p& D+ S) Z) n
夾具設(shè)計(jì)一般結(jié)構(gòu)單一,給人的感覺(jué)結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜,,尤其現(xiàn)在液壓夾具的大行其道,,使其原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化,但是如果設(shè)計(jì)過(guò)程中不加以詳細(xì)考慮必然會(huì)出現(xiàn)不必要的麻煩:" n( f8 \0 f1 U
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a)被加工件的毛坯余量,。造成毛坯尺寸過(guò)大,,產(chǎn)生干涉。所以在設(shè)計(jì)之前一定要準(zhǔn)備毛坯圖,。留出足夠的空間,。& _: r: ^' C* [! w
9 W9 T/ U) {% Z T4 K! {. `8 `b)夾具的排屑暢通性。設(shè)計(jì)時(shí)由于機(jī)床的加工空間的有限性,,夾具往往被設(shè)計(jì)的空間比較緊湊,,這時(shí)往往就會(huì)忽略在加工過(guò)程產(chǎn)生的鐵屑在夾具死角處存積,包括切屑液的流出不暢,,給以后加工帶來(lái)很多麻煩,。所以在實(shí)際之初就應(yīng)考慮加工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,畢竟夾具是以提高效率,,方便操作為本的,。0 b z8 j, B5 W* s: ]
' E/ Y$ F: P9 h9 ~) ~$ Nc)夾具的整體敞開(kāi)性。忽略敞開(kāi)性,,造成操作者裝卡困難,,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,設(shè)計(jì)大忌,。
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+ p; V1 Q/ ]8 i! b# b# r+ o4 |d)夾具設(shè)計(jì)的基本理論原則,。每套夾具都要經(jīng)歷無(wú)數(shù)次的夾緊,松開(kāi)動(dòng)作,,所以可能在開(kāi)始都能達(dá)到用戶要求,,但是加具應(yīng)該有它的精度保持性,所以不要設(shè)計(jì)一些有悖原理的東西,。即使僥幸當(dāng)下可以,,也不會(huì)有長(zhǎng)久的持續(xù)性。一個(gè)好的設(shè)計(jì)應(yīng)該經(jīng)的起時(shí)間的錘煉的,。
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e)定位元件的可更換性,。定位元件磨損嚴(yán)重,所以應(yīng)考慮更換快捷和方便,。最好不要設(shè)計(jì)成較大的零件,。
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夾具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累很重要,有時(shí)設(shè)計(jì)是一回事,,在實(shí)際應(yīng)用中又是一回事,,所以好的設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷積累和總結(jié)的過(guò)程。8 Z; Y9 J6 N' l! c
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常用的工裝夾具按照功能性主要分為以下幾種: 01夾模 02鉆孔,、銑面工裝 03數(shù)控,、儀表夾頭 04試氣、試水工裝 05切邊,、沖孔工裝 06焊接工裝 07拋光治具 08裝配工裝 09移印,,激光刻字工裝
- V# J+ u$ P0 i01夾模 定義:用產(chǎn)品外形定位裝夾的工具 & x; ?. t4 k! R/ e+ R% {3 Z
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設(shè)計(jì)要點(diǎn): 1,、此類(lèi)夾模主要用于虎鉗上,其長(zhǎng)度可以根據(jù)需要截�,�,; 2、夾模上可以設(shè)計(jì)其他輔助定位裝置,,一般采用焊接方式連接夾模,; 3、上圖為簡(jiǎn)圖,,模腔結(jié)構(gòu)尺寸由具體情況確定,; 4、在動(dòng)模上的適當(dāng)位置緊配直徑12的定位銷(xiāo),,定模相應(yīng)位置的定位孔滑動(dòng)配合定位銷(xiāo),; 5、裝配型腔在設(shè)計(jì)時(shí)需在無(wú)收縮的毛坯圖檔的外形面基礎(chǔ)上偏移放大0.1mm,。
& [- h: T# X# P1 h! T" I' D02鉆孔,、銑面工裝 " O2 I- d1 _/ e1 V+ D5 Z" n
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設(shè)計(jì)要點(diǎn): 1、如有必要,,可在固定芯及其固定板上設(shè)計(jì)一些輔助定位裝置,; 2、上圖為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,,實(shí)際情況需根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)做相應(yīng)設(shè)計(jì),; 3、汽缸根據(jù)產(chǎn)品大小和加工時(shí)受力情況而定,,常用SDA50X50,;
" v5 D' T) w) \$ b, G( u03數(shù)控、儀表夾頭 A數(shù)控夾頭 內(nèi)束夾頭 / a% N/ F* X6 R, E
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設(shè)計(jì)要點(diǎn): 1,、上圖未標(biāo)識(shí)尺寸依據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的內(nèi)孔尺寸結(jié)構(gòu)而定,; 2、與產(chǎn)品內(nèi)孔定位接觸的外圓在制作時(shí)需留單邊0.5mm的余量,,最后裝到數(shù)控機(jī)床上在精車(chē)到尺寸,,防止淬火過(guò)程導(dǎo)致的變形和偏心; 3,、裝配部分的材料推薦使用彈簧鋼,,拉桿部分45#; 4,、拉桿部分的螺紋M20為常用螺紋,,可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整該螺紋
& `0 v5 s7 [1 h3 c- v( Z儀表內(nèi)束夾頭 4 }' F8 e) J. P; \( o
( L( H( M5 s2 a2 |設(shè)計(jì)要點(diǎn): 1、上圖為參考圖示,,裝配尺寸和結(jié)構(gòu)依據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的外形尺寸結(jié)構(gòu)而定,; 2,、材料使用45#,淬火處理,。
( z7 N4 Y: d- r儀表外束夾頭
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4 f5 d+ n% u$ L( M: i設(shè)計(jì)要點(diǎn): 1,、上圖為參考圖示,實(shí)際尺寸依據(jù)產(chǎn)品的內(nèi)孔尺寸結(jié)構(gòu)而定,; 2、與產(chǎn)品內(nèi)孔定位接觸的外圓在制作時(shí)需留單邊0.5mm的余量,,最后裝到儀表車(chē)床上在精車(chē)到尺寸,,防止淬火過(guò)程導(dǎo)致的變形和偏心; 3,、材料使用45#,,淬火處理。
, b" V$ L) w1 u3 m; R m% J04試氣工裝
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設(shè)計(jì)要點(diǎn): 1,、上圖是試氣工裝的參考圖,,具體結(jié)構(gòu)需依據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì),思路就是用盡可能簡(jiǎn)單的方式密封產(chǎn)品,,讓需檢測(cè)密封的部分充滿氣體來(lái)確認(rèn)其密封性,; 2、汽缸的大小可根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際大小來(lái)調(diào)整,,同時(shí)也需考慮汽缸的行程是否能滿足取放產(chǎn)品的便捷,; 3、與產(chǎn)品接觸的密封面一般采用優(yōu)力膠,,NBR膠圈之類(lèi)具有良好壓縮量的材料,,同時(shí)注意如有與產(chǎn)品外觀面接觸的定位塊盡量使用白膠類(lèi)的塑料塊并且在使用過(guò)程中蓋上棉布防止碰傷產(chǎn)品外觀; 4,、設(shè)計(jì)時(shí)需考慮產(chǎn)品的定位方向,,防止內(nèi)漏的氣體憋在產(chǎn)品型腔內(nèi)部而誤檢的情況出現(xiàn)。 - z8 t' y0 Q( c4 E: [$ z0 q3 U
05沖孔工裝
6 g, S. g2 o1 s' K1 S設(shè)計(jì)要點(diǎn):上圖為沖孔工裝的常用結(jié)構(gòu),。底板作用為方便固定在沖床的工作臺(tái),;定位塊作用為固定產(chǎn)品,具體結(jié)構(gòu)按產(chǎn)品的實(shí)際情況而設(shè)計(jì),,中心點(diǎn)圍繞能方便安全的取放產(chǎn)品,;擋板作用在方便產(chǎn)品從沖刀上脫離;支柱起固定擋板的作用,。上述幾個(gè)部位的裝配位置和尺寸可按產(chǎn)品的實(shí)際情況設(shè)計(jì),。 & F3 j' p+ x, f
06焊接工裝 焊接工裝主要起固定焊接組件中各零部件的位置,控制焊接組件中各零部件的相對(duì)尺寸,,其結(jié)構(gòu)主要是定位塊,,需根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì),。值得注意的情況在產(chǎn)品放置在焊接工裝上不得用工裝之間產(chǎn)生密封空間,防止焊接加熱過(guò)程中導(dǎo)致密封空間壓力過(guò)大影響零部件焊接后的尺寸,。
3 r/ H- c$ t- Y( gt8 07拋光治具
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08裝配工裝 裝配工裝主要應(yīng)用在組件的裝配過(guò)程中輔助定位的裝置,。其設(shè)計(jì)思路為根據(jù)組件裝配的結(jié)構(gòu)能便捷的取放產(chǎn)品,在裝配過(guò)程中不能損壞產(chǎn)品的外觀表面,,在使用過(guò)程中能蓋上棉布來(lái)保護(hù)產(chǎn)品,。在材料的選用上面盡量用白膠等非金屬材料。 ! _( S, K+ \1 B0 x: G8 Q0 }3 n
09移印,,激光刻字工裝 3 v3 Q3 z* E8 M: u7 a1 w: d1 Z
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設(shè)計(jì)要點(diǎn):根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際情況的刻字要求來(lái)設(shè)計(jì)工裝的定位結(jié)構(gòu),,需注意產(chǎn)品取放的便捷性,和產(chǎn)品外觀的保護(hù),,定位塊和與產(chǎn)品接觸的輔助定位裝置盡量采用白膠等非金屬材料,。 " v: \: I: a0 `5 }# A% z& A
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