方形零件夹具

方形零件夹具（精选四篇）

方形零件夹具 篇1

薄板类零件是常见的工程产品,在汽车、航空航天、家用电器以及金属夹具方面有相当普遍的应用。加工薄板类零件时,切削力及薄板的弹性退让极易产生切削面的振动,使薄板厚度尺寸公差和表面粗糙度难以保证[1],这时,应考虑合适的工件定位、装夹方式。因此设计薄板类零件夹具具有重要工程意义。

夹具是工件加工过程中按照工艺要求,用来迅速紧固工件,使机床、刀具、工件保持正确相对位置的工艺装置[2]。在工艺过程和生产过程中出现的夹具一般有:焊接夹具、检验夹具、装配夹具及机床夹具等。夹具是制造系统中与工件直接接触的部分,对于解决制造系统的快速重组、快速响应以及质量、可靠性等各种问题起到很重要的作用。

1 薄板零件的结构材料分析

零件结构如图1所示为E型,这种结构零件加工时在方形槽两侧处应力较集中,切削时装夹不当会使零件弹性变形量变大;零件材料采用45号钢,这种钢的机械性能很好,但这是一种中碳钢,淬火性能并不好,常将45#钢表面渗碳淬火,提高表面硬度;对以上两方面因素分析后,将E型薄板零件的夹具整体方案设计如图2、图3所示[3]。

2 薄板类零件夹具结构设计

2.1 薄板类零件夹具结构设计整体方案

本方案提供能完成松紧动作、加压、自锁的动力装置,并设计传力装置和夹紧装置实现传递动力和夹紧动作。

2.2 薄板类零件夹具动力装置的确定

夹紧装置中产生源动力的部分叫做力源装置,常用的力源装置有气动、液压、电动等。本设计采用了活塞杆液压缸,解决了手动夹紧时夹紧力不一致,误差大,精度低,工人劳动强度大等缺点。由于油液的不可压缩性,能传递较大的压力,一般工作压力可达50×105~65×105pa,比气压大10多倍,因此,在产生同样作用力的情况下,油缸直径可以小许多倍,使夹具体整体结构变的紧凑。液压缸结构如图4所示,材料选用40Cr,重量196N,要求液压缸固定时要与加工台水平度较高,采用螺纹联接,当转动时扭转强度不够时可在小轴端面加工键槽等用来传递扭矩。

2.3 薄板类零件夹具传力装置结构设计

从动力源到夹紧机构需要中间传力装置,本设计采用平面铰链机构传力,零件结构如图5所示,材料选用45钢。图5(1)为铰链板,在传力的过程中可将轴向运动转换为径向运动;图5(2)为铰链压板,可将铰链板提供的轴向的推、拉力转化为径向夹紧力。要求传力零件连接时铰链上的同心度不超过0.05,用螺栓将铰链连接在一起,但夹紧力不易过大,可自由的相对运动。

2.4 薄板类零件夹具的定位、夹紧装置结构设计

本设计中用定位支撑板对零件定位,安装时要保证与加工台的水平度,如图6所示。夹具中直接与零件表面接触,并夹紧零件的装置称为夹紧装置,本设计中分别从两个方向对零件夹紧[4],如图7所示为偏心夹紧机构,用来对零件进行水平方向的夹紧,安装时与加工台以螺栓连接。如图8为铰链压块,用来对零件进行竖直方向上的压紧,安装时确保压块与工件的相对位置。

3 夹紧力计算、校核

该设计中的夹紧力主要由偏心轮机构和铰链机构作用产生,因此主要对这两种夹紧力进行计算并校核[5]。

3.1 偏心轮加紧力的计算校核

如图9圆偏心夹紧机构的几个基本参数图。图中C是圆偏心轮的几何轴心,R是相应的圆半径,O是圆偏心轮的回转轴心,OC之间的距离e即为偏心距。当圆偏心O沿图中箭头方向顺时针回转时,其回转半径ra不断变化,由最小值(Rmin=R0-e)直到最大值(Rmax=R+e)。当圆偏心回转时,可看作绕在半径为R0圆上的偏心轮结构推动工件直到工件夹紧为止。

安全系数在加工过程中,由于工艺的不同,工件材质和加工余量的不同以及刀具钝化等因素的影响,欲准确地确定所需夹紧力是很困难的。因此,为了夹紧可靠,必须将计算所得的切削力乘以安全系数作为实际所需的夹紧力。

式中,K1———基本安全系数K2———加工状态系数

K3———刀具钝化系数K4———切削特点系数

为防止工件绕轴线转动所需要的夹紧力为:

为防止工件在轴向力的作用下移动所需要的夹紧力为:

根据各个参数的选取条件选取各个参数代入上式得

选择圆偏心论夹紧偏心轮的工作行程:

偏心轮的工作段:r1=60°r2=120°

根据以上数据计算在机床夹具设计手册中154页表3.2—9.2中选取偏心轮为JBT8011-1-1999-3。

所需夹紧力为Wk效率为u=98%

3.2 铰链夹紧力计算(如图10所示)

4 结论

以上通过分析E型薄板零件的结构材料特性,设计夹具整体方案,分别对夹具的动力装置、传力装置及定位夹紧装置结构进行设计,并对主要夹紧力进行计算校核后,设计出的整体夹具结构及夹紧状态如图11所示。这种多方位的夹紧方式及铰链夹紧作用力特性,可在加工薄板类零件时减少弹性变形量,降低加工误差;并且在铰链压板端部配合压块压紧可增加压紧面积,提高了薄板零件的表面质量。从而实现了对薄板零件的定位和夹紧。

参考文献

[1]王志刚,何宁,武凯.壁零件加工变形分析及控制方案[J].中国机械工程,2002,02:114-118.

[2]朱耀祥,蒲林祥.现代夹具设计手册[M].北京.机械工业出版社,2009.

[3]吴玉光,高曙明,陈子辰.组合夹具设计的几何原理[J].机械工程学报,2002,01:117-12.

[4]麻东升,刘长荣,张小芹.影响薄壁零件加工精度的因素及工艺措施[J].河北科技师范学院学报,2008,04:62-65.

轴类零件加工工艺及夹具设计探讨 篇2

1 轴类零件的加工技术要求

1.1 应明确轴类零件尺寸的精度

在轴类零件轴颈选择过程中，为了确保其支撑作用，应选择IT5-7精度较高的轴颈;如果主要是作为装配传动件，应选择IT6-9精确度较低的轴颈。

1.2 应注意几何形状精度

外锥面、轴颈等轴型的圆柱度以及圆度也即是轴类零件几何形状精度，一般的轴类零件正常的话会将轴类零件几何形状精度控制在允许的尺寸公差范围内。如果是内外圆表面，对轴类零件的几何形状精度具有较高的要求，应在工艺图纸中将有效的误差范围明确表示出来。

1.3 注意相互位置精度

轴类零件在整个机械运行系统中的位置及其功能主要决定了其的位置精度。轴类零件的精度通常情况下必须达到装配传动件轴颈对支撑轴颈的需要(要求同轴度)，若未达到该项需要，会使传动齿轮之间产生一定的磨合误差，对机械的传动效果产生较大影响。通常情况下，轴类零件的径向跳动范围最小为0.01mm，最大为0.03mm。若相互位置精度具有较高要求，则最小的径向跳动范围会缩小到0.001mm，最大为0.005mm。

1.4 注意表面粗糙程度

车床上加工方形工件夹具探讨 篇3

关键词：车床加工方形工件夹具

在进行汽车修理时，经常会遇到的方形工件的加工，这些零件若用铣床加工，生产效率较低，加工不方便。为了解决这一加工难题，我在实践中摸索研究，白制了一个车方形工件的专用夹具，可以直接利用普通车床加工各种方形工件。

一、车方形工件夹具的特点

1 、一机多用。在设备不齐全，专业技术人员缺少的情况下，可直接加工方形工件一次而成。

2 、该夹具结构简单、容易操作，对操作人员的技术水平要求不高，便于使用。

3 、该夹具生产效率高。可在加工M36 以下的各种螺丝和螺母的六方面（对角长度63 . 5mm ）或加工边长为30 ～的扁、和四方等。

当车床上使用此装置加工M12 的六角螺栓和螺母的方头时，它可比铣床加工提高工效4 一5 倍，

二、工作原理

使用时可将此装置的底座10 固定在车床的中拖板上，将车床小拖板取下来，同时将卞动齿轮轴2 直接安装在床头箱卞轴锥孔内，另一端用车床后顶尖顶位。动力经床头箱主轴传到齿轮轴（渐开线花键轴、Z = lq ）再通过中间齿轮5 带动双联齿轮9 ( Z = 54 : Z = 36 ) ，由此可分别得到1 = 1 / 3 或1 = 1 / 2 的减速比、工件再由装在从动轴21 上的卡盘22 驱动、刀盘1 安装在床头箱的主轴上，并开有六条装刀槽。

工作时，工件和刀具都作同方向的不等速旋转运动，利用线由点组成的几何原理，在车床上改变原来车刀和工件相对运动的轨迹、车刀不移动、进刀和走刀的动作由车床的拖板通过移动工件来完成，这种加工方法的不足是工件表面稍有弧形，但是对紧固件而言，不会影响其使用。

车方形工件夹具的构造和安排情况如图所示：

三、使用方法

1、车方夹具的安装、使用时将车床刀架卸下利用车床刀架回转盘的紧固螺栓，将此夹具固定在中拖板上，工作完后即可折除。安装刀盘中Zoomm 左右自制时，可先折下原来车床上的卡盘，然后将刀盘装在床头箱主轴上。

2、刀具的选用和安装、刀具材料选用YTS 硬质合金、刀杆材料45 ＃钢，同时使用两把以上的刀具时，每把刀具的几何形状均需相同。装刀数量可根据多边形数和所选用的减速比来确定。

计算方法如下：

装刀二多边形边数X 减数比

安装两把以上刀具时，每把刀伸出刀盘的长度一定要相等，刀尖要在同一圆周上、刀具之间的夹角也要相等，否则就加工不出规则的正多边形。

3、调速减速比，速比的改变是通过调整挂轮来实现的。调整时只要改变中间齿轮轴与卞、从动轴之间的相对位置，使中间齿轮分别与双联齿轮的大、小齿轮相结合，便可得到两种不同的速比。

4、工件加工尺寸的控制，这可以通过调整从动轴和主动轴的相对位置（中心距）来实现。方法是先松开挂轮板，摇动中拖极、改变两轴中心距、并使加工面与车刀保持适应位置这样就可获得加工不同尺寸的工件。

不规则零件的夹具设计 篇4

关键词：夹具设计,快速定位,迅速夹紧

0 引言

三叉轴零件属于不规则零件, 可采用数控铣床或加工中心完成, 但需多次装夹完成, 加工效率低, 且难以达到尺寸精度要求。如果在数车上完成, 能够达到尺寸要求, 但不便于装夹, 为了便于装夹, 提高生产加工效率, 特设计专用夹具。

1 零件图形分析

如图1所示, 从零件图形看, 该零件有三根轴, 轴与轴之间角度为120度分布。零件的尺寸精度较高, 如外形尺寸准280+0.01, 准220+0.011等, 表面粗糙度要求较高, 如外形尺寸准22的表面粗糙度为1.6um, 且准22圆柱轴线对A面有平行度要求, 平行度公差为0.04mm范围内。各轴由圆柱、圆锥、球面以及内螺纹组成。

2 毛坯材料及结构

毛坯材料为45钢, 硬度不高易切削。毛坯形状是铸造出来的, 上下两面粗磨过, 中心有一直径为20mm的通孔, 结构如图2所示, 为保证零件夹紧和精度要求, 对毛坯下底面进行铣削出高度为4mm的凸台, 如图3所示。

3 传统夹具结构优缺点分析

如图4所示, 传统夹具采用销钉进行定位, 采用五个螺钉进行夹紧, 优点结构非常简单。缺点就是每加工一根轴都要打百分表校正轴与夹具的同轴度。每加工完一个零件都要松开螺钉拔出销钉, 导致加工效率较低, 不利于批量生产。

4 新的夹具结构设计

根据传统传统夹具的缺点, 新的夹具要满足两点, 一就是要求快速定位, 二就是要迅速夹紧, 以满足高效生产。从毛坯特点分析, 毛坯的每一根加工轴需要与夹具同轴心, 这需要对零件毛坯的上下、前后位置的定位, 以及轴向定位。首先设计位置的定位, 保证夹具固定板到夹具中心线的距离19±0.03, 确定上下位置, 采用销轴定位确定前后位置。如图4所示。其次是轴向定位设计, 三叉轴以120度均匀分布, 可以在零件尾部设置一个120度的活动顶尖, 与销轴构成两点定位一条直线, 保证了轴向定位。活动顶尖可以在弹簧力和零件压力下上下移动, 如图5所示。

夹紧的设计, 是要保证零件被夹紧的同时, 尽可能实现较快夹紧, 减少夹紧时间, 提高加工效率, 本夹具夹紧是基于铣床上工件夹紧方式转换过来的。以两根导柱为导向引导压紧板运动, 设计导柱角度和位置时, 保证压紧板到底部时与固定板之间的距离比工件毛坯厚度小0.5mm左右, 保证压紧时不会碰到侧壁。导柱与水平方向的倾斜角度不宜过小, 过小时垂直方向的夹紧力太小, 工件不稳定。倾斜角太大, 不利于压紧板稳定。从整体分析, 本设计采用40度的倾斜角。具体结构图如图6所示。

活动顶尖的设计, 顶尖设计很薄, 由厚度为4mm梯形薄板, 以及两根导柱和弹簧组成, 顶尖上表面设置斜角, 当工件需要旋转换轴时, 工件沿着斜角运动, 使顶尖产生向下的力而沿着导柱运动, 当工件旋转120度后, 顶尖在弹簧力作用下向上运动, 工件只需稍微反转一点, 碰到顶尖另一边垂直面, 就能准确定位, 为了避免活动顶尖在旋转运动中被甩出, 顶尖下底面设计成方形, 使其被工件压着, 具体结构如图5所示。

定位销钉的设计, 定位销与工件内孔的配合是间隙配合, 定位销伸出固定板5mm, 用来定位, 在销钉末端有几圈螺纹, 用来固定定位销, 结构如图7所示。整体结构图如图8所示。

5 夹具的优越性

本夹具已投入使用, 底板与活动板的两根导柱完全满足加工过程中的强度和刚性要求。与传统夹具相比, 去掉了频繁的打表校正, 减少了多个螺钉的压紧和松开, 每一个零件从夹紧到完成对一个熟练工人来说, 都要缩短十五分钟左右, 减少总工时百分之二十。如果一个不熟练的工人, 要缩短二十分钟左右, 减少总工时百分之二十五左右, 为批量生产大大的提高了生产效率。随着本夹具的使用, 对熟练工人和不熟练的工人在装夹时间上几乎没什么区别, 也不再因为打表不熟练而出现较大的偏差, 提高了工件质量的稳定性。而且夹具结构也较简单, 适合于推广使用。

参考文献

[1]李昌年主编.机床夹具设计与制造[M].机械工业出版社, 2012, 11.

[2]朱耀祥主编.现代夹具设计手册[M].机械工业出版社, 2010, 12.