工装夹具设计的基本方法和步骤ppt课件.ppt

工装夹具设计的基本方法和步骤序言专用夹具设计的基本要求1、工装夹具的设计和使用目的一般来讲，使用工装夹具的目的可以归纳为以下四个方面：

a)可以稳定地保证零件的加工质量，减少废品率；
b)可以提高零件的生产率；
c)可以扩大加工设备的工艺范围；
d)可以改善劳动者的劳动条件。

使用工装的最根本目的就是在保证产品零件的质量稳定，满足技术要求的前提下，还要达到提高产品零件的生产率，获得较好经济效益的目的。
所以，设计工装夹具不仅是一个技术问题，而且还是一个经济问题，每当设计一套工装夹具时，都要进行必要的技术经济分析，使所设计的工装夹具获得更佳的经济效益。2、工装夹具设计的基本方法和步骤2-2-1夹具上的定位基准的确定

每设计一套工装，都应该将零件的关键和重要尺寸部位，作为工装夹具上的定位部位（定位设计），还要确定理想的定位设计（精度设计），确定主要的定位基准（第一基准）和次要的定位基准（第二基准）。

第一基准原则上应该与设计图保持一致。若不能保证时，则可以通过计算，将设计基准转化为工艺基准，但最终必须要保证设计的基准要求。定位基准的选择应该具备二个条件：

应该选择工序基准作为定位基准，这样做能够达到基准重合，基准重合可以减少定位误差；

应该选择统一的定位基准，不仅能够保证零件的加工质量，提高加工效率，还能够简化工装夹具的结构（一般用孔和轴作为定位基准为佳）。

如在进行夹具的工装设计时，工装设计人员在选择定位基准时，先要看设计图的定位基准在哪里，再看工艺加工定位基准（工艺规程上已确定）在哪里，这两者确定的定位基准是否一致，若不一致时，则要通过计算，将设计基准转化为工艺基准，但最终必须要保证设计的基准要求。2-2-3定位基准选择后应选择合适的定位元件

a)零件的六点定位方法
零件的定位基准和工装的定位元件接触形成定位面，以实现零件的六点定位（自由刚体的六个运动自由度）。

当然在大多数工装设计时，我们都不会采纳六点定位（三个沿坐标轴移动，三个挠坐标轴转动），往往采取六点以下大于二点以上的定位设计，这种定位设计不仅允许，而且还常常被采用。根据经验，有两个以上的定位就可以起到定位作用了。

另外在定位设计时，要注意不要因定位点太多（超过六点）而造成过定位（重复定位），过定位会出现定位不稳定的现象，将起反作用。b)常用的定位元件

常用的定位元件有支承钉、支承板、定位销、锥面定位销、V形块、定位套、锥度芯轴等。

1）支承板多用于精基准平面定位；
2）定位销则用于以零件上的孔为基准时最常用的定位元件，与零件的基准孔之间留有一定的间隙，大小按零件孔精度而定；
3）定位套则用于以零件上的轴为基准时最常用的定位元件，与零件的基准轴之间留有一定的间隙，大小按零件轴的精度而定。c)对定位元件的基本要求

在设计定位元件时，其基本技术要求为：精度合适、耐磨性好、有足够的强度和刚度、工艺加工性好、便于拆装等。

例如：某组件的装配焊接夹具的定位件选择，按照要求应采取定位销定位的形式；其定位销与零件的基准孔之间应留有一定的间隙，大小按零件孔精度而定，不能人为的加严定位销的公差带；同时，对选用45#钢和Cr12合金钢为材料的定位销，必须进行调质热处理和淬火热处理，使之有足够的强度和刚度，增强耐磨性，延长使用寿命。2-3零件的夹紧及工装的夹紧结构设计

零件在工装中定位后，一般要夹紧，使得零件在加工过程中，保持已获得的定位不被破坏。零件在加工过程中，会产生位移、变形和振动，这些都将影响零件的加工质量。

所以，零件的夹紧也是保证加工精度的一个十分重要的问题。为了获得良好的加工效果，一定要把零件在加工过程中的位移、变形和振动控制在加工精度的范围内。所以，工装夹具的夹紧问题的处理，有时比定位设计更加困难，绝不能忽视这个问题。2-3-1零件在夹具中定位后的夹紧三原则：

a)零件在工装夹具中定位后的不移动原则：
选择夹紧力的方向指向定位基准（第一基准），且夹紧力的大小应足以平衡其它力的影响，不使零件在加工过程中产生移动。

b)零件在工装夹具中定位后的不变形原则:
在夹紧力的作用下，不使零件在加工过程中产生精度所不允许的变形，必须选择合适的夹紧部位及压块和零件的接触形状，同时压紧力应合适。

c)零件在工装夹具中定位后的不振动原则：
提高支承和夹紧刚性，使得夹紧部位靠近零件的加工表面，避免零件和夹紧系统的振动。这三项原则是相互制约的，因此，夹紧力设计时应综合考虑，选择更佳的加紧方案，也可用计算机辅助设计。一般来讲：

对粗加工用的夹具，选用较大的夹紧力，主要考虑零件的不移动原则；

对精加工用的夹具，选用较小的夹紧力，主要考虑零件的不变形和不振动原则。2-3-2夹紧点的选择
夹紧点的选择是达到最佳夹紧状态的首要因素，正确选择夹紧点后，才能估算出所需要