夹具工程师必知的夹具设计技术资料
做夹具设计，应该了解如下技术资料：
附表1 夹具的尺寸公差
工件的尺寸公差 | 夹具相应尺寸公差占工件公差的 |
＜0.02 0.02~0.05 0.05~0.20 0.20~0.30 | 3/5 1/2 2/5 1/3 |
附表2 夹具的角度公差
工件的角度公差 | 夹具相应尺寸公差占工件公差的 |
0°1′~0°10′ 0°10′~1° 0°~4° | 1/2 2/5 1/3 |
附表3 车、磨床夹具径向跳动允差
工件径向跳动允差 | 定位元件定位表面对回转中主线的径向跳动允差 | |
心轴类夹具 | 一般车磨夹具 | |
0.05~0.10 | 0.005~0.01 | 0.01~0.02 |
0.10~0.20 | 0.01~0.015 | 0.02~0.04 |
0.20以上 | 0.015~0.03 | 0.04~0.06 |
附表4 按工件公差确定夹具对刀块到定位表面制造公差
工件的允许误差 | 对刀块对定位表面的相互位置 | |
平行或垂直时 | 不平行或不垂直时 | |
~±0.10 | ±0.02 | ±0.015 |
±0.1~±0.25 | ±0.05 | ±0.035 |
±0.25以上 | ±0.10 | ±0.08 |
附表5 对刀块工作面、定位表面和定位键侧面间的技术要求
工件加工面对定位基准的技术要求 （mm） | 对刀块工作面及定位键侧面对定位表面的垂直度或平行度 （mm/100mm） |
0.05~0.10 | 0.10~0.02 |
0.10~0.20 | 0.02~0.05 |
0.20以上 | 0.05~0.10 |
附表6 导套中心距或导套中心到定位基面间的制造公差
工件孔中心距或孔中心到基面的允差 | 导套中心距或导套中心到定位其面的制造公差 | |
平行或垂直时 | 不平行或不垂直时 | |
±0.05~±0.10 | ±0.005~±0.02 | ±0.005~±0.015 |
±0.10~±0.25 | ±0.02~±0.05 | ±0.015~±0.035 |
±0.25以上 | ±0.05~±0.10 | ±0.035~±0.08 |
附表7 导套中心对夹具安装基面的相互位置要求
工件加工孔对定位基面的垂直度要求 （mm） | 导套中心对夹具安装基面的垂直度要求（ mm/100mm） |
0.05~0.10 | 0.01~0.02 |
0.10~0.25 | 0.02~0.05 |
0.25 以上 | 0.05 |
附表8 常用夹具零件材料及热处理
名称 | 推荐材料 | 热处理要求 | 国标《夹具零部件》代号 | |
定 位 元 件 | 支承钉 | D≤12mm,T7A D＞12mm,钢20 | 淬火HRC60~64 渗碳深0.8~1.2mm 淬火HRC60~64 | GB2226-80 |
支承板 | 钢20 | 渗碳深0.8~1.2mm 淬火HRC60~64 | GB2236-80 | |
可调支 承螺钉 | 钢45 | 头部淬火HRC38~42 L＞50mm 整体淬火HRC33~38 | 国际《夹具零部件》附录—应用图例中图6 | |
定位销 | D≤16mm,T7A D＞16mm,钢20 | 淬火HRC53~58 渗碳深0.8~1.2 淬火HRC53~58 | GB2203-80A GB2204-80A | |
定位心轴 | D≤35mm,T8A D＞35mm,钢45 | 淬火HRC55~60 淬火HRC43~48 | ||
V形块 | 钢20 | 渗碳深0.8~1.2mm 淬火HRC60~64 | GB2208-80 | |
夹 紧 元 件 | 斜楔 | 钢20 代用钢45 | 渗碳深0.8~1.2mm 淬硬HRC58~62 淬硬HRC43~48 | |
压紧螺钉 | 钢45 | 淬硬HRC38~42 | GB2160-80 至GB2163-80 | |
螺母 | 钢45 | 淬火HRC33~38 | ||
摆动压块 | 钢45 | 淬火HRC43~48 | GB2171-80 GB2172-80 | |
普通螺 钉压板 | 钢45 | 淬火HRC38~42 | 国际《夹具零部件》附录—应用图例。 20、21、23~25 | |
钩形压板 | 钢45 | 淬火HRC38~42 | GB2197-80 | |
圆偏心轮 | 钢20 优质工具钢 | 渗碳深0.8~1.2mm 淬火HRC60~64 淬火HRC50~55 | GB2191-80 至GB2194-80 | |
其他专用元件 | 对刀块 | 钢20 | 渗碳深0.8~1.2mm 淬火HRC60~64 | GB2240-80 至GB2243-80 |
塞尺 | T7A | 淬火HRC60~64 | GB2244-80 GB2245-80 | |
定向键 | 钢45 | 淬火HRC43~48 | GB2206-80 | |
其他专用元件 | 钻套 | 内径≤25mm,T10A 内径＞25mm,钢20 | 淬火HRC60~64 渗碳深0.8~1.2mm 淬火HRC60~64 | GB2262-80 GB2264-80 GB2265-80 |
衬套 | （同上） | （同上） | GB2263-80 | |
固定式 镗套 | 钢20 | 渗碳深0.8~1.2mm 淬火HRC55~60 | GB2266-80 GB2267-80 GB2269-80 | |
夹具体 | HT15~30 或HT20~40 | 时效处理 | ||
附表9 常用夹具元件的公差和配合
元件名称 | 部位及配合 | 备注 | |
衬套
| 外径与本体H7/r6或H7/n6 | ||
内径H6或H7 | |||
固定钻套 | 外径与钻模板H7/r6或H7/n6 | ||
内径G7或F8 | 基本尺寸是刀具的最大尺寸 | ||
可换钻套
快换钻套
| 外径与衬套H7/g5或H7/g6 | 基本尺寸是刀具的最大尺寸 | |
内径 | 钻孔及扩孔时F8 | ||
粗铰孔里G7 | |||
精铰孔时G6 | |||
镗套 | 外径与衬套H6/h5（H6/j5）,H7/h6(.H7/js6) | ||
内径与镗杆H6/g5（H6/h5）,H7/g6(.H7/h6) | |||
支承钉 | 与夹具配合H7/r6，H7/n6 | ||
定位销 | 与工件基准配合H7/g6、H7/f7或H6g5、H6/f6 | ||
与夹具体配合H7/r5，H7/n5 | |||
可换定位销 | 与衬套配合H7/h6 | ||
钻模板铰链轴 | 轴与孔配合G7/f6,F8/g6 | ||
铣床夹具设计实例
图2-2-25所示为轴套类零件的零件图样。现需设计铣两槽5mm的铣夹具。
1．零件本工序的加工要求分析
本工序的加工要求，在实体上铣出两通槽，槽宽为5 mm，槽深为27 mm，两槽在圆周方向互成60°±30′角度，表面粗糙度为Ra1. 25μm。
本工序之前，外圆φ60 mm、内孔φ32 mm及两端面均已加工完毕。
本工序采用φ5mm标准键槽铣刀在X5l立式铣床上，一次装夹六件进行加工。
2．确定夹具类型
本工序所加工的是两条在圆周互成60°角的纵向槽，因此宜采用直线进给带分度装置的铣夹具。
3．拟定定位方案和选择定位元件
(1)定位方案。
①以φ32 mm内孔作为定位基准，再选孔端面为定位基准，限制工件五个自由度。如图2-2-26(a)所示。
②以φ60 mm外圆为定位基准 (以长V形块为定位元件)，限制4个自由度。如图2-2-26 (b)所示。
方案②由于V形块的特性，所以较易保证槽的对称度要求，但对于实现多件夹紧和分度较困难。
方案①的不足之处是由于心轴与孔之间有间隙、不易保证槽的对称度，且有过定位现象。但本工序加工要求井不高，而工件孔和两端面垂直精度又较高，故过定位现象影响不大。
经上述分析比较，确定采用方案①。
(2)选择定位元件。根据定位方式，采用带台肩的心轴。心轴安装工件部分的直径为φ32g6( )mm，考虑同时安装6个工件，所以这部分长度取112mm，由于分度精度不高，为简化结构，在心轴上做出六方头，其相对两面间的距离尺寸取28g6( )mm，与固定在支座上的卡块槽28H7( )mm相配合；加工完毕一个槽后，松开并取下心轴，转过相邻的一面再嵌入卡块槽内即实现分度。心轴通过两端φ25H6mm柱部分安装在支座的V形槽上，并通过M16螺栓钩形压板及锥面压紧，压紧力的方向与心轴轴线成45°角。
(3)定位误差计算。工序尺寸27 mm 定位误差分析如下。
由于基准重合ΔB＝0
由于定位孔与心轴为任意边接触，则因此定位精度足够。
由于加工要求不高，其他精度可不必计算。
4．确定夹紧方案
根据图2-2-26所示心轴结构，用M30螺母把工件轴向夹紧在心轴上。心轴的具体结构如图2-2-27所示。
5．确定对刀装置
(1)根据加工要求，采用GB/T2242－80直角对刀块；塞尺符合GB/T2244－80，基本尺寸及偏差2 mm。
(2)计算对刀尺寸H和B
如图2-2-28所示，计算时应把尺寸化为双向对称偏差，即
6．夹具精度分析和计算
本夹具总图上与工件加工精度直接有关的技术要求如下。
定位心轴表面尺寸φ32g6。
定位件与对刀间的位置尺寸(24.75±0.08)mm，(4.575±0.05)mm。
定位心轴安装表面尺寸φ25h6。
对刀塞尺厚度尺寸2 mm。
分度角度60°±10′。
定位心轴轴线与夹具安装面、定位键侧平面间的平行度公差为0. lmm。
分度装置工作表面对定位表面的对称度公差为0. 07mm。
分度装置工作表面对夹具安装面垂直度公差为0.07mm。
对刀装置工作表面对夹具安装面的平行度和垂直度公差为0. 07mm。
(1)尺寸27 mm的精度分析。
ΔD＝0. 064mm(定位误差前已计算)。
ΔT＝0. 16mm(定位件至对刀块间的尺寸公差)。
ΔA＝ ×20mm＝0.0086mm(定位心轴轴线与夹具底面平行度公差对工件尺寸的影响)。
故此夹具能保证27 mm尺寸。
(2)对60°±30′的精度分析。
分度装置的转角误差可按下式计算。
故此分度装置能满足加工精度要求。
7．绘制夹具总图
图2-2-27所示为本夹具的总装图样。
8．绘制夹具零件图样
从略。
9．编写设计说明书
从略。
-End-
免责声明：本文系网络转载或改编，仅作分享所用，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删。
来源：非标机械专栏
