三菱4G6水泵体夹具设计

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三菱 4G6 水泵体夹具设计

[摘要]主要说明铣床专用夹具设计的标准和制作工艺的要求，以及绘制总装配图的程序。

　 [关键词]水泵体;夹具;设计

　　 1　专用夹具的设计要求

铣床专用夹具是铣削加工中确定工件在机床上与刀具之间具有相对正确位置的专用工艺装备。

由夹具体、定位元件、夹紧元件、对刀引导元件和导向定位元件等部分组成。

　　 1.1　夹具体一般的设计要求

(1)必须要有足够的强度和刚度，使之能够承受较大原切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生不

允许的变形和振动，需有一定的壁厚，设置加强肋。

(2)结构工艺性好。夹具体应便于制造、装配和检验。

(3)排屑方便。在夹具体上设置排屑装置，使夹具体重要的地方不留下切屑。

(4)在机床上安装应稳定可靠。夹具在机床上的安装都是通过夹具体的安装基面与机床上相应表

面的接触或配合实现的，在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支承面应

越大，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好。

　　 1.2　用户对夹具设计的特殊的要求

(1)标准化，换装方便，而且夹具总高度控制在 290mm 内。

(2)要求操作方便、高效、安全可靠。

(3)具有良好的使用寿命和较低的生产成本。

(4)应满足零件的加工精度要求。

(5)要求夹具轻，一个人就能搬运。

　　 2 设计准备

　　 2.1　准备工作

收集原始资料，并根据设计任务对资料进行分析。具体内容有:

(1)研究被加工零件。明确夹具设计任务，包括分析零件在整个产品中的应用、零件本身的形状

和结构特点、材料、技术要求和毛坯的获得方法。

(2)分析零件的加工工艺过程。特别要了解零件进入工序的状态，包括尺寸、形状精度、材质、

加工要求、定位基准、夹紧表面等。

(3)了解使用机床的性能、规格和运动情况。特别要掌握与所设计夹具连接部分的结构和联系尺

寸。

(4)了解零件的生产批量和生产纲领情况。

(5)收集有关设计资料，包括机械零件、夹具设计等标准及其他相关资料。

　　 2.2 分析零件图

设计的是铣水泵体底平面的夹具，夹具的材料是 45 号钢，零件加工的材料是铝，需要批量生

产。认真分析了零件图，下平面(下面称大平面)到上表面的距离 820mm+0.02mm，加工的毛坯

尺寸是 138mmx 125mm x 84mm，设备名称是 X333/3 的单柱式立卧二头铣床，要把毛坯倒过来

放在夹具中，在主切削力的作用下不发生运动和变形。加工后的大平面为后道工序的基准面，

加工的精度、平面度要求较高，表面粗糙度要求也较高，为 Ra=3.2um 。所以初步设计为铣两

次，第一次粗加工，去掉 1.9mm，第二次精加工，达到表面粗糙度和平面度要求，且保证尺寸

要求。

综上所述，装配夹具体，由标准的毛坯件、零件及个别非标准件通过螺钉、销钉连接组装而

成。标准件由专业厂生产。此类夹具具有制造成本低、周期短、精度稳定等优点，有利于夹具

标准化、系列化，也便于夹具的计算机辅助设计。

　　 3 　选择定位方案设计定位装置

　　 3.1　定位分析

根据六点定位规划，一个工件在夹具中未定位前，可以看作在空间直角坐标系中的自由物体。

工件在空间的位置是任意的，可沿X、Y、Z三轴有不同的位置，通常称为工件沿三个垂直坐

标轴具有移动自由度。此外工件可以绕X、Y、z轴有不同的位置，通常称为绕三个垂直坐标

轴具有转动自由度。任何工件在直角坐标系中都有以上六个自由度，要使工件定位时有确定的

位置，必须消除工件在某几个方位上的任何影响加工精度的转动自由度。六点定位规则需要重

视以下几点:

(1)六个支承点的分布必须适当，否则就限制不了工件的六个自由度。

(2)用支承点去限制工件在空间的自由度时，支承点必须与工件的定位基准始终保持紧贴接触，

不得脱离;否则支承点就失去了限制工件自由度的作用。

(3)在分析支承点的定位作用时，不应考虑力的影响。

设计夹具总高度时，应考虑到，工件夹在夹具中，主轴端面到工作台的距离应该在规定的范围

内: Hmax> H> Hmin,注: Hmax、Hmin 是根据铣床的型号，查得相关的数值。X333/3 铣床的最

大高度是 Hmax=290mm，设计时高度应低于 290mm。

确定其他零件装置的结构形式，如钩形压板，着座等。勾形压板，不能设计得太长，太长时铣

平面会把勾形压板的顶部一起铣掉，这样可能会把铣刀碰坏，也浪费材料。一般设计成比所需

平面尺寸低 0.5~ 1.0mm ，例如，上表面与底平面的尺寸是 820mm +0.02mm ，勾形压板的顶部

应离底平面 1.0mm，这样确保勾形压板不会被铣到。勾形压板的右边设计成斜面，主要是为了

避免干涉，可以增大压板与零件接触平面的压力，也可以节省材料。中间的弯形槽主要作用是

通过铰链机构改变力的方向，使勾形压板能够压紧和放松。

零件 z方向的上下运动是用着座元件来控制。着座中间是通孔，主要是为了通气，设计的目的

是为了安全。这个通孔主要是起检测作用，检测零件有没有放或有没有放好。假如零件没有放

或没有放好，就按下行程开关，机床就不会工作;只有零件放了而且放正确了，机床才会正常

工作。设计成下面孔径大而上面孔径小，主要是增大气压和检测。零件放或没放的气压是不一

样的，如果零件放下以后的压力在它的气压范围之内就可以工作，否则机床也不会工作。底部

外径设计成锥度，是为了方便气管插入或拔出。

　　 3.2 不同方案的比较

考虑各种零件装置的布局，确定夹具体的结构，完成夹具整体结构设计。对于夹具总体结构，

拟两个或两个以上的方案，经分析比较确定较合理的方案。

方案一:

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三菱4G6水泵体夹具设计[摘要]主要说明铣床专用夹具设计的标准和制作工艺的要求，以及绘制总装配图的程序。　[关键词]水泵体;夹具;设计　　1　专用夹具的设计要求铣床专用夹具是铣削加工中确定工件在机床上与刀具之间具有相对正确位置的专用工艺装备。由夹具体、定位元件、夹紧元件、对刀引导元件和导向定位元件等部分组成。　　1.1　夹具体一般的设计要求(1)必须要有足够的强度和刚度，使之能够承受较大原切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生不允许的变形和振动，需有一定的壁厚，设置加强肋。(2)结构工艺性好。夹具体应便于制造、装配和检验。(3)排屑方便。在夹具体上设置排屑装置，使夹具体重要的地方不留下切屑。(4)...

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