夹具设计原理与方法

差速器壳十字轴孔加工方法及夹具设计　

苗晓鹏①　马江虎②　苏华礼①　

（（　安阳工学院，河南安阳４５５０００；　②安阳市第二机床有限公司，河南安阳４５５０００）　

摘要：分析了某一汽车差速器壳十字轴孔的加工方法，确定了加工方案并设计了专用夹具。该夹具结构简　

单，定位可靠，能够保证工件的加工精度，提高生产效率，取得了良好的应用效果。　关键词：差速器壳十字轴孔加工方法夹具设计　

中图分类号：ＴＨ１６　文献标识码：Ｂ　

Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｆｉｘｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｒｏｓｓ　ａｘｉｓ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｉｎ　ｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｓｈｅｌ　ＭＩＡＯ　Ｘｉａｏｐｅｎｇ①。ＭＡ　Ｊｉａｎｇｈｕ②，ＳＵ　Ｈｕａｌｉ①　

（（￣）Ａｎｙａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ａｎｙａｎｇ　４５５０００，ＣＨＮ；　（￣）Ａｎｙａｎｇ　Ｎｏ．２　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｏｏｌ　Ｗｏｒｋｓ，Ａｎｙａｎｇ　４５５０００，ＣＨＮ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｒｏｓｓ　ａｘｉｓ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｉｎ　ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｓｈｅｌｌ，ｆｏｒ—　ｍｕｌａｔｅｓ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐｌａｎ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎｓ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｆｉｘｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｆｉｘｔｕｒｅ　Ｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｓ　ｓｉｍｐｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｉｘ－　ｔｕｒｅ　ｒｅａｌｉｚｅｓ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｕｓｅ　ｐｒｏｖｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆｉｘｔｕｒｅ　ｃａｎ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｐａｎｓ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　

ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ａｔｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｇｏｏｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｈｅｌｌ；Ｃｒｏｓｓ　Ａｘｉｓ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ；Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄ；Ｆｉｘｔｕｒｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　

机械制造技术基础第四版卢秉恒机床夹具原理与设计知识点总结

《机械制造技术基础第四版》卢秉恒编著，是一本经典的机械制造教材，涵盖了机械制造的各个方面。其中关于机床夹具原理与设计的知识点如下：

1. 夹具的分类：按结构方式分为机械夹具、液压夹具、气动夹具，按夹具和工件之间的接触方式分为机械夹持、真空吸附、磁性吸附。

2. 夹具的构成：夹具主要由基座、定位元件、夹紧元件、调整元件、传动元件组成。

3. 夹具的夹紧原理：夹紧元件可以使工件获得夹紧力和定位力，常用的夹紧方式有曲柄式、螺旋式、压板式、钩爪式、气体式等。

4. 夹具的设计原则：考虑夹紧力和定位精度的要求，利用材料力学及刚度分析方法确定夹具总体结构大小，根据工件形状确定定位和夹紧位置，在夹具内设置适当排列的槽孔和凸台实现工件的精确定位和夹紧。

5. 夹具的应用范围：常用于机械加工、装配和检测等工序，适用于各种材质和形状的工件。

以上为机床夹具原理与设计的简要概述，具体知识点详见相关章节。需要注意的是，本回答涉及到学习资料内容，仅供参考学习之用，请勿用于商业用途。

工装夹具设计的方法

1、夹具设计的基本要求

由于产品结构的技术条件、施焊工艺以及工厂具体情况等的不同，对所选用及设计的夹具均有不同的特点及要求。目前，就装配焊接结构生产中所使用的多数夹具而言，其共性的要求有以下几方面：

（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度

夹具在生产中投入使用时要承受着多种力的作用，如焊件的自重、夹紧反力、焊接变形引起的作用力、翻转时可能出现的偏心力等，所以夹具必须有一定的强度与刚度。

（2）夹紧的可靠性

夹紧时不能破坏工件的定位位置，必须保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不能使焊件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。因此，手动夹具操作时的作用力不可过大，机动压紧装置作用力应采用集中控制的方法。

（3）焊接操作的灵活性

使用夹具生产应保证足够的装配焊接空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态。

（4）便于焊件的装卸

操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利地从夹具中取出，还要注意制品在翻转或吊运时不受损坏。

（5）良好的工艺性

所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。设计时，还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力以及安装场地等因素，降低夹具制作成本。

2、工装夹具设计基本方法

为保证用设计出的夹具生产出符合设计要求的工件，就要了解工件在生产中及本身构造上的特点及要求，这是设计夹具的依据，是设计人员应细致研究并掌握的原始资料。

夹具设计的原始资料包括以下内容：

（1）夹具设计任务单

任务单中说明工件图号、夹具的功用、生产批量、对该夹具的要求以及夹具在工件制造中所占地位和作用。任务单是夹具设计者接受任务的依据。

（2）工件图样及技术条件

研究图样是为了掌握工件尺寸链的结构、尺寸公差及制造精度等级。此外，还需了解与本工件有配合关系的零件在构造上它们之间的联系。研究技术条件是为了明确在图样上未完全表达的问题和要求，对工件生产技术要求获得一个完整的概念。

夹具设计简介

1导言

夹具是指在生产操作中对工件起定位，控制和支撑作用的固定装置。夹具再生产制造工程中是必备的，因为它在自动化生产和检查的过程中是非常必须的。

1.1夹具的组成要素

一般来说，所有的固定装置包括下列内容：

·定位装置

定位装置通常是一个固定的夹具组成部分。它是用来确定和控制工件在夹具中的位置并限制工件的自由度。在工件的形状和表面发生重大变化的情况下定位装置可以调节。

·夹紧装置

夹紧装置是夹具的一种力量稳固装置。夹紧装置施加的力和工件所受的其他外力的共同作用下使工件在夹具中牢牢固定。

·支撑装置

支撑是夹具固定或可调的一个固定组成部分。当预期作用下施加夹紧和加工力量使工件发生严重的部分位移或偏移，支撑力增加并作用于工件下方，以防止或限制工件变形。支撑超过了工件所需时，应使工件确定位移的部分符合定位和夹紧装置。

·夹具机构

夹具机构或工具的机构，是夹具的重要的结构性因素。他保持上述内容空间之间的装夹关系，即定位，夹紧装置，支撑和机床共同通过夹具机构来完成工件的加工。

1.1横向数控机床普遍使用的夹具机构

1.2夹具在制造中的重要性

现代制造业的目标是实现高生产率，减少单位成本。这就需要提高设备的效率，既提高装夹与拆卸的效率加快生产周期时间。

如果t是加工一个工件所需要的总时间，然后Q=t1是单位时间内生产的件数，或者生产速度。

考虑到总生产时间通常组成为：t=tm+th，tm 为实际加工时间，th为装夹和拆卸时间，因此生产速度给出了：

（1.1） 每单位时间的生产。

假设Qt是理想的生产速度，即某一加工操作没有处理时间损失，因此我们有

现在 （1.2）

这一参数

可称为生产效率。

使用固定装置具有双重好处。它消除加工操作开始之前的个人标记，定位和经常检查从而节省了相当多的时间。此外，使用固定装置通过简化定位和夹紧的任务节省了运营商的劳动力，并可能取代熟练劳动力和半熟练劳动力，因此节省了大量劳动力成本同时也提高了生产速度。