专利名称：一种机械零件冷加工工艺过程用夹具的设计方法
技术领域：
本发明是关于机械零件加工工艺过程用夹具的设计方法。已知工业上应用的夹具设计方法有普通通用夹具、专用夹具、组合夹具、组合可调夹具等。它们的共同特点是夹具由定位部份，夹紧部份，夹具体以及气、液电，手传动机构组成。其中普通通用夹具只能完成简单几何形体的个别工序，专用夹具是一次性使用的夹具、费用高，且设计制造周期长，组合夹具虽能重复使用，但刚性差，且初始投资大，管理烦杂，组合可调夹具相对组合夹具而言有一大改进，仍有刚性差，初始投资较大，分组处理烦杂等缺陷，因此一种广普适用的机床夹具设计具有重大的经济意义，本发明正是基于这样一种状态提出来的新的设计方法。
本设计方法，是用一种称之为零座标的结构使机械零件转化为简单几何形体，再用一种称之为零座标通用夹具来实现任何机械零件冷加工工艺过程用夹具均可通用化。
本发明的设计方法是将夹具分为两部份，一部份叫零座标通用夹具。另一部份叫零座标，机械零件在零座标上确定位置座标X、Y、Z由零座标本体，称之为零座标基准体，将机械零件座标传递给零座标通用夹具，从而使任何形状、尺寸的机械零件都可在零座标通用夹具上得到可靠的定位、夹紧，进行加工、测量、装配。
零座标通用夹具是这样设计的，同于一般夹具设计方法的是都需要使机械零件得到可靠的定位夹紧;不同的是，其机械零件是假想的加工对象。例如矩形框、块等简单几何形体，更进一步的说明是，零座标通用夹具定位、夹紧的对象是零座标上特有的称之为零座标基准件的矩形框、块。另一个不同之处是由于机械零件在零座标上只是确定位置，而不是按夹具的六点定位原则，因而尚有未消除的自由度，当切削力作用于机械零件时就可能产生位移，另外也由于。机械零件属易变形件时产生弹性变形而位移这种情况。因而，在零座标通用夹具上尚需设计一种不同普通用夹具的结构，称之为辅助支承。辅助支承的设计是在抵消切削力作用，弹性变形力作用，产生机械零件位移的方向设置。实际上是一种可调位置的定位柱、叉、块。
零座标的设计是，由一简单几何形体的矩形框、块作为零座标本体，称之为零标标基准件，在零座标基准件上用档块、内园锥块、可调心轴等组成确定位置元件。由于是确定位置元件，所以它们与基准件不可产生位移。在螺钉紧固的同时，尚需采用可拆定位销。或用带定位部螺钉来实现定位与紧固。当机械零件为大批大量生产方式，则确定位置元件与通常的专用夹具设计的定位方式可以相同，此时零座标通用夹具就不设置辅助支承，零座标基准件的设计是用普遍的碳素钢如45＃钢制造，在与机械零件接触的表面，以及与零座标通用夹具定位部接触的表面设置耐磨的硬垫块，由于本设计方法是用它来传递座标位置，因此它必须有相应的尺寸精度。形位精度，设置在它上面的确定位置元件或定位元件亦要有相应的尺斤精度，形位精度。零座标设计的另一特点。应使机械零件在零座标上确定位置后能通过尽可能多的工序，以减少机械零件冷加工工艺过程中必然产生的定位误差，此时零座标与机械零件结合为一整体流动。机械零件在零座标上夹紧是由通常的夹具夹紧元件如契块、压板;螺钉、压板;凸轮、压板等组成。
机械零件在零座标上由确定位置元件来确定座标，设计时必须选用下面工序不再加工的面，最好是较大的平面或园柱面，机械零件已经在零座标上确定位置后，确定位置元件与机械零件对于零座标基准件都要有确定的座标值。
机械零件在机床工作台的位置是这样确定的机械零件将自己的座标位置传递给零座标上确定位置元件，零座标上的确定位置元件将自己的位置座标传递给零座标本体。即零座标基准件，零座标基准件将自己的位置座标传递给机床。
机械零件在机床工作台的位置变换是这样实现的，在零座标进入零座标通用夹具时，在零座标基准件与零座标通用夹具定位面之间设计了调整垫块，只要增加或减少调整垫块的尺寸，机械零件在机床工作台的位置就有了相应的变换，这种变换一方面是满足机械零件由一台机床向另一台机床转移时位置变换的需要，二方面是满足机械零件在同一台机床上进行另一位置的加工，例如钻床上，工作台无座标移动装置而需钻另一孔时位置变换的需要;三方面是机床主轴无变换角度装置时，机械零件可进行角度加工。
本夹具设计方法是提供了一种可以在普通万能机床上，实现机械零件柔性制造的夹具设计方法。同样，将此设计方法应用于数控机床，加工中心，将实现更高级的机械零件柔性制造系统。并且，比目前已有的柔性制造系统经济性更好，柔性更大，制造更简单。
实施例
图1是一种端盖零件加工45°斜油孔的例子，原来，此零件是设计成专用夹具，并且认为是典型例，共需14个零件组成，并且不能用于其他工序，一旦不再加工此零件就只能报废。
本设计方法只用4个零件，并且除(1)外均可长期使用，即使(1)也可以重复使用几次。
它是由(1)零座标基准件;(2)可调心轴调整套;(3)可调心轴;(4)削角定位销组成专用件系。机械零件在(1)、(2)、(3)、(4)上得到定位，由(1)将机械零件的位置座标传递给角度垫块。这里是一个正弦夹具，再由角度垫块，通过零座标通用夹具垫块将位置座标传递给零座标通用夹具。通过计算，选用适当尺寸的零座标通用夹具垫块，则钻床主轴下行即可加工合格的45°斜油孔。
权利要求
1.一种机械零件冷加工工艺过程用夹具的设计方法。本发明之前。夹具由定位部份。夹紧部份、夹具体及气动、液动、电动、手动等形式的传动机构组成；本发明的特征在于，由零座标通用夹具、零座标组成。机械零件在零座标上得到确定的位置并夹紧。使机械零件上任一点都对零座标有确定的座标值。由零座标上特有的基准件将此值传给零座标通用夹具。实现任何形状、尺寸的机械零件都可以用零座标通用夹具加工、测量、装配。
2.根据权利要求1所述机械零件冷加工工艺过程用夹具设计方法，其特征在于，零座标基准件在零座标通用夹具上能得到可靠的定位。夹紧。对零座标上机械零件在本工序切削力方向设置辅助支承，在机械零件因切削力作用产生弹性变形的方向设置辅助支承，辅助支承只紧贴机械零件表面而不施加力于该面。
3.根据权利要求1所述机械零件冷加工工艺过程用夹具设计方法，其特征在于，零座标由零座标基准件，在零座标基准件上设置的确定机械零件位置的元件，夹紧的元件组成。
4.根据权利要求3所述，机械零件冷加工工艺过程用夹具设计方法，其特征在于零座标基准件由简单的几何形体构成，最好是矩形框块。由普通碳素钢制造。
5.根据权利要求1或4所述，机械零件冷加工工艺过程用夹具设计方法，其特征在于，零座标基准件减少或增加垫块。机械零件上任意点n在座标平移至n+1点后仍有确定座标值，因而可在无座标平移的机床工台上进行座标加工。
6.根据权利要求1或4所述，机械零件冷加工工艺过程用夹具设计方法，其特征在于，增加或减少零座标基准件垫块，或以零座标基准件上某点为园心设置可旋轴。机械零件上任意点n座标旋转至n+1点后仍有确定的座标值，因而可在无旋转工作台机床进行角度加工。
7.根据权利要求3所述，机械零件加工工艺过程用夹具设计方法，其特征在于，零座标基准件上确定位置元件由V形块、档块、内园锥块，可调心轴等普通简单零件组成;零座标基准件上夹紧元件由螺钉、契形、凸轮等普通、简单零件组成。
8.根据权利要求7所述，机械零件冷加工工艺过程用夹具设计方法，其特征在于，确定机械零件位置元件与机械零件紧贴，并且任一点n对于零座昊技加腥范ǖ淖曛怠
9.根据权利要求3或4或7，机械零件冷加工工艺过程用夹具设计方法，其特征在于，夹具设计简化为零座标设计，且零座标设计简单。
10.根据权利要求1或2或3或7或9，机械零件冷加工工艺过程用夹具设计方法，其特征在于，本设计方法是一种机械零件的柔性制造方法，可用于普通万能机床以及数控机床，加工中心等。
全文摘要
一种机械零件冷加工工艺过程用夹具的设计方法。这种夹具由零坐标通用夹具、零坐标两部分组成。由零坐标将机械零件简化为简单几何形体。由零坐标通用夹具来实现简单几何形体的定位夹紧。这种设计方法可适应于机械零件大小不一，形态各异的需要、制造简单，因此具有设计制造周期短，夹具费用低、可重复使用。满足机械产品升级换代时对工艺装备的需要。本设计方法可应用于各种机械零件冷加工工艺过程加工、测量、装配诸方面，也可应用于机械零件的柔性制造系统中。
文档编号B23Q3/06GK1033169SQ8710211
公开日1989年5月31日 申请日期1987年11月17日 优先权日1987年11月17日
发明者王以礼 申请人:王以礼