1、治具设计原理简介治具设计原理简介一、治具的组成及分类一、治具的组成及分类二、工件在治具中的定位及原理二、工件在治具中的定位及原理三、治具常见定位方式及定位误差分析三、治具常见定位方式及定位误差分析四、工件在治具中的夹紧四、工件在治具中的夹紧五、治具常见夹紧机构五、治具常见夹紧机构六、未来治具发展趋势六、未来治具发展趋势第1页，共26页。1 1、治具概述、治具概述在机械制造中，用来固定加工对象，使之在机械制造中，用来固定加工对象，使之占有正确位置，以接受加工或检测的装置，统占有正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为治具。称为治具。治具广泛地应用于机械制造过程中，如机治具广泛地应用于机械制造过程
2、中，如机械加工中用的机床治具；零件检验过程中用的械加工中用的机床治具；零件检验过程中用的检验治具；装配过程中用的装配治具等。检验治具；装配过程中用的装配治具等。一、治具的组成及分类一、治具的组成及分类第2页，共26页。2 2、工件在机台内的安装、工件在机台内的安装定位定位：加工前，使工件在机床上或夹具上占加工前，使工件在机床上或夹具上占 有正确的加工位置的过程，称为定位。有正确的加工位置的过程，称为定位。夹紧：夹紧：用施加外力的形式，把工件已确定的用施加外力的形式，把工件已确定的 定位位置固定下来的过程，称为夹紧。定位位置固定下来的过程，称为夹紧。这个定位、夹紧的过程，称为装夹或这个定位、夹紧
3、的过程，称为装夹或 安装。安装。一、治具的组成及分类一、治具的组成及分类第3页，共26页。一、治具的组成及分类一、治具的组成及分类装夹或安装：装夹或安装：工件定位、夹紧的全过程，称为装工件定位、夹紧的全过程，称为装 夹或安装。夹或安装。小结：小结：定位在前，夹紧在后定位在前，夹紧在后 定位是首要的定位是首要的 定位定位 +夹紧夹紧 =安装安装2 2、工件在机台内的安装、工件在机台内的安装第4页，共26页。机床治具的组成机床治具的组成其它装置或元件其它装置或元件连接元件连接元件对刀、引导元件对刀、引导元件夹紧装置或元件夹紧装置或元件定位元件定位元件治具体治具体一、治具的组成及分类一、治具的组成及
4、分类3 3、治具的组成、治具的组成第5页，共26页。机床治具的组成机床治具的组成随行治具随行治具组合治具组合治具可调治具可调治具专用治具专用治具通用治具通用治具一、治具的组成及分类一、治具的组成及分类4 4、治具的分类（按应用范围分类）、治具的分类（按应用范围分类）第6页，共26页。1.1.六点定位原理六点定位原理图图1-11-1 物体的六个自由度物体的六个自由度二、工件的定位及原理二、工件的定位及原理第7页，共26页。1.1.六点定位原理六点定位原理图图1-2 1-2 六点定位简图六点定位简图二、工件的定位及原理二、工件的定位及原理第8页，共26页。1.1.六点定位原理六点定位原理 在机械加
5、工中，要完全确定工件在在机械加工中，要完全确定工件在夹具中的正确位置，必须用六个相应的支夹具中的正确位置，必须用六个相应的支承点来限制工件的六个自由度，称为承点来限制工件的六个自由度，称为“六点六点定位原理定位原理”。二、工件的定位及原理二、工件的定位及原理第9页，共26页。2.2.常见定位分析常见定位分析六点定位原理：六点定位原理：用正确分布的六个支承点来限制工件的用正确分布的六个支承点来限制工件的 六个自由度，使工件在夹具中得到正确六个自由度，使工件在夹具中得到正确 位置的规律，称为六点定位原理。位置的规律，称为六点定位原理。完全定位完全定位：六个自由度都要限制的定位方法，称为完全六个自由
6、度都要限制的定位方法，称为完全 定位。定位。不完全定位不完全定位：没有完全限制六个自由度而仍然保证有关没有完全限制六个自由度而仍然保证有关 工序尺寸的定位方法，称为不完全定位。工序尺寸的定位方法，称为不完全定位。过定位过定位：两种定位元件均能限制工件的同一个方向自由度两种定位元件均能限制工件的同一个方向自由度 时，称为过定位。时，称为过定位。欠定位欠定位：该限制的自由度没被限制，称为欠定位。该限制的自由度没被限制，称为欠定位。二、工件的定位及原理二、工件的定位及原理第10页，共26页。3.3.常见定位方式常见定位方式一面两销：一面两销：单边靠单边靠：仿形定位仿形定位：分中定位分中定位：三、治具
7、定位方式及误差分析三、治具定位方式及误差分析第11页，共26页。4.4.定位误差分析定位误差分析 根据六点定位原理，可以设计和检查工件在夹具中的正确位置，根据六点定位原理，可以设计和检查工件在夹具中的正确位置，但是能否满足加工精度的要求，还需要进一步讨论但是能否满足加工精度的要求，还需要进一步讨论影响加工精度的因影响加工精度的因素素，如夹具在机床上的，如夹具在机床上的装夹误差装夹误差、工件在夹具中的、工件在夹具中的定位误差定位误差和和夹紧误差夹紧误差、机机床的调整误差床的调整误差、工艺系统的弹性变形工艺系统的弹性变形和和热变形误差热变形误差、机床和刀具的制造误机床和刀具的制造误差差及及磨损误差
8、磨损误差等等都是影响加工精度的因素。为了保证加工质量，应满足如等等都是影响加工精度的因素。为了保证加工质量，应满足如下关系式：下关系式：e e总总 T T 式中式中 e e总总 各种因素产生误差的总和；各种因素产生误差的总和；TT工件被加工尺寸的公差。工件被加工尺寸的公差。注：注：CNCCNC治具精度一般要求为产品公差的治具精度一般要求为产品公差的1/3-1/51/3-1/5 三、治具定位方式及误差分析三、治具定位方式及误差分析第12页，共26页。四、工件在治具中的夹紧四、工件在治具中的夹紧1.1.夹紧装置及其组成夹紧装置及其组成 什么是夹紧装置？什么是夹紧装置？将工件在夹具中夹紧、压牢的装置
9、，就是夹紧将工件在夹具中夹紧、压牢的装置，就是夹紧装置。装置。动力装置动力装置 夹紧装置夹紧装置 夹紧元件夹紧元件 中间递力机构中间递力机构第13页，共26页。2.2.对夹紧装置的基本要求对夹紧装置的基本要求1 1）夹紧应有利于工件的定位而不能破坏工件在定位时所获得的正确位）夹紧应有利于工件的定位而不能破坏工件在定位时所获得的正确位置；置；2 2）夹紧力大小应适当，使夹紧作用可靠，而且能够自锁；）夹紧力大小应适当，使夹紧作用可靠，而且能够自锁；3 3）夹紧后工件的变形应尽可能小，不能因夹紧变形而影）夹紧后工件的变形应尽可能小，不能因夹紧变形而影 响加工精响加工精度；度；4 4）夹紧机构的操作要
10、方便、迅速、省力、安全；）夹紧机构的操作要方便、迅速、省力、安全；5 5）结构应尽量简单，制造、维修要方便。）结构应尽量简单，制造、维修要方便。四、工件在治具中的夹紧四、工件在治具中的夹紧第14页，共26页。1 1）确定夹紧力方向的两个原则：）确定夹紧力方向的两个原则：a.a.夹紧力作用方向应垂直于工件的主定位面。夹紧力作用方向应垂直于工件的主定位面。图图6-30 6-30 夹紧力方向对镗孔位置精度的影响夹紧力方向对镗孔位置精度的影响四、工件在治具中的夹紧四、工件在治具中的夹紧第15页，共26页。1 1）确定夹紧力方向的两个原则：）确定夹紧力方向的两个原则：b.b.夹紧力的方向应夹紧力的方向应
11、尽量与工件受到的切削力、重力等的方向一致，尽量与工件受到的切削力、重力等的方向一致，以减小夹紧力。以减小夹紧力。四、工件在治具中的夹紧四、工件在治具中的夹紧第16页，共26页。2 2）夹紧力作用点的选择：）夹紧力作用点的选择：a.a.夹紧力应作用在工件刚度最大的部位。夹紧力应作用在工件刚度最大的部位。四、工件在治具中的夹紧四、工件在治具中的夹紧第17页，共26页。2 2）夹紧力作用点的选择：）夹紧力作用点的选择：b.b.夹紧力的作用点应在夹具支承点所组成的面积之内。夹紧力的作用点应在夹具支承点所组成的面积之内。四、工件在治具中的夹紧四、工件在治具中的夹紧第18页，共26页。o1 1、斜锲机构、
12、斜锲机构o2 2、偏心机构、偏心机构o3 3、螺纹机构、螺纹机构o4 4、汽缸夹紧、汽缸夹紧o5 5、真空吸紧、真空吸紧四、治具常见夹紧机构四、治具常见夹紧机构第19页，共26页。四、治具常见夹紧机构四、治具常见夹紧机构斜锲机构斜锲机构o 楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一,其他夹紧装置均其他夹紧装置均是它的变形。是它的变形。o它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。第20页，共26页。楔块夹紧装置特点楔块夹紧装置特点:o 自锁性自锁性(自锁条件自锁条件=8-13)，o 斜楔能改变夹紧作用力方向，斜楔能改变夹紧作用力
13、方向，o 斜楔具有扩力作用斜楔具有扩力作用,o 夹紧行程小，夹紧行程小，o 效率低效率低(因为斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦因为斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦,所所 以夹紧效率低以夹紧效率低)，o所以适用范围所以适用范围:多用于机动夹紧装置中多用于机动夹紧装置中四、治具常见夹紧机构四、治具常见夹紧机构斜锲机构斜锲机构第21页，共26页。螺旋夹紧机构是从楔块夹紧装置转化而来的，相当于把楔块绕螺旋夹紧机构是从楔块夹紧装置转化而来的，相当于把楔块绕在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工作。在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工作。四、治具常见夹紧机构四、治具常见夹紧机构螺旋机构螺旋机构第22页，共26页。o螺旋
14、夹紧装置特点螺旋夹紧装置特点:结构简单、制造容易、夹紧可靠；结构简单、制造容易、夹紧可靠；扩力比（传力系数）大，夹紧行程不受限制；扩力比（传力系数）大，夹紧行程不受限制；夹紧动作慢，效率低；夹紧动作慢，效率低；o应用场合应用场合:手动夹紧装置常采用。手动夹紧装置常采用。四、治具常见夹紧机构四、治具常见夹紧机构螺旋机构螺旋机构第23页，共26页。偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装置的一种变形。偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装置的一种变形。四、治具常见夹紧机构四、治具常见夹紧机构偏心机构偏心机构第24页，共26页。偏心机构特点及应用场合偏心机构特点及应用场合:o偏心夹紧与螺旋夹紧相比，夹紧行程小，夹紧偏心夹
15、紧与螺旋夹紧相比，夹紧行程小，夹紧力小，自锁能力差，但夹紧迅速，结构紧凑，力小，自锁能力差，但夹紧迅速，结构紧凑，o所以常用与切削力不大，振动较小的的场合，所以常用与切削力不大，振动较小的的场合，常与其他夹紧元件联合使用。常与其他夹紧元件联合使用。四、治具常见夹紧机构四、治具常见夹紧机构偏心机构偏心机构第25页，共26页。五、未来治具发展趋势五、未来治具发展趋势1 1、标准化标准化 定位元件定位元件 夹紧元件夹紧元件 定位机构定位机构 夹紧夹紧 机构机构 标准化标准化 系列化系列化2 2、模组化模组化 一次装夹完成多工位加工一次装夹完成多工位加工 减少重复定减少重复定位误差位误差 节约装夹时间节约装夹时间 防止碰刮伤防止碰刮伤3 3、自动化自动化 机械手机械手 可靠性强可靠性强 减少劳动强度减少劳动强度 节节约人力成本约人力成本 弹性化弹性化第26页，共26页。
