夹具设计实例_模板.doc

实验三：机床夹具设计一.明确设计任务1.设计任务加工拨叉上8.4mm孔(工件材料45钢）。工件以15.81F8孔、叉口与槽在定位轴2、削边销1、 偏心轮3上定位，由偏心轮夹紧工件，并利用偏心轮楔面的作用限制工件一个自由度。本夹具采用铰链式钻模板，放松锁锁紧螺钉6，即可回转钻模板，以便于装卸工件。图1所示为拨叉钻孔工序图。 设计在Z525立式钻床上钻拨叉零件上8.4mm的钻床夹具。图 1零件图图 2三维实体图13 / 132杠杆臂加工工艺分析（1）加工要求加工10和13两孔；孔距为78±0.5；U型槽对称轴线与8.4轴线的水平尺寸为3.1±0.1mm，垂直尺寸为 12.5 两孔垂直；8.4对15.81F8轴线平行度公差为 0.2；13对22轴线垂直度公差为0.1。10孔Ra值为3.2，13孔Ra值为12.5。（2） 加工工艺 由于该工序中两个孔的位置关系为相互垂直，且不在同一个平面里，要钻完一个孔后翻转90°再钻削另一个孔，因此要设计成翻转式钻夹具。分析零件图可知，该拔叉的叉角两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面，使用淬火处理提供局部的接触硬度。叉角两端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏，保证孔的加工精度，与孔与叉角两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来，可见该零件工艺性好。二定位方案与定位元件1.夹具设计要求已知工件材料为45钢，毛坯为模锻件，所用机床为Z525型立式钻床，大批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。2、夹具的设计方案 分析： 孔8.4mm为自由尺寸，可一次钻削保证。该孔在轴线方向的设计基准距离槽mm的对称中心线为3.1mm±0.1mm；在径向方向的设计基准是孔15.81F8的中心线，其对称度要求为0.2mm，该尺寸精度可以通过钻模保证。孔：15.81F8、槽mm和拨叉槽口mm是已完成的尺寸，钻孔8.4mm。立钻Z525的最大钻孔直径为25mm，主轴端面到工作台面的最大距离H为700mm，工作台面尺寸为375mm×500mm，其空间尺寸完全能够满足夹具的布置和加工围的要求。本工序为单一的孔加工，夹具可采用固定式。方案设计: 1、定位基准的选择：为了保证孔8.4mm对基准孔15.8F8垂直并对该孔中心线的对称度符合要求，应当限制工件X的平移、Y轴旋转、Z轴旋转，三个自由度；为保证孔8.4处于拨叉的对称面且不发生扭斜，应当限制Y轴旋转自由度；根据零件的构造，最容易想到的是以22mm的孔为定位基准，这样可以避 免基准不重合误差，同时可以限定四个自由度；用22孔口端面（底面）限定 零件的上下移动的自由度；用10 孔附近圆柱表面限定零件沿22中心线转动 的自由度就可以实现完全定位。10 孔附近为悬壁梁结构,加工时容易变形,在10孔口端面(底面)设辅助 支承,用来增加零件的刚性。2.定位元件的选择：图 3零件定位示意图定位销：插入22 的孔，用来限制 X,Y方向的移动和转动，共四个自由度。 定位元件为非标准元件。用定位销的小端面(相当于一个支承钉)与22孔口端面支靠限定Z方向的移 动自由度。定位元件为非标准元件。可调支承钉：限定 Z 方向的转动。定位元件为标准元件。 用一辅助支承来提高工件的安装刚度和定位的稳定性。定位元件为非标准元件。三夹紧方案的确定图 4定位方案根据零件的定位方案，采用锁紧螺母和开口垫圈来实现快速锁紧夹紧机构， 它与一个加工面位置靠近，增加了刚性，零件夹紧变形也小，但对于另一个加工面较远，为提高刚性，故采用辅助定位元件来固定，该设计采用了螺旋辅助支承。图 5夹紧方案四夹具结构设计1定位装置（1）销轴（2）可调支承钉图 6销轴可调支承钉在GB/T8026.1-1999（六角头支承）中选取M8×40-S。图 7可调支撑钉2夹紧装置（1）夹紧选用M10螺纹以满足强度要求。（2）开口垫圈3辅助装置（1）钻模板类型选择图 8夹紧方案根据工件和夹具体的结构，选用固定式钻模板。 固定式钻模板虽然有时装卸工件不便，但它结构简单、制造方便、定位精度高。3辅助装置图 9辅助装置（1）钻套 从国家标准中选用。（2）钻模板图10 钻模板1图11 钻模板2（2）钻套的选择由于孔 10mm 和 13mm一次钻孔就可达到要求，因此采用固定式钻套。（查手册确定型号）10mm选无肩13mm选有肩4夹具体 选用铸造夹具体。图 12钻模五.绘制夹具总图图 13夹具体图 14夹具三维实体图六.夹具装配图上的尺寸、公差与技术要求的标注最大轮廓尺寸（长、宽、高）：180、140、141影响工件定位精度的尺寸：22e8、影响导向的尺寸与公差：10G7、13F7(公差带查表确定)影响夹具精度的尺寸与公差(公差按零件公差的 1/2 至 1/5)：78±0.15、 15±0.15、12.5±0.05、相对于基准F的垂直度0.05、相对于基准F的垂直度0.03、相对于基准E的垂直度0.05其它重要尺寸和公差：18H7/r6、 22H7/n6以与定位销与夹具体的配合 尺寸（图中遗漏，应补上）需标注的技术要求：见装配图七工件加工精度分析定位误差：两孔的直径尺寸基本上由钻头尺寸保证，没有定位误差。尺寸78±0.5、15±0.5平行度公差和垂直度公差的工序基准和定位基准重合， 基准不重合误差为B=0；尺寸 78±0.5、15±0.5和平行度公差和垂直度公差存在基准位移误差，其大小 等于定位轴与22 孔之间的最大配合间隙Y=Xmax=0.28+0.033+0.04=0.353尺寸 78±0.5、15±0.5 和平行度公差和垂直度公差的定位误差分别为D=B+Y=0.353尺寸12.5的基准位移误差和基准不重合误差都为0,所以定位误差为0工件加工精度分析对刀误差T：因加工孔处工件较薄，可不考虑钻头的偏差。钻套导向孔尺寸为 10F7 和13F7；钻头尺寸为10-0.036和13-0.036；各尺寸的对刀误差为： T(0.028+0.036)mm=0.064mm安装误差A：A0夹具误差J：78±0.5的夹具误差为：0.315±0.5的夹具误差为：0.312.5的夹具误差为：0.1平行度0.1的夹具误差为：0.05垂直度0.1的夹具误差为：0.05加工方法误差G：各尺寸的加工方法误差各取相应尺寸的1/378±0.5的加工方法误差为：1/3=0.3315±0.5 的加工方法误差为：1/3=0.3312.5的加工方法误差为：0.27/3=0.09平行度0.1加工方法误差的为：0.03垂直度0.1加工方法误差的为：0.03钻模在钻孔时的加工精度计算表 1钻模加工精度计算表(0.27)定位误差D0.03530.035300.03530.0353对刀误差T0.0640.0640.0640.0640.064安装误差A00000夹具误差J0.30.30.10.050.05加工方法误差G0.330.330.090.030.03加工总误差0.450.450.150.090.0978±0.515±0.512.5±0.13平行度0.1垂直度0.1夹具精度储备 JC 1- 0.45=0.55 1- 0.45=0.55 0.27- 0.15=0.12 0.1- 0.09=0.01 0.1-0.09=0.01附件：图纸列表序号图号图纸名称备注1ZJJ-00钻模夹具装配图装配图A12ZJJ加工件零件图A43ZJJ-01零件图4ZJJ-02零件图