夹具设计实例-模板

..实验三：机床夹具设计姓名：谢银飞班级：机制152班学号：1420152372（22）姓名：朱嘉俊班级：机制152班学号：1420152373（23）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、叉口及槽在定位轴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..2．杠杆臂加工工艺分析（1）加工要求加工φ10和φ13两孔；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；φ13对φ22轴线垂直度公差为0.1。Φ10孔Ra值为3.2，Φ13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，及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：①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。②孔：15.81F8、槽mm和拨叉槽口mm是已完成的尺寸，钻孔∅8.4mm。③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范围的要求。④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处于拨叉的对称面内且不发生扭斜，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Φ22mm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Φ22孔口端面（底面）限定零件的上下移动的自由度；用φ10孔附近圆柱表面限定零件沿Φ22中心..线转动的自由度就可以实现完全定位。φ10孔附近为悬壁梁结构,加工时容易变形,在φ10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Φ22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Φ22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GBJB/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φ10mm和φ13mm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）..Φ10mm选无肩Φ13mm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、公差及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：φ22e8、影响导向的尺寸及公差：Φ10G7、Φ13F7(公差带查表确定)影响夹具精度的尺寸及公差(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Φ0.05、相对于基准F的垂直度Φ0.03、相对于基准E的垂直度Φ0.05其它重要尺寸和公差：Φ18H7/r6、Φ22H7/n6以及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ΔB=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φ22孔之间的最大配合间隙ΔY=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ΔD=ΔB+ΔY=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ΔT：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φ10F7和φ13F7；钻头尺寸为φ10-0.036和φ13-0.036；各尺寸的对刀误差为：ΔT＝(0.028+0.036)mm=0.064mm安装误差ΔA：ΔA＝0夹具误差ΔJ：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ΔG：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78±0.515±0.512.5±0.13平行度0.1垂直度0.1夹具精度储备JC1-0.45=0.551-0.45=0.550.27-0.15=0.120.1-0.09=0.010.1-0.09=0.01(0.27)定位误差ΔD0.03530.035300.03530.0353对刀误差ΔT0.0640.0640.0640.0640.064安装误差ΔA00000夹具误差ΔJ0.30.30.10.050.05加工方法误差ΔG0.330.330.090.030.03加工总误差ΣΔ0.450.450.150.090.09..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