法兰盘零件钻床夹具设计

机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩前 言工装夹具就是用夹具将需要加工的零件准确定位和可靠夹紧，便于工序的快速顺利进行并且保证要加工零件的结构精度方面要求的工艺装备。工装夹具对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。工装夹具的主要作用有以下几个方面：（1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。（2）有效的防止和减轻了零件变形。（3）使工件处于最佳的加工部位，工艺缺陷明显降低，加工速度得以提高。（4）以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。工装夹具中用于钻孔、扩孔、锪孔及攻丝的钻床夹具，它习惯称为钻模。使用钻模加工时，是通过钻套引导刀具进行加工。钻模主要用于加工中等精度、尺寸较小的孔或孔系。使用钻模可以提高孔及孔系间的位置精度，又有利于提高空的形状和尺寸精度，同时还可以节省划线找正的辅助时间，其结构简单、制造方便，因此钻模在批量生产中得到广泛的应用。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩目 录前言 2一、夹具设计任务及要求1.1 法兰盘零件图 41.2 法兰盘的重点技术要求分析 4二、法兰盘零件钻 3x11mm 通孔、锪 3x16.5mm 沉孔加工工序夹具设计方案的确定1、基准面的选择（夹具体方式的确定） 52、定位原理及定位方案的选择及实现 53、夹紧方式及元器件的选择 64、夹具总装结构 7三、定位误差及夹紧分析与计算 71、定位误差计算 82、钻削力及夹紧力的计算 9四、夹具工作原理(操作)简介 10五、参考文献 10六、附件 机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩法兰盘零件钻 3x11mm通孔、锪 3x16.5mm沉孔的夹具设计一、夹具设计任务及要求1.1 法兰盘零件图由零件图可知，其材料为 HT150，该材料为灰铸铁。加工通孔的直径为11mm，选用麻花钻 d1=11mm，材料为高速钢。加工锪孔的直径为16.5mm，深度为 10mm，选用锪钻 d2=16.5mm，材料为高速钢。所用机床为立式钻床 Z525。法兰盘零件图如下：1.2 法兰盘零件的重点技术要求分析1.公差要求（1）3x11mm 通孔、3x16.5mm 沉孔均布在中心孔轴线同心圆 98mm 上；（2）有一个 11mm 通孔正对与中心轴距离 mm 的面。2.0453机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩2.精度及批量分析（1）本工序有一定位置精度要求，属于批量生产，使用夹具加工是适当的。（2）考虑到生产批量不是很大，因而夹具结构应尽可能的简单，以减少夹具的制造成本。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩二、夹具设计方案的确定2.1 基准面的选择（夹具体方式的确定）夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。 具有足够的强度和刚度。 结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑，体积小、质量轻和便于工件装卸。 安装稳定牢靠。 结构的工艺性好，便于制造、装配和检验 尺寸要稳定且具有一定精度。 清理方便。2.2 定位原理及定位方案的选择及实现1.工件的定位原理自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿 OX,OY,OZ 三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。2.定位方案的选择方案一：以 52g6 外圆端面、 的内孔和距中心轴 mm 的面02.36 2.0453机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩定位，限制六个自由度，为完全定位。方案二：以 52g6 外圆端面、距中心轴 mm 的面和距中心轴2.045354mm 的面定位，限制六个自由度，为完全定位。比较两种方案，方案二装夹方便，但不符合基准重合原则，定位误差大。而方案一使通孔和沉孔的定位误差为零，且符合基准重合原则，夹紧力方向垂直主要定位面，也符合夹紧力确定原则。故方案一比方案二好。2.3 夹具类型的选择本工序钻通孔采用固定式钻模中的可翻转式钻模，并采用分度装置做到一次装夹，同时加工 3 个孔。2.4 夹紧方式及元器件的选择夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。对夹紧机构的基本要求如下： 夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。 夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量 夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。 结构力求简单，便于制造和维修。为简化结构，确定采用螺栓夹紧。2.5 夹具总装结构根据被加工零件的结构特征，选择定位基准，实现六点定位原理,即以工件机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩的 52g6 外圆端面为定位基准面，约束了 Y 向的移动；X 向的转动；Z 向的转动 3 个自由度。36 短定位销约束了 Z 向的移动；X 向的移动 2 个自由度。浮动支承板约束了 Y 向的转动 1 个自由度。这样工件的 6 个自由度被完全被消除也就得到了完全的定位。夹具总装图机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩三、定位误差与夹紧分析及计算3.1 定位误差计算考察工件上与使用夹具有关的工序尺寸及工序要求（即工序位置尺寸和位置要求）有：通孔及沉孔孔轴距离中心轴为 49mm；分析定位误差：49mm 尺寸的定位误差：定位误差由两部分组成：定位基准与设计基准不重合产生的定位误差 和jb定位副制造不准确产生的基准位移误差 。 jw因为工件是以一面一销一浮动支承板定位，使孔的设计基准和定位基准重合，故 0jb现选取工件上中心孔与短定位销的配合均为 H7/f6，则圆柱销的直径尺寸为36 mm,中心孔经加工后的尺寸为 mm。025.41 02.36mdDOjw 043.).(1)(21minax 所以 mjwjbd 04.0由于加工的尺寸为 11mm 和 16.5mm，不要求公差等级，按 IT12 级公差计算，查表得误差为 0.18mm,只占公差的 0.043/0.18=23.9% ，故该夹具加工安全。kW机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩4、夹具工作原理(操作)简介：对此夹具各个零件的装配关系见夹具总装图，下面我们来分析与说明它的工件原理：心轴上的短销通过锁紧螺母上的孔、本身的螺栓、螺母与夹具体紧紧连接。工件装夹时，只要把钻模板上的菱形螺母转过 90，即可翻转钻模板，然后把压紧螺母松开，把开口垫圈抽出，即可把工件套上去。利用二面一孔进行定位，当工件套上去后，先插入开口垫圈，再拧紧压紧螺母进行夹紧。钻模板转回来后，菱形螺母反方向转 90，这时钻头在钻模套的引导下对待加工工件进行加工，并且在钻模套的作用下完成钻床对法兰盘的钻孔、锪孔工序。当完成一个位置的加工后，松开锁紧螺母，拔出定位销，转动分度盘，使工件进入下一个加工位，以此来完成一次装夹，钻三个均布的孔。本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需靠开口垫圈和紧定螺栓的松紧即可轻松实现。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩五、参考文献1、 机床夹具设计手册 王光斗、王春福主编 上海科学技术出版社 1980 年2、 机床夹具设计 林正焕、陈本通主编 国防工业出版社 1987 年3、 现代机床