夹具设计实例

1、实验三：机床夹具设计姓名：谢银飞 班级：机制152班 学号：72（22）姓名：朱嘉俊 班级：机制152班 学号：73（23）一.明确设计任务1.设计任务加工拨叉上?孔(工件材料45钢）。工件以?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?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 10 和 13 两孔；孔距为 78；U型槽14.20+0.1对称轴线与

2、?轴线的水平尺寸为 ，垂直尺寸为 两孔垂直；?对?轴线平行度公差为 ； 13对 22 轴线垂直度公差为 。 10 孔 Ra 值为 ， 13 孔 Ra 值为 。（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

3、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?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14.20+0.1mm的对称中心线为；在径向方向的设计基准是孔?的中心线，其对称度要求为，该尺寸精度可以通过钻模保证。孔：、槽14.20+0.1mm和拨叉槽口510+0.1mm是已完成的尺寸，钻孔?。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

4、台面尺寸为375mm500mm，其空间尺寸完全能够满足夹具的布置和加工范围的要求。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?对基准孔?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?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

5、,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

6、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 JB/T （六角头支承）中选取 M840-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）

7、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：22e8、影响导向的尺寸及公差： 10G7、13F7(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、 15、 、相对于基准 F 的垂直度、相对于基准 F 的垂直度、相对于基准 E 的垂直度其它重要尺寸和

8、公差：18H7/r6、 22H7/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、15 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、15 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=+=尺寸 78、15 和平行度公差和垂直度公差的定位误差分别为D= B+ Y=尺寸 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 和 13 ；各尺寸的对刀误差为： T+mm=安装误差 A：A0夹具误差 J：78 的夹具误差为：15 的夹具误差为： 的夹具误差为：平行度 的夹具误差为：垂直度 的夹具误差为： 加工方法误差 G：各尺寸的加工方法误差各取相应尺寸的 1/3 78 的加工方法误差为：1/3=15 的加工方法误差为： 1/3= 的加工方法误差为：3=平行度 加工方法误差的为：垂直度 加工方法误差的为： 钻模在钻孔时的加工精度计算表 1 钻模加工精度计算表定位误差D