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1、河南工业职业技术学院工装夹具课程设计说明书    题目：                     班     级: 姓     名： 专     业: 指导教师：

2、0;  二零一零年十月 题 目：钢套钻模设计（见钢套零件图及题目文字说明) 原始数据： 图纸及手册 一、 目的要求 1、培养学生综合运用所学理论和专业知识分析和解 决本专业的工程技术问题的能力. 2、培养学生正确使用技术资料，国家标准，有关手册的方法。 3、掌握中等复杂零件的夹具设计的方法步骤。二、 原始资料 1、钢套图纸一张2、生产纲领:小批量生产3、有关工具书、手册三 设计内容 设计钢套钻模.1、必须设计的图纸 （1）、绘制产品零件图一张(A4）（2）、绘制钻模装配图一张 （A2）2、设计说明书内容（1）、夹具方案的论证 (2）、夹具结构及特点（3）、定位 (

3、4）、夹紧 （5)、导向(6）、主要尺寸及尺寸公差、配合公差及形位公差的确定（7)、定位误差的计算（8）、夹具的使用（9)、参考资料四、 日 期1、 接受设计任务日期：2011年 3月 日2、 完成设计任务日期:2011年 3月 日备记： 注：本设计任务书一式三份.分别交毕业设计委员会,指导教师和学生.学生需将任务书附入毕业设计说明书内。钢套零件图以及题目的文字说明钢套属小批量生产。钢套及其两端面已加工完毕钢套外圆已加工完毕本工序要加工任务：设计钻的钻模 摘 要 这是一个钢套钻模的设计,为了保证加工精度和提高生产效率，特设计 此固定钻模，在立钻上使用以满足本工件的加工要求。 首先对夹具方案进行

4、了论证,由于钢套是小批量生产，夹具应简单高效, 易于制造,操作方便.本说明书对夹具的结构及特点,夹具的定位 和夹紧等等问题进行 了深入的分析和确定，以满足本次设计的根本要求，对于夹具体的设计 和制造方法等问题,也都进行了分析和确定。而主要尺寸则由所加工工 件的具体尺寸要求进行了分析确定。还对本夹具的定位误差进行计算， 以证明能否保证零件的加工精度。最后是夹具的使用说明.本设计还附有一张工件零件图，和一张钢套钻模（装配钻模体）的装配图.目 录绪论1.夹具方案的论证2。夹具的结构及特点3.定位4。夹紧5导向6夹具体的设计7 主要尺寸及技术要求的确定8定位误差的计算:9。夹具的使用10 参考资料11

5、。附件（图纸）绪 论夹具分类机床夹具按其使用特点可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合 夹具及随行夹具五种基本类型。 按机床可分为车床夹具、铣床夹具、镗床夹具钻床夹具等等。本夹具是钻床夹具也叫钻模夹具设计说明书的简要内容本夹具因为要加工一个孔,故采用固定钻模,且钻模要安装在立钻上 。根据所加零件的具体情况，定位采用不完全定位,采用一面一销定位。为了结构简单，夹紧用外螺纹、快换垫圈、螺母夹紧装置。导向装置采用固定钻套，安装在上模板上。其钻模体采用了型材装配夹具体、上模板上与夹具体兼用。主要 尺寸根据钢套的技术要求提高精度而确定。应尽量使结构简化.其中的配合和精度都由查表确定.再通过对定位误差的

6、计算,可以确定所设计的夹具符合大批量生产的要求,结构简单，操作方便. 最后对夹具的使用方法加以说明。夹具设计说明书1夹具方案的论证： 本专用钻模在立钻Z5025用于钢套孔的钻孔加工。且为小批量 生产。应采用固定钻模.本工序(之前已加工完各平面且0内孔及其端面，提供了本工序的加工定位基准。本钻模可以采用不完全定位.由于是小批量生产又是小工件，可以考虑采用螺旋夹紧机构。本钻模固定钻模板，钻孔是单工步工序、采用固定钻套。本工序采用机床，刀具为标准麻花钻。机床与刀具均为通用型号，故 夹具设计应使其适应机床与刀具，由于是小批量生产，夹具的结构力求简单,易于制造，操作方 便。2夹具的结构及特点：2。1夹具

7、的结构本钻模属固定钻模安装在工作台上使用，本夹具主要由型材钻模体、 定位心轴、调整垫圈、以及螺纹夹紧机构等组成。2.2 夹具的特点夹具体：采用了型材夹具体模板：本夹具根据结构特点,比较特殊（没有单独的模板）.因为采 用了型材夹具体定位方式:为一宽面一长销定位属于有过定位现象的不完全定位。夹紧：采用最简单的螺旋夹紧机构3.定位：3。1定位与定位原理在加工工件之前，首先应使工件在机床上与刀具处于正确的加工位 置，这就是定位。通过工件的定位,使每一个被加工工件重复放置到 夹具中都能准确占据由定位元件规定的同一位置。夹具在工件定位过 程中,起着决定的作用，对于同一批工件来说,它必须保证每个工件 放置在

8、夹具中都能准确占据同一位置。用以保证其位置精度。 3。2定位方式 本钻模定位属于组合定位：圆柱孔用于长销定位，限制四个自由度,端平面（30-大环形面）定位,限制三个自由度,形成了长销大平面组合，有过定位现象（要保证不干涉）。但另一个自由度（绕轴线转）可以不限制，能满足加工要求。定位方式为一面一长销定位所以本钻模属于有过定位现象的不完全定位，用适当分布的五个约 束点限制工件的五个自由度.定位心轴的结构分三段：安装部分：30左端面往左14H7 安装颈， 安装螺纹M10(加垫 圈、锁紧螺母）是用来定位心轴安装在钻模体上的。定位部分：30右端面及其往右20H7定位颈.（长度较短，与 20长30通孔是间

9、隙配合，作定位时属短销定位。）夹紧部分：定位颈再往右的一段夹紧螺纹M10、(加外六角夹紧螺母 M10和开口垫圈10）定位柱还有一个特点：20H7定位颈在钻套下方局部铣平，用来让刀和容屑为此心轴安装时为了保证局部铣平部分能够朝上,需在 30正下方采用防转销防转。还可以有第二方案:短销(限制二自由度）,宽环形面（限制三个自由度）， 无过定位现象。无需局部铣平,无须加工防转销孔,可减少防转销零件,还可以有第三方案:长销（限制四41对加紧装置的基本要求夹具上实现夹紧的夹紧机构是否正确合理，对于保证加工质量提高生产 率、减轻工人的劳动强度有很大影响。41。1夹紧时不破坏工件的正确位置，并使工件在加工过程

10、中不因振动而变形、错位。412夹紧作用准确、安全、可靠,夹紧机构要要有自锁作用。 413夹紧动作迅速,操作方便省力。 414夹紧机构的自动化程度应与工件的生产批量及工厂的生产条 件相适应。415结构简单、紧凑、有足够刚性，尽量使用标准件。42 夹具夹紧力分析421 夹紧力方向的选择42。1.1夹紧力的方向应有利于工件的定位，而不能破坏定位。为此一 般要求主夹紧力应垂直指向第一定位基准面。4212夹紧力的方向应尽量与工件刚度大的方向一致，以减少工件 变形。4213夹紧力的方向应尽可能与切削力，工件重力方向一致，使以 较小所需的夹紧力较小。422 夹紧力作用点的选择4221 夹紧力作用点应正对支撑

11、元件或位于支撑元件所形成的稳定 受力区内，以保证工件已获得的定位不变。4222夹紧力作用点应处在工件刚性较好的位置,以减小工件的 夹紧变形。4223 夹紧力作用点和支撑点应尽量靠近切削部位，以提高工件 切削部位的刚度和抗震性。 4224 夹紧力作用点应尽量使各支撑处的接触变形均匀，以减小加工误差。 43 夹紧力大小 夹紧力大小应适当，夹紧力过小，在加工过程中会发生位移或偏转，夹紧力过大会使工件变形，因此夹紧力大小应适当。 本钢套钻模具有结构简单,夹紧方便，自锁性好，安全省力的特点。其夹紧装置由定位柱上端的外螺纹M10、外六角螺母M10和开口垫圈10组成。（开口垫圈方案装夹时只需松开螺母，抽出开

12、口垫圈即可装卸零件。符合快速装卸的基本要求，也符合夹紧力三要素的选择原则。适合手动夹紧。） 5导向5。1本钻模的钻模板 孔加工时为了引导刀具，保证孔的位置精度，同时增加钻头和镗杆的支撑以提高其刚度，减小变形，夹具上需要设置刀具的导向装置。模板：衬套与快换钻套组装在模板上。 钻模板还可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板和悬挂式钻模板。模板：本夹具根据结构特点,比较特殊（没有单独的模板）。因为采用了型材夹具体5。2。 钻套的选择 本钻模供小批量生产，当加工孔时，由于本工序精度较低，应是单工步工序采用固定钻模。钻套中基本钻套（即钻套用衬套）与板用过盈配合，钻套与基本钻套用过度配合。10h7

13、/n6。 钻套材料及热处理方法的选择T10A淬火5560HRC优质碳素工具钢（高级)淬火加低温回火而耐磨自由度），窄环形面（限制一个自由度）,无过定位现象。但局部铣平部分改为10圆柱。这样改进可减少定位颈铣削，且无须加工防转销孔，可减少防转销零件,4夹紧6夹具体的设计 夹具体是整个夹具的基体和骨架，要服从所有元件、机构和装置的安装要求来精心设计，夹具体需要正确的安装在机床上,故夹具体的形状和尺寸，主要取决于夹具上各组成体的分布、工件形状、尺寸、加工性质等。61设计夹具体的基本要求 611要有足够的强度和刚性。 夹具体在夹紧力、切削力的作用下，应不变形、不震动,保证加工质量. 612结构应简单，

14、工件装卸方便。 在保证夹具体强度和刚度的前提下，尽可能的体积小，重量轻,以便操作. 613要有良好的机械加工工艺性和使用性. 夹具体上有三个主要部分：即夹具体与机床表面的安装基面;安装导向装置的表面;安装定位元件的表面.614尺寸要稳定。 铸造件夹具体要进行时效处理,壁厚变化要缓和、均匀,以免产生过大的内应力。615排除切屑要方便。 为了防止加工中切削积留在定位元件工作表面或其他装置而影响工件的正常定位和夹具的正常工作,在设计夹具时要考虑切屑的排泄问题。 616夹具体在机床上的安装要稳定、可靠、安全。62夹具体毛坯的类型夹具体毛坯的类型有：铸造夹具体 焊接夹具体 锻造夹具体 型材夹具体 装配夹

15、具体本夹具属于型材夹具体，由型材加工装配而成。这样设计的优点是制造成本低、周期短取材方便、质量小等优点。本型材夹具体的结构由盘、和套组成，套的上、下铣出两个平行平面，它的下部是安装基准,上部兼作钻模板。夹具体为框式结构本夹具的夹具体具体结构见图.7 主要尺寸及技术要求的确定7。1 一面一销定位的设计7。1。1确定钻套孔坐标的定位尺寸+0.1 0.1 夹具相应尺寸的公差取零件尺寸公差的.且公差对称分布。故为:20+ -0.03 7。1.2 确定短圆柱定位部分直径由于工件加工完孔后,尺寸为20H7。故定位用的定位柱相应表面（相当于短销定位）与其配合应为间隙配合,经查表后确定,该尺寸直径为20f6

16、7。2 确定钻套轴线与定位柱20轴线的垂直度要求：取工件相应要求公差0.02的1/3,即0。00773 几处配合的确定定位柱与体配合处配合： 14H7/n6 定位柱与工件定位孔的配合:20H7/f6钻套与钻模板底孔的配合：10H7/n6盘与套之间的配合:40H7/n68定位误差的计算: 一批工件分别在夹具中定位时，各工件所占据的位置并不完全一致由于工件在夹具中定位不准确所引起的加工误差，称为定位误差。定位误差的计算公式： D=B +W 其中:D :定位误差 B：基准不重合误差 W：基准位移误差本夹具定位误差的计算:基准不重合误差B：B=0（设计基准与定位基准重合）W=0（定位环形面和基准环形面

17、经过加工而接触）D=B+W=0结论：定位误差为09。夹具的使用91 工件在夹具上的安装 工件以孔20套入夹具定位心轴上，且端面与定位基准面（环形面）接触，定位完毕。定位柱20另一端，插入开口垫圈宁紧锁紧螺母，其夹紧力的大小由工人凭经验自行掌握.(用标准呆扳手）92工件的加工过程 921钻模平放在立钻工作台上,让钻头与钻套处于正确位置（对准）后，用压板将夹具固定在机床上,进行钻削。 922 打开螺纹夹紧装置,取出工件加工完毕。10 参考资料 1、贾安冬  焊接结构及生产设计  天津：天津大学出版社，19897 t3 G4 o& E" X。

18、 C3 N" s3 T E! Z、王政  焊接工装夹具及变位机械  北京：机械工业出版社，2001” ? C7 h6 u1 A) R/ E* H    3、陈焕明  焊接工装设计基础  北京：航空工业出版社， 2004    4、中国机械工程学会焊接学会  焊接手册（第2版）  北京：机械工业出版社，2001) h( h3 m, J&     5、胡家秀  简明机械零件设计使用手册