XK5032A螺母座螺母座夹具及工艺设计

1、XK5032A螺母座螺母座夹具及工艺设计-正文第一章零件的分析1.1零件图的分析XK5032A螺母座螺母座是数控铁床上面的一个零件，虽然看起来比较简单，但是具有一定的代表性，对该零件的机械加工规程的编制及其指定夹具设计，能够综合我们大学四年所学的基础知识和专业知识。下面按加工分类分别对其在工艺安排上和所用刀具等方面的一些特点进行说明：(1) 平面加工该螺母座的加工平面比较多，一共有三组平面。其中，前后面和底面是该零件的基准平面，表面粗糙度值为1.6。根据工艺规程加工原则，应该先加工。它们的加工质量就直接影响后面各加工的质量。(2) 孔加工该零件的孔加工有两组，一是底面4-13.5mm及4-16

2、mm包括2-8锥销孔)；一是4-M8深20螺纹孔加工。他们的位置均布允差为0.25mm所以加工时采用的钻模一定要标准，而且，安装误差要尽可能的小。1.2主要技术条件分析(1) 底面的平面度为0.01mm(2) 57mnW心线相对于基准A的平行度为0.02mm)57mnW心线相对与基准B的垂直度为0.02mm前面的平面度为0.015mm前面相对于基准A的垂直度为0.015mm1.3确定毛坯的制造形式根据设计任务书该零件材料为QT500-7,小批量生产，形状简单，轮廓尺寸不大,所以选择金届型铸造。第二章工艺规程设计2.1定位基准的选择2.1.1粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表

3、面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。粗基准选择原则：粗基准的选择应以不加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。(1) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保

4、证该面有足够的加工余量。(2) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。本次设计零件的多数表面需要加工，根据上面的粗基准选择原则来确定粗基准的话，很难确定一个固定的面或孔作为粗基准，所以在加工和安排工艺的时候有时候需要综合考虑.2.1.2 精基准的选择(1) 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准

5、。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。(2) 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。(3) 自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像

6、拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。由本次设计的零件图分析可知，它的后面与中心57mm圆弧面垂直而且占有的面积较大，而且中心57mnH弧面与底面有位置精度要求。因此选择中心57mnH弧面作为加工精基准。2.2确定个加工表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，乂是相辅相成的。对于我们设计XK5032A®母座的加工工艺来说，应选择

7、能够平面和内圆弧面以及内孔加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。2.2.1在选择各表面及孔的加工方法时要综合的因素(1) 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。(2) 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。(3) 要考虑被加工材料的性质。(4) 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。(5) 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理

8、机械性能的特殊要求工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法。2.2.2零件表面加工方法的选择本零件的加工表面分为平面以及孔，由参考文献机械制造工艺设计简明手册表1.4-6到表1.4-8可以确定其加工方法选择如下：(1)顶面：其表面粗糙度为12.5,只需进行粗铢即可；(4) 底面:其表面粗糙度为1.6,且做为基准加工要求较高，因此需粗铢?精此前后端面:其表面粗糙度为1.6,需粗铁酒铢；圆弧面其表面粗糙度为1.6，需粗鲤？半精鲤；阶梯孔无表面粗糙度要求，只需钻削；锥销孔，需配皎;深20螺纹孔，钻？攻；2.3工艺路线的制定对于小批量

9、生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准，XK5032A螺母座的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以以底平面为加工基准加工顶面。后续工序安排遵循粗精分开和先面后孔的原则。2.3.1工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：(1).工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。(2).工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少

10、，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。2.3.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。(1) 工序集中的特点

11、工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。(2) 工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采

12、用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量从而可取的良好的经济效果。2.3.3 加工阶段的划分零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将个表面的粗、精加工分开进行。为此，一般将整个工艺过程分为几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时应遵循的工艺过程划分原则。按加工性质哈作用的不同，工艺过程可划分为以下几个阶段：(1) 粗加工阶段主要作用是切去大部

13、分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产效率的问题。(2) 半精加工阶段作用是为零件主要表面的精加工做好准备(达到一定的精度和表面粗糙度,保证一定的加工余量)，并完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻丝、铁键槽等),一般在热处理前进行。(3)精加工阶段对于零件上精度和表面粗糙度要求高的表面，好要安排精加工阶段。目的主要是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。(2) 光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工,主要用于改善表面质量,对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同,有的需安排于粗加工之前,有的

14、需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件,以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段在满足加工质量要求的前提下,通常只分为粗、精加工两个阶段,甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。2.4制定工艺路线工艺路线方案一：工序1:铸造工序2:退火(改善起切削加工性能)工序3:粗铁螺母座的前面工序4:精铢螺母座的前面工序5:粗铁螺母座的后面工序6:精铢螺母座的后面工序7:粗铁

15、螺母座的顶面工序8:粗铁螺母座的中问槽的平面工序9:粗铁螺母座的底面A及底面槽工序10：精铢螺母座的底面A工序11:粗鲤中间57mnH弧面工序12:半精鲤中间57mnffl弧面工序13:倒角工序14:钻孔4-13.5mm,钻孔2-8锥销孔，扩孔4-16mm工序15:钻孔4-8工序16:攻螺纹4-M8深20工序17:检验工序18:涂漆工艺路线二:工序1:铸造，退火处理工序1:粗铁螺母座底面A,及底面槽工序2:精铢螺母座底面A工序3:粗铁螺母座前面工序4:精铢螺母座前面工序5:粗铁螺母座后面工序6:精铢螺母座后面工序7:粗铁螺母座中间槽工序8:粗鲤螺母座中间57圆弧面工序9:半精鲤螺母座中间57圆

16、弧面工序10:倒角工序11:钻孔4-13.5mm,钻孔2-8锥销孔，扩孔4-16mm工序12:钻孔4-8mm工序13:攻螺纹4-M8深20工序14:检验工序15:涂漆工艺方案的比较与分析：上述两种加工方案的特点在于:方案一是先加工以底面A为基准的一组平面。方案二是先加工底面A,再以A为基准加工其他面。两种方案都遵循了工艺规程的安排原则，但是要靠虑提高生产效率的问题。工艺安排上要尽可能实现一次装夹能完成多个工序。从而节约时间以提高生产率。经比较分析，综合两种加工工艺路线最终确定具体工艺过程如下:工序I:退火工序I:粗铁螺母座顶面工序n:粗铁螺母座底面工序m:精铢螺母座底面工序IV:粗铁螺母座底面

17、的槽工序V:粗铁螺母座前后两面工序VI:精铢螺母座前后两面工序vn:粗铁螺母座的中问槽平面工序U:粗鲤中间57mnH弧面工序IX:半精鲤中间57mnffl弧面工序X:倒角工序XI:钻孔4-13.5mm，锥销孔2-8,扩孔4-16mm工序>:钻孔4-M8深20工序Xm:攻螺纹4-M8深20工序XIV:检验工序XV:涂漆2.5确定切削余量3.1- 2.5.1粗铁底面加工余量的计算：由机械加工工艺手册第一卷3.2-23规定余量为2.0mm2.7mm在取2.0mm根据机械加工工艺手册第一卷表3.1-24选公差等级为CT8级，查表21可得：铸件尺寸公差为2.0mm毛坯的名义尺寸：100+2.0+1

18、.0103mm毛坯的最大尺寸:103+1.0104mm毛坯的最小尺寸:103-1.0102mm粗铁后的最大尺寸：100+1.0101mm粗铁后的最小尺寸:100-0.4100.6mm2.5.2粗铁螺母座的前面确定端面的最大加工余量，已知毛坯宽度方向的加工余量为:2.02.7mm,现规定为2.0mm查机械加工工艺手册第一卷表3.2-27,粗铁时厚度偏差为-0.4mm精铢时查简明机械制造工艺手册表5-142铸件的尺寸公差为2.0mm根据机械加工工艺手册第一卷表3.1-24选择公差等级为CT8级，再查表3.1-21可得：毛坯的名义尺寸：56+1.0+2.059mm毛坯的最大尺寸:59+1.060mm

19、毛坯的最小尺寸:59-1.058mm粗铁后的最大尺寸:56+157mm粗铁后的最小尺寸:56-0.455.6mm精铢后尺寸与零件尺寸相同。2.5.3粗铁中间槽由机械加工工艺手册第一卷表3.2-23其余量规定为2.02.7,mm现取2.0mm根据表3.2-27得：3.1- 厚度偏差取-0.4mm铸造毛坯尺寸为40-2.0-2.036mm（在尺寸链中为减环）根据查机械加工工艺手册第一卷表3.1-24选公差等级为CT8级，查表21可知尺寸公差为2.0mm毛坯名义尺寸:40-2.0-2.036mm毛坯的最大尺寸：36-2.034mm毛坯的最小尺寸:36+2.038mm粗铁后的最大尺寸：40-2.038

20、mm粗铁后的最小尺寸:38+0.838.8mm2.5.4粗鲤半精鲤圆弧面粗鲤查切削加工简明应用手册表8-21取余量2.0mm半精鲤取余量1.0mm铸件基本尺寸：2.5.5三组孔加工第一组：钻孔4-13.5和扩孔4-16第二组：钻2-8锥销孔第三组：钻4-M8深20螺纹孔钻孔:6皎8锥销孔攻螺纹孔:4-M8深202.6确定切削用量及工时1. 2.6.1粗铁螺母座顶面机床:选X52K根据机械加工简明手册表4.2-254.2-37查得2. 刀具的选用：刀具切削部分的材料的选择，直接影响着加工效率，刀具耐用刀具消耗,加工成本,加工精度和表面质量等。选择时应综合考虑他的硬度，强度,韧性,耐磨性，耐热性等

21、基本功能。这里我们选用硬质合金铁刀，标准为GB5342-95根据机械加工工艺手册第一卷表8.2-14选择铁刀直径d125mm,齿数Z6,刀片牌号YG8铁刀几何参数根据机械加工工艺手册第二卷表8.2-27选择：3.铢削用量的选用：铢削深度：机床功率为7.5Kw铁刀磨钝标准及耐用度查机械加工工艺手册第一卷表9.4-6得:后刀面的最大磨钝限度取2mm耐用度T180min铢削速度V:查机械加工工艺手册表9.4-13得:V64m/min1.1m/s机床主轴转速：（式2.1）根据X52K说明书取n190rmin实际铢削速度：（式2.2）进给量:（式2.3）工作台每分进给量：根据X52K说明书取n200mm

22、/min则实际每齿进给量为：由机械加工工艺手册第一卷表3.4公式得：（式2.4）（式2.5）式中Z6d125mmn190r/minX52K机床主电动机功率为7.5Kw。故切削用量可以用所选的数据基本工时：由表9.4-31可得：端铢对称铢削时：（式2.6）式中:56mm（式2.7）2.6.2粗精铢螺母座底面（1）粗铁螺母座底面1. 机床:与粗铁顶面相同2. 刀具:d200mmz30粗铁时铢削用量的选择铢削深度：每齿进给量：查表9.4-3知铁刀磨钝标准及耐用度查表9.4-6,表9.4-7可得:磨钝标准为:2.0mm耐用度:T420min铢削速度V,查表9.4-13可得：V48m/min0.8m/s

23、机床主轴转速：通过查机械加工工艺手册取n90r/min实际铢削速度：工作台每分进给量：查表：取实际校验机床功率：（式2.8）（式2.9）式中：Z30d200mmn190r/minV0.99m/s能够满足要求基本工时：查机械加工工艺手册表9.4-319.4-33式中：0.76min（2）精铢螺母座底面1. 机床刀具与粗铁相同。2. 铢削用量的选择：铢削深度：每转进给量：查表9.4?3,得0.6mm/n每齿进给量：查表9.4?3,得0.5mm/r0.5/200.025mm/z铢削速度：查表9.4?8,（式2.10）查表9.4?8,得，2030.20.150.350.20m0.32T42020010

24、.025220z301.32（式2.11）160.14mm/min2.7m/s机床主轴转速：254.9r/min选n300r/min.实际铢削深度：3.14m/s.工作台每分进给量：选实际基本时间:查表9.4?319.4?33。其中:1261022.6.3粗精铢前后端面。粗铢前后端面1.机床X52K2.刀具：同粗铁底面刀具磨钝度2mm耐用度T400min铢削速度：v48m/min0.8m/s取n90r/min.实际铢削速度：0.99m/s每分进给量：检验机床功率：v0.99m/s满足要求。基本时间:式中：所以：以上的粗铢一个端面的工时。铢前后两端面时:1. (2)精铢前后端面机床，刀具与粗铢相

25、同。铢削深度：每转进给量:,查表9.4?3。铢削速度：1.2m/s机床主轴转速：116.6r/min选n118r/min.实际铢削速度：37.6r/min1.25m/s.工作台每分进给量：0选实际基本时间:查表9.4?319.4?33。其中:90后面与前面相同所以：2.6.4粗鲤半精鲤57圆弧面粗鲤57圆弧面机床:由机械制造工艺设计简明手册表4.2?19,选T68卧式鲤床。刀具：硬制合金鲤刀YT5，直径为20mm勺圆形鲤刀。切削深度：毛坯孔径：进给量f:由切削加工简明手册表8?68选f在0.6s1之间。由于是断续切削，所以应乘以系数0.5所以取f0.5mm/r.切削速度：由切削加工简明手册表8

26、?87V1.0m/s60m/min.机床主轴转速n:由机床上转速选择:n350r/min实际切削速度：工作台每分钟进给量：基本工时：由机械制造简明手册表6.2?1。(2)半粗鲤57圆弧面4.2- 选择机床：选用T68卧式鲤床，可由机械制造工艺设计简明手册表19至4.2-22查其技术参数。1. 选择刀具：选用YT5硬质合金、主偏角，直径为20mnH形鲤刀。2. 切削深度：进给量f:由切削加工简明手册表8?87选f0.2-0.8之间。由于是断续切削，所以应乘以系数0.5。所以:f0.1-0.4.这里取f0.4mm/r.切削速度：由切削加工简明手册表8?87V1.3m/s机床主轴转速：实际切削速度：

27、工作台每分钟进给量：基本工时：由机械制造简明手册表6.2?1。式中：这里取4所以:3.2min2.6.5钻底面孔，扩4-(1) 钻孔机床选择:查机械加工工艺手册选立式钻床Z535;刀具:麻花钻确定进给量f0.25s0.31。根据Z535机床说明书。现取f0.25mm/r。切削速度：根据切削手册表2.13及2.14查得切削速度v18m/min。根据机床说明书，取530r/min实际切削速度为：切削工时：式中：这里取值2以上为钻一个孔的机动时间。故本工序的机动时间为:扩钻利用16的钻头对13的孔进行扩孔。根据有关手册规定，扩孔的切削用量可根据钻孔的切削用量来选取。根据机床说明书，选取f0.3切削速

28、度：则主轴转速:按机床说明书取实际切削速度：一个孔的切削工时：钻四个孔的机动时间:1. 2.6.6钻孔深201机床：采用相同的钻床。先钻孔6,确定进给量f。查表得：机械加工手册。这里取f0.1mm/r2.切削速度：根据机械加工工艺手册表2.13及2.14查得切削速度v20m/min。根据机床说明书，取960r/min实际切削速度为：切削工时：以上为钻一个孔的机动时间。故本工序的机动时间为2.6.7攻螺纹孔深20孔切削用量：所以按机床选取:则机动工时：2030攻螺纹则以上为加工一个孔的时间，这里要加工4个孔。所以：第三章夹具的设计3.1机床夹具的作用广义而言，凡是在接写制造过程中为保证质量和使工

29、序加速，方便或安全的附加装备,均可称为夹具。他一般包括机床夹具,冲压夹具,热处理夹具,焊接夹具，装配夹具等等。机床夹具主要用于机床切削加工，起机床与工件，刀具之间的桥梁作用,是工艺系统中的一个重要环节。按国家标准(GB4863-85)给出的定义：“机床夹具是用以装夹工件(和引导刀具)的装置”。1. 保证加工精度采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床，刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度而且稳定。2. 提高生产效率，降低成本用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少辅助工时；用于装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用

30、多件，为工位装夹装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本。3. 扩大机床的工艺范围使用专用夹具可以改变机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装鲤模夹具后，就可以对箱体孔隙进行鲤削加工;通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分乏味通用机床的作用减轻工人的劳动强度用夹具装夹工件方便，快速，当采用气动，液压等夹紧装置时,可减轻工人劳动强度。4. 缩短新产品试制周期由于组合夹具,可调整夹具等多用途夹具元,足见的标准化和通用化,从而在新产品试制中可以大大发挥

31、其优势，充分利用组装，更换少数元，组件和调整方法，来满足大部分工序的要求，使专用夹具的数量减少；从而减缩了夹具设计和制造的工作量，使试制的周期缩短，费用减少。3.2夹具的组成虽然机床夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中，作用相同的结构或元件加以概括,可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分，这些组成部分既相互独立乂相互联系。定位支承元件定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件，是夹具的主要功能元之一。定位支承元件的定位精度直接影响工件加工的精度。2. 夹紧装置夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件的正确位置不变。连接定向元件这种元件用于将夹

32、具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。3. 对刀元件或导向元件这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件。用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件.4. 其它装置或元件根据加工需要，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的其它联接元件。夹具体夹具体是夹具的基体骨架,用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。常用的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构和装配结构，形状有回转体形和底座形等形状。上述各组成部分中,定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本组成部分

33、。3.3钻床夹具的主要类型钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。固定式钻模在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。(1) 回转式钻模这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若十个绕轴线分布的轴向或径向孔系。(2) 翻转式钻模主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于810mm它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10kg为宜。盖板式钻模这种钻模无夹具体,其定位元件和夹紧装置

34、直接装在钻棋板上。钻棋板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便,易活除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸,较费时,故此钻模的量一般不宜超过10kg。滑柱式钻模滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。3.4.钻模的设计要点3.4.1. 钻套钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。(1) 固定钻套可换钻套快换钻套特殊钻套3.4.2. 钻模板钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻

35、棋板多装在夹具体或支架上,常见的钻棋板有：(1)固定式钻模板（2）皎链式钻模板（3）可卸（分离）式钻模板（4）悬挂式钻模板3.5常用定位元件及选用工件在夹具中要想获得正确定位，首先应正确选择定位基准，其次是选择合适的定位元件。工件定位时，工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位副，以实现工件的六点定位。1. 对定位元件的基本要求1）限位基面应有足够的精度。定位元件具有足够的精度，才能保证工件的定位精度。2）限位基面应有较好的耐磨性。由于定位元件的工作表面经常与工件接触和磨擦，容易磨损，为此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夹具的使用寿命和定位精度。3）支承元件应有足够的强度和刚度。定位元

36、件在加工过程中，受工件重力、夹紧力和切削力的作用，因此要求定位元件应有足够的刚度和强度，避免使用中变形和损坏。4）定位元件应有较好的工艺性。定位元件应力求结构简单、合理，便于制造、装配和更换。5）定位元件应便于活除切屑。定位元件的结构和工作表面形状应有利于活除切屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。3.6定位的选择3.11?圆柱销；2?短心轴；3?支承板根据零件图，选用这种一面一孔的定位方式，夹具的定位元件如上图组成。1圆柱销限制一个自由度（Z轴的转动）2短心轴限制了零件的两个自由度（X,Y方向的移动）,3支承板限制了零件的3个自由度（X,Y轴的转动,Z轴的移动）3.7定位误差分析六点定位

37、原则解决了消除工件自由度的问题，即解决了工件在夹具中位置“定与不定”的问题。但是，由于一批工件逐个在夹具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，即出现工件位置定得“准与不准”的问题。如果工件在夹具中所占据的位置不准确，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成误差。这种只与工件定位有关的误差称为定位误差，用D表示。在工件的加工过程中，产生误差的因素很多，定位误差仅是加工误差的一部分，为了保证加工精度，一般限定定位误差不超过工件加工公差T的1/51/3,即DW1/51/3T（式3.1）式中D定位误差，单位为mm;T工件的加工误差，单位为mm3.7.1定位误差产生的原因工件逐个在夹具中定位时，各个

38、工件的位置不一致的原因主要是基准不重合而基准不重合乂分为两种情况：一是定位基准与限位基准不重合，产生的基准位移误差；二是定位基准与工序基准不重合，产生的基准不重合误差。1.基准位移误差Y由于定位副的制造误差或定位副配合问所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用AY表示。不同的定位方式，基准位移误差的计算方式也不同。如果工件内孔直径与心轴外圆直径做成完全一致，作无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，如图所示,心轴和工件内孔都有制造误差。于是工件套在心轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H

39、中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。可按下式计算：Ya-amin1/2D-dmin1/2(aD+ad)(式3.2)式中Y基准位移误差单位为mm;D孔的最大直径单位为mm;dmin轴的最小直径单位为mmaD工件孔的最大直径公差，单位为mm;ad圆柱心轴和圆柱定位销的直径公差，单位为mm基准位移误差的方向是任意的。减小定位配合间隙，即可减小基准位移误差Y值，以提高定位精度。2. 基准不重合误差B加工尺寸的基准是外圆柱面的母线，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合所导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用B表示。此时除定位基

40、准位移误差外，还有基准不重合误差。基准位移误差应为Y1/2(aD+ad0)，基准不重合误差则为B1/2ad(式3.3)式中B基准不重合误差单位为mm;ad工件的最大外圆面积直径公差，单位为mm因此，尺寸h的定位误差为ADY+B1/2(aD+ad0)+1/2ad计算基准不重合误差时，应注意判别定位基准和工序基准。当基准不重合误差由多个尺寸影响时，应将其在工序尺寸方向上合成。基准不重合误差的一般计算式为BEaicos6式中ai定位基准与工序基准间的尺寸链组成环的公差，单位为mm;6ai的方向与加工尺寸方向间的夹角，单位为厂）。3.7.2定位误差的计算定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件是

41、短心轴，加工时它于零件圆弧面配合，与零件的尺寸公差相同：即当零件安装在夹具中时，心轴处的最大间隙为：（式3.4）零件的4个孔均允偏差为及公差T0.5mm所以（式3.5）即最大间隙能满足零件的精度要求。3.7.3夹紧力的计算查机械加工工艺手册表得，钻孔麻花钻的刀具材料为高速刚时。夹紧力F为:（式3.6）取所以此次设计选用螺纹夹紧机构，查机械设计夹具手册第二卷表1-2-25可知：当选螺栓直径为20mm螺距为2.5mm时，只需要用力臂为240mm的扳手用100N的力就可以使螺纹产生7950N的夹紧力，远远大于切削力。所以本夹具安全可靠。3.7.4夹具设计及操作的简要说明如前所说，在设计夹具时，为了提

42、高劳动生产率，应首先着眼于如何减少生产辅助时间。本工序是钻孔6mm属于粗加工，钻盲孔。精度要求不算很高，只需选取心轴定为就可以达到它所要求的位置要求参考文献金届切削机床夹具设计手册第二版浦林祥主编机械工业出版社,19951 机械加工工艺手册李洪主编北京出版社,19902 机械加工工艺手册第2卷孟少农主编机械工业出版社，1991机械加工工艺设计实用手册张耀宸主编马占永副主编航空工业出版社,19933 机械制造工艺学课程设计指导书第2版哈尔滨工业大学赵家齐主编机械工业出版社,19944 机床夹具设计薛源顺主编北京机械工业出版社,2000机床夹具设计手册第二版东北重型机械学院、洛阳工学院、第一汽车制造职工大学编上海科学技术出版社5 机械制造技术基础教学参考书葛金印主编高等教育出版社，2005.切削加工简明实用手册黄如林