机床夹具设计步骤和实例

第2节机床夹具设计实例一、钻夹具的设计实例图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。知QH9JT.初压括麻败■F量3叽1瓦45kg2i2^军砰质1.零件本工序的加工要求分析钻、扩、铰M0H9孔及祖11孔。祖10H9孔与祖28H7孔的距离为(80土0.2)mm；平行度为0.3mm。祖11孔与祖28H7孔的距离为(15土0.25)mm。祖11孔与端面K距离为14mm。本工序前已加工的表面如下。©28H7孔及两端面。©10H9两端面。本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用标准工具。确定夹具类型本工序所加工两孔(祖10H9和祖11),位于互成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻模。拟定定位方案和选择定位元件定位方案。根据工件结构特点，其定位方案如下。

①以祖28H7孔及一组合面(端面K和祖10H9一端面组合而成)为定位面，以祖10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸88+。.5mm公差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。图2-3-22定位夹紧方案②以孔©28H7孔及端面K定位，以祖11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性，在M0H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22(b)所示。比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。选择定位元件。①选择带台阶面的定位销，作为以©28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取$28H7。

1快换钻套1Tt：：A位孔冏805钻会鼻切2L4a快枚钻蜃1TinA钻孔用GB登时一舶A村套1TEA13131121■lv2淀位销145一11衬套1T1：Ai汗n垫圈135站凑1mA序号件赦材林备注理-夷具体1HT如•:：拙呼i日期游具K145设计e期7M■毋:日期5辅助支承1■n比例£ftJN-A-AR图Z223祜夹具总囊图A-AR②选择可调支承钉为祖11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图2-2-24(a)所示。也可选择如图2-2-24(b)所示移动V形块。考虑结构简单，现选用图2-2-24(a)所示结构。定位误差计算①加工祖10H9孔时孔距尺寸(80±0.2)mm的定位误差计算。由于基准重合，故△B=0。v形块移动疗问图2^2-24定位兀件的这择v形块移动疗问基准位移误差为定位孔(祖38+0-021mm)与定位销(祖38驾*mm)的最大间隙，故△Y=(0.021+0.007+0.013)mm=0.041rnm。△卫+Av=014Omm■w由此可知此定位方案能满足尺寸(80±0.2)mm的定位要求。加工祖10H9孔时轴线平行度0.3mm的定位误差计算。由于基准重合，故△B=0。基准位移误差是定位孔©28H7与定位面K间的垂直度误差。故△Y=0.03mm。(0+0.03)mm—0.此方案能满足平行度0.3mm的定位要求。加工祖11孔时孔距尺寸(15±0.25)mm。加工祖11孔时与加工祖10H9孔时相同。Anf△口一&+山=【D+O.Q41〕mrn^0-0此方案能满足孔距(15±0.25)mm的定位要求。确定夹紧方案参考夹具资料，采用M12螺杆在祖28H7孔上端面夹紧工件。确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)⑴对©H9孔，为适应钻、铰选用快换钻套。主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准GB/T2263—80,GB/T2265—80选取。钻孔时钻套内径祖10+0.028mm、外径祖15+0.012mm；衬套内径祖15+0-034mm，衬套外径祖+0.013 +0.001 +0.01422+0.028mm。钻套端面至加工面的距离取8mm。+0.015麻花钻选用"命此嘛(2)对祖11孔，钻套采用快换钻套。钻孔时钻套内径祖11+0.034mm、外径＜H8+0.012mm，+0.016 +0.001衬套内径祖18+0.034mm，外径祖26+0.028mm；钻套端面至加工面间的距离取12mm。+0.016 +0.015麻花钻选用祖10.80 mm。-0.027各引导元件至定位元件间的位置尺寸分别为(15±0.03)mm和(18±0.05)mm，各钻套轴线对基面的直线度允差为0.02mm。夹具精度分析与计算由图2-2-22可知，所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸(15±0.25)mm；尺寸(80±0.2)mm；尺寸14mm及祖10H9孔和©28H7孔轴线间平行度允差0.3mm等四项。除尺寸14mm，因精度要求较低不必进行验算外，其余三项精度分别验算如下。(1)尺寸(80±0.2)mm的精度校核。定位误差^D，由前已计算，已知A=0.041mm。定位元件对底面的垂直度误差^A=0.03mm。钻套与衬套间的最大配合间隙小口=0.033mm。衬套孔的距离公差△T2=0」mm。麻花钻与钻套内孔的间隙X2=0.050mm。衬套轴线对底面(F)的垂直度误差△T3=0.05mm。 •一一 7/0.041*10.I0.033’+。.1’+上+0.nVmm■-Cl因而该夹具能保证尺寸(80±0.2)mm的加工要求。尺寸(15±0.25)mm的精度校核。D=0.041mm,^A=0.03mm,AT]=0.033mm。衬套孔与定位元件的距离误差^T2=0.06mm。麻花钻与钻套内孔的间隙X=0.061mm。EMIF亿却II.•谛■干J顽匚J。.CiGFmmf.海因而尺寸(15±0.25)mm能够保证。祖10H9轴线对©25H7轴线的平行度0.3mm的精度校核。d=°.03mm，AA=°.03mm。衬套对底面(F)的垂直度误差△T=0.05mm。.一 2对R.03；+0,方mm=。3〕66 璋因而此夹具能保证两孔轴线的平行度要求。绘制夹具总图根据已完成的夹具结构草图，进一步修改结构，完善视图后，绘制正式夹具总装图，如图2-2-23所示。8.绘制夹具零件图样从略。9.编写设计说明书从略。二、铣床夹具设计实例图2-2-25所示为轴套类零件的零件图样。现需设计铣两槽5^0.2mm的铣夹具。1.零件本工序的加工要求分析本工序的加工要求，在实体上铣出两通槽，槽宽为5^0-2mm，槽深为27003mm，两槽在圆周方向互成60。±30‘角度，表面粗糙度为Ra1.25um。本工序之前，外圆祖60+0.021mm、内孔祖32+0.039mm及两端面均已加工完毕。+0.002 0

其冷其冷图2*2-25轴育类零件本工序采用©5mm标准键槽铣刀在X51立式铣床上，一次装夹六件进行加工。确定夹具类型本工序所加工的是两条在圆周互成60°角的纵向槽，因此宜采用直线进给带分度装置的铣夹具。拟定定位方案和选择定位元件(1)定位方案。①以＜^32.0.039mm内孔作为定位基准，再选孔端面为定位基准，限制工件五个自由度。如图2-2-26(a)所示。②以祖60+0.021mm外圆为定+0.002位基准(以长V形块为定位元件)，限制4个自由度。如图2-2-26(b)所示。方案②由于V形块的特性，所以较易保证槽的对称度要求，但对于实现多件夹紧和分度较困难。方案①的不足之处是由于心轴与孔之间有间隙、不易保证槽的对称度，且有过定位现象。但本工序加工要求井不高，而工件孔和两端面垂直精度又较高，故过定位现象影响不大。经上述分析比较，确定采用方案①。(2)选择定位元件。根据定位方式，采用带台肩的心轴。心轴安装工件部分的直径为祖32g6(-o.009)mm，考虑同时安装6个工件，所以这部分长度取112mm，由于分度精度不高，为简化结构，在心轴上做出六方头，其相对两面间的距离尺寸取28g6(+0.007)mm，与固定在

支座上的卡块槽28H7(;0.02i)mm相配合；加工完毕一个槽后，松开并取下心轴，转过相邻的一面再嵌入卡块槽内即实现分度。心轴通过两端e25H6mm柱部分安装在支座的V形槽上，并通过M16螺栓钩形压板及锥面压紧，压紧力的方向与心轴轴线成45°角。(3)定位误差计算。工序尺寸270mm定位误差分析如下。-0.5由于基准重合ab=0由于定位孔与心轴为任意边接触，则CJ+(J39—0・016+。.009>mm=0.064mmamm。CO+O.064)mm—U,damm。因此定位精度足够。由于加工要求不高，其他精度可不必计算。确定夹紧方案根据图2-2-26所示心轴结构，用M30螺母把工件轴向夹紧在心轴上。心轴的具体结构如图2-2-27所示。确定对刀装置(1)根据加工要求，采用GB/T2242-80直角对刀块;塞尺符合GB/T2244-80，基本尺寸及偏差2。-0.014m22-28对刀块位置尺Jt-W(2)计算对刀尺寸Hm22-28对刀块位置尺Jt-W如图2-2-28所示，计算时应把尺寸化为双向对称偏差，即27_g5Eiiiii—W6-75J_0.—15+0.15mmFf=(26.75—2〉mE=24.75mm公差取工件相应公差的"3,即4-X0.5mmwD.16mmH= 75士&08mm15X土十2)mm~4.575mmX0.3mmX0.3mm=1mmif—1.375iC.05mtn故夹具精度分析和计算本夹具总图上与工件加工精度直接有关的技术要求如下。定位心轴表面尺寸^32g6。定位件与对刀间的位置尺寸(24.75土0.08)mm，(4.575土0.05)mm。定位心轴安装表面尺寸^25h6。对刀塞尺厚度尺寸20mm。-0.014

o-e-言401o-e-言401分度角度60°±10‘。定位心轴轴线与夹具安装面、定位键侧平面间的平行度公差为0.lmm。分度装置工作表面对定位表面的对称度公差为0.07mm。分度装置工作表面对夹具安装面垂直度公差为0.07mm。对刀装置工作表面对夹具安装面的平行度和垂直度公差为0.07mm。⑴尺寸270mm的精度分析。-0.5AD=0.064mm（定位误差前已计算）。△T=0.16mm（定位件至对刀块间的尺寸公差）。AA=Q1X20mm=0.0086mm（定位心轴轴线与夹具底面平行度公差对工件尺寸的影233响）。, P/益+勇+芯一Jc二61』十S+6.0口耶£ 1故此夹具能保证270mm尺寸。-0.5（2）对60°±30‘的精度分析。分度装置的转角误差可按下式计算。A工412.6京|+,七+&+两d—矣+— 亍 其中心——度盘唉差，d-——分度盘直径；X\-对定销与分度盘村合孔最大配合间隙；¥——对定销与导向孔最大配合间隙］x3——回转轴与分度盘配合间隙：H——分度盘衬套内外圆