外圆钻6等分孔的夹具设计

摘要在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的、用以固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工的一种工艺装备，统称为夹具。因此，无论是在机械加工、装配、检验还是在焊接、热处理等冷、热工艺中，以及运输工作中都大量采用夹具。但在机械加工中应用最为广泛的是金属切削机床上使用的夹具，我们称其为机床夹具。它在保证产品优质、高产，低成本，充分发挥现有设备的潜力，以便工人掌握复杂或精密零件加工技术，以减轻繁重的体力劳动等诸方面起着巨大的作用。因此，机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。为此，在本次毕业设计时，选择了机床夹具设计。本文主要围绕机床钻孔夹具设计为中心。首先通过查找资料让我们对夹具设计有了初步的了解。然后，在导师的指导下，对夹具设计方案进行分析和选择。选定方案后，通过查阅相关夹具设计书籍和相关图例完成夹具的总体设计。关键词：装夹；定位；误差；夹具目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 1\o"CurrentDocument"第1章绪论 3\o"CurrentDocument"1.1夹具的概述 3\o"CurrentDocument"1.2夹具的分类 4\o"CurrentDocument"1.3夹具的现状及发展方向 4\o"CurrentDocument"1.3.1夹具的现状 5\o"CurrentDocument"1.3.2夹具的发展方向 5\o"CurrentDocument"第2章课程设计简介 6\o"CurrentDocument"2.1明确工件的生产要求 6\o"CurrentDocument"2.2充分理解工件的零件图 6\o"CurrentDocument"第3章结构设计 7\o"CurrentDocument"3.1设计方案论证 7\o"CurrentDocument"3.2仪器设备及简介 7\o"CurrentDocument"3.3工件的定位设计 8\o"CurrentDocument"3.3.1对定位元件的基本要求 8\o"CurrentDocument"3.3.2定位方案与定位元件 8\o"CurrentDocument"3.4工件的夹紧设计 10\o"CurrentDocument"1对夹紧装置的基本要求和设计原则 10\o"CurrentDocument"3.4.2影响夹紧的因素 11\o"CurrentDocument"3.4.3钻削切削力的计算 12\o"CurrentDocument"3.4.4实际所需夹紧力的计算 13\o"CurrentDocument"3.5钻模的设计 15\o"CurrentDocument"1钻模的简介 15\o"CurrentDocument"3.5.2钻模板的设计 15\o"CurrentDocument"3.5.3钻套的设计 16\o"CurrentDocument"3.6夹具的精度分析 19\o"CurrentDocument"3.6.1定位误差 19\o"CurrentDocument"3.6.2夹具误差的计算 20\o"CurrentDocument"3.7绘制夹具的装配图 22\o"CurrentDocument"结论 23\o"CurrentDocument"参考文献 24\o"CurrentDocument"致谢 25第1章绪论1.1夹具的概述机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置称为夹具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件（确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向）、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。夹具的作用主要有：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，其加工精度高而且稳定。2） 提高生产率、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，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装夹工件，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原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镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。4） 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，可减轻工人的劳动强度。1.2夹具的分类（1）专门化分类1）通用夹具通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。2） 专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。3） 通用可调夹具和成组夹具其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。4） 组合夹具组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。5） 随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。（2） 按使用分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。（3） 按夹紧分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。1.3夹具的现状及发展方向1.3.1夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20%左右。数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1） 能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2） 能装夹一组具有相似性特征的工件；3） 能适用于精密加工的高精度机床夹具；4） 能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5） 采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6） 提高机床夹具的标准化程度。1.3.2夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。（1） 标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148〜T2259—91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。（2） 精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1"；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5〃m。（3） 高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。（4） 柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。第2章课题设计简介2.1明确工件的生产要求工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。经分析本次设计采用手动加紧的设计方案。2.2充分理解工件的零件图零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，他决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据。本次设计的工件是①80x20，中部有通孔①30，要求在工件外圆上加工6等分的通孔中5。工件零件图如下图2-1：图2-1工件零件图第3章结构设计3.1设计方案论证（1）首先对工件的加工要进行分析，已知工件为圆柱形，在圆形的表面上钻6-①5的通孔，根据工件的形状和加工要求，我认为采用立式钻床比较合理。（2） 然后，根据六点定位原理，选用定位心轴、螺帽和底座配合来限制工件的六个自由度。（3） 最后，对整个方案分析得出，定位约合六点定位原理，夹紧工件稳定，所以此夹具设计可行。这样就可使工件稳固的夹紧在机床上，能更加方便，准确的进行钻孔加工。3.2仪器设备及简介（1）钻模板1个材料：45钢（2）定位心轴1个材料：45钢（3）底座1个材料：45钢（4）分度盘1个材料：45钢（5）钻套1个材料：GCr15（6）定位键1个材料：YK30（7）螺帽M242个材料：碳钢（8）①25标准垫片2个材料：碳钢（9）螺帽M122个材料：碳钢（10）①13标准垫片2个材料：碳钢（11）定位销1个材料：T10A分度盘简介：分度盘是将工件夹持在卡盘上或两顶尖间，并使其旋转、分度和定位的机床附件。按其传动、分度形式可分为蜗杆副分度盘、度盘分度盘、孔盘分度盘、槽盘分度盘、端齿盘分度盘和其它分度盘（包括电感分度盘和光栅分度盘）。按其功能可分为万能分度盘、半万能分度盘、等分分度盘。按其结构形式又有立卧分度盘、可倾分度盘、悬梁分度盘。分度盘作为通用型机床附件其结构主要由夹持部分、分度定位部分、传动部分组成。分度盘主要用于铣床，也常用于钻床和平面磨床，还可放置在平台上供钳工划线用。分度盘主要有通用分度头和光学分度头两类。本次设计采用通用分度头，即采用具有6个空的等分盘。钻套简介：钻套是引导钻头钻孔的轴套，主要作用是引导钻头对中；保证产品的精度；提高生产率；降低工人要求。钻套有固定钻套和可换钻套，要求耐磨，硬度高。本次设计采用固定钻套。定位键简介：定位键又名定位块、定位器、定位元件等，是用于各个治具零件与基板T型沟或基座组合的精准定位的金属零件。定位键与夹具体的配合多采用H7/h6。定位销简介：由于在使用中，需要反复装夹工件，所以要求定位销轴应具有较好的耐磨性，因此，应选用较好的材料T10A或选用20号钢表渗碳淬火。定位销分为固定式定位销、可换式定位销、锥面定位销、削边定位销、标准菱形定位销。本次设计选用可换式定位销。3.3工件的定位设计3.3.1对定位元件的基本要求1） 足够的精度由于工件的定位是通过定位副的接触（或配合）实现的，定位元件上限位基面的精度直接影响工件的定位精度，因此，限位基面应有足够的精度，以适应加工的要求。2） 足够的强度和刚度定位元件不仅限制工件的自由度，还有支撑元件、承受夹紧力和切削力的作用，因此，因有足够的强度和刚度，以免使用中变形或损毁。3） 耐磨性好工件的装卸会磨损定位元件的限位基面，导致定位精度下降。定位精度下降到一定程度时，定位元件必须更换，否则，夹具不能继续使用。为了延长定位元件的更换周期，提高夹具的使用寿命，定位元件应有较好的耐磨性。4） 工艺性好定位元件的结构应力求简单、合理，便于加工、装配和更换。3.3.2定位方案与定位元件工件在夹具中定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置，工件位置的正确与否，用加工要求来衡量，能满足加工要求的为正确，不能满足加工要求的为不正确。一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，也不必要求它们完全一致，但各个工件的位置变动量必须控制在加工误差所允许的范围之内。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。此次，根据工件的要求，所选择定位心轴限制工件的自由度。定位心轴如下图3-1所示图3-1定位心轴在工件外圆上钻孔时，6个5孔的精度是通过分度盘和定位销配合来保证的。工作时，定位销和分度盘固定好，钻一个孔后，拧下螺帽，拔出定位销，分度盘旋转到下一个孔（分度盘通过定位键与定位轴连接，分度盘转时，定位轴也会跟着转，定位轴的另一端的工件也会跟着转动），拧上螺母，插上定位销，开始钻下一个孔。定位销的零件图如下图3-2，分度盘的零件图如下图3-3.

9

cu

0,1—OO33OO图3-29

cu

0,1—OO33OO图3-2定位销图3-3分度盘3.4工件的夹紧设计3.4.1夹紧装置的基本要求和设计原则对夹紧装置的基本要求：1）夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。2）夹紧力的大小适当，一批工件的夹紧力要稳定不变。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要是工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减小夹紧误差。在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。因此，设计夹紧装置应遵循以下原则：1） 工件不移动原则夹紧过程中，应不改变工件定位后所占据的正确位置。2） 工件不变形原则夹紧力的大小要适当，既要保证夹紧可靠，又应使工件在夹紧力的作用下不致产生加工精度所不允许的变形。3） 工件不振动原则对刚性较差的工件，或者进行断续切削，以及不宜采用气缸直接压紧的情况，应提高支承元件和夹紧元件的刚性，并使夹紧部位靠近加工表面，以避免工件和夹紧系统的振动。4） 安全可靠原则夹紧传力机构应有足够的夹紧行程，手动夹紧要有自锁性能，以保证夹紧可靠。5） 经济实用原则夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应，在保证生产效率的前提下，其结构应力求简单，便于制造、维修，工艺性能好；操作方便、省力，使用性能好。3.4.2影响夹紧的因素夹紧工件时要考虑夹紧力，即考虑夹紧力的方向、作用点、大小。1） 夹紧力的方向：夹紧力的要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能是工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。2） 夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应该选择在定位元件支撑点的作用范围内，以及工件刚度高的位置。确保工件的定位准确、不变形。3） 夹紧力的大小：夹紧力的大小一般按静力平衡条件计算，计算出夹紧力为理论夹紧力。为保证工件装夹安全可靠，实际夹紧力应等于理论夹紧力乘以系数K，一般K=1.5〜2.5。各种典型夹紧机构的计算方法可参阅《机床夹具手册》。选择夹紧机构：在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：1） 安全性夹紧机构应具备足够的强度和加紧力，以防止意外伤及夹具操作人员。2） 手动夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。3） 夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。4） 手动夹紧机构应操作灵活、方便。

3.4.3钻削切削力的计算需要钻孔零件的材料为10号钢，优质碳素结构钢，钢材的平均含碳量为0.1%。10号钢力学性能：抗拉强度ab>410MPa；屈服强度a>245MPa；伸长率6N25%；断面收缩率甲^5%；硬度：未热处理^156HBO钻削切削力的计算公式如表3-1：工件材料加工方法刀具材料切削扭矩计算公式切削力计算公式结构钢和铸钢ab=736MPa钻高速钢M=0.34D2f0.8KpF=667DF0.7Kp扩钻M=0.88Da0.9f0.8Kp pF=371a1.3f0.7Kf p p耐热钢(HB141)钻M=0.40D2f0.7Kp七=1402Df0.7Kp灰铸铁(HB190)M=0.21D2f0.8Kp七=419Df0.8Kp硬质合金M=0.12D2f0.8Kp七=412D1.2f0.75Kp扩钻高速钢M=0.83D2a0.75f0.8Kp pF=231a1.2f0.4Kf p p可锻铸铁(HB120)钻M=0.21D2f0.8Kp七=425Df0.8Kp硬质合金M=0.098D2.2f0.8Kp七=319D1.2f0.75Kp铜合金高速钢M=0.12D2f0.8Kp七=309Df0.8Kp表3-1钻削切削力的计算公式钻削时的进给量f：0.15~0.32mm/转，取f=0.2mm/转由表3-1可知，切削扭矩的计算公式M=0.34D2f0.8K (式3-1)Kp为修正参数，它的计算公式：因为10号钢的抗拉强度气>410MPa，取气=736MPa

（736、736（736、736X106（式3-2）（式3-2）e5孔的切削扭矩，带入式3-1得：（式3-3）（式3-4）（式3-5）M=0.34XX10-3）（式3-3）（式3-4）（式3-5）=1.28x10-1.5N-m由表3-1可知，切削力的计算计算公式如下，其中f=0.2mm/转七=667DF0.7Kpe5孔的切削力，带入式3-4得：七=667x5x10-3x（）.2x10-3）7x104.5牝50N3.4.4实际所需夹紧力的计算计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。根据工件受切削力、夹紧力（大型工件还应考虑工件重力，运动的工件还应考虑惯性力等）的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即：Wk=WK （式3-6）式中Wk—实际所需夹紧力（N）；w一在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力（N）；K一安全系数。安全系数K可按下试计算：

K=KKKKKKK （式3-7）0123456式中，K0~K6为各种因素的安全系数，如下表3-2所示：符号考虑的因素系数值K0考虑工件材料及加工余量均匀性的安全系数1.2~1.5K1加工性质粗加工1.2K2精加工1.0K3刀具钝化程度1.0~1.9K4切削特点连续切削1.0断续切削1.2K5夹紧力的稳定性手动夹紧1.3机动夹紧1.0K6手动夹紧的手柄位置操作方便1.0操作不方便1.2K7仅有力矩使工件回转时，工件与支撑面接触的情况接触点稳定1.0接触点不稳定1.5若安全系数K的计算结果小于2.3时，取K=2.5。表3-2安全系数K0-K6的数值钻孔时，根据表3-1、表3-2，带入式3-7,计算相应的安全系数得：K=KKKKKKK0123456=1.3x1.0x1.5x1.0x1.3x1.0 （式3-8）机2.5本次设计才用螺帽和定位心轴配合夹紧，因为在拧紧螺帽时无法正确把握拧紧力的大小所以在拧紧时采用经过准确标定过的扭矩扳手进行拧紧。例如手动型的扭矩扳手在拧紧螺栓的过程中，如果达到预定的扭矩值就会发出声音，提醒工人停止动作。3.5钻模的设计3.5.1钻模的简介钻模：引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具。钻模的结构特点是除有工件的定位、夹紧装置外，还有根据被加工孔的位置分布而设置的钻套和钻模板，用以确定刀具的位置，并防止刀具在加工过程中倾斜，从而保证被加工孔的位置精度。常用的钻模有固定式、回转式、翻转式和盖板式4种。1） 固定式钻模:钻模与工件在机床上的位置保持不变，用来加工单个孔或在摇臂钻床上钻削若干平行孔。2） 回转式钻模:带有回转分度装置，在不松开工件的情况下可加工分布在同一圆周上的多个轴向平行孔、垂直和斜交于工件轴线的多个径向孔或几个表面上的孔。3） 翻转式钻模：夹具体在几个方向上有支承面，加工时用于将其翻转到各所需的方向进行钻孔，适用于小工件。4） 盖板式钻模：只有钻模板而无夹具体。使用时把钻模板直接安装在工件的定位基准面上，适用于在较大的工件上钻小孔。3.5.2钻模板的设计钻模板结构形式的选择：在设计钻模板的结构时，主要要根据工件的外形大小、加工部位、结构特点和生产规模以及机床类型等条件而定。要求所设计的钻模板结构简单、使用方便、制造容易。钻模板用于安装钻套，并确保钻套在钻模板上的正确位置。常见的钻模板有固定式、铰链式、可卸式、悬挂式等四种结构形式1） 固定式钻模板固定式钻模板与夹具是固定连接的可以与夹具体做成一体，也可以用螺钉将它与夹具体相连接。采用这种钻模板钻孔，位置精确度较高。2） 铰链式钻模板铰链式钻模板与夹具体通过铰链连接。翻转：装卸工件时，将钻模板往上翻；加工时将钻模板往下翻，并用菱形销定位。夹紧：采用铰链式钻模板，工件可以在夹具上方装入，装卸工件方便；但翻转钻模板费工费时，效率较低，且钻模板位置精度受铰链间隙影响，钻孔位置精度不高；它主要用于生产规模不大、钻孔精度要求不高的场合。3）悬挂式钻模板悬挂式钻模板是与机床主轴箱连接的，悬挂式钻模板通常用在多轴传动头加工平行孔系时采用，生产效率高，适于在大批量生产中应用。本次设计采用固定式钻模板用螺钉与底座相连。3.5.3钻套的设计钻套是钻模上特有的元件，它的作用是确定钻头，铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工过程中发生偏斜，保证被加工孔的位置精度和提高工艺系统的刚度。根据使用特点，钻套可分为固定式，可换式，快换式等多种结构形式。1） 固定钻套固定钻套（如图3-4）直接被压在钻模板上，其位置精度要求较高，但磨损后不易更换，钻模板较薄时，为使钻套具有足够的引导长度，应采用有肩钻套。2） 可换钻套可换钻套（如图3-5）用于零件单一、大批量生产中，方便更换磨损的钻套。钻套和衬套之间采用F7/m6或F7/k6配合，衬套和钻模板之间采用H7/n6配合。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。3） 快换钻套在工件的一次装夹中，若顺序进行钻孔、扩孔、铰孔或攻丝等多个加工工步，需要不同孔径的钻套来引导刀具，此时应使用快换钻套（如图3-6）。更换钻套时，只需逆时针转动钻套使削边平面转至螺钉位置，即可向上快速取出钻套。削边的方向应考虑刀具的旋向，以免钻套自动脱出。4）特殊钻套因工件的形状或被加工孔的位置需要而不能使用标准钻套时，需自行设计的钻套称为特殊钻套。图3-7加长钻套为常见的特殊钻套，在加工凹面上的孔时使用，为减少刀具与钻套的摩擦，可将钻套引导高度H以上的孔径放大，钻套的高度H增大，则导向性能好，刀具刚度提高，加工精度高，但钻套与刀具的磨损加剧，一般取H=1〜2.5d。z ¥图3-5可换钻套图3-6快换钻套图3-7加长钻套本次设计采用固定钻套，其零件图如下图3-8所示图3-8钻套3.6夹具的精度分析3.6.1定位误差一批工件逐个在夹具上定位时，由于工件及定位元件存在加工误差，使各个工件所占据的位置不完全一致，加工后加工尺寸不一致，形成定位误差，用—表示。造成定位误差的原因有两个：一是定位基准与工序基准不重合，由此产生基准不重合误差楫；二是定位基准与限位基准不重合，由此产生基准位移误差\。由于定位基准与工序基准不重合以及定位基准与限位基准不重合是造成定位误差的原因，因此，定位误差是基准不重合误差与基准位移误差的合成。计算时，和计算出*和\，然后将两者合成而得kD。合成时，若工序基准不在定位基面上（工序基准与定位基面为两个独立的表面），即气与气无相关公共变量，则△疽气+气。若工序基准在定位基面上，即AB与A^有相关公共变量，则«'b±A^。在定位基面尺寸变动方向一定（由大到小，由小到大）的条件下，A^（或定位基准）与AB（或工序基准）的变动方向相同，取“+”号；变动方向相反，取“-”号。3.6.2夹具误差的计算1） 定位误差机床夹具的主要功能：在机床上加工工件时，先将工件装好，然后用夹具夹紧工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。机床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度，因此，准确定位就是很重要的一个环节，现在需计算定位误差。在设计时，钻套与钻模板有垂直度要求和同轴度要求，，而钻模板对底座有平行度要求，钻套的轴线与共建的轴线相同，所以，定位误差为AD=02） 对刀误差AT因刀具相对于对刀或导向元件的位置不精确而造成的加工误差，称为对刀误差。钻头与钻套间的间隙，会引起钻头的位移或倾斜，造成加工误差。刀具与钻套的最大配合间隙Xma/勺存在会引起刀具的偏斜，将导致加工孔的偏移量X:2B+h+—X2=-—^Xmax式中 B一工件厚度；H一钻套高度；h一排屑空间的高度。工件厚度大时，按X2计算对刀误差：At=X2；工件薄时，按Xmax计算对刀误差：△广Xmax。钻孔时，工件厚度为20mm，钻套导向尺寸为45*03，钻头尺寸为^5+0.卷钻套高度为5mm，排泄空间的高度为0.5mm，所以，对刀误差为：B+h+HAT=X2=—H^X=0.17423） 夹具安装误差AA因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。因为夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，Aa=04） 加工方法误差AG因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差5K的1/3.计算时可设A=\~G3钻45孔 A=—k=~3~=0.067工件在夹具中加工时，总加工误差Ea为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是EA=JA2+A2+A2+A2<5即工件的总加工误差£a应不大于工件的加工尺寸5K。所以Ea=t'A;+A;+A%+A;=0.1840<0.2，所以该夹具满足工件的要求。3.7绘制夹具装配图夹具的装配图如下图3-9所示图3-9夹具装配图结论该毕业设计对钻床夹具进行了一定的研究，在设计过程中定位方案和夹紧装置是两个重点也是两个难点。该论文的主要任务是设计一个钻床夹具，在工件表面钻6等分孔，为了使钻孔的位置精确，必须对零件进行安装、定位、夹紧。本次设计采用了定位心轴，大大减少了夹具的零件数目并且在设计过程中采用了大量的标准件，这样可以降低夹具的生产成本，使该钻床夹具更经济；由于使用专用的夹具，大批量生产单一的零件，即保证了零件的加工精度又提高了零件的生产效率；达到了经济、高效的目的。参考文献候洪生主编，董国耀主审.机械工程图学.北京：科学出版社，2001肖继德，陈宁平主编.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，1997孙已德主编.机床夹具图册.北京：机械工业出版社，1983李名望主编.机床夹具设计实例教程.北京：化学工业出版社，2009.8李家宝主编.夹具设计.北京：中国工业出版社，1961.5傅成昌，傅晓燕主编.公差与配合问