盘盖类零件钻孔的夹具设计

盘盖类零件钻孔的夹具设计

摘要本文从夹具的组成及作用入手，分析零件的工艺，从而进行有关夹具的设计及校核。

关键词夹具；端盖；定位；夹紧

在机械加工过程中，依据工件的加工要求，使工件相对机床、刀具占有正确的位置，并能迅速、可靠地夹紧工件的机床附加装置，称为机床夹具。

1 机床夹具的组成

1.1定位元件

使工件在夹具中占据正确加工位置的元件。

1.2夹紧装置

该装置包括夹紧元件或其组合和动力源。其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中不因受外力作用而改变位置，同时防止或减少振动。

1.3引导元件

引导元件的作用是确定刀具相对于工件的正确位置并引导刀具进行加工。

1.4夹具体

夹具体是组成夹具的基础件，通过它将夹具上的所有元件组合成整体。

1.5其他元件及装置

根据加工需要来设置的元件或装置。

2 机床夹具的作用

2.1保证加工精度

夹具的主要作用是保证工件上被加工表面的相互位置精度。

2.2提高生产率

采用夹具装夹，省去了对工件逐个画线、找正和对刀等工作；同时操作方便、安全，装夹稳固，可加大切削用量，从而提高生产率。

2.3扩大机床加工范围

使用夹具可以使机床实现“一机多用”。

2.4减轻劳动强度

采用专用夹具后，工件装卸方便、省力、安全，减轻工人的劳动强度。

3 零件工艺分析

为下图中的端盖设计钻4-φ6孔的夹具，实现将工件定位，精确方便的完成钻孔工作，并保证夹紧工件，夹紧力要能够保证工件所要求的加工精度。零件图标出了工件的尺寸，这决定了工件在夹具中的放置方法。工序图给出零件本工序的工序基准，已加工、待加工的内容。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具选用孔定位。定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠、可行。

4 夹具结构设计

4.1定位、夹紧机构

由于该零件的加工是钻4-φ6孔并以φ12孔内表面作为定位面，属孔定位类型，我们采用的定位机构为间隙配合心轴定位，分别限制工件的X、Y、Z方向的移动自由度以及X、Y方向的旋转自由度；用螺旋夹紧机构夹紧工件。此结构的优点是结构简单、制造容易、夹紧可靠，夹紧行程不受限制，自锁性好；缺点是夹紧动作慢、效率低。

4.2导向装置的选择

导向装置用来保证夹具的加工精度，我们采用固定导向套，来提高工作的连续性和工作效率。钻模板与支柱之间用开口销连接。

4.3确定夹具体

夹具体用来固定定位元件、夹紧机构和联接体，并与机床可靠联接。为保证具有足够的刚性，一般设计成平板式。

4.4确定联接体

联接体将导向装置与夹具体联接。此夹具体通过内六角螺栓和圆柱销来定位，并在相对应的位置上用一个联接体支承钻套板，同样用内六角螺栓定位。

5 绘制夹具零件图

1）零件图尽可能按1：1绘制；

2）零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定；

3）零件的尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。

6 绘制夹具装配图

1）装配图按1：1的比例绘制；

2）用双点划线画出零件的轮廓、定位面、夹紧面和加工表面。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置；

3）画出夹紧元件和夹紧机构；

4）画出夹具体及联接体、螺钉等，将夹具各组成元件联成一体；

5）标注尺寸、配合、公差等。

夹具的外轮廓尺寸，在机床上的定位尺寸，与刀具的联系尺寸；所有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类；各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差；

6）核对零件编号，填写标题栏、明细表。

7 误差分析

1）定位误差，此项主要是定位孔∮12与定位销的间隙产生，最大间隙为-0.028mm。

2）钻模板衬套中心与定位销中心距误差为0.03mm；

3）钻头与钻套的间隙会引偏刀具，产生中心距误差e，由下式求出：e=（H/2 + h + b ）△max/H。其中e为刀具引偏量；H为钻套导向高度；h为钻套下断面与工件间的空间高度；△ma为刀具与钻套的最大间隙，刀具与钻套的配合为∮6/h6，可知△max=0.028mm；将H=36，h=20，b=30代入，可求得e=0.05mm。

上述各项都是按最大误差计算，实际上各项不可能同时出现最大值，误差方向也可能不一致，其最终误差可按概率法求和：

该项误差小于中心距允差0.1mm的2/3，可用。

8结论

首先选择加工机床为钻床，再次选择长销小平面定位。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上，利用销定位、定位轴、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上，能方便，准确的进行钻孔加工。通过以上这些步骤，此机床夹具可以正常工作，此项设计方案可实施。工件的定位、夹紧符合要求。

参考文献

[1]徐鸿本.机床夹具设计手册.辽宁科学技术出版社，2004，3.

[2]李坤淑.公差配合与测量技术.机械工业出版社，2010，3.