三联齿轮夹具设计说明书

1 专用夹具设计部分

分析零件可知，在齿轮端面上有6个均布的M4螺孔，并不在中心位置。要加工这些孔，通用钻床夹具无法保证正常加工，另外，该三联齿轮为大批量生产，因此设计一个钻床夹具，来实现螺孔的加工时最好的选择。

1.1初步设计方案

所设计的夹具用于工序90，共钻6个孔，在端面均匀分布，径向尺寸8 0.2mm。

因此需要设计分度装置。

根据零件图尺寸要求和设计条件，需要限制零件的6个自由度：X轴移动，X轴转动，Y轴移动，Y轴转动，Z轴移动，Z轴转动。这样，三联齿轮在空间的位置唯一确定。

1.2夹具的总体设计及定位方案

1.2.1设计原理

本钻具为变位式钻具，由定位部件，分度装置，夹具体三部分组成。工件周向和轴向的位置度，六个孔的位置度要求均由钻具保证。使用时，工件被固定在转盘上，转盘上均有用来分度用的插销子的孔。当工件在夹具上定位准确后，用定位销插入分度孔，即可钻出所需的孔。

将工件固定在夹具体的转盘上，随着转盘的转动而转动，其角度要求由转盘上的六个分度孔保证。扭动手柄，将定位销拔出，转动转盘，将转盘上的孔与定位销对齐，扭动手柄，插入销子，则完成定位，进行钻削。钻削完成后，拔出销子，则转盘可以继续转动，如此进行下一个孔的定位和加工。

1.2.2齿轮定位方案

齿轮在转盘上的定位：采用长定位销，小平面定位。将齿轮插到长定位销中，这样，定位销可限制X轴移动，X轴转动，Y轴移动，Y轴转动四个自由度。同时，小平面又限制了Z轴转动。然后用螺栓将齿轮压紧在转盘上，齿轮的Z 轴移动也受到了限制。如此，便达到了设计要求，限制了齿轮的六个自由度。为钻削加工做好了准备。其钻孔时圆盘上的精确定位，靠分度盘的分度孔和分度销的配合保证，这样可完成工件的角向定位。由于钻孔的设计基准即是榫槽，所以这样有助于保证所钻孔的位置精度。

由于定位销比较长，零件加工时肯定会对销子作用一定的弯矩，为了保证它的强度，定位座要起到它加固的作用，通过设置筋板，来加强定位座的强度。

图12.夹具定位图

1.2.3夹具夹紧机构

钻削加工时，要保证孔的位置和尺寸精度，零件必须有唯一确定的位置，并且还要保持固定。所以，工件定位后，还要采用夹紧机构。

设计和选用夹紧机构应考虑如下问题：

（1）保证夹紧质量。

（2）注意提高劳动生产率。

（3）操作方便可靠，使用方便。

（4）结构简单，制作维修方便。

为减小和避免夹紧误差应注意：

（1）选择工件刚度足够的方向夹紧,一般,夹紧力的方向垂直主要定位表面。

（2）夹紧力应力求通过定位基准与支撑面的接触面。

（3）采用集中夹紧不合适时，可以分散为多点或采用分布力夹紧。

典型的夹紧机构有楔块，螺旋，圆偏心轮等，还有组合联动夹紧机构。零件在工序90中采用的是螺旋压板夹紧机构，其结构简单，制造方便。

由于该零件为大批量生产，因此需要高的加工效率，所以，选用如下的快卸压板来固定

图13.快卸压紧机构

1.2.4对刀引导装置

由于端面钻孔对孔的位置精度要求很高，因此要设置对刀引导装置。对于钻床夹具，钻套的作用是用来确定刀具相对夹具定位表面的位置，并在切削过程中引导钻头、铰刀等防止产生倾斜，所以钻套即是对刀元件，又是引导元件。

若用钻模直接引导刀具，由于高速切削时，刀具和钻套之间的磨损严重，为减少导套的磨损，则加以衬套。又因为该零件为大批量生产，对钻套的磨损比较快，造成钻套更换频繁，因此，选用快换钻套。

图14. 快换钻套结构图

1.2.5夹具安装定位结构

钻床夹具以其底平面放置在钻床工作台上，保证定位表面在垂直面内与走刀方向成一定的位置关系。如图所示，在钻床夹具底平面上设置有两个定向键，定向键镶嵌在工作台的T型槽内，并与之配合，确定夹具上定位元件在水平面内与走刀方向的位置关系。位置确定后，用T型螺钉将夹具固定。

图15. 夹具定向键结构图

1.3 夹具的对刀引导误差分析

用钻套引导刀具，刀具的位置不可能绝对准确，肯定存在对刀引导误差，即刀具相对于定位表面位置在工序尺寸方向上的最大变动量，用对刀∆表示。

影响对刀误差的因素有很多，主要因素有：

夹TL ————钻模板底孔中心线距定位表面尺寸公差；

m a x

1∆————刀具与快换钻套最大间隙配合； 1T ————快换钻套内外圆的径向跳动公差；

X ————刀具末端的偏斜，X= max 1∆×

H H

S B 2++； B ————工件厚度；

H ————快换导套高度；

m a x

2∆————固定衬套与快换导套配合最大间隙。 对刀误差为：

对刀∆=夹TL +max 2∆+1T +2×X 因为固定钻套与快换导套配合为g5H6，查公差表得：

m a x

2∆=0.008+0.005=0.013mm 查《夹具工程师手册》快换钻套参数表，得：

m a x

1∆=0.022mm 1T =0.008mm 所以： X= max 1∆×

H H

S B 2++=0.022×5.1625.1658++=0.028mm 综上： 对刀∆=夹TL +max 2∆+1T +2×X=0.012+0.035+0.008+2×0.028=0.088mm

加工的4Φ孔的精度为IT12，查表得，标准公差值为0.12mm 。考虑到定位误差定位∆和夹紧误差夹紧∆，实际加工以及超出孔的加工精度要求，所以该定位

方案还需要进一步改进，以便达到所需加工精度。改进可以仅仅围绕定位方案和钻套结构的优化展开。

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