Φ18H7孔连杆夹具设计说明书

机械制造技术基础课程设计题目：连杆零件夹具设计系别：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：机械本132姓名：指导教师：谢伟东2016年6月24日目录一、设计题目和要求 (1)（一）题目 (1)（二）要求 (1)（三）课程设计的目的 (2)二、夹具定位和夹紧方案： (2)（一）定位基准的选择 (2)（二）夹紧机构 (3)（三）夹紧方案 (3)三、切削力及夹紧力的计算 (5)四、误差分析与计算 (6)（一）验算中心距120 0.05mm (6)（二）验算两孔平行度精度 (8)（三）制造误差 (8)五、钻套、衬套、钻模板设计与选用 (9)六、夹具总装配图 (10)七、设计小结 (11)八、主要参考资料 (12)小组分工一、设计题目和要求（一）题目连杆零件其他部位都已加工完毕，工件所待加工的部位为Φ18H7孔，零件的形状、尺寸及其位置如零件图1所示。

零件生产批量10000件。

图1 零件图（二）要求1、应保证零件的加工质量，达到设计图纸的技术要求；2、在保证加工质量的前提下，尽可能提高生产效率；3、要尽量减轻工人劳动强度，必须考虑生产安全、工业卫生等措施；4、在立足企业的生产条件基础上，尽可能采用国内外新技术、新工艺、新装备；5、工艺规程应正确、完整、简洁、清晰；6、工艺规程应满足规范化。

标准化要求；7、夹具设计保证工件的加工精度；8、提高生产效率、工艺性好、使用性好、经济性好。

（三）课程设计的目的1、运用已学过的机床夹具设计及有关课程的理论知识以及生产实习中所获得的实际知识，根据被加工零件的要求，设计既经济合理又能保证加工质量的夹具。

2、培养结构设计能力，掌握结构设计的方法和步骤3、学会使用各种手册、图册、设计表格，规范等各种标准技术资料，能够做到熟练运用机械制造技术课程中的基本理论，正确的解决一个零件在加工中的加工基准的选择、定位、夹紧等。

4、进一步培养机械制图、结构设计、等基本技能。

二、夹具定位和夹紧方案：（一）定位基准的选择基准重合原则。

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。

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。

利用本夹具主要用来钻上Φ18孔，加工时要满足粗糙度要求。

为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。

同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。

由零件图可知：在对Φ18孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工Φ36进行了钻、扩、铰加工。

为了满足连杆的需要，使连杆左右两端底面定位固定，因不同零件存在一定的误差，应使连杆被加工两孔轴线与钻模板轴线的重合，所以将钻模板固定，又因零件要求为垂直距离，所以设计右端平面固定，左端设置螺旋辅助支撑2进行左右两端垂直距离的调整定位，使其孔轴线与钻模板轴线重合。

（二）夹紧机构防止钻孔时零件晃动，应对摇臂杆的两端底面以及前后移动进行定位固定，所以在右端设计定位销7、开口垫圈6、夹紧螺母5对零件零件进行固定；（如图2所示）定位销7通过垫圈16和六角螺母15固定于夹具体上。

（三）夹紧方案本夹具用于在钻床上加工Φ18mm孔。

工件以底平面、两孔为定位基准，在定位环上实现完全定位。

采用手动螺旋压板机构夹紧工件。

该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。

可调支撑锁紧螺母图2 定位零件、固定零件和其他辅助零件三、切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：钻床Z525，刀具用高速钢刀具。

由参考文献[1]查表1-2-7可得：切削力公式： 1.20.7667f P F D f K = 式中 18D mm = 0.22/f mm r =查表821--得：其中：0.6b σ= 0.0048p K =即：955.08()f F N =实际所需夹紧力：由参考文献[1]表1-2-12得：有：120.7,0.16μμ==安全系数K 可按下式计算有：6543210K K K K K K K K =式中：60~K K 为各种因素的安全系数，见参考文献[1]表1-2-1可得：1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.0 1.56K =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=所以 955.08 1.561489.92()K f W K F N =⋅=⨯=由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。

取 1.56K =，10.7μ=，20.16μ=查参考文献[1]1-2-26可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：0.75()736bp K σ=12K F KW μμ⨯=+式中参数由参考文献[1]可查得：6.22γ'= 2.76z r = 901=ϕ 0592'= ϕ '229α=其中：33()L mm = )(80N Q =螺旋夹紧力：04748.2()W N =由上述计算易得： 0K W W >>因此采用该夹紧机构工作是可靠的。

四、误差分析与计算（一）验算中心距120±0.05mm图3 刀具引偏量的计算影响此项精度的有：1、定位误差，此项主要是定位孔Φ36H7与定位销Φ36g7的)(210ϕαγϕγ++'=tg tg QL Wz间隙产生的，最大间隙为0.05mm;2、钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图标注尺寸为120±0.01mm ，误差为0.02mm:3、钻套与衬套的间隙配合，由Φ28H6/g5可知最大间隙为0.029mm;4、钻套内孔与外圆的同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，可忽略。

5、钻头与钻套的间隙会引偏刀具，产生中心距误差e ，有下式求出：e=（H/2+h+B ）Δmax/H式中e 为刀具引偏量（mm ）；H 为钻套导向高度（mm ）；h 为排泄空间，钻套下端面与工件间的高度（mm ）；B 为钻孔高度（mm ）；Δmax 为刀具与钻套间的最大间隙（mm ）。

上述各量如图3所示。

在该例中刀具与钻套配合为Φ18H7/g5，可知Δmax=0.025；将H=30mm,h=12,B=18mm 代入，可求e=（30/2+12+18）*0.025/30e=45*0.025/30e=0.038mm由上述各项按最大误差计算，实际上各误差也不可能同时出现最大值，各误差方向也可能不一致，其综合误差可按概率求和：ΔΣ=222220.020.050.0290.0380++++=0.07mm中心距的误差为0.1mm,而该项误差为ΔΣ=0.07mm 是允许误差的2/3，符合要求但应减小定位和导向的配合间隙。

（二）验算两孔平行度精度工件要求Φ18H7孔全长上平行度公差0.05mm.导致产生两孔平行度误差的因素有：设计基准与定位基准重合，没有基准转换误差，但Φ36H7/g6配合间隙及孔的端面的垂直度公差会产生基准位置公差，定位销轴中心与大头孔中心的偏斜角为α1=Δ1max/H1式中Δ1max 为Φ36H7/g6处的最大间隙（mm ）;H1为定位销轴定位面长度（mm ）。

2、钻套孔中心与定位销的平行度公差，图中标注为0.02mm,则：α3=0.02/30(rad).3、刀具引偏量e 产生的偏斜角α4=Δmax/H ，如图3所示。

总的平行度误差为：αΣ= 222123ααα++αΣ小于等于2/3α 合格。

（三）制造误差1、中心线对定位件中心线位置精度mm 05.0~03.02=∆. 取mm 04.02=∆. 2、内外圆同轴度误差查表mm 008.03=∆。

故，mmDW 142.016.005.008.004.0125.022222252423222=++++=∆+∆+∆+∆+∆则533.032142.0=<δ. 知此方案可行。

五、钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。

故选用可换钻套（其结构如下图4所示）以减少更换钻套的辅助时间。

图4 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表1：表1 钻套d HD1D2D h1h m C r 公称尺寸允差5 12 12+0.018+0.00722 18 10 4 9 0.5 18 0.5衬套选用固定衬套其结构如图5所示：图5 固定衬套其结构参数如下表2：表2固定衬套dH DC1C公称尺寸允差公称尺寸允差12+0.034+0.016 12 18+0.023+0.0120.5 2钻模板选用固定式钻模板，用4个沉头螺钉和2个锥销定位于夹具体上。

六、夹具总装配图七、设计小结本夹具设计课程实践环节即将结束，课题是根据零件的加工内容所设计的钻床专用夹具。

从零件的结构特点及加工内容初步拟定定位方案，夹紧方案，绘制草图，修改方案，最终确定方案。

这期间巩固复习了以前学习过的内容并进行了综合运用，提高了我们综合运用所学知识以及理论结合实际的能力。

通过此次的学习不仅使我对课本内容有了更深入的认识，培养了我分析问题的能力。

对灵活运用工具手册解决问题的能力有了明显地提高。

我基本掌握了专用夹具设计的方法和步骤。

由于自己的能力所限，设计中还有许多不足之处，以后还要继续不断的学习改进。

八、主要参考资料[1] 王光斗，王春福，机床夹具设计手册[M]，上海科学技术出版社，2000。

[2] 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量[M]，中国计量出版社，2000。

[3] 晏群，机械制图[M]，机械工业出版社，2013。

[4] 刘柏海，张宗彩，张伟，AutoCAD教程[M]，北京航空航天大学出版社，2013。

[5] 卢秉恒，机械制造技术基础[M]，机械工业出版社，2007。

[6] 邹青，呼泳，机械制造技术基础课程设计指导教程[M]，机械工业出版社，2011。