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。

1．零件本工序的加工要求分析

①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。

②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0.

2)mm；平行度为0.3mm。

③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0.

25)mm。

④φ11孔与端面K距离为14mm。

本工序前已加工的表面如下。

①φ28H7孔及两端面。

②φ10H9两端面。

本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用

标准工具。

2．确定夹具类型

本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互

成90°的两平面，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。

3．拟定定位方案和选择定位元件

(1)定位方案。根据工件结构特点，其定位方

案如下。

①以φ28H7孔及一组合面(端面K 和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9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885

.00+mm 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。

②以孔φ28H7孔及端面K 定位，以φ11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φ10H9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。 (2)选择定位元件。

①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取6

7

28

g H φ。

②选择可调支承钉为φ11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。

(3)定位误差计算

①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±0.2)mm

的定位误差计算。

由于基准重合，故ΔB＝0。

基准位移误差为定位孔(φ38021

.00

+mm)与定位销(φ38007

.0002.0--mm)的最大间隙，故ΔY ＝

(0.021＋0. 007＋0.013)mm ＝0.041rnm 。

由此可知此定位方案能满足尺寸(80±0.2)mm 的定位要求。 ②加工φ10H9孔时轴线平行度0.3mm 的定位误差计算。 由于基准重合，故ΔB ＝0。

基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K 间的垂直度误差。故ΔY ＝0. 03mm 。

此方案能满足平行度0. 3mm 的定位要求。

③加工φ11孔时孔距尺寸(15±0.25)mm 。加工φ11孔时与加工φ10H9孔时相同。

此方案能满足孔距(15±0.25) mm 的定位要求。 4．确定夹紧方案

参考夹具资料，采用M12螺杆在φ28H7孔上端面夹紧工件。 5．确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸) ⑴对φH9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。钻孔时钻套径φ10

028.0013

.0++mm 、外径φ15012.0001.0++mm ；衬套径φ15034

.0014.0++mm ，衬套外径φ

22028

.0015.0++mm 。钻套端面至加工面的距离取8mm 。

麻花钻选用φ9. 80

022.0-mm 。

(2)对φ11孔，钻套采用快换钻套。钻孔时钻套径φ11034

.0016.0++mm 、外径φ18012

.0001.0++mm ，衬套径φ18034

.0016.0++mm ，外径φ26028

.0015.0++mm ；钻套端面至加工面间的距离取12mm 。

麻花钻选用φ10. 80

027.0-mm 。

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 。

6．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φ10H9孔和φ28H7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ΔD ，由前已计算，已知Δ＝0.041mm 。

定位元件对底面的垂直度误差ΔA ＝0.03mm 。 钻套与衬套间的最大配合间隙ΔT1＝0. 033mm 。 衬套孔的距离公差ΔT2＝0.1mm 。

麻花钻与钻套孔的间隙X 2＝0.050mm 。

衬套轴线对底面(F)的垂直度误差ΔT3＝0. 05mm 。

因而该夹具能保证尺寸(80±0. 2)mm 的加工要求。 (2)尺寸(15±0. 25)mm 的精度校核。

ΔD ＝0. 041mm ，ΔA ＝0. 03mm ，ΔT1＝0. 033mm 。 衬套孔与定位元件的距离误差ΔT2＝0.06mm 。 麻花钻与钻套孔的间隙X ＝0.061mm 。

因而尺寸(15±0.25)mm 能够保证。

(3)φ10H9轴线对φ25H7轴线的平行度0.3mm 的精度校核。 ΔD ＝0. 03mm ，ΔA ＝0. 03mm 。

衬套对底面(F)的垂直度误差ΔT ＝0. 05mm 。

因而此夹具能保证两孔轴线的平行度要求。 7．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52

.00+mm 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52.00+mm ，槽深为2703.0-mm ，两槽

在圆周方向互成60°±30′角度，表面粗糙度为Ra1. 25μm 。

本工序之前，外圆φ60021.0002.0++mm 、孔φ32039.00

+mm 及两端面均已加工完毕。