张紧轮支架钻孔夹具说明书

大同大学工学院课程设计钻床专用夹具设计作者：指导教师:班级：课程设计任务书一、题目：设计钻两Φ13的孔的夹具二、时间：2012.12.17至2010.12.23三、要求：1.绘制夹具结构装配图一张;2.绘制零件图一张；3.编写设计说明书一份。

指导教师：下达时间：设计前思考本次设计内容涉及机械制造工艺及机床夹具设计、公差配合与测量等多方面的知识。

张紧轮支架加工工艺规程及钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。

在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

但是由于设计时间较为紧张，所以本次设计主要为钻孔专用夹具这部分，并将夹具装配图画出，其他设计部分在此就不做详述了。

钻床专用夹具设计1 准备阶段该零件图见附件。

生产类型：中批生产。

现要求设计加工张紧轮上Φ13的两个孔的专用钻床夹具。

2 设计阶段2.1加工工艺分析本夹具主要用于钻2-Φ13孔，除保证孔本身的尺寸精度和表面粗糙度以外，其他精度要求不高，和其他面没有任何精度度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。

在进入本工序之前，工件上的其他平面和孔均已经加工，为定位基准的选择提供了有利条件。

2.2钻床夹具结构的选择在设计钻床夹具的时候，首先需要考虑的问题是根据工件的形状、尺寸、质量和加工要求、工件的生产批量、工厂工艺装备的技术情况等具体条件，来选定夹具的结构类型。

然后再进一步解决保证和提高被加工孔的位置精度问题。

再进行钻床夹具类型选择时，应注意一下具体几点：1）被钻孔的直径大于10mm时，钻床夹具应固定在工作台上。

2）翻转式钻床夹具适用于加工中小型工件，否则应采用回转式钻床夹具。

3）当加工几个不在同心圆周上的平行孔系时，如工件加夹具的总重比较大时，应采用固定式夹具在摇臂钻床上加工。

4）对于孔的垂直度、孔距精度要求不高的中小型工件，宜优先采用滑柱式钻床夹具，一缩短夹具的设计、制造周期。

一般空的垂直度要求小于0.1mm，孔距位置公差小于±0.15mm，如不采取特殊措施，不宜采用滑柱式夹具。

5）钻模板和夹具体为焊接结构的钻床夹具，因焊接力不能彻底消除，精度不能保证，故一般只在工件孔距公差大于±0.15mm是才采用。

6）工件被加工孔要求定位基准面的距离公差或孔距公差小于0.05mm时，只有采用固定式钻模板和固定式钻套才能保证。

2.3定位基准的选择工件的定位必须解决两个问题：即根据加工技术要求的限制工件的自由度；使定位误差控制在允许的范围内。

现张紧轮在三个坐标方向都有要求，为了保证加工质量，应该按完全定位的方式来设计夹具。

定位基准的选择应注意基准重合原则，尽量以精基准定位和考虑孔壁均匀等特殊要求，以便将定位误差控制在允许范围内。

定位方案：本道工序加工2-Φ13孔，精度不高，因此我们采用已加工好的32x142槽定位，采用一面两销定位，一个端面限制三个自由度，一个心轴限制两个自由度，一个削边销限制三个自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，开口压板的压紧力即可以满足要求。

2.4切削力和夹紧力的计算由夹具装配图可以看出,由于水平方向上有两个定位销,所以水平方向上不需要考虑夹紧力是否合适,只用考虑Z 轴上的夹紧力就可以了.查《机床夹具设计手册》表1-2-3得:p p C K f a F 75.0902=式中:mm a p 6.5=r mm f /05.0=rp p p r p k mp p k k k k k k s r λ=0=4.0)150190(×1.0×1.0×1.0×1.0=1.10所以,10.105.06.590275.0⨯⨯⨯=c F =587.5N在计算切削力时,必须把安全系数也考虑在内.6543210k k k k k k k k =安全系数查《机床夹具设计手册》,表1-2-1可知: 5.10.13.10.10.12.15.16543210为接触系数为操作系数为手动夹紧系数为连续切削系数为刀具钝化系数为加工性质系数为基本安全系数k k k k k k k所以,切削力c KF F ==1.5×1.2×1.0×1.0×1.3×1.0×1.5×587.5=2062.13N因本夹具主要夹紧力是螺母夹紧,查《机械加工工艺师手册》表17-30得:夹紧力N=7950N此时,实际夹紧力已大于所需2062.13N 的加紧力了,所以本夹具可安全工作.2.5定位误差分析本工序采用一面两销的定位方式，采用一圆柱销和一削边销为定位元件如下图所示，圆柱销相当于垂直放置的心轴，他起到限制工件在水平面内移动自由度的作用，销和槽直径误差及配合间隙造成了定位的基准位移误差067.0032.0023.0012.011d 1y x =++=++=∆=∆T T D Y Y ε式中 1D T ——与圆柱销配合的孔直径误差（mm ）； 1D T ——圆柱销直径误差 （mm ）； 1ε——圆柱销月孔配合的最小间隙（mm)。

一面两销定位误差分析图圆柱销与削边销配合限制着工件绕Z 轴转动自由度，同样，有于销、孔的直径误差及其配合间隙造成工件的转角误差：0011.0110*2)013.0033.0024.0012.0032.0023.0(2sin 2d 1d 2221±=+++++±=+++++±=∂L T T T T D D εε 式中1D T ——与圆柱销配合的孔直径误差（mm ）；1D T ——圆柱销直径误差 （mm ）； 1ε——圆柱销月孔配合的最小间隙（mm)；2D T ——与削边销配合的孔的直径误差（mm ）； 2d T ——削边销直径误差（mm ）； 2ε——削边销与孔配合的最小间隙（mm ）；L ——圆柱销与削边销的中心距（mm ）。

2.6钻套设计因为我们所加工的2-Φ13孔需要钻，扩，铰3个工步来加工完成，因此我们采用快换钻套，查机床夹具标准件可知和Φ13孔相配的快换钻套的结构如下：为了能钻完孔后能及时的扩孔和铰孔，因此快换钻套和夹具体是间隙配合，为了防止我们加工的时间快换钻套的旋转，因此我们采用压紧螺钉压紧快换钻套，当我们需要卸下工件的时间，稍微旋转压紧螺钉，然后旋转快换钻套成一定角度，我们就可以取出快换钻套了，有上图可知，和Φ13孔相配合快换钻套压紧螺钉的大小为M6，查机床夹具标准件我们可以知道M6的压紧螺钉结构如下具体的尺寸如下(mm)(JB/T 8045.5-1999）：直径d: M6L尺寸：200.0050.04++1直径d：-0.040130.0-5.9 D ：161d：4.4 L ：182L：10 n ：1.5t ：2 b ：1.5r ：0.5钻套内径：>6~122.7夹具设计及操作的简要说明采用心轴和削边轴定位，采用开口压板快速夹紧，即可指定可靠的卡紧力。

同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。

保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产总结本次设计是大学专业知识学习中最重要的一门科目之一，也是最为繁琐的之一，它需要我们把之前所学的几乎所有有关机械专业知识系统的组织起来，而后理论结合实际，把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机床夹具设计等专业知识有机的结合起来。

同时也培养了自己的自学与创新能力。

因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。

所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。

回顾起此次设计，我感慨颇多，从知道选题到完成，从理论到实践，在整整前后一个多礼拜的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的相关专业知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。

在设计的过程中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。

这次设计虽然较为顺利完成了，也碰到了许多问题，但在王老师的辛勤指导下，很多不懂的仿佛茅塞顿开豁然开朗。

对此在此我表示深深的感谢！同时，对给过我帮助的所有同学表示忠心的感谢！希望以后类似的设计实践能够更多。

参考文献1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年。