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 1

D T ——与圆柱销配合的孔直径误差（mm ）； 1

D 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