端盖加工夹具设计

专业课程综合设计设计题目：端盖加工夹具设计

专业08机制2班

学号**********

姓名

指导老师

提交时间2012-1-13

一、任务书

题目：设计“端盖”零件的钻床夹具

设计内容：

1、钻床夹具装配图1张

2、钻床夹具零件图3张

3、钻床夹具三维图3张

4、课程设计说明书1份

二、设计思想

1 个φ10和1个φ4 的小孔,所设计的一套钻床专用夹具。主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。

我们在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析。由于是中批量生产，采用了固定式钻床夹具，提高了生产效率。在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用。学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。

设计思想：以定位心轴为主定位，以削边销为辅助定位，采用一面两销定位

此次需要完成的题目如下：

如图1所示，设计加工端盖上φ10和φ4小孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。

图1 端盖

三、钻床夹具设计过程

如图2所示为端盖工件造型图

图2 端盖工件造型

3.1零件本工序的加工要求分析

钻φ4孔、锪φ10孔

本工序前已加工的表面有：

(1) 端盖左右两个端面；

(2)φ25内孔、φ14小孔和φ9沉孔。

本工序使用机床为 Z5125立钻。刀具为通用标准工具。

3.2、确定夹具类型

本工序所加工两个同轴孔 (φ4和φ10)，位于工件外径φ 60的圆周上，由于孔径较小，工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为中批量生产等原因，采用固定式钻模。

3.3 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，其定位方案有二：

①以φ 25孔及其右端面为定位面，以方形面周边轮廓为定位面，限制5个自由度。这一定位方案，存在基准不重合误差，会引起较大的定位误差。且存在过定位现象

②以φ 25孔及其右端面为定位面，利用菱形销以φ 14沉孔为定位面，，即采用一面两孔定位，限制6个自由度。这一定为方案设计基准与定位基准重合，所以ΔB=0。比较上述两种定位方案，初步确定选用第二种方案。

(2) 选择定位元件

选择带台阶面的定位心轴，作为以φ4孔及其端面的定位元件，心轴与夹具体定位副配合取φ19H7/r6。选择菱形销作为φ4绕轴方向上的辅助定位元件，定位配合副取φ18H7/r6。

(3)定位误差计算

加工φ4孔和φ10沉孔时孔距右端面尺寸 20mm 的定位误差计算 由于基准重合，故ΔJB=0；

由于工件加工过程中，存在基准位置误差，而加工端盖右端面以端盖左端面为设计基准，故可由标准公差计算公式3-1计算得到。 （3-1） 其中a=40 i=1.322um 代入公式得T=0.052mm

取T=0.06mm ，基准位置误差ΔDW=0.06mm

由此可知此定位方案能满足尺寸20+0.06mm 的定位要求。

3.4 确定夹紧方案

参考夹具资料，以定位轴为定位，采用 M16螺母、垫圈和定位轴在φ25孔右端面夹紧工件。

3.5 确定引导元件 (钻套的类型及结构尺寸 )

由于生产量为中批量生产，查夹具设计手册可知，进行钻、扩、铰工序时可采用快换钻套，故选用快换钻套。

主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准 GB2268 — 80 、 GB2265 — 80选取。

钻φ4孔时钻套内径为φ4 mm ，外径为φ15mm 。中间衬套内径为φ15 mm ，中间衬套外径为φ22 mm 。考虑加工过程需要排屑间隙，钻套端面至加工面的距离取4mm 。麻花钻选用φ4mm 。引导元件至定位元件间的位置尺寸为35± 0.03 mm 。钻套轴线对基面的垂直度允差为 0.03mm 。

锪03.000.010+

-Φ孔时钻套内径为φ10 mm ，外径为φ15mm 。中间衬套内径为

φ15 mm ，中间衬套外径为φ22 mm 。考虑加工过程需要排屑间隙，钻套端面至加工面的距离取4mm 。锪孔钻选用φ10mm 。引导元件至定位元件间的位置尺寸为35± 0.03 mm 。钻套轴线对基面的垂直度允差为 0.03mm 。

3.6夹紧机构设计与夹紧计算

3.6.1夹紧机构设计

根据设计思想，则此钻床夹具采用固定式钻床夹具，草图如下所示：

图2 固定式钻床夹具草图

3.6.2夹紧计算

钻φ4孔

钻削过程产生轴向力计算公式如3-2所示

09.81Zf Yf F F

F C d f K = （3-2）

查表可得F C =32.0、 Zf=1.2、 Yf=0.75、.Z F K =.

0.9 因此Fz=359.42N

钻削过程产生扭矩计算公式如3-3所示 09.81ZM YM M M M C d f K = （3-3）

查表可得M C =0.098、 Z M =2.2、 y M =0.8、.M K =.

0.87 因此 扭矩 M=3.87Nm

由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式3-4 P=K ×'F （3-4）

其中：其余系数K=K1×K2×K3×K4

K1——基本安全系数 1.3

K2——加工性质系数1.1

K3——刀具钝化系数1.15

K4——断续刀削系数1.2

所以 K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98

P=711.65N

考虑钻孔所需夹紧力大于锪孔所需夹紧力，则只需满足钻孔所需夹紧力。又实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用螺栓连接夹紧结构，而且不需要进行强度校核.。

3.7操作过程