四孔支架钻孔夹具设计

洛阳理工学院

课程设计说明书

课程名称机械制造装备设计

设计课题四孔支架钻孔夹具设计

专业机械设计制造及其自动化

班级B120232

姓名来卫卫

学号B12023215

2014 年 01 月 03 日

课程设计任务书

机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名来卫卫班级 B120232 学号 B12023215 课程名称：机械制造装备设计

设计题目：四孔支架钻孔夹具设计

设计内容：

1．夹具底座零件图1张

2．夹具装配图1套

3．课程设计说明书1份

设计要求：

批量生产

设计（论文）开始日期 2013 年 12 月 23 日

设计（论文）完成日期 2014 年 01 月 03 日

指导老师张洪涛

课程设计评语

机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名来卫卫班级 B120232 学号 B12023215 课程名称：机械制造装备设计

设计题目：四孔支架钻孔夹具设计

课程设计篇幅：

图纸共 2 张

说明书共 20 页指导老师评语：

年月日指导老师

目录

1、加工工件的分析 (6)

1.1 工件的零件图分析 (6)

1.2 拟定加工方法 (7)

2、定位装置设计 (8)

2.1 确定定位方案 (8)

2.2 选择定位元件 (8)

3、夹紧机构设计 (10)

3.1 夹紧方案分析 (10)

3.2 确定夹紧机构 (11)

4、导向装置设计 (12)

4.1 导向方案分析 (12)

4.2 确定导向装置 (14)

5、夹具体设计 (15)

5.1 夹具体的选择 (15)

5.2 夹具体零件图 (16)

6、夹具总图设计 (17)

6.1 绘制夹具装配图 (17)

6.2 夹具装配图上的标注 (18)

总结 (20)

致谢 (21)

参考文献 (22)

1、加工工件的分析

1.1 工件的零件图分析

工件的零件图应该无遗漏地给出制造零件所需的全部信息，包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形状公差等。该工件的零件图如图1-1所示。

工件名称：四孔支架工件材料：20号钢

要求：用Φ22H7和侧面用梯形台定位加工Φ24H7孔。

图1-1 四孔支架

1.2 拟定加工方法

了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。

由条件可知，工件的其他表面及孔均已加工，外形轮廓尺寸小，重量轻，加工要求不高，生产批量不大。因此，设计的夹具不宜复杂，在保证质量和提高生产率的前提下，尽量简化结构，做到经济合理。根据加工要求，拟采用立式摇臂钻床钻削加工。

2、定位装置设计

2.1 确定定位方案

工件在夹具中位置的确定，主要是通过各种类型的定位元件来实现的。在机械加工中，虽然被加工工件的种类繁多和形状各异，但从它们的基本结构来看，不外乎是由平面、圆柱面、圆锥面及各种成形面所组成。工件在夹具中定位时，可根据各自的结构特点和工序加工精度要求，选取其上的平面、圆柱面、圆锥面或他们之间的组合表面作为定位基准。

根据本工序的工序内容及加工精度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，拟定几种具体的定位方案和定位元件，并选出最佳方案。

按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。本次设计虽然为小批量生产，但也需要考虑夹具零件的互换性。所以暂定如下两种定位方案：第一方案：采用一面两销且取Φ72侧面为定位面，Φ22H7孔用固定长圆柱销定位，Φ44H7孔用伸缩式圆柱销定位，很明显出现了“过定位”，不符合定位要求。

第二方案：定位方式仍为一面一销一矩形台，Φ72一端面用螺纹压紧，Φ22H7孔采用可换短圆柱销定位，侧面用矩形台定位，限制工件六个自由度度。虽然此方法同样有过定位，但由于定位面为已加工过的精度较高的表面，过定位能能提高工件的定位稳定性和刚度，故此处过定位是允许的。

综上所述，这次设计采用第二种方案，限制工件六个自由度，满足加工精度要求。

2.2 选择定位元件

1．Φ22H7孔采用可换短圆柱销定位，材料为20号钢，如图2-1所示。

图2-1 圆柱销

2．侧面用矩形台定位，材料为HT200，如图2-2所示。

图2-2 矩形台定位装置

3、夹紧机构设计3.1 夹紧方案分析

1．夹紧力的方向：

夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。所以，本次夹紧力选择垂直于工件定位面。

2．夹紧力的作用点：

夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。

3．选择夹紧机构：

在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：

（1）安全性夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止以外伤及夹具操作人员。

（2）手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。

（3）夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。

（4）手动夹紧机构应操作灵活、方便。

确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，确定后，正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。

3.2 确定夹紧机构

夹紧装置除要求能将工件夹紧压牢之外，还对工件的加工质量、生产率、生产成本及操作工人的劳动强度等均有较大影响。因此，夹紧机构的选择应在保证加工要求和生产率的前提下，尽可能地降低生产成本和工人的劳动强度。

根据生产类型，此夹具的夹紧机构不宜复杂，采用带活动T形块的滑动机构，螺栓直径为M36，用压紧螺母压紧。

螺旋夹紧机构结构简单，制造容易，夹紧行程大，扩力比大，自锁性好，应用广泛，尤其适合于手动夹紧机构。本设计的夹紧机构如图3-1所示。