夹具设计实例-模板

实验三：机床夹具设计

：银飞班级：机制152班学号：1420152372（22）

：朱嘉俊班级：机制152班学号：1420152373（23）

一.明确设计任务

1.设计任务

加工拨叉上∅8.4mm孔(工件材料45钢）。工件以∅15.81F8孔、叉口及槽在定位轴2、

削边销1、偏心轮3上定位，由偏心轮夹紧工件，并利用偏心轮楔面的作用限制工件一个

自由度。本夹具采用铰链式钻模板，放松锁锁紧螺钉6，即可回转钻模板，以便于装卸工件。图1所示为拨叉钻孔工序图。

设计在Z525立式钻床上钻拨叉零件上∅8.4mm的钻床夹具。

图 1 零件图

图 2 三维实体图

2．杠杆臂加工工艺分析

（1）加工要求

加工φ10 和φ13 两孔；孔距为78±0.5；U型槽14.20+0.1对称轴线与∅8.4

轴线的水平尺寸为3.1±0.1mm，垂直尺寸为 12.5 两孔垂直；∅8.4对

∅15.81F8轴线平行度公差为 0.2；φ13对φ22 轴线垂直度公差为0.1。

Φ10 孔Ra 值为3.2，Φ13 孔Ra 值为12.5。

（2）加工工艺由于该工序中两个孔的位置关系为相互垂直，且不在同一个平面里，要钻完

一个孔后翻转90°再钻削另一个孔，因此要设计成翻转式钻夹具。分析零件图可知，该拔叉的叉角两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面，使用淬火处理

提供局部的接触硬度。叉角两端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏，

保证孔的加工精度，及孔与叉角两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过

铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来，可见该

零件工艺性好。

二．定位方案与定位元件

1. 夹具设计要求

已知工件材料为45钢，毛坯为模锻件，所用机床为Z525型立式钻床，大

批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。

2、夹具的设计方案

分析：

①孔∅8.4mm为自由尺寸，可一次钻削保证。该孔在轴线方向的设计基准

距离槽14.20+0.1mm的对称中心线为 3.1mm±0.1mm；在径向方向的设计基准是孔

∅15.81F8的中心线，其对称度要求为0.2mm，该尺寸精度可以通过钻模保证。

②孔：15.81F8、槽14.20+0.1mm和拨叉槽口510+0.1mm是已完成的尺寸，钻孔

∅8.4mm。

③立钻Z525的最大钻孔直径为∅25mm，主轴端面到工作台面的最大距离H

为700mm，工作台面尺寸为375mm×500mm，其空间尺寸完全能够满足夹具的布

置和加工围的要求。

④本工序为单一的孔加工，夹具可采用固定式。

方案设计:

1、定位基准的选择：为了保证孔∅8.4mm对基准孔∅15.8F8垂直并对该孔

中心线的对称度符合要求，应当限制工件X的平移、Y轴旋转、Z轴旋转，三个

自由度；为保证孔∅8.4处于拨叉的对称面且不发生扭斜，应当限制Y轴旋转

自由度；

根据零件的构造，最容易想到的是以Φ22mm 的孔为定位基准，这样可以避

免基准不重合误差，同时可以限定四个自由度；用Φ22 孔口端面（底面）限

定零件的上下移动的自由度；用φ10 孔附近圆柱表面限定零件沿Φ22 中心

线转动的自由度就可以实现完全定位。

φ10 孔附近为悬壁梁结构,加工时容易变形,在φ10 孔口端面(底面)设辅

助支承,用来增加零件的刚性。

图 3 零件定位示意图

2.定位元件的选择：

定位销：插入Φ22 的孔，用来限制 X,Y 方向的移动和转动，共四个自由度。定位元件为非标准元件。

用定位销的小端面(相当于一个支承钉)与Φ22 孔口端面支靠限定Z 方向的移动自由度。定位元件为非标准元件。

可调支承钉：限定 Z 方向的转动。定位元件为标准元件。用一辅助支承来提高工件的安装刚度和定位的稳定性。定位元件为非标准元

件。

图 4 定位方案

三．夹紧方案的确定

根据零件的定位方案，采用锁紧螺母和开口垫圈来实现快速锁紧夹紧机构，它与一个加工面位置靠近，增加了刚性，零件夹紧变形也小，但对于另一个加工面较远，为提高刚性，故采用辅助定位元件来固定，该设计采用了螺旋辅助支承。

图 5 夹紧方案

四．夹具结构设计

1．定位装置 （1）销轴

（2）可调支承钉

图 6 销轴

可调支承钉在 GB /T 8026.1-1999（六角头支承）中选取 M8×40-S 。

图 7 可调支撑

钉

2．夹紧装置

（1）夹紧

选用M10 螺纹以满足强度要求。

（2）开口垫圈

3．辅助装置

（1）钻模板类型选择

图 8 夹紧方案

根据工件和夹具体的结构，选用固定式钻模板。固定式钻模板虽然有时装卸工件不便，但它结构简单、制造方便、定位精度

高。

3．辅助装置图 9 辅助装置

.

（1）钻套从国家标

准中选用。

（2）钻模板

图10 钻模板1

图11 钻模板2

（2）钻套的选择

由于孔φ10mm 和φ13mm 一次钻孔就可达到要求，因此采用固定式钻套。（查手册确定型号）

Φ10mm 选无肩Φ13mm选有肩

4 夹具体选用铸造夹具体。图 12 钻模