夹具设计实例_模板

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实验三：机床夹具设计
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孑L 、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
姓名：谢银飞 班级：机制 152班 学号：1420152372 姓名：朱嘉俊 班级：机制 152班 学号：1420152373 (23)
72 土 2
图2 三维实体图
2 .杠杆臂加工工艺分析
(1 )加工要求
加工机0和机3两孔；孔距为78 ± 0.5 ; U型槽M2软」对称轴线与08.4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 ;机3对©22轴线垂直度公差为0.1。

①10孔Ra值为3.2 ,①13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
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准距离槽’° mm 的对称中心线为3.1mm ± 0.1mm;在径向方向的设计基准是孔？15.8仆8 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°mm和拨叉槽口. mm是已完成的尺
寸，钻孑L ? 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 x 500mm，其空间尺寸完全能够满足夹具的布置和加工范围的要求。

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、丫轴旋转、Z轴旋转，三个自由度；为保证孔？ 8.4处于拨叉的对称面内且不发生扭斜，应当限制丫轴旋转自由度；
根据零件的构造，最容易想到的是以①22mm 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①22孔口端面（底面）
限定零件的上下移动的自由度；用机0孔附近圆柱表面限定零件沿①22中心线转动的自由度就可以实现完全定位。

机0孔附近为悬壁梁结构，加工时容易变形，在机0孔口端面（底面）设辅助支承，用来增加零件的刚性。

择：
定位销：插入①22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①22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
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
116
(2 )可调支承
钉
图6销轴
可调支承钉在GB JB/T 8026.1-1999 (六角头支承)中选取M8 X40-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
图8夹紧方案
3 •辅助装置
(1)钻模板类型选
择
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
图9辅助装置
3 •辅助装
(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©10mm和©13mm —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)
①10mm选无肩
①13mm选有肩
国定钻套
（有肩）
图12钻模4夹具体选用铸
造夹具体。

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图13夹具体
五.绘制夹具总
图
夹n体螺旋辅助支贡销轴钻模板
图14夹具三维实体图
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六. 夹具装配图上的尺寸、公差及技术要求的标注最大轮廓尺寸（长、
宽、高）：180、140、141影响工件定位精度的尺寸：©22e8、影响导向的尺寸及公差：①10G7、
①13F7（公差带查表确定）影响夹具精度的尺寸及公差（公差按零件公差的1/2 至
1/5）：
78 ± 0.15、15 ± 0.15、12.5 ± 0.05、相对于基准F的垂直度①0.05、相对于基准
F 的垂直度①
0.03、相对于基准E的垂直度①0.05
其它重要尺寸和公差：①18H7/r6 、①22H7/n6 以及定位销与夹具体的配
合尺寸（图中遗漏，应补上）
需标注的技术要求：见装配图
七．工件加工精度分析定
位误差：两孔的直径尺寸基本上由钻头尺寸保证，没有定位误差。

尺寸78± 0.5 、15± 0.5平行度公差和垂直度公差的工序基准和定位基准重合，基准不重合误差为压=0 ；
尺寸78± 0.5 、15± 0.5和平行度公差和垂直度公差存在基准位移误差，其大小等于定位轴与©22孔之间的最大配合间隙
A Y=Xmax=0.28+0.033+0.04=0.353
尺寸78 ± 0.5、15 ± 0.5和平行度公差和垂直度公差的定位误差分别为 2
A
B + A Y=0.353
尺寸12.5 的基准位移误差和基准不重合误差都为0,所以定位误差为0 工件加工精度分析对刀误
差A T：
因加工孔处工件较薄，可不考虑钻头的偏差。

钻套导向孔尺寸为©10F7 和
©13F7 ;钻头尺寸为©10-0.036 和©13 -0.036 ;各尺寸的对刀误差为：A T = （0.028+0.036）mm=0.064mm
安装误差A A ：
A A = 0
夹具误差A J ：
78± 0.5 的夹具误差为：0.3
15± 0.5 的夹具误差为：0.3
12.5 的夹具误差为：0.1
平行度0.1 的夹具误差为：0.05
垂直度0.1的夹具误差为：0.05加工方法误差2^G :
各尺寸的加工方法误差各取相应尺寸的1 /3
78 ± 0.5的加工方法误差为：1/3=0.33
15 ± 0.5 的加工方法误差为：1/3=0.33
12.5的加工方法误差为：0.27/3=0.09
平行度0.1加工方法误差的为：0.03
垂直度0.1加工方法误差的为：0.03钻模在钻孔时的加工精度计算表1钻模加工精度计算表
78 ± 0.5
15 ±12.5 ±0
.130.27)
平行度0.1垂直度0.1
定位误差△ D0.5
0.03530.035300.03530.0353
对刀误差△ T0.0640.0640.0640.0640.064安装误差△ A00000夹具误差△ J0.30.30.10.050.05加工方法误差△ G0.330.330.090.030.03加工总误差0.450.450.150.090.09
夹具精度储备J C 1- 0.45=0.55 1- 0.45=0.55 0.27- 0.15=0.12 0.1- 0.09=0.01
0.1- 0.09=0.01
附件：图纸列表
序号图号图纸名称备注1ZJJ-钻模夹具装配图装配图A1 2ZJJ加工件零件图A4 3ZJJ-零件图
4ZJJ-零件图。