机床加工工艺夹具设计模板.doc

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机床加工工艺孔夹具设计
1 加工工艺孔夹具设计
本夹具关键用来钻、扩、两个工艺孔。这两个工艺孔全部有表面粗糙度要求，表面粗糙度为，和圆垂直。本到工序为后钢板弹簧吊耳加工第六道工序，本道工序加工时关键应考虑怎样确保其表面粗糙度要求，和怎样提升劳动生产率，降低劳动强度。
2 定位方案分析和定位基准选择
由零件图可知，两工艺孔在零件孔上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应和端面垂直。为了确保所钻、扩孔和侧面垂直，依据基准重合、基准统一标准。在选择两工艺孔加工定位基按时，应尽可能选择上一道工序即钻扩铰工序定位基准，和设计基准作为其定位基准。所以加工工艺孔定位基准应选择孔端面为关键定位基面以限制工件三个自由度，以孔配和圆柱销限制工件两个自由度，以孔配和削边销限制工件一个自由度，既采取一面两销定位。再用一个螺旋夹紧机构从孔另一端面进行夹紧。

图1 定位分析图

3 定位元件设计
本工序选择定位基准为一面两孔定位，所以对应夹具上定位元件应是一面两销。所以进行定位元件设计关键是对短圆柱销和短削边销进行设计。
由加工工艺孔工序简图可知两工艺孔中心距。

因为两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差为
所以两工艺孔中心距为 ，而两工艺孔尺寸为，。
依据《机床夹具设计手册》削边销和圆柱销设计计算过程以下：

图2 两销分析图
（1）、确定两定位销中心距尺寸及其偏差
==

（2）、确定圆柱销直径及其公差
（—基准孔最小直径）
取f6
所以圆柱销尺寸为
（3）、削边销宽度b和B （由《机床夹具设计手册》）

（4）、削边销和基准孔最小配合间隙
式（5-1）
其中： —基准孔最小直径 —圆柱销和基准孔配合间隙
代入数据由公式（5-1）得

（5）、削边销直径及其公差

按定位销通常经济制造精度，其直径公差带为，则削边销定位圆柱部分定位直径尺寸为 。
（6）、赔偿值

4 定位误差分析
本夹具选择定位元件为一面两销定位。其定位误差关键为：
（1）、移动时基准位移误差

=
=
(2)、转角误差

其中：

5 切削力计算和夹紧力分析
因为本道工序关键完成工艺孔钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰切削力。所以切削力应以钻削力为准。由《切削手册》得：
钻削力 式（5-2）
钻削力矩 式（5-3）
式中：
代入公式（5-2）和（5-3）得

本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向和钻削力方向相同。所以进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件销钉强度、刚度合适即能满足加工要求。
6 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计
工艺孔加工需钻、扩、两次切削才能满足加工要求。故选择快换钻套（其结构以下图所表示）以降低更换钻套辅助时间。依据工艺要求：工艺孔分钻、扩、两个工步完成加工。即先用麻花钻钻孔，依据GB1141—84要求钻头上偏差为零，故钻套
孔径为。再用标准扩孔钻扩孔，依据要求扩孔钻尺寸为，钻套尺寸为。

图 3 快换钻套图
扩工艺孔钻套结构参数以下表：
表 1 扩工艺孔钻套数据表
d
H
D

公称尺寸
允差
10.5
16
16
-0.006
-0.018
26
22
12
4
10
11.5
20.5

衬套选择固定衬套其结构图所表示：

图 4 固定衬套图
其结构参数以下表：
表 2 固定衬套数据表
D
H
D
C

公称尺寸
允差
公称尺寸
允差
16
+0.019
0
16
22
+0.039
+0.025
1
0.6
夹具体设计关键考虑零件形状及将上述各关键元件联成一个整体。这些关键元件设计好后即可画出夹具设计装配草图。整个夹具结构见夹具装配图2所表示。
7 夹具精度分析
利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭加工系统。它们之间相互联络，最终形成工件和刀具之间正确位置关系。所以在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计夹具进行精度分析和误差计算。
本道工序加工中关键确保两工艺孔尺寸及和孔距离要求为粗糙度表面粗糙度。。固定衬套采取孔径为，同轴度公差为。
该工艺孔位置度应用是最大实体要求。即要求：（1）、各孔实际轮廓受最大实体实效边界控制即受直径为理想圆柱面控制。（2）、各孔体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。（3）、当各孔实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时可将偏离量赔偿给位置度公差。（4）、如各孔实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺寸偏离量为，此时轴线位置度误差可达成其最大值。
工艺孔尺寸，由选择铰刀尺寸满足。工艺孔表面粗糙度，由本工序所选择加工工步钻、扩、满足。
8 夹具设计及操作简明说明
由零件图可知，两工艺孔在零件孔上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应和端面垂直。为了确保所钻、扩孔和侧面垂直，依据基准重合、基准统一标准。在选择两工艺孔加工定位基按时，应尽可能选择上一道工序即钻扩铰工序定位基准，和设计基准作为其定位基准。所以加工工艺孔定位基准应选择孔端面为关键定位基面以限制工件三个自由度，以孔配和圆柱销限制工件两个自由度，以孔配和削边销限制工件一个自由度，既采取一面两销定位。然后由一个螺旋夹紧机构夹紧就能够开始加工了。