1、实验三:机床夹具设计姓名:谢银飞 班级:机制152班 学号:1420152372(22)姓名: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 10 和 13
2、 两孔;孔距为 780.5;U型槽对称轴线与8.4轴线的水平尺寸为 3.10.1mm,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; 13对 22 轴线垂直度公差为 0.1。 10 孔 Ra 值为 3.2, 13 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
3、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: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mm的对称中心线为3.1mm0.1mm;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。孔:15.81F8、槽mm
4、和拨叉槽口mm是已完成的尺寸,钻孔8.4mm。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375mm500mm,其空间尺寸完全能够满足夹具的布置和加工范围的要求。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处于拨叉的对称面内且不发生扭斜,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22mm 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2
5、2 孔口端面(底面)限定 零件的上下移动的自由度;用10 孔附近圆柱表面限定零件沿22 中心线转动 的自由度就可以实现完全定位。10 孔附近为悬壁梁结构,加工时容易变形,在10 孔口端面(底面)设辅助 支承,用来增加零件的刚性。2.定位元件的选择:图 3 零件定位示意图定位销:插入22 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22 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
6、件。三夹紧方案的确定图 4 定位方案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 JB/T 8026.1-1999(六角头支承)中选取 M840-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
7、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 10mm 和 13mm 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)10mm 选无肩13mm 选有肩4夹具体 选用铸造夹具体。图 12 钻模五.绘制夹具总图图 13 夹具体图 14 夹具三维实体图六. 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: 10G7、13F7(公差带查表确定)影
8、响夹具精度的尺寸及公差(公差按零件公差的 1/2 至 1/5): 780.15、 150.15、 12.50.05、相对于基准 F 的垂直度0.05、相对于基准 F 的垂直度0.03、相对于基准 E 的垂直度0.05其它重要尺寸和公差:18H7/r6、 22H7/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 780.5、150.5 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B= 0;尺寸 780.5、150.5 和平行度公差和垂直度公差存在基准位移误
9、差,其大小 等于定位轴与 22 孔之间的最大配合间隙Y=Xmax=0.28+0.033+0.04=0.353尺寸 780.5、150.5 和平行度公差和垂直度公差的定位误差分别为D= B+ 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 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: T(0.028+0.036)mm=0.064mm安装误差 A:A0夹具误差 J:780.5 的夹具误差为:0.3150.5 的夹具误差
10、为:0.312.5 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 G:各尺寸的加工方法误差各取相应尺寸的 1/3 780.5 的加工方法误差为:1/3=0.33150.5 的加工方法误差为: 1/3=0.3312.5 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(0.27)定位误差D0.03530.035300.03530.0353对刀误差T0.0640.0640.0640.0640.064安装误
11、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0.450.450.150.090.09780.5150.512.50.13平行度 0.1垂直度 0.1夹具精度储备 JC 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精选文档附件:图纸列表序号图号图纸名称备注1ZJJ-00钻模夹具装配图装配图 A12ZJJ加工件零件图 A43ZJJ-01零件图4ZJJ-02零件图(范文素材和资料部分来自网络,供参考。可复制、编制,期待你的好评与关注)