夹具设计实例-模板.doc

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 φ10 和 φ13 两孔；孔距为 78±0.5；U型槽对称轴线与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∅15.81F8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mm和拨叉槽口mm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、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。

2.定位元件的选择：
图 3 零件定位示意图

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。

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 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

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：φ22e8、影响导向的尺寸及公差： Φ10G7、
Φ13F7(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Φ0.05、相对于基准 F 的垂直度Φ
0.03、相对于基准 E 的垂直度Φ0.05
其它重要尺寸和公差：Φ18H7/r6、 Φ22H7/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ΔB= 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 φ22 孔之间的最大配合间隙ΔY=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ΔD= Δ
B+ ΔY=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 ΔT：
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 φ10F7 和
φ13F7；钻头尺寸为 φ10-0.036 和 φ13 -0.036；各尺寸的对刀误差为： ΔT＝(0.028+0.036)mm=0.064mm
安装误差 ΔA：
ΔA＝0
夹具误差 ΔJ：
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 ΔG：
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

(0.27)

定位误差ΔD

0.0353

0.0353

0

0.0353

0.0353
对刀误差ΔT

0.064

0.064

0.064

0.064

0.064

安装误差ΔA

0

0

0

0

0
夹具误差ΔJ

0.3

0.3

0.1

0.05

0.05

加工方法误差ΔG

0.33

0.33

0.09

0.03

0.03

加工总误差ΣΔ

0.45

0.45

0.15

0.09

0.09

78±0.5 15±0.5
12.5±0.13

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
1
ZJJ-00

钻模夹具装配图
装配图 A1
2
ZJJ

加工件
零件图 A4
3
ZJJ-01

零件图
4
ZJJ-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）