另带cad手柄套钻孔夹具设计说明书解读.docx

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另带cad手柄套钻孔夹具设计说明书解读

专业课程综合设计

题目

手柄套钻孔专用夹具设计

院（系）别

专业

级别

学号

姓名

指导老师

2014年1月

目录

前言………………………………………………………………………………1

一．夹具设计任务介绍………………………………………………………………2

1.1设计题目……………………………………………………………………2

1.2设计清单……………………………………………………………………2

1.3零件工艺路线分析………………………………………………………2

1.4零件三维图……………………………………………………………2

1.5零件CAD图…………………………………………………………………3

1.6夹具设计对象分析…………………………………………………………3

二、夹具方案确定………………………………………………………………3

2.2定位方式的选择……………………………………………………………4

2.2定位误差的分析…………………………………………………………6

2.3导向装置的确定…………………………………………………………6

2.4夹紧方案的确定…………………………………………………………7

2.5夹紧力的计算…………………………………………………………9

三、其它装置的确定…………………………………………………………103.1夹具体的设计………………………………………………………………10

3.2钻模板的设计…………………………………………………………11

3.3短销夹紧长轴设计………………………………………………………12

3.4定位面板设计…………………………………………………………12

四、夹具设计三维视图………………………………………………………12

小结……………………………………………………………………13

参考文献………………………………………………………………………13

前言　　

按夹具的通用特性分类，常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具和自动线夹具六大类。

本次设计主要为调速杠杆夹具的设计，为专用夹具。

专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。

其特点是针对性极强，没有通用性。

在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。

专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批量生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已经产生许多问题。

本文设计专用夹具各个部件尽量采用标准件，提高夹具的可加工性和经济性。

通过这次夹具设计，整合我们所学过的有关的知识（如《公差与配合》、《机械零件设计》、《金属切削机床》、《机械制造工艺》等）。

让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！

夹具课程设计,在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。

同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。

通过课程设计达到以下目的：

1、运用已学过的机床夹具设计及有关课程的理论知识以及生产实习中所获得的实际知识，根据被加工零件的要求，设计既经济合理又能保证加工质量的夹具。

2、学会使用各种手册、图册、设计表格，规范等各种标准技术资料，能够做到熟练运用机械制造技术课程中的基本理论，正确的解决一个零件在加工中的加工基准的选择、定位、夹紧、加工方法选择以及合理安排工艺路线，保证零件的加工质量。

3、进一步培养机械制图、分析计算、结构设计、编写技术文件等基本技能。

一、夹具设计任务介绍

1.1设计题目：

钻孔夹具设计

1.2设计清单：

、用三维工程软件（PROE）设计夹具装配图及零件图。

、夹具总装图（AUTOCAD）。

、主要非标准件零件图（AUTOCAD）。

④、设计说明书（需含夹具设计方案、夹具设计原理说明、定位误差分析和夹紧力计算）。

⑤、以上所有资料为纸质版和电子版。

1.3零件工艺路线分析

工序10锻造

工序20正火

工序30粗车左端面、粗车右端面、钻φ12mm孔，

工序40粗车φ45mm外圆

工序50调质处理

工序60半精车、精车φ45mm外圆面，精度达到7级

工序70半精车φ45mm左端面、半精车φ16mm、倒左端面1x45°角；

工序80半精车、精车φ45mm右端面、倒右端面1x45°角

工序90扩、较、精较φ12mm孔

工序100钻、精较φ5mm孔

工序110钻φ8mm孔

工序120钻、精较两成90°的φ6mm孔

工序130清洗

工序140去毛刺

工序150检验

工序160入库

1.4零件的三维图和三维部分剖视图如图1所示

图1手柄套三维图

1.5零件的CAD图，如图2所示

图2手柄套CAD图

1.6夹具设计对象分析

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。

为工序110钻Ф8的孔设计钻床夹具体，所用机床为Z525型立式钻床，大批生产类型。

工序尺寸和技术要求：

加工摇杆，孔与端面的尺寸要求是，表面粗糙度Ra12.5。

为了保证其尺寸精度和位置精度，零件本身专门设计了Ø5孔来用于定位，故夹具体应围绕保证其位置的精度来设计，同时也要保证其表面粗糙度及尺寸精度。

2、夹具方案的确定

2.1定位方案的选择

方案一：

采用一个锥形销（3个自由度）、一个菱形削（1个自由度）、两个支撑钉（2个自由度）进行定位，用压板进行螺旋夹紧。

如图3所示：

图3方案一

方案二：

采用一面两销进行定位，用螺旋机构进行夹紧。

如图4所示：

图4方案二

本次的设计是在定位孔已钻出的情况下对前部分轴上的通孔进行钻削。

根据本加工零件的结构特点，以及考虑到定位基准与设计基准重合的原则和六点定位原则,故该类工件采用“一面两孔销”的定位方法。

以消除工件在空间中的六个自由度。

当采用一平面、一短圆柱销和一菱形销的定位元件时，此时平面限制Z方向的移动、X和Y方向的旋转三个自由度，短圆柱定位销限制X和Y方向的移动两个自由度，菱形定位销限制Z方向的旋转，如图5所示。

图5定位方案的确定

定位元件的选择

a定位面板，利用定位面板精度更高的一个面进行定位，其面限制3个自由度。

其表面粗糙度见零件图。

B短销，限制2个自由度。

圆柱短销为Ø10n6作为Ø10H7孔的定位元件，定位副配合为Ø10

。

C菱形削，限制1个自由度。

2.2定位误差的分析

要保证工件的加工精度，定位误差必须控制在一定范围内。

一般精度加工中，取定位误差为零件公差的（

~

）即e定≤（

~

）αk

定位误差的组成及产生原因有以下两个方面：

1）定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以

表示。

2）定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差，称基准位置误差，即定位基准的相对应位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以

表示。

故有

此工式是在加工尺寸方向上的代数和。

在本设计的定位方式中，

因为工序设计基准与定位基准重合，故

，

由于定位面板表面的制造误差，制造误差来自于定位面板的平行度公差，导致e基=0.02。

=0.02＜

x0.1

故定位误差合理，符合零件公差要求

2.3导向装置的确定

钻床的导向装置主要是钻套。

钻套的作用是确定钻头、铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工过程中发生偏斜。

根据使用特点，钻套可分为固定式、可换式、快换式等多种结构形式。

可换钻套具有以下特点：

在工件的一次装夹中，若顺序进行钻孔、扩孔、铰孔或攻螺纹等多个工步加工，需使用不同孔径的钻套来引导刀具，此时应使用可换钻套。

当使用可换钻套，更换钻套时，只需逆时针转动钻套使削边销平面转至螺钉位置，即可向上快速取出钻套。

故钻定位孔时选用可换钻套做为导向元件。

查≤机床夹具设计手册≥表

材料选为T10A，热处理为淬火HRC58-64，快换钻示意图如图6所示：

图6可换钻套示意图

由孔直径为8mm，查表可得H=18，h=12，D1=22，D2=20，h1=6，m=7，m1=7.5，r=16.5，r1=1，r2=0.6，c=1，α=45º，b=2，a=0.5，t=0.8，螺钉M6；查≤机床夹具设计手册≥表

可知，排屑空间h=12。

（单位：

mm）

衬套采用无肩固定衬套如图7所示。

图7无肩固定衬套图

2.4夹紧方案的确定

机床对工件进行加工时，除需要定位支承系统获得对于刀具及其导向的正确相对位置，还需依靠夹具上的夹紧机构来消除工件因受切削力和工件自重的作用而产生的位移或振动。

本例夹紧装置中，工件在加工过程中能继续保持定位所得到的正确位置。

正确夹紧的原则：

（1）在夹紧过程中，不至于因工件重力的影响而破坏正确定位

（2）在夹紧过程中，夹紧力不应使已经获得正确定位的工件脱离正确位置：

（3）在夹紧过程中，应使工件不产生超出表面形状精度允许范围的变形：

（4）在切削过程中，应避免工件产生不能允许的振动：

（5）在切削过程中，切削力不应破坏工件的正确位置，并使平衡切削力所需的夹紧力最小。

针对成批生产的工艺特征，本夹具选用螺旋夹紧机构夹压工件。

采用螺旋装置直接夹紧或其它元件组合实现夹紧的机构，统称为螺旋夹紧机构。

螺旋夹紧机构结构简单，容易制造。

由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力的夹紧行程都较大，在手动夹具上应用较多。

图8夹紧示意图

本夹紧机构和短销做成一体，目的是使夹具简单化，减少夹具体自身零件，可一定程度上提高精度；夹紧部位使用六角螺母进行螺旋夹紧，同时使用开口垫片，一方面可保证夹紧力在工件上均匀受力，降低夹紧力对工件表面质量的损害，另一方面松动螺母，可直接将开口垫片沿竖直方向抽出，然后工件可沿着水平方向直接抽出，不需要将螺母完全旋出，可以降低更换零件时间，提高工作效率。

2.5夹紧力的计算

刀具为高速钢麻花钻，直径d=8mm，f=0.26mm/r，由《机械加工工艺设计实用手册》表2—32，钻孔的轴向力计算公式：

钻头直径为8，即d0=8，

=320，ZF=1.2，YF=0.8

钻孔进给量：

修正值：

钻孔轴向力为：

带入数据得，钻孔

的轴向力：

=1227.3N

在计算切削力时，必须考虑安全系数。

安全系数

根据《机械加工工艺手册》查得：

式中：

—基本安全系数；取1.2

—加工性质系数；取1.1

—刀具钝化系数；取1.1

—切削特点（连续切削）；取1.0

—夹紧力稳定性；取1.1

—手动夹紧手柄位置；取1.0

—仅有力矩使工件与支承面接触情况；取1.0

则

=1.2×1.1×1.1×1.0×1.1×1.0×1.0×1227.3

=1959.764N

查阅《机床夹具手册》P33页表2-18，得扳手长度

钻孔时螺旋夹紧力为：

=

=2342.8N

因为钻削力

小于夹紧力Fj，所以该夹紧装置安全可靠。

3、其它装置的确定

3.1、夹具体的设计

夹具体是整个基体和骨架。

在夹具体上要安装组成该夹具所需要的各种元件、机构、装置等；而且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定。

因此，夹具体的角度和尺寸，主要取决于夹具