夹具设计实例模板.docx

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夹具设计实例模板

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GBJB/T8026.1-1999（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1/378±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±0.515±0.5

12.5±0.13

平行度0.1垂直度0.1

夹具精度储备JC1-0.45=0.551-0.45=0.550.27-0.15=0.120.1-0.09=0.010.1-0.09=0.01

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