后托架2Φ13孔钻床夹具设计.docx

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后托架2Φ13孔钻床夹具设计

本科毕业论文（设计）

题目后托架2×Φ13孔钻床夹具设计

学院机电与信息工程学院

专业机械设计制造及其自动化

年级　2012级

学号2012131051

姓名　龙添

指导教师　周国玉

成绩

2015年12月20日

目录

摘要1

关键词1

Abstract.1

Keywords1

0引言2

1零件分析2

1.1零件结构及作用分析2

1.2本夹具工序要求分析3

2专用机床夹具设计3

2.1夹具类型选择3

2.2定位基准及定位元件选择3

2.3夹紧机构及夹紧元件选择4

2.4钻套类型选择及有关尺寸计算4

2.5钻模板设计5

2.6绘制受力图与计算切削力及夹紧力5

2.7夹具体设计6

2.8夹具装配图配合尺寸及技术条件确定7

3结束语7

参考文献9

致谢10

附件清单11

后托架2×Φ13孔钻床夹具设计

摘要：

本次毕业设计是针对后托架2×Φ13孔设计钻床夹具。

后托架是CA6140车床上用来支承光杠，丝杠和操作杠的一个零件。

根据设计任务要求，需要设计一套后托架2×Φ13孔钻床专用夹具。

此夹具将用于摇臂钻床Z3025。

设计专用钻床夹具的工作，主要包括对夹具的定位方案，夹紧方案，刀具的对准和导引，钻模板，夹具体等方面进行设计和分析计算。

关键词：

后托架2×φ13孔专用钻床夹具

Abstract:

Afterthegraduationdesignisaimedatbracket2xΦ13holedrilljigdesign.AfterbracketonCA6140latheisusedtosupportthelightbar,screwandoperationofapart.Aftertherequirementaccordingtothedesigntask,itisnecessarytodesignabracket2xΦ13specialfixtureholedrillingmachine.ThejigwillbeusedforZ3025radialdrillingmachine.Specialdrilljigdesignwork,mainlyincludingoffixturelocatingscheme,theclampingscheme,toolandguidance,drilltemplates,clipspecificaspectstocarryonthedesignandcalculation.

Keywords:

Afterthebracket，2xphi13holes，Specialdrilljig

0引言

在机械加工过程中，为了保证加工精度，必须固定工件，使工件相对于机床或刀具占有确定的位置，以完成工件的加工。

夹具是完成这一过程的工艺装备，机床夹具是制造系统的重要组成部分，其作用是使工件相对机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。

好的夹具可以保证产品的加工质量，提高产品的劳动生产率，降低生产成本，还可以扩大机床的使用范围。

本设计中零件的生产类型为大批量生产，年生产纲领是10000件/年。

本次设计任务是：

绘制出夹具装配图、绘制出夹具体零件图、选择2-4个夹具的专用零件绘制出零件图、编写夹具的设计说明书。

1零件分析

1.1零件结构及作用分析

后托架是CA6140车床上的一个重要零件，属于支架零件。

零件简图如图1-1所示。

后托架用来支承车床上的三根杠：

光杠、丝杠、和操纵杆。

后托架的主要结构有：

安装平面A，三杠孔φ40、φ30.2和25.5，定位锥销2-φ10及沉孔2-φ13，螺纹连接孔2-φ13级沉孔2-φ20，通油孔φ6，螺孔M6。

后托架的次要结构有油槽和R22沉平台。

1.2本夹具工序要求分析

本夹具用于钻削螺纹连接孔2×φ13孔和锥销孔预孔2-φ9.8，这四个孔是一组孔，四个孔的中心距尺寸为92×30，并相对于后托架前后表面居中。

图1-1后托架零件图

2专用机床夹具设计

2.1夹具类型选择

由于是钻2-φ13孔和2-φ9.8孔，四个孔有中心距要求，生产类型为大批大量生产，所以本次设计一套固定式专用钻床夹具，本夹具安装在Z3025摇臂钻床上使用。

2.2定位基准及定位元件选择

2.2.1工件定位方案

根据钻孔工序的要求，本次设计选择用以下三个表面定位：

安装底平面A、托架后侧面和托架右侧面。

2.2.2定位元件选择

零件定位方案如图2-1所示，底平面以支承板定位，后侧面用两个支承钉定位，零件右端用一个档销定位。

图2-1定位方案图

2.2.3定位元件限制不定度分析

工件放置在支承板上，限制

，右边档销和后面支承钉，限制

，属于六点完全定位。

此定位方案能够保证工件的加工质量。

2.3夹紧机构及夹紧元件选择

夹紧机构是能实现一定的夹紧力夹紧工件，保证工件的定位位置不发生变化的结构，如图2-1所示。

由于夹紧面为倾斜面，所以选择在铰链压板上再连接一个浮动压板夹紧工件，采用手动螺旋压板机构夹紧工件。

2.4钻套类型选择及有关尺寸计算

2.4.1钻套类型选择

由于孔的加工需要经过多个工步，为了适应不同加工刀具的需要，需依次更换取出钻套，为了节省时间，提高效率，所以本次设计采用快换钻套。

2.4.2钻套内孔尺寸计算

钻套内孔基本尺寸应为刀具的最大极限尺寸，本次设计选择的刀具有φ13的麻花钻和φ9.8的麻花钻，刀具的最大极限尺寸分别为φ13和φ9.8，采用基轴制间隙配合，公差带为F8。

钻套内孔尺寸为：

φ13F8+0.043+0.043和φ9.8F8+0.035+0.013

2.4.3钻套高度和钻套与工件距离尺寸计算

钻套高度：

由于孔要求精度不高，为一般孔，钻套的高度取H=（1.5～2）d=1.5×13≈20mm和H=（1.5～2）d=2×9.8=≈20mm，钻套与工件距离尺寸：

由于是钻深孔（孔的长径比B/d＞5），要求排屑畅快，可取h=0.5d=0.5×13≈8mm

2.4.4钻套位置尺寸计算

图2-3为钻床夹具钻套位置尺寸的标注示意图。

钻套轴心线离定位元件档销的距离尺寸为

，按图中工件工序尺寸L的平均值确定。

=

=23，其公差取为+-0.03，所以

=23+-0.03。

钻套与钻套的中心距取为92+-0.03。

图2-3钻套位置尺寸的标注

2.5钻模板设计

2.5.1钻模板类型及材料选择

钻模板是供安装钻套用的，要求具有一定的强度和刚度，以防止由于变形而影响钻套的位置精度和导向精度，所以选择固定式钻模板，材料为45钢。

2.5.2钻模板与夹具体定位连接方式确定

由于采用固定式钻模，钻模板与夹具体的链接方式采用销钉定位，螺钉紧固的结构。

2.6绘制受力图与计算切削力及夹紧力

2.6.1选择切削用量，计算切削力

由资料《机床夹具设计手册》表3-4得：

钻削力公式:

式中：

钻头直径d=13mm

每转进给量f=0.3mm/r

修正系数

=

=0.95

切削力

=3444.46N

此力有利于夹紧工件。

2.6.2绘制夹紧时的受力图，计算夹紧力

图2-4夹具体受力图

静力矩平衡方程为

=0.21

=21490

浮动压板处的夹紧力为：

=

/μkr

取μ=0.2，k=2，r=120/2=60

则

==21490/24=895.41

图2-5力臂关系图

=

/

η=895.41×100/170×0.95=554.43N

由于所需夹紧力较小，所系采用的M12螺纹件符合要求

2.7夹具体设计

夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件。

在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定，因此夹具体的形状和尺寸应满足一定要求，它主要取决于工件的外廓尺寸和各类元件与装置的布置情况以及加工性质。

图2-5夹具体

2.8夹具装配图配合尺寸及技术条件确定

①加工孔与支承板的垂直度为0.05mm

②支承板自身的平行度为0.02mm

详见夹具装配图上标注

3结束语

该夹具为后托架2×Φ13孔钻床夹具，利用支承板、支承钉和档销定位，用螺柱、螺母和内六角螺钉进行夹紧，将工件和夹具稳固的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行钻孔加工。

在本次设计的过程中，遇到许多问题，我深刻的感受到自身的不足之处，但在通过老师的指导和不断的的查阅大量的资料及同学的帮助，最终把问题都解决了，通过这个过程使我学到了不少东西。

在一定程度上，使我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。

通过这次毕业设计，让我明白作为一名设计者，科学严谨的态度很重要，只有按正确的方法和步骤设计机床夹具，才能保证零件的加工精度要求，降低生产成本，提高效率。

在这次的毕业设计中我看到了自己的不足。

今后，我要不断的学习，不断的实践，使自己成为一名专业技术人才。

参考文献

[1]王启平.机床夹具设计[M].哈尔滨:

哈尔滨工业大学出版社,2005:

108-218.

[2]王先逵.机械制造工艺学（第三版）[M].北京:

机械工业出版社,2013:

98-143.

[3]邹青、呼咏.机械制造技术基础课程设计指导教程[M].第二版.北京:

机械工业出版社,2011:

91-245.

[4]艾兴、肖诗纲.切削用量简明手册（第三版）[M].北京:

机械工业出版社,2002:

80-111.

[5]大连理工大学工程图学教研室.机械制图（第六版）[M].北京:

高等教育出版社,2007:

276-283.

[6]吴拓.简明机床夹具设计手册（第一版）[M].北京:

化学工业出版社,2010:

198-228.

[7]陆剑中、孙家宁.金属切削原理与刀具（第一版）[M].北京:

机械工业出版社,2011：

172-174.

致谢

本次毕业设计是在指导老师周国玉老师的悉心指导下完成的，感谢周老师给我拟定的毕业设计题目，让我从这次设计中得到了良好的锻炼，对以前学习过的知识得到巩固和提升，从周老师处我学到了很多专业知识和相关的设计理念及方法，在此，向恩师表示最真诚的感谢，感谢她在百忙之中给予我的悉心指导。

本次毕业设计涉及到本专业的所有学科知识，如果没有周老师的帮助，我想我很难完成毕业设计任务。

整个过程，老师都倾注了大量的心血。

正是在老师科学、严谨的指导下，我的毕业设计才能顺利完成。

同时要感谢其他老师和我的同学对我的支持和帮助，使我的毕业设计任务得以顺利完成。

附件清单

一、附件：

后托架2×Φ13孔钻床专用夹具（共4页）。

（夹具装配图1张、夹具体图1张、夹具专用零件图2张）。