夹具设计实例.docx
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夹具设计实例
TingBaowasrevisedonJanuary6,20021
夹具设计实例
实验三:
机床夹具设计
姓名:
谢银飞班级:
机制152班学号:
72(22)
姓名:
朱嘉俊班级:
机制152班学号:
73(23)
一.明确设计任务
1.设计任务
加工拨叉上孔(工件材料45钢)。
工件以孔、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±;U型槽
对称轴线与轴线的水平尺寸为±,垂直尺寸为两孔垂直;对轴线平行度公差为;φ13对φ22轴线垂直度公差为。
Φ10孔Ra值为,Φ13孔Ra值为。
(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±;在径向方向的设计基准是孔的中心线,其对称度要求为,该尺寸精度可以通过钻模保证。
②孔:
、槽
mm和拨叉槽口
mm是已完成的尺寸,钻孔。
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:
为了保证孔对基准孔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/T(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±、15±、±、相对于基准F的垂直度Φ、相对于基准F的垂直度Φ
、相对于基准E的垂直度Φ
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±、15±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±、15±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=++=
尺寸78±、15±和平行度公差和垂直度公差的定位误差分别为ΔD=Δ
B+ΔY=
尺寸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φ和φ13;各尺寸的对刀误差为:
ΔT=+mm=
安装误差ΔA:
ΔA=0
夹具误差ΔJ:
78±的夹具误差为:
15±的夹具误差为:
的夹具误差为:
平行度的夹具误差为:
垂直度的夹具误差为:
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±的加工方法误差为:
1/3=
15±的加工方法误差为:
1/3=
的加工方法误差为:
3=
平行度加工方法误差的为:
垂直度加工方法误差的为:
钻模在钻孔时的加工精度计算
表1钻模加工精度计算表
定位误差ΔD
0
对刀误差ΔT
安装误差ΔA
0
0
0
0
0
夹具误差ΔJ
加工方法误差ΔG
加工总误差ΣΔ
78±15±
±
平行度垂直度
夹具精度储备JC1-=1-====
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
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