典型钻床夹具的设计

典型钻床夹具的设计摘要：主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。

我们在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析。

由于是中批量生产，采用了回转式钻床夹具，提高了生产效率。

在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。

在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。

通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用。

学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。

关键词：夹具的基本概念，分度装置，零件分析，精度分析，零件的加工工艺目录引言 (3)第1章夹具的基本概念 (4)1.1夹具的概念 (4)1.2夹具的组成 (4)第2章分度装置的设计 (4)第3章零件分析 (6)3.1工艺分析 (6)3.2零件工艺规程设计 (6)第4章典型夹具的设计 (7)4.1典型夹具的设计要点 (7)4.2夹具的设计 (8)4.3夹紧力的确定 (10)4.4夹紧表面的选择 (10)4.5夹紧元件的确定 (12)第5章夹具设计精度分析 (12)5.1定位误差的分析与计算 (12)5.2螺栓的公称直径 (13)5.3夹具加工精度的分析 (15)第6章夹具各零件的加工工艺 (19)6.1底板加工工艺路线 (19)6.2支撑板加工工艺路线 (20)6.3钻模板加工工艺路线 (22)6.4轴加工工艺路线 (23)6.5分度盘的加工工艺路线 (23)6.6定位端盖的加工路线 (24)6.7定位销的加工工艺路线 (25)机械加工工艺过程卡片 (25)结论 (27)【参考文献】 (28)致谢 (29)引言毕业设计是对学生在学完本专业的课程之后进行的一次综合考察，是对学到基本理论、基本原理付诸于实践,经培养其分析问题和解决总是的能力。

它是一次对学生是知识结构、理论水平、实践经验、操作技能、创作思维能力的培养和训练。

我的毕业设计课题典型钻床夹具的设计。

主要内容是：制定被加工工件的工艺规程，并对其尺寸精度进行分析，确定定位基准，设计的夹具并行进行夹具的制作。

夹具设计不仅是新产品投产的重要工艺措施，也是老厂技术改革提高生产率和保证产品质量的主要技术途径。

机床夹具主要有四项功用：1、保证加工精度2、提高生产率降低成本3、扩大机床工艺范围4、减轻工人劳动强度，保证生产安全。

为了适应现代机械工业各向高、精、尖方向发展的需要和多品种、中小批量生产的特点，机床夹具发展方向表现为：精密化、高效化、自动化、标准化、通用化。

我设计的夹具是按工件的某道工序加工，便于成批加工的扇形、圆周上钻孔，保证尺寸精度孔所用的专用夹具。

由于我的水平和经验有限，出现错误请各位老师提出批评和指教。

第1章夹具的基本概念1.1夹具的概念机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于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。

1.2夹具的组成1、定位元件及定位装置；2、夹紧元件及夹紧装置（或称夹紧机构）；3、夹具体；4、对刀、导引元件及装置（包括刀具导向元件、对刀装置及靠模装置等）；5、动力装置；6、分度、对定装置；7、其它元件及装置（包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉、销钉、健和各种手柄等）。

第2章分度装置的设计回转分度装置由固定部分、转动部分、分度对定控制机构、抬起锁紧结构以及润滑部分等组成。

（一）固定部分它是分度装置的基体，其功能相当于夹具体。

通常采用经过时效处理的灰铸铁制造，精密基体则可以选择孕育铸铁。

孕育铸铁有较好的耐磨性、吸振性和刚度。

（二）转动部分转动部分包括回转盘、衬套和转轴等。

回转盘通常用45钢经淬火至40-45HRC或20钢经渗碳淬火至58-63HRC加工制成。

转盘工作平面的平行度公差为0.01mm,圆端面的圆跳动公差0.01-0.015mm,工作面对底面的平行度公差为0.01-0.02mm.。

轴承的间隙一般在0.005-0.008mm之间，以减少分度误差。

如图2—1所示。

图2—1衬套（三）分度对定机构及控制机构分度对定机构由分度盘和对定销组成。

其作用是在转盘转位后，使其相对于固定部分定位。

分度对定机构的误差会直接影响分度精度，因此是分度装置的关键部分。

设计时应根据工件的加工要求，合理选择分度对定机构的类型。

如图2—2所示。

图2—2分度盘（四）抬起锁紧机构分度对定后，应将转动部分锁紧，以增强分度装置工作时的刚度。

（五）各个结构的材料分度盘的材料用20钢，渗碳淬火，回火HRC 58-64，定位元件的材料用T8A，淬火HRC 55-60夹紧零件材料用45钢淬火，回火HRC40-45。

第3章零件分析3.1工艺分析该零件材料为45号调质钢，具有较高的强度、耐热性、耐磨性及减振性，适用承受较大的压力，要求耐磨的零件。

该零件的加工尺寸为φ160、角度为60度圆形面上钻3个深孔，深度为20±0.05,分度精度和装配误差将影响孔的尺寸精度。

因此，在加工中，保证分度精度和装配很重要。

为了减小定位误差，应保证零件和各项尺寸及相对于零件中心的垂直度和同轴度要求3.2零件工艺规程设计1、定位基准的确定：该项零件是以工件的中心为设计基准的。

根据粗、精基准选择原则，选择转动轴作为定位基准，以保证孔与转动轴轴心线的垂直度及孔的尺寸20±0.05,再以其右端的定位端盖为基准保证圆上孔的位置。

2、确定工艺方案，拟订工艺路线：根据先加工基准面后加工其他表面，先粗加工后精加工的原则，根据各加工面的要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法，拟订编写机械工艺过程卡片。

第4章典型夹具的设计4.1典型夹具的设计要点1、钻模类型的选择钻模类型很多，在设计钻模时，首先需要根据工件的尺寸、质量、加工要求和批量来选择钻模的结构类型。

选择时注意以下几点：（1）被钻孔直径大于10mm时，（特别是加工钢件），宜采用固定式钻模。

（2）翻转式钻模使适用于加工中小件，包括工件在内的总质量不宜超过10kg。

（3）肖加工分布不在同心圆周上的平行孔系时，如工件和夹具的总质量超过期15 kg，宜采用固定钻模在摇臂钻床上加工，如生产批量大，则可在立式钻床上采用。

（4）对于孔的垂直孔心距离要求不高的中小型工件，宜优先采用滑柱钻模。

如孔的垂直度公差小于0.1mm，孔距集团公差δ小于±0.15mm时，一般不宜采用这类钻模。

（5）钻模板和夹具体为焊接式的钻模板，因焊接应力不能彻底消除，精度不能长期保持，故一般在工件孔距公差要求不高（δ≥±0.15mm）时才用。

（6）孔距与孔和基面公差小于0.05mm时用用固定式钻模。

2、钻套的选择和设计根据钻套的结构有固定钻套、可换钻套、快换钻套、及特殊钻套四种类型，分别适用不同情况。

3、钻套板的设计钻模板是供安装钻套用的，钻模板多装配在夹具体或支架上，与夹具上的其他元件相连接或夹具体铸成一体。

如图4—1所示。

图4—1钻模板4.2夹具的设计1、夹具方案的选择方案以圆柱凸台和端面为基准，在转动轴和分度盘上定位。

在用一个圆锥销插在分度盘上的以加工好的锥槽里作径向定位，用螺母和开口垫片将工件夹紧在分度盘上手柄拨动分度销来分度。

这样就可以对工件在一次安装中来变更工位，钻出12个φ10的径向孔。

2、定位元件的选择在以转动轴和定位端面定位中，定位的最大特点是：工件是以转动轴的中心和定位端盖的端面定位，不论是经过加工与否或精度的高低，也不论是圆柱面或是圆弧面，它们在经转动轴和定位端盖上定位时，其定位基准（轴线）和一个侧面，始终处于中心位置，即定位性很好。

3、夹具体的选择夹具体是夹具的基础件，如图4—2所示。

要安装组成该夹具所需要的各种元件，机构和装置等，夹具应满足：1）用有足够的强度和刚度。

2）结构简单，具有良好的工艺性。

3）尺寸要稳定。

4）便于排屑。

(1)根据钻床与夹具的固定连接，由钻床工作台T形槽的尺寸设计带U形槽耳座的夹具体。

(2)选择夹具体毛坯结构时，根据结构合理性、工艺性、经济性、标准化的可能性选择装配结构。

(3)根据工件、定位元件、加紧装置、对刀引导元件以及其它辅助机构和装置在总体上的培植，确定夹具体外形尺寸为180×180×120．(4)为了便于排除切屑，不使其聚积在定位元件工作表面上而影响工件正确定位，使钻摸板和工件及定位元件相距5-l0mm。

图4—2夹具体4．夹具辅助支承的选择工件以转动轴定位时，工件在夹具中的位置，主要是由基本支承按定位基本原理来确定的，但是工件在加工过程中，往往由于工件的支承刚性较差，在切削力、夹紧力、或工件本身重力作用下，单由基本支撑定位，仍然可能发生定位不稳定或引起工件加工部位变形，因而这时需要增设辅助支承。

辅助支承不是定位元件，决不能允许它破坏基本支承应起的主要定位作用。

辅助支承也不能使制件的基准面靠牢定位元件表面，所以它不能起夹紧作用，它仅是用以增加制件在加工过程中的刚性的装置。

在此夹具中，采用螺钉——螺母式辅助支承的结构简单，缺点是操作麻烦，效率较低。

辅助支承弹簧设置时应使其弹力适当，不可过强，也不可过弱。

通常以能在螺母松开后维持弹力，而受工件重力作用后又能缩回，并保持与工件接触为宜。

否则便将失去辅助支承的作用。

4.3夹紧力的确定夹紧力包括大小、方向和作用点三个要素，他们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。

1、夹紧力方向的选择应遵守以下原则：夹紧力的作用方向有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。

为此，一般要求夹紧力应垂直指向主要定位表面。

夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。

夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。

2、夹紧力作用点的选择：夹紧力作用点的选择是指在夹紧力方向已定的情况下，确定夹紧元件与工件接触点的位置和接触点数目。

一般应注意以下几点：夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变。

夹紧力作用点应处于工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。

夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减小切削力对工件造成的翻转力矩。

4.4夹紧表面的选择加工前，工件在夹具的定位原上获得正确的位置后，还必须在夹具上设置夹紧机构将工件夹紧，以保证工件在加工过程中不致因受到切削力、惯性力、离心力或重力等外力作用而产生位置偏移和振动，并保持已由定位元件所确定的加工位置。

由此可见夹紧机构在夹具中占有重要的地位。

对夹紧装置的要求：1) 在夹紧过程中应能保持工件在定位时已获得的正确位置。

2) 夹紧应适当和可靠，夹紧机构一般要有自锁作用，保证在加工规程中工件不会产生松动或振动。