斜孔夹具

机电及自动化学院

机械制造加工工艺

课程设计

设计题目：设计钻法兰盘上斜孔的夹具

设计者：马晨

学号：0811115030

班级：08机制2班

指导教师：李洪友

评定成绩：

设计日期2011年12月28日至2012年1月11日

目录

序言 (1)

一、夹具设计任务 (2)

（一）产品图及夹具装配图 (2)

（二）产品的技术要求分析 (3)

二、夹具设计方案的确定 (3)

（一）基准面得确定 (3)

（二）定位方式及元件的选择 (3)

（三）夹紧方式及元件的选择 (3)

（四）夹具的总装结构 (4)

三、夹具的制作步骤 (4)

四、夹具的使用说明 (6)

（一）夹具的操作步骤 (6)

（二）使用注意事项和保养维护 (6)

五、课程设计心得体会 (6)

六、参考文献 (7)

序言

专用夹具是为零件的某一道工序加工而设计制造的，在产品相对稳定、批量较大的生产中使用；在生产过程中它能有效地降低工作时的劳动强度、提高劳动生产率、并获得较高的加工精度。

专用夹具的主要作用有以下几个方面：

（1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性

（2）减少了加工时繁琐的操作，获得较高的生产率和加工精度

夹具设计的基本要求：

（1）、工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。

（2）、夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。

（3）、夹具体应具有良好的加工精度和尺寸稳定性。对于夹具体上用来安装定位元件、对刀（或导向元件）的工作表面，应提出相应的尺寸、几何公差以及粗糙度的具体要求，并作相应的热处理或时效处理。

（4）、有良好的结构工艺性和使用性。家具体上部加工的毛面与工件表面之间应保证有一定的空隙，以免安装时产生干涉。

（5）、力求结构简单，装卸方便。在保证强度和刚度的前提下，极可能体积小、重量轻、以便于操作。

（6）、排屑方便。

（7）、夹具在机床上安装要稳定、可靠

一、装配图及产品图

1、

2、技术要求分析

a 、孔Φ12的尺寸精度与表面粗糙度以钻扩铰工艺方法和一定精度等级的铰刀保证

b 、孔的位置尺寸及角度，由分度盘上的螺纹孔的位置保证。

二、夹具的设计方案的确定

1． 定位基准的选择

出于定位简单和快速的考虑，选择∮90孔为基准，即以一面上一心轴（自由度限制数：5）配合以一挡销（自由度限制数：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。

2． 切削力和卡紧力计算

本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。

轴向力 N k f

d C F F yM Mf

F i 52.20.10.1006.04208.00.10=⨯⨯⨯==

扭矩 M N k f d C M M yM zM M c ∙⨯=⨯⨯⨯==-68.00.2010416.70.10.1006.0206.0

由于扭矩很小，计算时可忽略。 卡紧力为N F F f 04.52==μ

取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1

则实际卡紧力为 F ’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N

使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。

3. 定位误差分析

3.1 误差分析

3.1.1 定位误差 工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工 件的大小，它是由三部分因素产生的： 1)工件在夹具中的定位、夹紧误差。 2)夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位 置误差，也称对定误差。 3)加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动 等原因引起的误差。 其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。

3.1.2 产生定位误差的原因 1.基准不重合来带的定位误差： 夹具定位基准与工序基准不重合， 两基准之间的位置误差会反映到被加工表 面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。 2.间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心 不准产生定位误差。 3.与夹具有关的因素产生的定位误差 1)定位基准面与定位元件表面的形状误差。 2)导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生 的导向误差和对刀误差。 3)夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向 产生的位置误差。 4)夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向 元件、定向元件等元件的磨损。

3.2 定位误差的计算

1.定位误差，此项主要是定位孔∮20H7 与定位销∮20p6 的间隙产生，最大间隙为 0.015mm 。

2.钻模板衬套中心与钻模板配合尺寸为∮28H7／p6，， 最大间隙为 0.015mm 。

3.钻套与衬套的配合间隙，有∮22H7／g6 可知最大间隙为 0.041mm 。

4.钻套内孔

与外圆得同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽略。 5.钻头与钻套间隙的间隙会引偏刀具，产生中心距误差 e，由下式求出：

e=( H/2 + h + b )△max/H e----刀具引偏量（mm） H----钻套导向高度（mm） h----钻套下断面与工件间的空间高度（mm）△max----刀具与钻套的最大间隙

刀具与钻套的配合为∮22H7/r6，可知△max=0.028mm； H=36mm, h=20, 将 B=30mm 代入，可求得 e=0.05mm。由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此，其最和误差可按概率法求和：

∆∑ = 0.0282 + 0.032 + 0.0242 + 0.052 = 0.024mm

该项误差大于中心距允差 0.1mm 的 2/3，可用。

本工序采用一定位心轴，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。

4、夹具的总装结构

三、夹具的制作步骤

1、夹具体

2、心轴