方向机侧盖钻孔夹具设计.pdf

11设计任务1.1设计题目设计题目方向机侧盖钻孔夹具设计。设计任务零件简图如下，本工序钻削加工方向机侧盖四个孔Φ12.5m，设计钻孔专用夹具。图1零件简图21.2工件的加工工艺分析加工工件为方向机侧盖，工件材料为球墨铸铁，牌号为QT450­10。本工序主要钻削加工四个Φ12.524.00mm的孔,钻削深度为11m。四个孔的加工位置要求孔心位置度偏差为0.2mm，孔的横轴心连线向上偏转5度，孔的竖轴心连线向右偏移5m。具体的尺寸分布见工件零件图，如图1.1.3钻床夹具的组成虽然机床的夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中作用相同的结构或元件加以概括，得出一般所共有的以下几个组成部分，这些组成部分既相互独立又相互联系。○1定位支承元件。定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件，是夹具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影响工件加工的精度。○2夹紧元件。夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件的正确位置不变。○3连接定向元件。这种元件将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。如定位键。○4对刀元件或导向元件。这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。○5其他装置或元件。○6夹具体。夹具体是夹具的基本骨架，用来配置、安装各夹具元件，使之组成一整体。上述各组成部分中，定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本组成部分。1.4钻床夹具特点的分析钻床夹具的特征是带有钻套和安放钻套的钻模板，故习惯上称之为钻模。钻床夹具的类型较多，根据被加工孔的分布情况，可分为以下五类。（1）固定式钻模这种钻模在使用时，是固定在钻床工作台的。用于在立轴式钻床上加工较大的单孔或在摇臂钻床上加工平行孔系。如果要在立式钻床上使用固定式钻模加工平行空系，则需要在机床主轴上安装钻模时，一般先将装在主轴上的定尺刀具伸入钻套中，以确定钻模的位置，然后将其紧固。这种加工方式的钻孔精度比较高。（2）回转式钻模回转式钻模主要用于加工同一圆周面上的平行孔系，或分布在圆周上的径向孔。有立轴、卧轴和斜轴回转等三种基本形式。由于回转台已标准化，并作为机3床附件由专门厂生产供应，固回转式钻模的设计，大多数情况是设计专用的工作夹具和标准回转台联合使用。（3）翻转式钻模这类钻模没有钻轴和分度装置，在使用过程中需要用手进行翻转。主要适用于加工小型工件分布几个方向的孔。使用翻转式钻模可减少减少工件装夹次数，提高工件上各孔之间的位置精度。（4）盖板式钻模这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于工件上的小孔加工。夹具结构简单轻便，易清除切屑但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10kg。（5）滑柱式钻模这种钻模是一种带有升降钻模板的通用可调夹具，在生产中应用较广泛。滑柱式钻模的结构已经标准化了和规格化了，具有不同的系列。使用时，根据工件的形状、尺寸和加工要求等具体情况，专门设计制造相应的定位、夹紧装置和钻套等，装在夹具体的平台或钻模板上的适当位置，就可用于加工。此次我设计的夹具工件是侧盖.如图为其中一部分（B向视图），经分析比较和根据工件的加工工艺分析，在此选取盖板式钻模。图2B向视图42工件的定位方案分析2.1工件的定位原理工件定位的实质，就是要使工件在夹具中占有某个确定的位置。这一确定的位置可以通过定位支承限制相应的自由度来获得。工件在夹具中定位的任务，就是通过定位元件限制工件的不定度，以满足工序的加工精度要求。目前一般习惯上把工件定位范畴内的位置不确定性称为自由度，因此工件定位就是限制工件的自由度。工件在夹具中的定位问题，可以采用类似于确定刚体在空间直角坐标系中的位置方法加以分析。工件在夹具中所占空间位置不确定的最高程度，即工件在空间最多只能有六个自由度。根据工件各工序的加工精度要求和选择定位元件的情况，工件在夹具中的定位通常有如下几种情况完全定位、部分定位、欠定位、重复定位、复定位等。工件在夹具中定位，若六个自由度都被限制时，称为完全定位。若六个自由度没有被完全限制时，称为部分定位。若实际定位支承点或实际限制的自由度个数少于工序加工要求应予限制的自由度个数，则工件定位不足，称为欠定位。若几个定位支承点重复限制同一个或几个自由度时，称为重复定位。2.2具体定位方案分析该套夹具主要用于钻孔加工。由零件加工要求分析知，需要限制工件的五个自由度。即X轴方向的移动自由度、转动自由度，Y轴方向的移动自由度、转动自由度以及Z轴的转动自由度（Z轴的移动自由度无须限制）。首先分析该工件的定位基准。要限制工件的五个自由度，拟定该工件的定位基准面为工件的圆柱端侧面和底面。结合工件的具体形状特征，该夹具采用一销一孔的定位.首先将工件的圆柱端插入底座的长定位套孔Φ46中（该长定位套与底座实行过盈配合）。此长定位套限制了工件的四个自由度，即X轴和Y轴方向的移动、转动自由度。此时工件仍可绕Z轴转动，工件旋转到合适位置，再插入定位插销（定位插销限制了Z轴方向的转动），即可实现定位。为了实现工件的预定位及提高工件定位稳定性，同时设置一个辅助支承钉。在该套夹具未夹紧工件之前，由于工件重心超出主要支承所形成的稳定区域，工件重心所在一端便会下垂而使工件上的定位基准面脱离定位元件。设置支钉先实现预定位，然后在夹紧力作用下再实现与主要定位元件全部接触的准确定位。定位简图如下