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车辆工程毕业设计说明书图纸论文 钻床夹具设计 毕业设计开题报告 毕业设计论文

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法兰工艺及组合分度钻床夹具设计【开题报告】【车辆工程毕业设计说明书图纸论文】.zip,车辆工程毕业设计说明书图纸论文,钻床夹具设计,毕业设计开题报告,毕业设计论文

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题目法兰工艺及组合分度钻床夹具设计主要研究目标(或研究内容)（1）掌握机加工工艺和夹具设计的基本原理；（2）依据设计题目，掌握查阅相关中、英文文献资料的方法；（3），对工件进行结构分析和技术要求分析，独立完成工件加工工艺方案，并进行方案比较；（4）指定工序工装装配结构图设计，并根据装配图，进行各个零件结构设计，绘出主要零件结构设计图纸。课题要求、主要任务及数量（指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等）1、 依据毕业设计题目内容，查阅20篇以上的相关文献资料（至少7篇近三年来的论文)；2、完成“三图一卡”，完成夹具装配图，主要零件图，并绘制3D效果图，图纸总量不少于三张零号图纸的工作量，要求尺寸完整，公差及表面粗糙度标注合理、正确，符合制图标准。3、设计说明书内容完整，分析有据，计算正确，不少于12000字，排版格式符合学校要求。进度计划第1-3周：熟悉题目，收集资料，毕业实习，撰写开题报告第4周：确定总体方案；第5-7周：设计计算；第8-11周：绘制总装图，绘制零件图；第12-14周：撰写论文说明书；第15周：答辩。主要参考文献1. 机械制图；2. 机械制造工艺学；3. 机械类毕业设计指导书；(周诵明主编)4. 机床夹具设计教材及手册；5. 机床夹具图册（孟宪栋主编，第18页）；6. 机床夹具图册（王小华主编）7. 机械制造工艺学课程设计指导书（第2版，赵家齐编）指导教师签字： 教研室主任签字： 年 月 日课题名称法兰工艺及组合分度钻床夹具设计课题类型设计 论文课题来源科研实验工程社会其它1. 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义（1）国内外研究动态我国机械制造业发展异常迅速，产业基础越做越大，但总体科技含量不高。生产设备方面虽然很多设备可以国产了，但其品质，稳定性，扩展性和国外相比，还有一定上的差距。奋斗在制造业第一线的人文化素质不高，缺少高水平技术工人。自主产品有限，很多大、中、小型企业都是靠国外的进口设备。就上而言，目前我国机械制造业的现状：自主创新技术薄弱，缺少核心技术。培养高水平技术工人不完善。缺少国际化大企业。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准GB/T2148T2259以及各类通用夹具、组合夹具标准等。夹具的精度也能相应的达到机械产品的精度要求。为适应现代机械制造业多品种、中小批量生产的需求，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。国外发达国家机械制造技术已经达到相当水平，实现了机械制造系统自动化。在加工技术方面也已经实现了很高程度的自动化，包括广泛地采用加工中心（或数控技术），自动引导小车（AGV）等。在这个基础上发达国家提出了一系列新的制造系统。如计算机集成制造系统，智能制造系统，敏捷制造，精度高，并行工程等。（2）选题的依据和意义 选题的依据： 法兰盘是指在一个类似盘状的金属体的周边开几个固定用的孔用于连接其它东西的一种零件。法兰盘也叫法兰，成对使用。主要用来使管子与管子相互连接，连接于管端。法兰盘上有孔眼，可穿螺栓，使两法兰紧连。法兰间用衬垫密封。它可由浇铸而成，也可由螺纹连接或焊接构成。法兰联接由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成，垫片放在法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上的凹凸不平处，使联接严密补漏。法兰连接使用方便，主要作用是连接管路并保持管路密封性能、便于某段管路的更换、便于拆开检查管路情况、便于某段管路的封闭等。 选题的意义： 通过做这样的一个毕业设计，达到训练自己的综合运用所学知识，解决工程实际问题的能力。通过制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程，对前人工作有改进、突破、或有独特见解，提高自己的综合能力，为将来工作做好基础。2. 研究的基本内容，拟解决的主要问题（1）研究的基本内容掌握机加工工艺和夹具设计的基本原理；依据设计题目，掌握查阅相关中、英文文献资料的方法；对工件进行结构分析和技术要求分析，独立完成工件加工工艺方案，并进行方案比较；指定工序工装装配结构图设计，并根据装配图，进行各个零件结构设计，绘出主要零件结构设计图纸。（2）拟解决的主要问题法兰盘的夹紧及定位钻孔的效率装夹的配合精度3. 研究步骤、方法及措施1.查阅与法兰盘相关的资料和运用互联网资源，对法兰盘的结构特点、性能、用途及工作环境等基本情况进行了解，从而对设计的全面展开提供直接的依据。2.读图。根据零件图上的技术要求和尺寸，审查其各项条件是否合理、准确及工艺要求能否达到，若各项条件无误，则进行下一项工作。3.绘图。用AutoCAD绘制上述零件的二维图，用PRO/E绘制出三维图。4.确定毛坯。毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系，同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响，根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。本零件采用45号钢，属于中碳钢。5.从实际出发拟定详细的加工工艺路线。表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。通过查阅机械加工工艺手册和切削用量手册确定各工序所使用的机床型号、刀具、进刀量、切削余量、夹具及量具等。6.制作并填写工艺过程卡片。填写完成后，仔细检查卡片中的数据有无错误。7.编写设计说明书。编写完成后，仔细检查说明书有无错误。8.整理整个毕业设计的材料，清点数目，无误后装档案袋。4. 研究工作进度第1-3周：熟悉题目，收集资料，毕业实习，撰写开题报告第4周：确定总体方案；第5-7周：设计计算；第8-11周：绘制总装图，绘制零件图；第12-14周：撰写论文；第15周：答辩。5. 主要参考文献1杨裕根,徐祖茂.机械制图.北京：北京邮电大学出版社，2011.52陈明.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，2012.13周诵明.机械类毕业设计指导书.华中理工大学出版社，1993.114吴拓.机床夹具设计手册.北京：化学工业出版社，2010.2 5孟宪栋，刘彤安.机床夹具图册.机械工业出版社，1999.126赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.第二版，机械工业出版社，2000.107刘守勇.机械制造工艺与机床夹具.第二版，北京：机械工业出版社，2000.58李益民.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社,1993.69王先逵机械制造工艺学北京：机械工业出版社，2002.10李庆余主编机械制造装备设计北京：机械工业出版社,2009.11杨叔子，机械加工工艺师手册，机械工业出版社.2004.12王金武互换性与测量技术，中国农业出版社.2007.13王万均，胡中任.实用机械设计手册.中国农业机械出版社.1984.14张淑娟，周静卿，赵凤芹.机械制图与计算机绘图.中国农业大学出版社，2007.15李军,戴保等.汽车外法兰盘下模数控加工工艺分析与编程.湖北工业职业技术学院学报,2016,4,103-10516龙勇坤,文宗明.法兰盘车床组合夹具设计.装备制造技术,2017,3,40-4117蔡春源，杨文通.机械零件设计手册.第3版.北京：冶金工业出版社，1994.18白洁.法兰加工工艺改进及其车床或钻床夹具设计.科技风，2017,16,1-16119杨怀奇.带压堵漏技术之法兰夹具设计.中小企业管理与科技(中旬刊),2016,12,178-17920郭旭东.法兰盘专用夹具应用设计探讨.中小企业管理与科技(下旬刊),2012,6,289-2906.答辩内容1.简述法兰盘？答：法兰盘是指在一个类似盘状的金属体的周边开几个固定用的孔用于连接其它东西的一种零件。法兰盘也叫法兰，成对使用。2.工件的定位方案？答：工件以90mm孔及其端面和一个20mm孔，装在台阶定位心轴上，然后装上钻模板，用长销把钻模板与工件、回转分度盘串在一起，实现定位。7.指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日8.答辩委员会意见答辩委员会主任签字：年 月 日法兰工艺及组合分度钻床夹具设计摘要本课题是法兰盘卧、斜轴回转分度钻床夹具设计，许多功能完全相同而结构工艺性不同的零件，它们的加工方法与制造成本有着很大的差别，应仔细审查零件的结构工艺性，定位基准选择、加工方法选择。根据零件主要表面的技术要求、生产类型、材料的性能、零件的结构、形状尺寸、毛坯尺寸、毛坯情况、生产计划安排及现有的对比，确定其最佳夹具加工方案。本设计中，根据法兰盘尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度、技术要求、工件材料、等要求来设计夹具过程。根据给定的生产量大小来确定夹具类型过程。根据现有生产条件，充分发挥现场技术条件手段和技术力量的潜力来设计夹具过程。机床夹具的总体设计包括从方案制定到总装配图的设计的全部过程。包括确定工件的定位，选择或设计定位元件，计算定位误差；确定刀具的导引和对刀方式，选取或色痕迹导引元件或对刀元件；确定工件的夹紧方式，选择或设计夹紧机构或装置，计算夹紧力；确定夹具体及其他装置的结构类型等。 通过合理的设计，在保证零件加工质量前提下,提高生产效率,降低消耗,以取得较好的经济效益和社会效益。关键词：夹具，法兰盘，回转分度定位Design of flange process and modular drilling machine fixtureAbstractThe topic is Plectrum Technology Analysis and fixture design,.Many functionally identical nature and structure of different parts, their processing methods and the cost of manufacturing is very different, we should carefully examine parts of the structure, positioning baseline options, the processing method of choice. According to the major surface parts to the technical requirements, product type, material properties, components, the structure, shape and size, the rough size, Blank, production plans and the current contrast, we found that the best processing program. The design, based on tolerance Plectrum size, shape and position tolerances, surface roughness, technical requirements, workpiece material, rough type, heat treatment and surface protection requirements of the design process. According to the output size to determine the process. According to the units first production conditions, and give full play to the scene technical means and technologies for the potential of the design process. Its object processing process analysis of the technology components of the structure analysis to determine the type of production and forms of organization. Blank design process to determine line, positioning benchmark choice. The fixture design, including programming from the general assembly to the design of the entire process. Including the identification of the workpiece positioning, choice or design positioning components, calculated positioning error; Tool to determine the right guidance and knives, Color selection or guidance components or traces of knife components; determine the workpiece clamping, choice or design or clamping devices, Clamping calculation; identify specific folder and other devices, and other types of structures.Through rational design, quality assurance parts processing premise, improve production efficiency and reduce consumption, in order to obtain a better economic and social benefits. Keyworks: Fixture,Flange, Rotary-Pisition.目 录摘要IAbstractII第一章 绪 论1第二章夹具设计简介22.1 夹具设计概念22.2 夹具设计要点22.2.1 设计的基本要求22.2.2 夹具的组成32.2.3 工件的安装32.2.4 工件的定位32.2.5 工件的加紧方案4第三章 机床的夹具的设计63.1 基础参数及设计方案63.1.1 基础资料63.1.2 确定定位方案63.2 总成的设计83.2.1 钻模的选择83.2.2 钻模板的选择83.2.3 钻套的选择93.2.4夹具定位元件的确定103.2.5工件定位元件的确定113.2.6 回转分度装置设计133.2.7 对定分度装置机构163.2.8 定位器原理163.2.9 夹具体设计173.3 夹具的工作原理18总 结20致 谢21参考文献22i第一章 绪 论第一章 绪 论机床夹具是机械制造工艺系统重要的组成部分，其实现工件定位和夹紧； 使工件加工时相对于机床刀具有正确的位置； 以保证工件的加工精度。其质量的高低直接影响到零件制造的质量、工人的劳动强度、产品成本和生产率。如何设计与制造高质量、低消耗和性能稳定的夹具，是现代机械制造生产的重要条件，也是保证机械零件质量的关键因素。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。通过机床夹具的设计，提高设计、计算、分析问题和解决问题的能力，综合运用计算机绘图能力、表达技术问题的能力以及开拓创新的能力等。通过本夹紧机构的设计进而掌握一般机床夹具的一般方法、步骤和技巧，从而达到掌握一般机械的设计方法和技巧，综合运用所学的知识来解决工程实际问题。该机床夹具毕业设计是学完了机械制造工艺学机床夹具设计金属切屑机床等主要专业课程，并进行参观实习后进行的一个实践性环节，综合运用所学的基础理论知识、专业知识与技能去分析和解决生产实际问题。通过本夹紧机构的设计，能巩固、扩大和强化所达到的理论知识与技能，提高自己设计、计算、绘图、编写技术文件的能力、学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书，并在设计中培养自己理论联系实际，严肃认真的工作作风和独立工作能力，为以后从事技术工作打下一个良好的基础。21第三章 机床的夹具设计第二章夹具设计简介2.1 夹具设计概念机床夹具是用以装夹工件和引导刀具的附加装置。主要用于金属切削加工，在机床与工件、刀具之间起桥梁作用，是工艺系统中的一个重要环节。它可准确地确定工件与刀具、机床的相对位置，确保加工质量；它可以提高生产效率，降低劳动强度；它可以扩大或改变机床的使用范围等。因此，机床夹具是保证机械加工工艺过程正常进行的技术硬件之一。2.2 夹具设计要点2.2.1 设计的基本要求 机床夹具设计的基本原则是在保证加工质量的前提下，创造好的劳动条件和高的生产率，低的生产成本，高的经济性。为达到这一基本原则，需考虑一下要求：（1）机床夹具的专用性和复杂程度要与工件的生产纲领相适应。大批量上可采用高效的定位和加紧机构。小批量生产则采用结构简单的定位和加紧机构，并尽量选用通用夹具。（2）机床夹具应满足工件加工工序的技术要求。其关键在于正确定位方法，定位元件以及定位误差的分析计算。（3）机床夹具的结构应尽量简单，并具有良好的结构工艺性，并具有防尘、防屑、排屑的良好结构及必需的润滑系统。（4）机床夹具即操作方便，又要省力安全。（5）机床夹具应能提高劳动生产率，降低工件的制造成本。机床夹具设计时，应综合上述各项要求，提出几种设计方案进行综合分析和比较，以期达到质量好、效率好、成本低的综合经济效果。总的来说，应满足其下的基本要求：（1）稳定地保证工件的加工精度。专用夹具要有合理的定位、夹紧方案，选择适当的尺寸公差及其技术要求，必要时还要进行精度分析。（2）提高生产率并降低成本。根据工件生产批量的大小，设计不同复杂的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产。夹具设计时要力求结构简单，尽量采用标准原件，以缩短设计和制造周期，降低夹具制造成本，提高经济性。（3）具有良好的使用性。尽量使专用夹具操作方便、省力、安全可靠，必要时要设计和配备安全防护装置。（4）具有良好的结构工艺性。专用夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。2.2.2 夹具的组成(1) 机床夹具的分类机床夹具的种类和形式十分繁多，按照机床夹具的使用范围，大致可分为四类。a.通用夹具 b. 专用夹具 c. 组合夹具 d.通用可调夹具和成组夹具.(2) 机床夹具的组成机床夹具主要是由以下几个部分组成：a.定位元件 b.夹紧装置 c. 对刀元件 d. 导引元件e.其它装置 f.连接元件和连接表面 g.夹具体。2.2.3 工件的安装(1)机械加工时确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过程称为定位。在工件定位后用夹紧力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧。安装就是定位和夹紧过程的总和。由于工件的加工批量、加工精度要求以及结构尺寸的不同，工件在安装中的定位方式也不同。工件在机床上的安装方法有三种：a.直接找正定位安装法，b.划线找正定位安装法，c夹具定位安装法(2)工件获得尺寸精度的方法a.试切法 b.定尺寸刀具法 c.调整法 d.自动控制法(3)工件获得形状精度的方法a轨迹法 b 成形法 c 展成法2.2.4 工件的定位(1)工件定位的基本原理工件定位的实质就是要使工件在夹具中占有某个正确的位置。这样的定位方法，可以转化为空间直角坐标系中决定刚体坐标的问题来分析。自由刚体在空间直角坐标系中具有六个自由度，即沿三个相互垂直的坐标轴的移动自由度和绕三个坐标轴的转动自由度。在夹具中，自由度可以理解为工件位置上的不确定。假如能使工件在夹具中的六个坐标参数保持不变，即限制工件具有的六个运动自由度，则就可以做到使工件以定位面与夹具定位元件的定位工作面保持接触或配合，允许二者在保持接触或配合的前提下发生相对滑动，但不允许脱离接触或配合，脱离接触或配合，就丧失了定位作用。工件在夹具中完成定位以后，为保持定位位置，防止工件受力后运动，工件还必须进行夹紧。工件夹紧后不能运动也并不意味着工件在夹具中的六个自由度被限制，因此要正确区分定位与夹紧的概念。(2)工件在夹具中定位的几种根据夹具定位元件限制工件运动自由度的不同，工件在夹具中的定位，由下列几种情况：a. 完全定位 b. 不完全定位 c. 欠定位 d.重复定位。2.2.5 工件的加紧方案工件定位以后必须通过夹紧力把工件固定，就需要一个产生加紧力的基本装置。夹紧装置一般由力源装置、中间递力机构和夹紧元件三部分组成。(1)力的夹紧力的三要素原则三要素包括：夹紧力的作用点、方向和大小。正确施加夹紧力就是要确定夹紧力的三要素。合理选择夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应该用在工件刚性较好的部位，以免因夹紧力引起工件变形。夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件所形成的稳定受力区内，以免因夹紧力引起工件的移动和翻转。夹紧力的作用点应尽可能靠近加工部位，这样可以减小切削力对夹紧力的作用力矩，从而减小工件加工时的变形和振动。夹紧力尽量避免直接作用在精加工的表面上，以免造成压痕。必须作用在精加工表面上时，一定要在夹紧元件上垫上比洞见材料软的垫块，或者设法增大夹紧元件与工件的接触面积。合理选取夹紧力的方向：主要夹紧力的作用方向应指向主要定位基准面。工件在夹具中的定位基准面通常可分为：主要定位面；导向定位面；止推定位面或防转定位面。主要定位面的分布面积较大，限制了工件三个方向自由度，它决定工件定位的稳定性。因此主要夹紧力的作用方向应指向主要定位基准面。夹紧力的作用方向尽可能有利于减小夹紧力。夹紧力，切削力，和工件重力三力方向一致，所需夹紧力为最小。三力方向不一致，所需夹紧力较大，特别是夹紧力与切削力和重力方向相反，所需加紧里为最大，一般要尽量避免这种情况。夹紧力的方向应有助于定位，而不应破坏定位。在夹紧力的作用下，工件不应离开定位元件的定位工作面，确保主要定位面与定位元件定位工作面的可靠接触，要有一定的压力使工件定位基准压向各定位元件的定位工作面。准确计算夹紧力的大小，保持夹紧力在加工过程中的稳定 夹紧力的大小影响夹具使用的安全性和可靠性，因此必须有足够的夹紧力。但夹紧力又不能过大，过大的夹紧力会使工件及夹具产生过大的夹紧变形，影响加工精度。夹紧力的大小是根据切削力计算公式，计算出可能产生的最大切削力，并找出切削力对夹紧系统的作用影响为最大的状态，按静力平衡条件计算出所需夹紧力，最后乘以一定的安全系数作为实际采用的夹紧力。(2)基本夹紧机构基本夹紧机构是夹紧装置中的一个和重要的组成部分，一切外加的作用力都必须通过夹紧机构转化为实际夹紧力。常见的基本夹紧机构有以下几种：a.斜楔夹紧机构是利用其斜面所产生的压力来夹紧工件。斜楔夹紧机构具有增力作用。当外加一个较小的夹紧作用力可得到一个比外加力大几倍的夹紧力，而且但外加力一定时，斜楔的斜角越小，增力越大.斜楔夹紧机构具有改变夹紧作用力方向的特点。当外加一个作用力则斜楔产生一个与外加力方向垂直的力。斜楔夹紧机构的加紧行程很小。b.螺旋夹紧机构是利用螺旋直接夹紧工件，或者与其他元件或机构组合来夹紧工件，是应用最广的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构具有以下结构特点：螺旋夹紧机构的夹紧力急增力比大；螺旋夹紧机构的自锁性能良好；螺旋夹紧机构的夹紧行程范围大.c.圆偏心夹紧机构的作用原理，当圆偏心回转时，就相当把曲线楔逐渐楔入在基圆。d.对中定心夹紧机构是一种同时实现对工件定心定位和夹紧作用的夹紧机动原理实现定心夹紧。这类夹紧机构的对中定心夹紧元件的移动范围较大，能适应不同定位面尺寸的工件，有较大的通用性构。该夹紧机构在夹紧过程中能使工件相对某一轴线或对称面保持对称性或对中性，即实现定心夹紧。对中定心夹紧机构的工作原理有两基本类型：a.对中定心夹紧元件以均匀等速移。对中定心夹紧元件以均匀弹性变形原理实现定心夹紧。第三章 机床的夹具的设计3.1 基础参数及设计方案3.1.1 基础资料机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。而深入生产实际调查研究中，应当掌握下面的一些资料：(1)工件图纸；详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该件在机器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。(2)工艺文件：了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。(3)生产纲领：夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应，做到经济合理。(4)制造与使用夹具的情况，有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。已知条件：（1）加工零件：法兰盘。（2）加工任务：加工法兰盘径向孔3-17.5和斜向孔3-12。（3）工件图附图。3.1.2 确定定位方案（1）零件的结构特点法兰盘零件图如附图1所示，该零件是采用45钢材料加工的。该零件形状较简单，由于加工孔是法兰盘的径向孔和斜向孔，因此此采用回转分度盘夹具。（2）加工法兰盘孔件及其要求法兰盘径向孔3-17.5mm ，表面粗糙度Ra25 ，该径向孔中心轴线对法兰盘小端面的位置度是0.2mm。本工序的加工条件为：摇臂钻床Z3025X10/1，最大钻孔直径为25，主轴转速范围232-2500r/min；17.5标准麻花钻，GB/T6135.4-1996，直柄麻花钻第四部分：直柄麻花钻的型式和尺寸。法兰盘斜向孔3-12mm，表面粗糙度Ra25 ，该斜向孔中心轴线对法兰盘中心孔轴线的位置度是0.2mm。本工序的加工条件为：摇臂钻床同上，12标准麻花钻，同上规格与尺寸。 由上知道，两种工序的加工要求和零件的构造，45钢实心毛坯上钻孔的经济精度为IT11IT12，表面粗糙度为Ra25，在钻夹具上加工时适当控制切削用量，可以保证孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。因此，这两种工序加工时，主要考虑要如何保证孔轴线与17.5和12孔轴线的位置度要求。根据零件的构造，最容易想到的是以90H8的孔为定位基准，这样可以避免基准不重合误差，同时可以限定可以限定四个自由度。再用该法兰盘端面限定零件的上下窜动的自由度和用一个定位销限定零件沿304mm中心线转动的自由度就可以实现完全定位。（3）定位元件的确定：a、圆柱心轴：据零件孔式与夹具体的样式选择阶梯心轴。b、定位销（长销）：插入20mm的孔，用来限制X,Y方向的移动和转动，共四个自由度。c、可调定位支承钉：限定Z方向的转动，用一辅助支承来提高工件的安装刚度和定位的稳定性。（4）定位方法：圆柱孔定位，一面两孔的定位方式。（5）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。由于孔17.5mm和12mm一次钻孔就可达到要求，因此采用固定式钻套。 17.5mm和12mm均选无肩。（6）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。（7）装配二维结构图（定位配置）附图。3.2 总成的设计3.2.1 钻模的选择（1）钻床夹具简称钻模。钻模借助其上的钻套引导刀具和工件之间的相对位置，提高了加工精度和生产率，在成批大量生产中，已广泛采用钻模来进行加工。（2）钻模的结构形式很多，按工件的结构形状，大小和钻模的结构特点，钻模可分为以下几种：、固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、覆盖式钻模、滑柱式钻模、移动式钻模。（3）钻模类型的选择。在设计钻模时，首先需要根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求，并考虑生产批量、工厂工艺装备的技术状况等具体条件来选择夹具的结构类型。由此选择回转式钻模。 回转式钻模的结构形式按其转轴的位置可分为立轴式，卧轴式和斜轴式三种。这类钻模的引导元件钻套，一般是固定不动的，为了实现工件在一次安装中进行多工位加工的目的，钻模一般采用回转式分度装置。当工件上的几个被加工的孔，是轴线互相平行的轴向孔或是分布在圆柱面上的径向孔时，使用回转式钻模是很方便的，即可保证加工精度，又可以提高生产效率。又由于翻转式和自由移动式钻模适用于加工中小件，包括工件在内的总重量不宜100N。所以此夹具应采用具有回转式或直线分度装置的钻模。3.2.2 钻模板的选择（1）用以安装钻套的钻模板，按其与夹具体的连接方式的不同，可分为：固定式钻模板。钻模板与钻模体作成一体；或将钻模板固定在钻模体上。因此，钻模板上的钻套相对与夹具体上的定位元件间的位置固定不变，从而使工件被加工孔的位置精度高。由于是固定式结构，对某些工件的装卸将不够方便。可卸式钻模板。钻模板与夹具体分开而成为一个独立的部分，工件在夹具中每装卸一次，钻模板也跟着装卸一次。当钻模板上设有定位元件和引导元件时，能保证被加工孔的位置精度；如果定位元件和引导元件做在夹具体上，则加工精度较低。铰链式钻模板 钻模板用铰链装在夹具体上，钻模板可以绕铰链轴翻转。由于铰链轴与孔间的配合间隙（一般采用H8/h7），所以他的精度不如固定式的钻模板高。但装卸工件方便。悬挂式钻模板。钻模板通过刀导柱、弹簧与多轴传动头连接，悬挂在机床主轴上，并随机床主轴往复运动。（2）设计要点钻模板上安装钻套的孔精度（形状、尺寸和位置精度），直接与加工尺寸有关，应合理规定。如孔中心距的公差一般取工件相应公差的1/51/3。钻模板应具有足够的刚度，以保证钻套位置的准确性，但也要考虑减轻重量。在实际使用中。钻模板的厚度往往根据钻套高度确定，一般在1530mm之间。如果钻套较长，可将钻模板局部加厚，加强钻模板的周边和设置加强筋，以提高钻模板的刚性。由机床夹具设计手册查得，可选模板厚度H=15 mm。3.2.3 钻套的选择图3-1 钻套a）固定钻套 b)可换钻套 c）快换钻套1-钻套 2-衬套 3-钻模板 4-螺钉从图3-1钻套可知，安装在钻模板或夹具体中，其作用：确定加工孔位置，引导钻头，提高刚性，防止振动。 类型： 1）固定式钻套，, 二种，钻孔精度高，中小批； 2）可换钻套，钻孔，大批； 3）快换钻套，钻，扩，铰。钻套直接压入钻模板或夹具体上，其外圆与钻模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨损后不易更换。适用于中、小批生产的钻模上或用来加工孔距甚小以及孔距精度要求较高的孔。为了防止切屑进入钻套孔内，钻套的上、下端应稍突出钻模板为宜，一般不能低于钻模板。带肩固定钻套主要用于钻模板铰薄时，用以保持必要的引导长度，也可做为主轴头进给时轴向定程挡块用。据上分析可选A型固定钻套，由机床夹具设计软件手册版v1.0查得，h=(0.71.5)d。注：孔的位置精度要求高时，允许h=0；钻深孔（L/D5）时，h一般取1.5d；钻斜孔或在斜面上钻孔时，h尽量取小一些。对于加工孔17.5mm时，钻套取H=25mm，h=14mm。对于加工孔12mm时，钻套取H=18mm，h=0mm。按不同的加工要求，它的内孔径可与刀具成以下配合：1)加工9级精度以下的孔时，钻套孔径的名义尺寸等于刀具的最大尺寸，其公差可按基轴G7或F8。2)加工精度要求较高的孔时，钻套孔径可用H7或H6公差。又这种钻套的外圆用H7/r6或H7/n6的过盈配合压入钻模板或夹具体的底孔内，所以对于孔17.5mm时，内圆采用基轴制配合，取；外圆采用基孔制配合，取。对于孔12mm时，同样内圆采用基轴制配合，取；外圆采用基孔制配合，取。3.2.4夹具定位元件的确定 固定支承：支承钉限制工件自由度，起定位作用。图3-2 支承钉A平头（精基准）； B球头（粗基准）； C齿纹头（侧面防滑） A型用于精基准，B型用于粗基准，C型用于侧面定位。支承钉与夹具孔的配合为H7/r6或H7/n6。若支承钉需经常更换时可加衬套，其外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6，内径与支承钉的配合为H7/js6。使用几个A型支承钉时，装配后应磨平工作表面，以保证等高性。据上分析，选A平头支承钉。3.2.5工件定位元件的确定（1）圆柱销（定位销）：工作特点及使用说明：当工作部分直径D1时，心轴的工作部分应稍带锥度，直径D1按r6制造，其基本尺寸为孔的最大极限尺寸；直径D2按r6制造，其基本尺寸为基准孔的最小极限尺寸。心轴上的凹槽供车削工件端面时退刀用。这种心轴制造简便，定心准确，但装卸工件不便，且易损伤工件定位孔。多用于定心精度要求较高的场合。图c为花键心轴，用于以花键孔为定位基准的工件。根据工件的不同定心方式确定心轴结构：图3-圆柱心轴a）间隙配合芯轴 b）过盈配合芯轴 c）花键芯轴1-引导部分 2-工作部分 3-传动部分（3）工件以一面两孔定位及其定位误差分析1）一面两孔定位符合基准统一原则，定位简单，夹紧方便。 一面二孔定位过定位干涉的最坏情况： 图3-5 削边销尺寸计算2）孔直径最小Dmin，Dmin。二销直径最大dmax，dmax。孔心距最大，销心距最小，或孔心距最小，销心距最大，中心距误差应由削边销补偿。3）一面双孔组合定位的误差 。平面内任意方向移动的基准位移误差：取决于第一定位副的最大间隙，即圆柱销、孔的配合间隙。平面内转动的基准位移误差（转角误差）：转角误差则考虑最不利因素，通过几何关系求得。 沿连心线方向的移动由圆柱销决定，工件孔中心相对于销中心左右分别移动xmax/2 即：单方向移动 Xmax/2 双方向移动 Xmax 在连心线垂直方向的移动。由上分析，定位误差计算如下：本夹具中工件定位是以90H8孔、端面和12h6外圆在分度盘的90g6外圆、一个对定插销一面两孔式定位，限制工件六个自由度。这定位方案设计基准与空位基准重合，即B=0。加工17.5孔时孔距尺寸 520.1mm的定位误差计算。由于基准重合，故B=0；不存在基准位移误差，故D=0。由此可知此定位方案能满足尺寸520.1mm的定位要求。同理，加工12孔时孔距尺寸20.90.1mm的定位误差符合要求。3.2.6 回转分度装置设计一、回转分度装置的组成1组成：固定部分 转动部分 分度对定机构 抬起与锁紧机构；2固定部分：分度装置的基体，与机床工作台或机床主轴相连。材料：灰口铸铁；3转动部分：分度装置的运动件，包括回转盘、衬套和转轴等。材料：45#、40Cr、20钢渗碳。4分度对定机构：（1）构成：分度盘、对定销；（2）作用：对转盘进行定位。5分度盘抬起与锁紧机构：（1）抬起机构：使分度转动灵活，减少摩擦；（2）锁紧机构：防止切削时产生振动。二、回转分度装置的工作原理回转式钻模用于加工分布在同一圆周上的平行孔系或径向孔系。本次设计中的钻床就是用来加工法兰盘工件上等分径向孔和径向孔的回转式分度钻模（工件图见CAD图）。工件90H8孔、端面和20外圆在分度盘9上的芯轴5的30g6外圆，长销1上定位，限制6个自由度。由螺母3和开口垫片4夹紧工件。分度装置由分度盘9、等分定位套、拔销14和锁紧螺母13组成；工件分度时，松开锁紧螺母13，拔出拔销14，旋转分度盘9带动工件一起分度，当转至拔销14对准下一个定位套时，将拔销14插入，锁紧分度盘,实现分度定位,即可加工工件上另一个孔。钻头由安装在固定式钻模板上的钻套上导向。三、回转分度误差计算如3-8图所示：图3-8 回转分度误差a、定位误差的确定：工件孔的直径mm，mm；定位销的直径mm，mm；两孔的中心距mm；两销的中心距mm。所以“1”孔中心线在X、Y轴方向的最大位移为： 0.2mm“2”孔中心线在X、Y轴方向的最大位移分别为： 0.2mm 0.2mm以上定位误差都是基准位置误差，因为。所以，该方案可满足加工精度要求。b、对于：采用“一面两孔”的定位方式，此方案属于完全定位。90孔用心轴销，12用短削边销。销子与孔的配合按H8/g6,所以心轴销直径为mm，短削边销圆弧部分直径为mm。削角销宽度b及B查机械制造技术基础主编 曾志新 吕明 第175页 表6.2，得b=8mm，B=-6=20-6=14mm。夹具的制造公差，可取工件相应的1/3左右，即取两销中心距的制造公差为=0.01mm，夹具上角的制造公差取=（是定位误差的一部分）。在钻床上加工，平均精度为11级，查表得=。由机械制造技术基础主编 曾志新 吕明 第六章 175页 公式（6.34）及，角的定位误差为：=+=所以 +=+=这种定位方案可满足加工精度要求。3.2.7 对定分度装置机构工作特点及使用说明：结构简单，制造容易。分度副间有污物时，不直接影响分度副的接触。缺点是无法补偿分度间的配合间隙对分度精度的影响。分度板孔中一般压入耐磨衬套，与圆柱定位销采用H8/g6配合。图3-9 对定分度装置3.2.8 定位器原理工作原理：手柄4向外拉出时，对定销1从衬套中退出。导套2的右端铣有一狭槽，使横销3从狭槽中移出。手柄旋转90，令横销在弹簧作用下而搁在导套的顶端平面上。此时即可转动分度盘进行分度。图3-10 定位器原理3.2.9 夹具体设计（1）夹具体上的排屑结构和容屑空间 1）良好的加工精度及稳定性。 2）强度，刚度。 3）工艺性，使用性。4）安装稳定可靠。（2）夹具体的毛坯结构表3-1 夹具体的毛坯机构结构类型特点应用场合铸造结构可铸出复杂的结构形状。抗压强度大，抗振性好。易于加工，但制造周期长，易产生内应力，故应进行时效处理。材料多采用HT150或HT200。适用于切削符合大，振动大的场合或批量生产。焊接结构制造容易，生产周期较短，成本较低。热变形较大，焊接后需退火处理。适用于新产品试制或单小批量生产。装配结构选用标准毛坯或标准部件组合而成，如圆捧、圆盘、工字钢、角铁、U型槽钢等标准钢材。可缩短制造周期。适用于标准化。（3）夹具体结构尺寸经验数据1）夹具体结构部位: 夹具体壁厚h经验数据|铸造结构: 825mm经验数据|焊接结构: 610mm2）夹具体结构部位: 夹具体加强筋厚度经验数据|铸造结构: (0.70.9)h经验数据|焊接结构: (0.70.9)h 3）夹具体结构部位: 夹具体加强筋高度经验数据|铸造结构: 不大于5h经验数据|焊接结构: 不大于5h4）夹具体结构部位: 夹具体上不加工的毛面与工件表面之间的间隙经验数据|铸造结构: 夹具体是毛面，工件也是毛面时，取815mm，夹具体是毛面，工件是光面时，取410mm经验数据|焊接结构: 夹具体是毛面，工件也是毛面时，取815mm，夹具体是毛面，工件是光面时，取410mm（4）夹具体的排卸措施 表3-2 夹具体的排卸措施夹具体的排屑措施排屑措施结构说明和使用场合增加容纳切屑的空间在夹具体上增设容屑沟或增大定位元件工作表面与夹具体之间的距离。使用于加工时产生的切屑不多的场合。采用切屑自动排除结构在夹具体上专门设计排泄用的斜面和缺口，使切屑自动由斜面处滑下而排至夹具体外。3.3 夹具的工作原理本夹具的总装配，如下图所示。本夹具使用在摇臂钻床上，钻法兰盘斜孔3-12mm、径向孔3-17.5mm。工件以90H8孔及其端面和一个20mm孔为基准，装在台阶定位心轴5上，然后装上钻模板2，用长销1把钻模板2与工件、回转分度盘9串在一起，实现定位。插入开口垫圈4，拧螺母3加紧工件。钻径向孔时，由支承11、12使定位心轴5处于水平位置；钻斜孔时，摆动部分绕支架上的小轴19顺时针转动，当支承15与18接触时，即倾斜成所要求的角度。加工三等分孔，采用了沿圆周方向设置的三个均匀的钻套6、7，使用分度对定机构14，保证钻套位置的正确。该夹具既可钻径向孔，又可钻斜孔，结构不太复杂，操作较省力。 图3-21 机床夹具