A型齿轮油泵泵体进出油口端面螺纹底孔8×M8钻夹具3D设计（全套图纸）.pdf

1 南 京 工 程 学 院 毕业设计说明书(论文) 作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 题 目：A 型齿轮油泵泵体端面螺纹 底孔 8M8 钻夹具 3D 设计 全套图纸，加 153893706 指导者： (姓 名) (专业技术职务) 注：打印时删除 评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 注：打印时删除 注： 20 年 月 南 京 南京工程学院毕业设计说明书（论文） III 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 基于在 A 型齿轮油泵泵体轴颈方向上钻孔的前提下，为了满足加工精度的需 要而设计一套钻床组合夹具。组合夹具属于柔性夹具，柔性夹具是以组合夹具为 基础的能适用于不同的机床、不同的产品或同一产品不同规格型号的机床夹具。 柔性夹具元件具有较好的互换性和较高的精度及耐磨性，可根据不同机床和不同 零件的加工要求，选用配套中的部分元件组装成所需要的夹具。首先要分析加工 零件的工艺以及技术要求，运用柔性夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计 方案以达到对 A 型齿轮油泵泵体进行合理的安装、定位、夹紧的目的。在完成夹 具草图以后，进一步考虑元件之间的连接关系和固定方式，设计合理的结构实现 各零部件间的相对运动。然后，运用 soildworks 进行零件三维图的绘制以及装配 体的装配，并完成装配体的二维图。最后进行论文的撰写、整理、修改和工艺规 程卡的编写。 关键词 夹具；专用夹具；钻床夹具；精度；soildworks 南京工程学院毕业设计说明书（论文） IV 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 Title 3D fixture design of A type gear pump body end thread bottom 8 x M8 drill Abstract Based on the premise of drilling in the A type gear pump shaft direction, a drill fixture designed to meet the needs of machining accuracy. Modular fixture is flexible fixture, flexible fixture on the basis of modular fixture is suitable for different products or the same products in different specifications of different machine tools, machine tool fixture. Flexible fixture components with interchangeable precision and wear resistance and high effective, according to the different tools and different parts of the processing requirements, selection of components supporting assembly fixture needed. The first analysis of the processing requirements of parts of the process and technology, using the basic principle and method of flexible fixture design, fixture designing scheme to achieve the intended installation, positioning, clamping on the reasonable A type gear pump to. After the completion of the fixture sketch, to further consider the connections between components and fixed mode, design reasonable structure to realize the relative motion between the parts. Then, use SoildWorks to draw 3D parts and assembly of the assembly, and complete the two- dimensional drawing assembly. Finally, the thesis writing, organize, modify and process card writing. Keywords: fixture; fixture; drilling jig; precision; SoildWorks 南京工程学院毕业设计说明书（论文） V 目 录 1 绪 论 . 1 1.1 夹具的组成 . 1 1.2 常用定位元件及选用 . 2 1.2.1 工件以平面定位 . 2 1.2.2 工件以外圆柱定位 . 3 1.2.3 工件以内孔定位 . 3 1.2.4 对定位元件的基本要求 . 3 1.2.5 常用定位元件所能限制的自由度 . 4 2 夹具的设计步骤 . 5 2.1 设计方案、设计方法、设计手段 . 5 2.1.1 研究原始资料 . 5 2.1.2 拟订夹具的结构方案 . 5 2.2 SolidWorks 设计软件介绍 . 6 2.2.1 SolidWorks 简介 . 6 2.2.2 SolidWorks 的设计思路 . 7 3 钻床夹具的总体设计 . 9 3.1 设计任务 . 9 3.2 总体方案的确定 . 9 3.2.1 定位方案 . 9 3.2.2 夹紧机构 . 10 3.2.3 选择导向装置 . 11 3.2.4 夹具体 . 12 3.3 绘制夹具装配图 . 13 3.4 夹具精度的验算 . 17 3.4.1 误差分析 . 17 3.4.2 误差计算 . 17 4 加工 8XM8 夹具设计 . 19 南京工程学院毕业设计说明书（论文） VI 4.1 研究原始质料 . 19 4.2 定位、夹紧方案的选择 . 20 4.3 切削力及夹紧力的计算 . 20 4.3.1 液压缸的直径确定 . 23 4.3.2 液压缸的选型 . 25 4.4 误差分析与计算 . 26 4.5 定位销选用 . 27 4.6 钻套、衬套、钻模板设计与选用 . 27 4.7 确定夹具体结构和总体结构 . 29 4.8 夹具设计及操作的简要说明 . 30 5 方案设计论证 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.1 设计思路 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.2 设计方法与结果 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 致 谢 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 1 1 绪 论 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品， 并把它们装备 成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它 行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们 的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或 地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡 量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械 设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零 件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出 专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新 能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注 意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实 践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 1.1 夹具的组成夹具的组成 虽然夹具的种类繁多， 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，可得出夹具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夹紧装置 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 这种元件用于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。 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 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 2 具在加工正确位置的元件称为对刀元件， 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其它装置或元件 根据加工需要，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工 件顶出机构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的其它联接元件。 6夹具体 夹具体是夹具的基体骨架，用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。 常用的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构和装配结构，形状有回转体形 和底座形等形状。 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。 1.2 常用定位元件及选用常用定位元件及选用 工件在夹具中要想获得正确定位，首先应正确选择定位基准，其次是选择 合适的定位元件。工件定位时，工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位 副，以实现工件的六点定位。用定位元件选用时，应按工件定位基准面和定位 元件的结构特点进行选择。 1.2.1 工件以平面定位工件以平面定位 1.以面积较小的已经加工的基准平面定位时，选用平头支承钉，以基 准面粗糙不平或毛坯面定位时，选用圆头支承钉，侧面定位时，可选用网状支 承钉。 2.以面积较大、 平面度精度较高的基准平面定位时， 选用支承板定位元件， 用于面定位时用不带斜槽的支承板，通常尽可能选用带斜槽的支承板，以利清 除切屑。 3.以毛坯面，阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承作定 位元件。但须注意，自位支承虽有两个或三个支承点，由于自位和浮动作用只 能作为一个支承点。 4.以毛坯面作为基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用可 调支承作定位元件。 5.当工件定位基准面需要提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助 支承作辅助定位元件，但须注意，辅助支承不起限制工件自由度的作用，且每 次加工均需重新调整支承点高度， 支承位置应选在有利工件承受夹紧力和切削 力的地方。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 3 1.2.2 工件以外圆柱定位工件以外圆柱定位 1.当工件的对称度要求较高时，可选用 V 形块定位。V 形块工作面间的夹 角 常取 60、90、120三种，其中应用最多的是 90V 形块。90V 形块的典 型结构和尺寸已标准化，使用时可根据定位圆柱面的长度和直径进行选择。V 形块结构有多种形式， 有的 V 形块适用于较长的加工过的圆柱面定位； 有的 V 形块适于较长的粗糙的圆柱面定位；有的 V 形块适用于尺寸较大的圆柱面定 位，这种 V 形块底座采用铸件，V 形面采用淬火钢件，V 块是由两者镶合而 成。 2.当工件定位圆柱面精度较高时（一般不低于 IT8） ，可选用定位套或半圆 形定位座定位。大型轴类和曲轴等不宜以整个圆孔定位的工件，可选用半圆定 位座。 1.2.3 工件以内孔定位工件以内孔定位 1.工件上定位内孔较小时，常选用定位销作定位元件。圆柱定位销的结构 和尺寸标准化，不同直径的定位销有其相应的结构形式，可根据工件定位内孔 的直径选用。当工件圆柱孔用孔端边缘定位时，需选用圆锥定位销。当工件圆 孔端边缘形状精度较差时，选用圆锥定位销；当工件需平面和圆孔端边缘同时 定位时，选用浮动锥销。 2.在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴定位，为 了便于夹紧和减小工件因间隙造成的倾斜， 当工件定位内孔与基准端面垂直精 度较高时，常以孔和端面联合定位。因此，这类心轴通常是带台阶定位面的心 轴，当工件以内花键为定位基准时，可选用外花键轴，当内孔带有花键槽时， 可在圆柱心轴上设置键槽配装键块；当工件内孔精度很高，而加工时工件力矩 很小时，可选用小锥度心轴定位。 综上：正确定位，必须选对定位基准。 1.2.4 对定位元件的基本要求对定位元件的基本要求 1.限位基面应有足够的精度。定位元件具有足够的精度，才能保证工件的 定位精度。 2.限位基面应有较好的耐磨性。由于定位元件的工作表面经常与工件接触 和磨擦，容易磨损，为此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夹具的 使用寿命和定位精度。 3.支承元件应有足够的强度和刚度。 定位元件在加工过程中， 受工件重力、 夹紧力和切削力的作用，因此要求定位元件应有足够的刚度和强度，避免使用 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 4 中变形和损坏。 4.定位元件应有较好的工艺性。定位元件应力求结构简单、合理，便于制 造、装配和更换。 5.定位元件应便于清除切屑。定位元件的结构和工作表面形状应有利于清 除切屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。 1.2.5 常用定位元件所能限制的自由度常用定位元件所能限制的自由度 定位元件可按工件典型定位基准面分为以下几类： 1.用于平面定位的定位元件：括固定支承（钉支承和板支承） ，自位支承， 可调支承和辅支承。 2.用于外圆柱面定位的定位元件：括 V 形架，定位套和半圆定位座等。 3.用于孔定位的定位元件：括定位销（圆柱定位销和圆锥定位销） ，圆柱 心轴和小锥度心轴。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 5 2 夹具的设计步骤 2.1 设计方案、设计方法、设计手段设计方案、设计方法、设计手段 2.1.1 研究原始资料研究原始资料 在明确夹具设计任务后，应对以下几方面的原始资料进行研究。 1、研究加工工件图样 了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处理要求，主要表面的加工精度、 表面粗糙度及其它技术要求。根据设计任务书收集有关材料，如机床的技术参 数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和装订标准，各类夹具图册、夹具设计 手册等，还可收集一些同类夹具的设计样图，以供参考。 2、熟悉工艺文件，明确以下内容 （1）毛坯的种类、形状、加工余量及其精度。 （2）工件的加工工艺过程、工序图、本工序所处的地位，本工序前已加 工表面的 精度及表面粗糙度，基准面的状况。 （3）本工序所使用的机床、刀具及其它辅具的规格。 （4）本工序所采用的切削量。 2.1.2 拟订夹具的结构方案拟订夹具的结构方案 拟订夹具的结构方案包括以下几个内容 1）确定夹具的类型 各类机床夹具均有多种不同的类型、钻床夹具有固定式、翻转式、盖板式 和滑板 式等，应根据工件的型状、尺寸、加工要求及重量确定为回转式。 2）确定工件的定位方案，设计定位装置 根据六点定位原则，通过分析工序图确定工件以椎孔定位，定位元件为心 轴。 3）确定工件的夹紧方式，设计夹紧装置 常用的夹紧机构有斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧等。根据工 件的结 构，加工方法其因素确定为螺旋夹紧。 4）确定引导元件（钻套的类型及结构尺寸） 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 6 钻套的类型有固定式钻套、可换式钻套、快换式钻套、特殊式钻套，根据 工件加 工量确定为快换式钻套。 5）用soildworks绘制夹具零件。 6）用soildworks完成零件的装配体，并导出装配体的CAD二维图。 3、主要工作程序 1)零件本工序的加工要求分析。 2)确定夹具类型。 3)拟定定位方案和选择定位元件。 4)确定夹紧方案。 5)确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)。 6)绘制夹具零件的三维图以及完成装配体。 7)导出夹具的装配图。 8）编写设计说明书和工序卡。 2.2 SolidWorks 设计软件介绍设计软件介绍 2.2.1 SolidWorks 简介简介 Solidworks是美国生信国际有限公司推出的基于Windows的三维机械设 计软件,是微机版全参数化特征造型软件。图形界面简捷友好,用户上手快。只 要熟悉Windows，无论有无 CAD的使用经验。都基本上能用 Solidworks进行 设计。Solidworks 具有功能强大的实体建模能力，形象直观的装配设计，及 从三维模型自动转换为二维工程图的功能。 还具有动画和渲染的功能等。 此外。 Solidworks 还提供了全相关的钣金设计和模具设计能力。以及自由的、开放 的、功能完整的包括VB、VC+和支持OLE的开放程序在内的开发工具和强大 的数据转换功能。 几乎可以对当今市场上所有CAD软件的输入输出格式进行转 换。传统的夹具设计方法是先根据要加工的零件绘出二维装配图。再将二维装 配图拆画成单个零件图。设计周期长，尤其是二维装配图直观性差。对零部件 之间的运动干涉不易判断。而soildworks则可以避开这些问题，从而方便建模 和设计。 自从1995年问世以来，由于其实用性、方便性、创新性、界面的友好性、 资源的丰富性、功能的强大性、兼容的多样性，得到了迅速的推广和应用，在 全球已拥有超过30万用户。为了满足中国市场，SolidWorks软件包含了中国机 械制图标准，扩大了使用范围，赢得了中国大量用户，而且每天都有新用户出 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 7 现。 SolidWorks采用的是Windows界面，使用下拉菜单和图标工具相结合的操 作指令方式，根据设计内容的不同，可以添加或隐藏不需要的指令工具栏，大 部分操作指令可通过图标指令执行，对于熟悉Windows的用户特别易学易用， 普遍的设计人员在很短的时间内就可掌握SolidWorks的使用方法，并尽快运用 到设计实践中。 SolidWorks属于CAD/CAM类软件，但又与传统的CAD/CAM软件不同。如 AutoCAD等，是名副其实的电子图板，只是提供了一种用于计算机代替手工进 行绘图的工具和手段。SolidWorks软件是一种三维机械设计软件，零件模型、 装配体与工程图三种图形模型相互连接，对于任何一种模型的修改，其它两种 模型都会发生相应的变化；而且，它具有尺寸驱动功能，通过尺寸标注，可以 精确地描述、确定模型的结构和尺寸。 2.2.2 SolidWorks 的设计思路的设计思路 (1)零件三维模型的建立 要建立起零件的三维模型，首先要根据零件的具体结构勾画出零件的草 图，一般来说这些草图是由点、线或者面组合而成的单一、封闭的图形。根据 这些草图进行特征的设计如拉伸、旋转、放样、扫描、倒角、抽壳、拔模等， 形成所需的零件的三维模型。 (2)装配造型的建立 装配零部件首先要有装配关系的零件嵌入到装配环境中， 按照相切、 同轴、 重合、平行、垂直等装配关系将零部件之间添加装配约束关系，限制零部件的 自由度。 (3)干涉检查 检查相互有接触的零部件之间是否会产生运动干涉，软件可自动进行检 查，在系统提示了检查结果后，要对干涉的零件进行尺寸或者位置的修改。 (4)生成爆炸视图 使装配后的零件再次分离，重新设定它们之间的相对位置，明确的显示零 部件的结构和相互之间的装配关系。 (5)装配体的运动仿真 根据装配体实际的运动状态， 设置有运动关系的零部件之间的相对运动状 态，用来检查零部件之间的位置约束和相对运动关系的正确性，并简单明了的 进行仿真运动，是运动件的运动轨迹在装配体中的显示。 (6)二维工程图的设计 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 8 可以由三维视图直接生成， 在二维工程图上可以加注尺寸和技术要求生成 工程图样，使三维实体转换成工程图纸。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 9 3 钻床夹具的总体设计 3.1 设计任务设计任务 本设计的主要任务是设计一个钻床夹具，在 A 型齿轮油泵泵体径向钻 8 个孔，为了使钻孔的位置精确，必须对 A 型齿轮油泵泵体进行固定定位，提 高加工精度，使之满足使用要求。被加工零件如下： 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。由于是批量生产，采用了固定式钻床夹具， 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 了所学的基本知识，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。 此次需要完成的题目如下： 确定夹具类型：本工序所加工 8 个孔 (8XM8)，位于前端面上，孔径较小， 工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为中批量生产等原因，采用固定式钻模。 3.2 总体方案的确定总体方案的确定 3.2.1 定位方案定位方案 工序图只是给出了原理方案， 此时应仔细分析本工序的工序内容及加工精 度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和 定位元件。 要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。 根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件及其组 合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用 标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的修理与维护。选用一 短圆柱销与一大平面限制工件 5 个自由度， 再用一空间中倾斜一角度的菱形销 限制剩下的一个自由度，此时工件被完全定位。 因此根据本次夹具设计的零件， 我采用的定位方案为一短圆柱销与一大平 面及一菱形销组合定位，6 个自由度被全部限制。 考虑到零件的磨损与更换方便，故均采用可换定位销。 所选用定位销类型及对比分析： 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 10 图 2- 2 短形定位销 图 2- 3 菱形定位销 如图 2- 2 短形圆柱销能够使所设计的夹具体占用的空间小且能够满足夹 紧要求。 如图 2- 3 菱形定位销， 本夹具定位方式为一短圆柱销与一大平面及一菱形 销组合定位，所以选用该定位销。 图 2- 4 圆柱定位销 图 2- 5 菱形销定位 综上所述所选用的定位方式为一短圆柱销与一大平面及一菱形销组合定 位。 3.2.2 夹紧机构夹紧机构 (1)夹紧力的方向： 夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性，不能使工件有脱 离定位表面的趋势，并防止工件在夹紧力的作用下产生变形。 (2)夹紧力的作用点： 夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内， 以及工作刚度高 的位置。确保工件定位准确、不变形。 (3)选择夹紧机构： 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 11 在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧 机构要注意以下几方面的问题： 安全性 夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止意外伤及夹具操 作人员； 手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度； 夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率； 手动夹紧机构应操作灵活、方便。 确定夹紧力的方向、 作用点， 以及夹紧元件或夹紧机构， 估算夹紧力大小， 选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，确定后，正式设计时也可能 在具体结构上作一些修改。 经我组同学共同讨论，总结出以下四种夹紧方案： 方案一 使用 84 法兰直接加紧； 方案二 用 84 法兰加紧，并在 E 面背侧用一 V 形块辅助支承； 方案三 用 48 芯轴、D 面开口螺母夹紧； 方案四 D 面方形法兰压紧，及 E 面背侧 V 形块辅助支承。 由于工件批量较大，宜使用快速装夹以提高生产效率。方案一可能导致刚 度不足引起变形；方案二的辅助支承不易操作，但装夹准确度较高；方案三容 易操作；方案四装夹也较复杂。四种夹紧方式各有利弊，但均可实现。本人所 选用为方案一。 3.2.3 选择导向装置选择导向装置 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装 置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，常用的几种钻套如下 图所示 图 2- 6 可换钻套 图 2- 7 快换钻套 图 2- 8 固定钻套 （A、 B 型） 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 12 根据本设计夹具类型，工件大批大量生产，为提高加工效率，优先选用快 换钻套。 但经尺寸计算及论证可知，使用快换钻套时，三个钻套相互间会发生干涉 现象。故三个独立的快换钻套不可用。 然后考虑将三个钻套做成一体。经计算可知，钻套尺寸将过于巨大，且难 加工。一旦其中任何一个钻套损坏，整个钻套即需更换，经济性不好。故此种 方案亦不可行。 考虑到以上原因，同时顾及到钻套距工件间距离，易采用长型固定钻套。 其结构如下图所示。 图 2- 9 长型固定钻套 3.2.4 夹具体夹具体 用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。具体大小根据整个 机构的大小而调整，要保证机构的稳定，水平，所以形位公差会有较严格的要 求。 夹具体是夹具的基础体，它将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体， 并通过它将夹具安装到机床上。它的结构形状及尺寸大小，取决于加工工件的 特点、尺寸大小，各种元件的结构和布局，夹具于机床的连接方式，切削力、 重力等大小的影响。 夹具体应满足以下几点计算要求： 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 13 1、应有足够的强度和刚度； 2、力求结构简单及装卸工件方便 ； 3、结构工艺形好； 4、排屑切屑要方便； 5、在机床上安装稳定可靠； 6、具有适当的精度和尺寸稳定性 根据要求夹具体选用铸件，这样既满足要求而且工艺性较锻造好，然后对 夹具体毛皮加工成如下图 2- 10 所示： 图 2- 10 夹具体零件图 3.3 绘制夹具装配图绘制夹具装配图 画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或机构，必要时可用 双点划线画出松开位置时的夹紧元件的轮廓，画出夹具体，其他元件或机构， 以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 14 技术条件。对零件编号，填写标题栏和零件明细表。其中还要在定位，导向完 成后进行定位精度验算，在夹紧机构完成后进行夹紧力的验算，以及重要的受 力元件或机构的强度、刚度验算。如下图所示： 图 2- 11 夹具体总装图之主视图 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 15 图 2- 12 夹具体总装图之左视图 图 2- 13 夹具体总装图之俯视图 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 16 （1）总装配图应按国家标准尽可能 1：1 地绘制，这样图样有良好的直观 性。主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原 理和结 构。 （2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（如轮廓，定位面夹紧 面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。 （3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。 （4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组 成元件联成一体。 （5）标注必要的尺寸、配合、公差等 夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。 夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位、国定尺寸。如车床夹 具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。 夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块对刀时塞尺的尺寸、对刀块表面到 定位表面的尺寸即公差。如快换钻套与衬套之间采用间隙配合，其尺寸公差为 7 18 6 F k ，衬套与钻模板之间采用过盈配合，其尺寸公差为 7 22 6 H n 。 夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。 如定位螺杆14 与夹具体孔的配合 7 26 6 H r 。 各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装 配后的位置尺寸和形位公差。 如设计中菱形定位销 7 相对于已加工好两孔中心 线位置要求20 0.02 mm； 上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差的 1/31/10,最 常用的是 1/3。 （6）标注技术条件和要求。 定位元件的定位面间相互位置精度。 定位元件的定位表面与夹具安装基面的位置精度。如定位螺杆 14 与夹 具体底面的平行度不得大于 0.01；菱形定位销 7 和加工工件 10 孔配做，定位 销 1 与钻模板 2 和夹具体 30 上的孔配做，定位销 1 还与斜面体 6 和夹具体 30 上的孔配做，圆锥销 21 和固定板 22 和夹具体 30 上的孔配做。 定位表面与导向元件间的位置精度。快换钻套 2 孔中心线对于夹具体 28 底面的垂直度误差不得大于 0.01/100。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 17 导向元件工作面间的位置精度。两个快换钻套中心线之间满足 500.04mm 。 夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准 面间的位置精度。 夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求， 主要目的是为了检验本工序 零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到，为了设计夹具 零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。 （7）对零件编号，填写标题栏和零件明细表。 每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产 活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。 完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装 配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。 3.4 夹具精度的验算夹具精度的验算 3.4.1 误差分析误差分析 1、位置精度 夹具的主要功能是用来保证工件加工表面的位置精度。 影响位置精度的主 要因素有三个方面： 1）工件在夹具中的安装误差，它包括定位误差和夹紧误差。 2）夹具在机床上对定误差，指夹具相对于刀具或相对于机床成形 运动的位置误差。 3）加工过程中出现的误差，包括机床的几何精度、运动精度，机 床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统加工时的受力变形，受热变形，磨损， 调整、测量中的误差，以及加工成形原理上的误差等。 第三项一般不易估算，夹具精度验算是指前两项，其和不大于工件 允差的 2/3 为算合格。 3.4.2 误差计算误差计算 1、验算中心距 500.2mm 影响此项精度的因素有： 1）定位误差，此项主要是定位孔 48H8 与定位轴 48h7 的间隙产生， 最大间隙为 0.05mm; 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 18 2）钻套与衬套的配合间隙，由 7 18 6 F k 可知最大间隙为 0.025mm； 3）钻套内孔与外圆的同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以 忽略； 4）钻头与钻套间的间隙会引偏刀具，产生中心距误差 e=0.034mm。 由于上述各项都是按最大误差计算， 实际上各项误差也不可能同时出现最 大值，各误差方向也可能不一致，因此，其综合误差可按概率法求和=0.07mm。 该项误差略大于中心距允差 0.13mm 的 2/3，勉强可用。应减小定位和导 向的配合间隙。 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 19 4 加工 8XM8 夹具设计 4.1 研究原始质料研究原始质料 利用本夹具主要用来加工 8XM8 孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还 应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同 时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 一、机床夹具定位元件 工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常 用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组 合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1支承钉 常用支承钉的结构形式如图6- 1所示。平头支承钉（图 a）用于支承精基准 面；球头支承钉（图 b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图 c）能产生 较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产 生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由 度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承 钉限制三个自由度。 图6- 1 常用支承钉的结构形式 2支承板 常用的支承板结构形式如图6- 2所示。平面型支承板（图 a）结构简单，但 沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图 b） ，在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位 平面较大时， 常用几块支承板组合成一个平面。 一个支承板相当于两个支承点， 限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三 个自由度。 图6- 2 常用支承板的结构形式 3可调支承 南京工程学院毕业设计说明书（论文） 20 常用可调支承结构形式如图6- 3