伞形拨叉钻10孔夹具设计【全套含CAD图纸、工艺工序卡、说明书】
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拨叉钻 10 孔夹具夹具设计1.1 概述本夹具主要用于拨叉钻 10 孔夹具设计，本夹具主要用于钻床 Z525 机床上，在机床对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件正确位置固定不动，这一任务就是由夹具来完成。对于单件、小批生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本。但由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以夹紧时往比较费时间，并且操作复杂，生产效率低。本零件属于大量生产，零件外形也不适于使用通用夹具，为了保证工件精度，提高生产效率，设计专用夹具就显得非常必要。1.2 方案设计方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案设计的好、坏将直接影响工件的加工精度、加工效率，稍不注意就会造成不能满足工件加工要求，或加工精度不能达到设计要求，因此必须慎重考虑。设计方案的拟定必须遵循下列原则：1、定位装置要确保工件定位准确和可靠，符合六位定位原理。2、夹具的定位精度能满足工件精度的要求。3、夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低1.3 定位基准的选择我们采用已经加工好的孔及其端面作为定位基准，采用一面一圆柱销再加上 2 个挡销（限制旋转）和端面共限制 6 个自由度为了保证空间工件定位准确，我们需要限制 6 个自由度，一面是 25 孔端面，一圆柱销是 25 孔大大圆孔，形成一面一圆柱销再加上 2 个挡销（限制旋转）进行定位。2因此我们采用挡销来限制旋转方向的自由度。这样空间 6 个自由度就限制完了。1.4 切削力计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）6.08.2HBDfF钻削力矩 式（5-3）6.0.91T式中 maxaxmin187491733HB刀具：钻头 10。则轴向力：见工艺师手册表 28.4F=C d f k 3.1F0zFy式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =(F07.1)92()103.nHBF=420 .0.852()N转矩3T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 2.0.813517.34()NM功率 P =m0.690.2VKWd在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数K=K K K K1234式中 K 基本安全系数，1.5;K 加工性质系数，1.1;2K 刀具钝化系数, 1.1;3K 断续切削系数, 1.14则 F =KF=1.5/ )(42391.1. N钻削时 T=17.34 N M本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧力计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。这样能较容易、较稳定地保证加工精度。用夹具装夹工件时，工件相对与刀具的位置由夹具保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、教稳定地保证工件的加工精度。能提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。采用夹具后，工件不需划线找正，装夹方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率。1.4 夹紧力的计算夹紧力采用螺旋压板夹紧的方式。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： FKW4安全系数 K 可按下式计算有： 6543210式中： 为各种因素的安全系数，查参考文献 5表 可得： 6 12.01.301.56C12522.3PK.f所以有： 193.08()KCWFN76P5.()Kf螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： )(210 tgtQLWz式中参数由参考文献5可查得：6.2.76zr90105229其中： 3()Lm)(8N螺旋夹紧力： 04.W该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下： 163图 4.1 移动压板受力简图由表 得：原动力计算公式 261001KLWl即： 0478.23.932.75()KWLNl 5由上述计算易得： KW由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。1.5 定位误差分析（1） 定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和圆柱销，间隙配合。（2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一平面定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，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。由资料10机床夹具设计手册可得：1 定位误差： 当短圆柱销以任意边接触时minDWd当短圆柱销以固定边接触时2d式中 为定位孔与定位销间的最小间隙min通过分析可得：0.52D1dmin因此：当短圆柱销以任意边接触时60.63DWm2 夹紧误差 ： cos)(minaxyj其中接触变形位移值：SNHBKRkmnZaZy 014.8.9)(1cos0.3jy 磨损造成的加工误差： 通常不超过Mj05. 夹具相对刀具位置误差： 取ADm1.误差总和： 0.965jw从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。1.6 导向装置设计 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。表7d D D1 H t基本 极限偏差 F7基本 极限偏差 D601 3 +0.010+0.004611.8 4 71.82.6 5 86 9 -2.63+0.06+0.00633.36+0.06+0.008 93.34 7 1045 8 118 12 656+0.022+0.01010+0.019+0.0101168 12 1510 6 20810+0.028+0.011 15 181012 18+0.023+0.0122212 20 251215 22 260.0081518+0.034+0.0626 306 28 361822 30+0.028+0.015342226 35 3920 36HT2002630+0.041+0.02042 463035 48+0.033+0.0175225HT200563542+0.050+0.025 55 +0.039 59 30 56 670.01284248 110 664850 70+0.02074 0.040钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。1.7 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，9在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件
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