支架钻孔专用夹具设计

支架夹具设计一.零件的分析1.零件的作用本零件是一支架类零件，上下有两个成垂直分布的内孔由中间的十字形筋板进行连接，直径分别是：22、38，两孔中间靠左侧有一小搭子面，顶部有一个圆孔外部有一个直径6孔口部倒角90的深孔与内孔22 接通，底部38 内孔左侧有两个距离孔中心32的搭子面。搭子面有内孔14 与38接通2.零件的工艺分析零件的主要技术要求分析如下：（参阅附图 1）由零件图可知，零件主要在两个垂直不的内孔 38（+0.02,0） 、22（+0.02,0）自身有形状公差要求，并且两者内孔应有垂直度要求 0.02,有较高的精度要求，其余均为自由公差，要求不高3.零件的工艺性分析和零件图的审查 零件视图正确，足够表达直观、清楚、绘制符合国家标准，尺寸公差及技术要求的标注齐全、合理 主要加工表面及要求 支架内孔为 38（+0.02,0） 、22（+0.02,0） ，光洁度要求为1.6，两孔成垂直分布，垂直度要求为 0.02，孔口需要倒角 2x45 顶部内孔内径为 22（+0.02,0） ，左右两侧端面需要进行加工，粗糙度为 3.2，顶部有通孔为 6，孔口倒角为 90深 2 两孔中部连接筋板为十字形状，筋板宽度为 12，尺寸为32x46，筋板左侧有搭子面粗糙度为 3.2 距离筋板中心线为 30零件底部有直径 38（+0.02,0）的内孔需要进行加工，粗糙度为 1.6，孔两端面需要加工粗造度为 3.2，孔口需要倒角 2x45。主视图中距离孔中心 32 处有两个搭子面，搭子面处有两个直径为14（+0.02,0）内孔需要精加工2.过程工艺分析2.1 选择毛坯：本零件是用于传动需要有较高的强度及韧性并且由于直径分布较为均匀属于小型轴类零件，故由参考文献（5）表 22，23 可知，其生产类型为大批生产。毛坯的类型为型材（圆制棒料） 。由于45 钢的经济性比较高，并且采用圆钢下料的模式。查机械加工工艺与夹具及相关机械设计手册确定个加工表面的加工余量如下表所示：加工表面 基本尺寸 加工余量数值说明内孔表面 38，222mm 车削加工中间搭子 30 3mm 车削加工底部搭子 32 2mm 内圆车刀零件图二.定位基准的选择：由于在本次加工工序过程中要经过粗车、精车、磨削、铣削多道工序并且需要多次装夹定位所以需要再两个-三个基准之间相互切换使用，当然两个基准之间首先要保证一定的精度要求，本次芯轴加工过程中基准选择是外圆 35 及外圆 77三.工序制定：机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 支架 共 2 页 第 1 页材 料 牌 号 HT200毛 坯 种 类 铸件毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1每 台 件 数 1备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备 工 艺 装 备工 时 四.确定各表面的加工方法，拟定加工工艺路线准终单件1铸造 木型铸造及清理铸造分厂2时效 人工时效3 划线 备镗（照顾各面余量均匀）金工大件工作台工作平台、划针、划线粉、样冲头41.5 划线 备钳 工作 台 工作平台、划针、划线粉、 样冲头6 钳工 钻 6 通（主视图） ，倒角保证 2x90 台钻锥柄麻花钻 6 ，90开角钻头 167热处理发蓝热处理8去毛刺9 检验 质检10入库设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）工艺路线方案一：工序 1.铸造工序 2.时效工序 3.划线备镗工序 4.A.角铁上活，以尺寸 90 右侧端面，垫实压板固定，按线校正1.镗内孔 22 通至尺寸要求2.镗尺寸 90 左侧端面，倒角 3x453.镗尺寸 30 左侧搭子面至尺寸1.镗内孔 38 至尺寸2.镗尺寸 78 左右侧端面C.工作台转至 180，校正1.镗尺寸 90 右侧端面至要求2.倒角 3x45至要求工序 5.划线备钳工序 6.钳：钻孔直径 6工艺路线方案二：工序 1.铸造工序 2.时效工序 3.划线备铣工序 4.A.台虎钳上活，夹持尺寸 46 左右两侧，按线校正1.铣尺寸 90 右侧面至尺寸B.翻身，垫实尺寸 90 右侧铣出面，校正1.铣尺寸 90 左侧面至尺寸2.铣尺寸 30 左侧面至尺寸3.铣尺寸 32 左侧两处端面至尺寸C.夹持尺寸 32 左侧及外圆面，两次装夹，校正1.铣尺寸 78 左右两侧端面至要求，以上倒角 3x452.工序 5.划线备镗工序 6.A.角铁上活，以尺寸 90 右侧端面，垫实压板固定，按线校正1.镗内孔 22 通至尺寸要求2.镗内孔 2-14 通至尺寸02.B.工作台旋转至 90，校正1.镗内孔 38 至尺寸工序 7划线备钳工序 8钳：钻孔直径 6工序 10去毛倒钝方案对比：上述两个工艺方案的特点在于：方案一：采用镗床直接加工定位一次通过不断旋转工作台进行调整加工面和加工方向减少了重复定位带来的误差，较为准确可行；方案二：试图通过多次铣削出内孔各个端面以利于镗削时定位使用的，但是铣床在多次加工和装夹的情况下有较大的重复定位误差，到达镗床工序时失去了定位的准确性。五.夹具设计及特点论述一.本夹具的主要零部件有：钻削夹具底座、左侧顶杆座、右侧定位座、内孔定位圆柱、顶部钻板、钻套、C 形口压板、螺柱、螺母、柱头螺钉、紧固螺钉二.各个零部件作用：1. 钻削夹具底座：底座的底部 U 型槽负责安装整个夹具安装至机床工作台固定，底座分别需要固定左侧顶杆座、右侧定位座、顶部钻板在指定位置2. 左侧顶杆座：两枚 M10 螺钉固定整个顶杆座后，通过拧动M10 内六角螺钉可以顶紧工件3. 右侧定位座：通过两枚 M10 沉头螺钉固定，作用是固定定位工件尺寸 90 右侧端面4. 内孔定位圆柱：定位工件内孔 38 的位置，安装圆柱定位块及配套 C 形压板和螺母5. 顶部钻板：固定于夹具座左侧顶端，伸出部分安装钻套打孔6. 钻套：保护顶部钻板，防止直接接触钻板延长使用寿命及调换成本7. C 形口压板：可以均匀传递螺母轴向力，方便工件安装及拆除时的操作8.螺柱9.螺母10.柱头螺钉：通过转动螺钉可以缓慢伸出顶紧工件左侧搭子面11.紧固螺钉六.夹具的装配1.安装工件 38 内孔定位部件：定位圆柱、螺母 M10、螺栓、C 形垫片、螺母M102.安装右侧定位座并用 2-M10 进行安装3.安装左侧顶杆座，使用 2-M10 螺钉固定，并安装顶紧螺钉，顶紧螺钉需要预先留出工件安装所需宽度4.安装顶部钻板及其钻套，并用 2-M10 螺钉固定于夹具顶面七.夹具的夹紧定位夹紧方式及元器件选择夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。 E; r O3 p) X7 C# |对夹紧机构的基本要求如下：、夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。、夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量、夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。+ E9 、结构力求简单，便于制造和维修。本设计采用普通螺母螺纹螺旋夹紧机构夹紧，此机构机构简单，容易制造，而且由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，从零件加工工序和受力分析，主要是少量切向力和轴向力，夹具定位了主要的轴向，并利用摩擦定位了切向受力。夹紧步骤1.将工件的 38 直径圆孔套入定位圆柱，并用 C 形垫片插入螺柱M10，通过螺母 M10 和垫片进行预紧。限制工件自由度 2 个2.将工件尺寸 90 右端面贴紧右侧定位块，限制自由度 1 个! B2w$ h4 Z/ D2 G! b（3）、左端顶杆座，利用顶紧螺钉转动顶紧工件中部搭子面使得整个工件 90 右侧紧贴右侧定位面，限制工件自由度 3 个X# B/ m5 v+ O, w3+ c9 c/ H- m: $ a 八.夹具优缺点的分析及改进夹具优点：1. 此机构简单，锁紧有效，价格低廉，容易制造2. 由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大3. 可以加工其他类似的轴类类似相同角度要求的零件夹具缺点1.需要完全抬起压板才能拿出工件，不方便夹具改进措施1.将顶部铰链更改为铰链连接方式九.主要参考资料：1、贾安冬 焊接结构及生产设计 天津:天津大学出版社,1989 i1 X、王政 焊接工装夹具及变位机械 北京：机械工业出版社，2001 3、陈焕明 焊接工装设计基础 北京：航空工业出版社， 2004) X2 4、中国机械工程学会焊接学会 焊接手册（第 2 版）北京：机械工业出版社，20015、胡家