缸套径向孔钻削夹具设计

目录前言.1绪论.2第一章零件的分析及加工工艺规程设计.31.1零件的分析.31.2工艺规程设计.41.2.1确定零件的制造形式.4第二章夹具的设计分析.52.1夹具的定位原理.52.2定位方式.52.3定位心轴的结构分三段.52.3.1安装部分：.52.3.1定位部分：.52.3.3夹紧部分.62.3.4定位柱特点：.6第三章夹具体设计.63.1夹具体.63.2设计夹具体的基本要求.63.2.1要有足够的强度和刚性.63.2.2结构应简单，工件装卸方便。.63.2.4夹具体上有三个主要部分.63.3夹具体的安装.73.4夹具体毛坯的类型.73.5夹具体的特点.7第四章钻模的钻模板.83.6.1模板.83.6.2钻套的选择.83.6.3夹紧力大小.8第五章夹具总体设计及公差标注.85.1钢套钻孔钻模。.95.2加工精度计算.9第六章夹具工作使用过程.10第七章夹具误差分析.107.1定位误差D.107.2对刀误差T.117.3夹具的安装误差A.117.4夹具误差J.117.5加工方法误差G.12结论.14参考资料.150前言这是一个钻模的设计,为了保证加工精度和提高生产效率,特设计此固定钻模,在立钻上使用以满足本工件的求。首先对夹具方案进行了论证,由于专用钻模是小批量生易于制造，操作方便。机床夹具按其使用特点可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具及随行夹具五种基本类型。按机床可分为车床夹具、铣床夹具、镗床夹具钻床夹具等等.本夹具是钻床夹具也叫钻模。毕业设计是我们在校学习期间最主要的一个教学环节，一般安排在学习了基础课、技术基础课以及专业基础课之后，并经过了生产实习的基础上进行的。我这次毕业设计的课题是钢套径向孔钻削夹具设计，通过这次设计使我能够综合运用理论教学中所学的基础理论和生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决活塞零件的加工工艺问题；掌握了夹具设计的基础原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具设计能力；也得到了熟悉和运用有关手册图标和技术资料及编写技术文件等基本技能的一次机会；为今后的工作打下了良好的基础。本说明书对夹具的结构及特点，夹具的定位和夹紧等等问题进行了深入的分析和确定,以满足本次设计的根本要求,对于夹具体的设计和制造方法等问题,也都行了分析和确定。而主要尺寸则由所加工工件的具体尺寸要求进行了分析确定。还对本夹具的定位误差进行计算,以证明能否保证零件的加工精度。关键词：专用专模、工艺过程、工序、孔钻夹具1绪论1.1设计内容1、零件图一张。2，装备图一张。1.2主要技术指标（1）保证工件的加工钢套钻模应有合理的定位方案，合适的尺寸，工差技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具满足工件的加工精度要求。1.3提高生存效率专用钻模的繁杂程度应根据批量的大小来选择，用不同的繁杂程度的快速提高效率夹紧装置，以缩短辅助时间，提高生产效率。1.4工艺性好专用钻模结构简单，合理，便于加工，装配，检验和维修夹具的生产属于小批量生产。1.5使用性好专用钻模的操作应简便，省力，安全可靠。1.6经济性好除考虑专用结构简单，标准化程度高，成本低以外，还应根据生产批量的大小，对夹具进行必要的经济分析，以提高生产的经济效益。2第一章零件的分析及加工工艺规程设计1.1零件的分析图1零件图本专用钻模在立钻Z5125用于钢套mm径向孔的钻孔加工。且为小批量生产。应采用固定钻模。.本工序需要在钢套上钻5mm径向孔，应满足如下加工要求：5mm孔轴线到端面B的距离+0.1-0.1mm，mm孔对20H7孔的对称度为0.1mm。钢套长30直径为30，5mm径向孔表面粗糙度达到1.6mm，内孔达到20上偏差+0.021下偏差0。1.2工艺规程设计31.2.1确定零件的制造形式根据如上所述工艺分析，为了达到上述工艺分析的要求所以制作了如下安排工艺过程表。表：1工序工种工步操作说明设备专用夹具10锯按35*1570下料（两件）G402520车粗车圆及孔留20mm余量C613230热调质处理40车1车处圆30及20H7成型倒角C61322接引切下C61323平端面及倒角成型C613250钻钻5mm的孔成型Z5125钢套径向孔钻夹具60钳去毛刺70检检查入库4第二章夹具的设计分析2.1夹具的定位原理在加工工件之前，首先应使工件在机床上与刀具于正确的加工位置，这就是定位。通过工件的定位，使每一个被加工工件重复放置到夹具中都能准确占据由定位元件规定的同一位置。在夹具设计过程中，起着决定的作用，夹具的定位原理就是六点原则。2.2定位方式工序基准为端面B及20H7孔的轴线，按基准重合原则，选B面及20H7孔为定位基准。心轴限制四个自由YZYZ,台阶面限制三个自由度XYZ,故重复限制了YZ两个自由度。但由于20H7孔的轴线与B面垂直度=0.02mm，20H7（20+00.021）与20f6(20-00.020.033)的最小配合间隙Xmin=0.02mm，两者相等，满足Xmin+的条件，因此一批工件在定心轴上安装时不会产生干涉现象，这种定位属可用重复定位。定位心轴的右上部铣平，用来让刀和避免钻孔后的毛刺妨碍工件装卸。2.3定位心轴的结构分三段2.3.1安装部分：30左端面往左14H7安装颈，安装螺纹M10(加垫圈、锁紧螺母)是用来定位心轴安装在钻模体上的。2.3.1定位部分：30右端面及其往右20f6定位颈。（长度较短，与20H7长30通孔构成20H7/f6的间隙配合，作定位时属短销定位。）52.3.3夹紧部分定位颈再往右的一段夹紧螺纹M10、（加外六角夹紧螺母M10和开口垫圈10）2.3.4定位柱特点：20H7定位颈在钻套下方局部铣平，用来让刀和容屑为此心轴安装时为了保证局部铣平部分能够朝上，需在30正下方采用防转销防转。方案二：短销（限制二自由度），宽环形面（限制三个自由度）。定位现象，无需局部铣平，无须加工防转销孔,可减少防转销零件，方案三：长销（限制四自由度），窄环形面（限制一个自由度）。定位现象，但局部铣平部分改为10圆柱这样改进可减少定位颈铣削，且无须加工防转销孔,可减少防转销零件磨损。6第三章夹具体设计3.1夹具体夹具体是整个夹具的基体和骨架，要服从所有元件、机构和装置的安装要求来精心设计，夹具体需要正确的安装在机床上，故夹具体的形状和尺寸，主要取决于夹具上各组成体的分布、工件形状、尺寸、加工性质等。3.2设计夹具体的基本要求3.2.1要有足够的强度和刚性夹具体在夹紧力、切削力的作用下,应不变形、不震动,保证加工质量.3.2.2结构应简单，工件装卸方便。在保证夹具体强度和刚度的前提下,尽可能的体积小,重量轻,以便操作.要有良好的机械加工工艺性和使用性。3.2.4夹具体上有三个主要部分a夹具体与机床表面的安装基面b安装导;c装置的表面;3.3夹具体的安装安装定位元件的表面,尺寸要稳定。铸造件夹具体要进行时效处理,壁厚变化要缓和、均匀,以免产生过大的内应力.排除切屑要方便。为了防止加工中切削积留在定位元件工作表面或其他装置而影响工件的正常定位和夹具的正常工作,在设计夹具时要考虑切屑的排泄问题.夹具体在机床上的安装要稳定、可靠、安全。3.4夹具体毛坯的类型夹具体毛坯的类型有：铸造夹具体焊接夹具体锻造夹具体型材夹具体装配夹具体3.5夹具体的特点本夹具属于型材夹具体，由型材加工装配而成。这样设计的优点是制造成本低、周期短取材方便、质量小等优点。本型材夹具体的结构由盘、和套组成，套的上、下铣出两个平行平面，它的下部是安装基准，上部兼作钻模板。夹具体为框式结构，本夹具的夹具体具体结构见图。78第四章钻模的钻模板孔加工时为了引导刀具，保证孔的位置精度，同时增加钻头和镗杆的支撑以提高其刚度，减小变形，夹具上需要设置刀具的导向装置。3.6.1模板衬套与快换钻套组装在模板上。钻模板还可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板和悬挂式钻模板。3.6.2钻套的选择本钻模供小批量生产，当加工孔时，由于本工序精度较低，应是单工步工序采用固定钻模。钻套中基本钻套（即钻套用衬套）与板用过盈配合，钻套与基本钻套用过度配合。10h7/n6。钻套材料及热处理方法的选择T10A淬火55-60HRC优质碳素工具钢（高级）淬火加低温回火而耐磨3.6.3夹紧力大小夹紧力大小应适当，夹紧力过小，在加工过程中会发生位移或偏转，夹紧力过大会使工件变形，因此夹紧力大小应适当。本钢套钻模具有结构简单，夹紧方便，自锁性好，安全省力的特点。其夹紧装置由定位柱上端的外螺纹M10、外六角螺母M10和开口垫圈10组成。（开口垫圈方案装夹时只需松开螺母，抽出开口垫圈即可装卸零件。符合快速装卸的基本要求，也符合夹紧力三要素的选择原则。适合手动夹紧。）9第五章夹具总体设计及公差标注5.1钢套钻孔钻模。定位心轴2及钻模板3均安装在夹具体1上，夹具体1上的B面作为安装基面。它结构紧凑，安装稳定，刚性好，但制造周期较长，成本略高。夹具总图上标注公差值的原则是；在满足工件加工要求的前提下，尽量降低夹具的制造精度。直接影响工件加工精度的夹具公差J夹具总图上标注的第二至第五类尺寸公差和位置公差均直接影响工件的加工精度。取夹具总图上的尺寸公差或位置公差为J=（1215）K5.2加工精度计算该钻模能满足工件的各项精度要求，且有一定的精度储备。如图是用钻模在钢套上钻5mm孔的加工精度计算；误差名称误差计算加工要求200.1mm对称度为0.1mmD00.054mmT0.052mm0.052mm10A00JJ2+J3=(0.06+0.03)mmJ2=0.03mmG(0.23)mm=0.067mm(0.13)mm=0.033mm2222067.3.06.5.=0.108mm222203.05.4.=0.087mmJC(0.2-0.108)mm=0.092mm0(0.1-0.087)mm=0.013mm011第六章夹具工作使用过程夹具体1采用过渡配合，用锁紧螺母8固定，用防转销钉7保证定位心轴的缺口朝上，并起防转作用，钻模板3与夹具体用两个螺钉，两个销钉连接。夹具装配时，待钻模板的位置调整准确后再拧紧螺钉，然后配钻，铰销钉孔，打入销钉定位。将夹具安装在工作台上，并先松开夹紧螺母6，拿下开口垫圈5,调整定位心轴2，插入防转销钉7，装上开口垫圈5，,扭紧夹紧螺母6,开始加工零件5的径向孔。第七章夹具误差分析7.1定位误差D加工尺寸200.1mm的定位误差，D=0。对称0.1mm的定位误差为工件定位孔与定位心轴配合的最大间隙。工件定位孔的尺寸为20H7（20+00.021mm），定位心轴的尺寸为20f6(20-00.020.033)。D=Xmax=（0.021+0.033）mm=0.054mm7.2对刀误差T因刀具相对于对刀或导向元件的位置不精确而造成的加工误差，称为对刀误差。钻头与钻套间的的间隙，会引起钻头的位移或倾斜，造成加工误差。T=Xmax=（0.021+0.03）mm=0.052mm7.3夹具的安装误差A因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称12为夹具的安装误差。夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，A=0.安装基面与车床过渡盘配合的最大间隙为安装误差A，或者把找找正孔相对车床主轴的同轴度t2作为安装误差。7.4夹具误差J因夹具上定位元件，对刀或导向元件，分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，成为夹具误差。夹具误差J主要包括含定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差J1；定位元件相对于对刀或导向元件的尺寸或位置误差J2；导向元件相对与安装基准的尺寸或位置误差J3；若有分度装置时，还存在分度误差F以上几项共同组成夹具误差J7.5加工方法误差G因机床精度，刀具精度，刀具与机床的位置精度，工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差K的13.计算时可设G=K313结论经过了加工前的各项分析和加工后各种验证和误差分析等，经过合理运算和长期实践证明该夹具能够满足工艺要求完成加工任务。我作为湘潭职业技术学院的毕业生,非常感谢学院对我们的关心和照顾,在校的三年里我不但学习了很多专业知识还参加了一些学院的活动,让我的学习生活多姿多彩,更重要的是让我学到了很多为人处事的道理,给我们的就业铺平了道路,在此我感谢学校能给我这么多学习的机会,在此毕业之际,我用心作好我的最后一门课程,以表示对学院对我们多年的培养表示感谢.14参考资料1吴宗泽，罗圣国，书名机械设计课程设计