【覆盖式钻床夹具的结构设计】11000字（论文）

覆盖式钻床夹具的结构设计摘要：机械制造离不开金属切削机床。本文所设计的覆盖式钻床夹具的目的在于保证机械加工质量、提高生产效率、减轻劳动强度以及实现制造流程智能化。像这样的机械夹具能够普遍应用在工业上,大量专用机械夹具的应用为大批量生产创造了有利条件。本文的设计主要使用了AUTOCAD与SOLIDWORKS两个软件进行了夹具的二维图纸设计以及三维实体建模。分析并论证了覆盖式钻床夹具所使用的定位元件和夹紧元件，并且设计了钻模板、轴套和夹具体等零件，最后通过组合装配和误差分析计算确定其可行性，完成了本次覆盖式钻床夹具的设计。关键词：覆盖式钻床夹具；夹具设计；AUTOCAD；SOLIDWORKS目录TOC\o"1-3"\h\u318331绪论 1299141.1课题研究背景及意义 160601.2课题研究现状 184211.3夹具发展趋势 2112951.4课题研究的主要内容 3250722钻床夹具的设计 454842.1钻床夹具的设计要点 4107142.2钻床夹具的设计步骤 758552.3钻床夹具的设计特点 82.4基准的确定9276723覆盖式钻床夹具的设计 1115393.1夹具的装配图 11246253.2定位方案的设计与定位基准的选择 12153053.3夹紧方案的设计 1412303.4切削力和夹紧力的计算 16206044夹具体及夹具零件的设计 184.1夹具体的要求184.2夹具体毛坯的类型184.3钻模板的设计194.4钻套的设计20323745夹具误差的分析计算 225.1定位误差225.2误差分析235.3分析计算定位误差时应注意的问题2495596总结 2520493参考文献 26附录2828281绪论1.1课题研究背景及意义夹具这种装置最早在18世纪被制造出来，从刚被制造时的简陋设备到现在已经发展成功能、种类趋于完善的工艺装备。近些年来，夹具与机床的相互配合程度越来越高，夹具与机床的有机结合，使其成为了一种必不可少的加工设备。工件在被加工时需要被牢固的固定才能保证精准性，机床夹具的作用正是如此，它能精确定位工件位置，并且能保证牢固性，使工件更容易接受加工。这样大大提高了工作效率，并且不会影响工件质量，还提高机床的工艺性能。因为有着如此显著的优点，机床夹具有了显著地位。现代制造业进步与转变的势头已经不可阻挡，传统的生产模式已经跟不上时代的变化，因此我们需要新的像夹具这样的工艺装备来满足机械生产，才能提高生产效率，满足生产需求。只有合理使用设备，才能保证机械零件的正常运转，提高了工作效率，增加了设备的使用，减少了生产费用，改善了工人的工作环境。1.2课题研究现状经过统计表明，目前在国际生产中，近八成的工件是由中、小批多品种生产的。现在时代的工件产品竞争激烈，因此要求现代企业不能安于现状，必须不断地创新，更新自己的产品，才能保证自己不被时代淘汰。然而，传统的专用夹具依然被大量的使用，在一些企业中，数量可能达到成千上万。在企业中专用夹具的更换率也是很高，基本上一般的夹具的寿命不过三至四年，但其实它的磨损量并不是很高，只有10~20%左右。近年来，世界各类知名组织对新型机床夹具提出如下要求：1.要能够快速适应新产品，避免造成成本的损失以及时间的浪费；2.要求夹具具有一定的兼容性;3.要求机床夹具能完成高精度的加工;4.要求新型机床夹具有更好的适用性;5.要求采用高效的夹紧装置；6.要求使用更高的要求来规定机床夹具的标准化。夹具的重要性决定了它特殊的地位。移动工件的误差取决于夹具的刚性。这是不同于其他测量根据设备的设计和安装。只要保证夹具的刚度，就能控制误差。此外，夹具的能动作用体现在如果因为其他环节的工艺制造引起较大的动态误差。1.3夹具的发展趋势夹具在机械加工中的重要性是不可置疑的，随着机床技术的告诉发展，目标方向应该放在高速、高效、精密、复合、智能、环保这些方面。与此同时，夹具的进步方向已经明了，应该向着高精、高效、模块、组合、通用、经济等这些方向进行研究。（1）高精确性高精确性顾名思义是指未来需要高精确性的夹具，其制造精度直接影响到机床的加工和定位，高精密的固定装置，其定位孔的精确性、垂直度、平行度等远超普通夹具。德国Demmeler公司生产的一种组合焊接夹具。其精密平口钳具有5微米的平行度和竖直度，可反复固定的固定精度可达到±5微米，瑞士EROWA夹具可反复定位误差不过2~5微米。随着科学技术的进步，高精度已经成为夹具中必不可少的质量；（2）高效化美国JERGENS公司的球锁装夹系统，在1分钟之内完成对夹具的定位、锁定。相比之下，普通夹具的效率显得十分低下，在未来，质量与效率必然是要齐头并进的；（3）模块、组合化装配组件的模块化是装配过程中的重要环节。通过模块化设计，使夹具组件标准化，快速组装各种夹具是夹具技术发展的根本。利用CAD技术建立了元件库、典型工具库、标准库、用户的使用文档库，并对夹具进行了优化，方便了用户对夹具的三维装配。达到积累用户的使用经验，掌握市场需要的目的，并对夹具进行改进和完善。（4）通用、经济化通用性对它的经济效益有很大的影响。采用模块化、组合化的夹具，虽一次投入较大，但其可重组性、可重构性、可扩充性、适用面广、通用性好、工装利用率高；快速回收投资，使产品的经济效益得到充分的体现。德国Demmeler公司的管型组合焊机，仅用少量品种和规格的配件，即可装配出各种不同的焊接夹具。1.4课题研究的主要内容本文所设计的覆盖式钻床夹具所应具备以下特点。1.保证工件的加工精度夹具必须具有正确的定位方案、适当的尺寸、公差及技术指标，并对其进行必要的精度分析，以保证其符合工件的加工精度。2.提高工作效率夹具必须符合产品的制造计划。为了减少辅助时间和提高生产效率，应该按照工件的生产数量选择不同的复杂度、快捷、高效的夹具。3.工艺性好夹具结构应简单合理，加工方便，装配，检查，维修。4.使用性好夹具操作应简单，省力，安全可靠5.经济性好要提高夹具的经济效益，不仅要考虑到夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还要依据生产计划对工装进行经济分析。

2钻床夹具设计的基本知识2.1钻床夹具的设计要点钻床夹具的核心部件是钻模和钻套。钻模选择的形状一般与夹具的种类及加工孔的特性有关。钻套是固定在钻模或夹具体上的，它的功能是决定加工孔的位置，并能精确地导向工具。钻床夹具的设计应该有：1.钻床夹具类型的选择在设计钻床夹具时，选择合适的夹具是十分关键的。根据产品的构造、大小、重量等不同的需要、根据孔尺寸、加工精度、生产规模等因素，来确定夹具的结构形式。在选择钻床夹具的类型的时候要注意下列要点。（1）当孔口尺寸大，工件及夹具的质量大，对钻孔的精度有很高的要求，建议使用固定式结构。（2）当孔口尺寸小，工件及夹具的质量降低，在一个平面上的孔洞数目大时，应采取移动式结构。（3）当加工的零件在不同的表面上存在多个孔，且孔之间的定位精度高时，可以使用翻转式结构（4）对同一圆周上的平行孔系或沿相同圆周方向的径向孔进行加工时，应选用回转式结构。（5）对于大、中型工件，在相同的或平行的平面上，加工出多个小孔时，可以采取覆盖式结构。2.钻套的选择和要求钻套的安装方式直接关系到钻孔工艺的精确性和精确性，同时也关系到其使用的便利性、可维护性以及制造效率。钻套型号的选用与设计应注意下列要点。（1）固定钻套。该产品具有结构简单、钻孔精度高等特点，适合于单个钻孔工艺和小型生产；（2）可换钻套。可换钻适用于零件单一、批量生产、易更换的情况。当钻套磨损或者损坏后，可以将螺丝取下，直接换上新的钻套。（3）快换钻套。在需要钻、扩、铰等多工序的工件时，可快速替换各种直径的钻套；（4）特殊钻套。在工件形状特别或孔隙间隙很小的情况下，为了确保工艺的稳定，必须进行特殊的结构设计。3.钻模板的选择和要求钻模板一般都是固定在夹具或支架上，由于结构的特殊性，有时也会与其它零件进行联接。钻模板作为钻套的装配，其安装孔的位置直接影响到钻孔定位的准确性，应特别重视其结构型式。在具体的设计中，要注意到钻模板的构造是否适合使工件的夹紧和拆装。有以下几种典型的钻模板结构。（1）固定式钻模板。钻模板是固定在夹具本体（或其它部件）上的，不得移动或旋转。（2）铰链式钻模板。钻模与夹具本体（或其它部件）采用铰接方式，可围绕铰接轴进行旋转，便于工件的安装和拆卸（3）移动式钻模板。钻模可在竖直方向上上下运动，并保持其水平位置，便于工件的安装与拆卸。（4）可卸式钻模板。钻模板是由一个独立的结构体组成，可以根据实际的加工要求，在夹具上设置专用的定位件，也可以单独使用(如覆盖式钻床夹具)。4.夹具体的要求钻床夹具夹具的具体构造形式较为复杂，需要根据工件的不同特点选用相应的结构。2.2钻床夹具的设计步骤首先是对孔的特征、孔的位置、孔的大小及精度的研究。工件的构造形态，是影响其加工工艺的重要因素。其次，要知道工件的哪个表面是经过处理的，哪个是未经处理的，哪个是原始的。最后，根据零件的结构特点、定位表面状态、加工精度以及加工批量等因素，来选择夹具的类型。详细设计了以下几个步骤。1.确定总体结构根据上述的工艺条件及工艺条件，选用最佳的夹具。本项目所研制的钻床夹具，必须从工件定位、夹紧、分度等方面来决定钻模的构造。2.确定定位方案依据工件的特点、工艺要求及设计任务，按照整体的结构方案，确定工件的基准。根据零件的实际加工方向，将其固定到三维空间。对各定位部件进行实体建模，按照对应的匹配关系进行装配。3.确定夹紧方案按照定位方案，按照零件和定位元件的结构和尺寸，分别对各部件进行了实体建模，并按照对应的装配方法进行装配。对已完工的组装结构，要进行检查，如果结构与尺寸不符，应立即进行修正。4.确定钻模结构完成了定位、夹紧和分度机构的设计，并根据总体方案确定具体的钻模结构，钻模板、钻套及其紧固部件按照已完成的结构进行设计和装配。5.确定夹具体结构按照整体的构造方案，并将定位元件、夹紧元件、分度元件、钻模元件等完成设计，分别设计出夹具、支撑体和所有的固定元件，并按照各自的匹配关系将其装配到一个完整的装配结构中。如果组装时出现了不正确的情况，应对之前的零件进行修正，并对组装结构进行调整，直至实现设计目标。6.绘制夹具零件图以及装配图2.3钻床夹具的设计特点在夹具设计中，一般有下列的一些特点：1.一般夹具的结构设计周期短，且通常没有进行强度、刚度等方面的计算。本次设计仅在后文中进行了切屑力和夹紧力的计算，确保所设计的夹紧元件的合理性。2.专用夹具的设计，是适合于那些有一定针对性的零件。专用夹具是各种夹具中最多的一种，专门为某个产品的某个工艺而设计，顾名思义具有很强的针对性，甚至同一种产品的零部件，如果有一些尺寸的改变，或者是精度的改变，那么它也会不适合于加工的需要。因此，在生产过程中，夹具的设计和制作就成了工作量最大、周期最长的一部分。为了解决这个问题，近几年多采用万能夹具（或通用夹具）、调整夹具、拼拆夹具等的新型夹具。在夹具设计中，保证产品的质量和提高工人的劳动生产率是最重要的。产品的加工品质，通常包含两个方面：被加工的表面本身的精度（例如自身尺寸精度、形状精度、光洁度等）。其主要保证的是加工工艺和工具，而夹具对此的作用通常是为了确保其自身的刚性，同时避免在夹持工件时产生较大的变形。被加工的面的定位精度主要是通过夹具来实现的，这与夹具的结构形式、制造精度、受力状况、操作环境等因素有关。这是设计夹具的第一要务，需要对其进行必要的误差分析，以保证其加工精度。本文同样在后文进行了一定的误差分析与计算。3覆盖式钻床夹具的设计3.1钻床夹具的分类一般来说，钻床夹具可以分为以下几类：钻床夹具它是由钻套、钻模板、定位夹具和夹具等部件来实现的。它的主要类型有：固定式钻床夹具：该类型的钻模在工作时定位不变，具有很高的精确性，适用于在垂直钻孔上对大口径的单孔或摇臂机进行平行孔系的切削。回转式钻床夹具：这种钻模具有分度装置，可以在工件上形成多个轴向或径向孔系，这些孔系都是围绕着轴线而布置的。翻转式钻床夹具：该产品适用于各种尺寸较小的工件，其孔径在f8~f10mm之间，可降低安装数量，改善孔定位精度。它的构造比较简单，加工钻模时通常由人工完成，因此，刀具和工件的重量不超过10公斤。覆盖式钻床夹具：它的定位元件和夹具都是直接安装在钻模上的。钻模用于工件上的装夹，适用于大型、重型工件的微孔加工。夹具、结构简单、轻巧、易于清理，但每次都要从工件上卸下，耗时长；因此，通常重量不能大于10公斤。滑柱式钻床夹具：是一种通用可调整的钻模，具有结构简单，操作方便，动作迅速，具有缩短生产周期和广泛使用的优势在这里，我所设计的钻床夹具类型为覆盖式钻床夹具。3.1夹具的装配图图3-1-1钻床夹具主视图1.夹具体2.钻模板3.六角螺钉4.心轴5.六角螺母6.削边销图3-1-2钻床夹具左视图7.螺钉8.钻套用衬套9.快速钻套图3-1-3钻床夹具俯视图3.2定位方案的设计与定位基准的选择工件在夹具中的定位，用以确保同一工艺中同一批次的工件在夹具中具有特定的位置。而工件的位置是否正确，按加工要求进行测量，能够达到加工要求的就是对的；不能达到处理要求的是错误的。一批工件在固定装置上逐个定位，其位置不可能完全一致，也不需要完全相同，但各零件的位置变化应在加工误差允许的范围内。基准是用来决定产品的几何元素之间的几何关系的点、线和面。依据基准的功能，将其划分为两大类：设计基准和工艺基准。1.设计基准在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2.工艺基准制程中零件使用的基准，即工艺基准。根据应用的不同，工艺基准分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准在装配过程中，用来决定零件在零件或制品中的位置的一个基准，叫做装配基。（2）测量基准在测量时，用来检查被加工的表面的几何位置的参考，叫做测量基准。（3）工序基准在该工艺过程中，用于测定该工艺的被加工表面的尺寸、形状和位置的基准，称之为工序基准。（4）定位基准用来定位工件的参考，叫做定位基准。在这里采用已加工好的Φ23孔及端面定位，采用半轴定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位。如下图所示：图3-2-1半轴定位3.3夹紧方案的设计对夹紧装置的基本要求:1.在夹紧时，工件在放置后所处的位置不会发生变化。2.必须要保持一定的夹紧力。同时，要确保工件在整个加工中的位置不变、振动不大、不发生过大的夹持变形。夹持力的稳定性可以降低夹持误差。3.夹紧机构的复杂性必须符合工件的制造计划。随着产品的批量生产，可以设计出更复杂、更高效的夹紧装置。夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。具有良好的工艺性能和良好的可用性。它的构造简单，这样可以使生产和维护方便。在夹紧工件时，夹紧的效果对加工精度、表面粗糙度和加工效率有很大的影响。所以，在设计夹具时，必须遵守下列原则：1.工件不移动原则在夹紧时，工件在放置后的位置不能发生变化。2.工件不变形原则夹紧力的大小要合理，确保夹具的稳定性，同时也要避免工件在夹紧力的作用下发生加工精度不能满足要求的变形。3.工件不振动原则对于硬度低的工件，或进行断续切割时，不适宜直接挤压时，必须增加支撑和夹紧部件的刚度，同时，为了防止工件及夹具系统的振动，应该将夹具与加工面接近。4.安全可靠原则夹具传动机构应具有充分的夹紧行程，并具有自锁定功能，以确保夹紧的可靠性。5.经济实用原则该夹具的自动化和复杂性要符合生产计划，既要确保生产效率，又要做到结构简单、制造维修方便、工艺性能优良以及操作简单，省力，良好的使用效果。本次设计的覆盖式钻床夹具使用的开口垫圈的压紧力即可指定可靠的卡紧力。图3-3-2开口垫圈3.4切削力和夹紧力的计算计算切屑力的公式如下切削力矩T：2-1切屑力F：2-2式中、——系数、；、——指数、——修正系数乘机由《切削手册》带入数据得：式中D=7mm。2-3带入公式2-1,2-2中得当使用覆盖式钻床夹具采取孔加工工艺时，它的夹紧力的方向与钻床钻削力的方向是相同的。因此不需要再计算夹紧力的大小。只需要夹紧部位的零件的刚度能够满足加工要求即可。4.覆盖式转床夹具零件的设计4.1夹具体的设计在进行夹具体的设计时，应该明确夹具体所应该具备的特性，其中包含：安装在机床上时，应该能够保证自身稳定性与可靠性；有足够的刚度强度保证不会因此夹具体脆弱的问题而造成误差；要保证制造的精确性，要求有适当精度和稳定性；排屑要方便，避免造成切屑堆积；结构工艺性要好。在机械加工中，一般通过与机床相应的表面接触或配合来实现夹具的装配。将夹具安装在工作台上时，应尽量降低夹具的重心，使夹具的中心位置愈高，则支持面愈大；四角形件必须凸出，以确保固定架的底座表面与工作台面相接触。接缝或插脚的宽度要大于机床台架的梯形槽，必须一次完成，并确保平面的精确，将夹具固定在机床主轴上时，夹具的底座与主轴对应的表面要有很高的匹配精度，并确保夹具的安装稳定、可靠。夹具体的设计如下图3-1-1所示：图3-1-1夹具体的设计4.2加工工件的设计本课题采用的加工零件为左支撑，首先考虑的是左支撑的材料与形状。本课题加工的左支撑的毛坯材料为ZCu10AlFe3（铸造铜合金）。形状如下图所示：ZCuAl10Fe3铸造铜合金机械性能好，耐磨、耐腐蚀，易于焊接，不易钎焊，而在700℃以上的大型铸件中，可以防止铸件的脆化。ZCuAl10Fe3使用于高强度、高耐磨、高耐蚀性能的铸件。其力学性能为：抗拉强度σb(MPa)：≥490；屈服强度σ(MPa)：≥180；伸长率δ5(%)：≥13；硬度：≥980HB(参考值)。加工工件的零件图如下图3-2-1所示图3-2-1加工工件设计图4.3钻模板的设计在进行钻模设计时，应考虑到工件的形状、尺寸、重量、加工需求以及生产批量、工艺设备的技术条件是否满足加工需求等因素，选用不同的钻模。选择的时候要注意：当工件的孔直径超过10毫米时，钻模必须与工作台（尤其是钢材）相结合。所以，在其夹具上，应该有专门用于夹紧的凸缘或凸台。如果工件上加工的孔在一个圆平面上，并且总质量大于100N的情况下，应选用带有分度装置的回转钻模，最好是与通用回转台配套使用。若在一种通用中型工件的某一平面上，将若干具有任意分布的平行孔系进行加工，则在摇臂机上采用固定钻模。对大型工件，可用覆盖钻模进行加工，将钻模直接安装在摇臂机上使用。若要批量生产，可采用多台主轴进行纵向钻孔或组合加工。对于孔的垂直度允许偏差大于0.1毫米、孔距允许偏差为±0.15毫米的中小型零件，为了缩短模具设计和制作周期，应优先选用滑柱式钻模。此次设计采用了可拆卸的钻模，这种钻模可以被设计为独立的结构，并可以根据具体的工艺条件和要求，在模具上安装专用的定位件，也可以单独使用。这种方法很方便，但也有一个弊端，那就是每次使用都要从工件上取下，耗时耗力，所以这种钻头的重量不能超过100公斤。图3-6-1钻模板4.4钻套的设计钻套、钻模是钻床夹具上专用的零件。钻套是装在钻模或夹具上的，它的作用是确定孔的位置，并对刀具进行切削。具体的钻套类型在前文已经描述过，故在此不再描述。本次设计的覆盖式钻床夹具使用快速钻套。它的优势是，一旦引导的钻套管被磨坏了，就可以通过放松螺丝来迅速更换。确保了定位的准确度，从而大大的提升了生产率，适用于大规模的制造。钻套的尺寸、公差配合、材料等的选择如下：（1）钻套内径基本尺寸=引导刀具的最大极限尺寸。（2）钻套高度H：H=（1~3）D，斜孔H=（4~6）D，H过长，磨损严重，因此本钻套H取12mm（3）排屑空间h：h指钻套底部与工件表面之间的空间，h过大要引偏，过小不能排屑。（4）材料：性能要求：高硬度、耐磨常用材料：T10A、T12A、20渗碳淬火等D＜25mm时使用T10AD≥25mm时使用20渗碳淬火钻套所下图所示：图3-7-1快速钻套5夹具误差的分析计算5.1定位误差在一批产品的装夹过程中，由于位置的偏差，导致了加工精度参数（尺寸、位置）的误差，也就是所谓的定位误差。基于最大误差区间，以最大加工精度参数变化值为基准。定位误差产生的原因有两方面，一是定位参数与设计参数不相符，二是定位参数与对刀基准的偏差。1.基准不重合误差由于定位参考和设计参考不一致引起的位置误差称为基准不重合误差，用表达。另外，基准不重合误差与设计参考关于定位参考的最大变化量是紧密联系的，也就是在设计参考和定位参考之间的公差。在与加工精度参数一致的情况下，=。在与加工精度参量方向不一致的情况下，应由实际位置图来确定的几何关系，并按照一定的函数关系来求取的误差，故有。综合上述两种情形，参考不一致误差的计算方法应该是，即根据特定的位置方案分析确定特定的功能形式。2.基准位置误差由定位参考相对于刀具参考的位置移动所引起的定位误差被称作基准位置误差，用表示。同样，参考位置误差和定位参考相对于刀具参考的最大位置位移量（通常是工件定位面与定位元件工作面匹配的最大空隙）是紧密联系的。最大位置位移量有两种情况，一种是的方向与加工进度参数的相同时，基准位置误差就等于最大位置位移量，即=；当的方向与其不相同是，则就应该按照一定的函数关系进行计算，即。其中函数应该根据定位方案分析来确定。由于定位误差是以工件的最大误差值来计算的，所以在以上和计算分析中，均考虑了设计参考相对于定位参考的最大位移和定位参考相对于刀具参考的最大位置位移。3.定位误差的计算定位误差的计算公式如下：5-1式中—定位误差；—基准不重合误差；—基准位置误差；—设计基准相对定位基准的最大变动量；—定位基准相对对刀基准的最大位置移动量；、—求解、在加工精度参数方向上产生的定位误差的函数，其具体形式根据具体的定位方案来分析确定。在式5-1中，如果和是由于两个不相干的变量，则使用“+”；如果是同一种变数，则要判定它们对的作用是否一致，如果方向一致，则使用“+”，相反的话，则用“-”。5.2误差分析该工艺选择的工件是在半轴上的圆形孔，而半轴是竖直的，因为定位对之间有一个径向的空隙，必然会造成基准的径向位移误差。由于在重力作用下，定位副的位置只有一个单向空隙，也就是说，工件总是以孔的形式与主轴上的母线相接触，所以此时的参考位置误差只存在于Z轴方向，并且是向下的。5-2式中——定位副间的最小配合间隙（mm）；——工件圆孔直径公差（mm）；——半轴外圆直径公差（mm）。图5-2-1半轴垂直放置时定位分析图5.3分析定位误差应注意的问题（1）所谓定位误差，就是在某一工艺过程中，对某一工艺参数的定位误差。这是加工精度参数（尺寸，位置）的一部分。（2）一种工艺的定位方案会导致该工艺中多个不同的加工精度参数存在差异，需要逐个进行计算。（3）对定位误差进行分析与计算的前提是使用夹具对一批工件进行夹紧，并通过调整来保证加工的需要。（4）所求的位置误差值是指在加工一批零件时，所述加工精度参数的最大偏差值。这是一个限制的范围，而非特定的特定的零件的位置错误。（5）一批产品的设计基准相对定位基准、定位基准相对于刀具基准产生最大位置变动量、，是定位误差产生的原因，但不一定就是具体的数值。6覆盖式钻床夹具的三维建模与仿真6.1SolidWorks的介绍在此次的设计中，我采用SolidWorks软件进行覆盖式钻床夹具的建模和仿真操作。SolidWorks是一款1995年提出的三维机械零件设计及自动化的软件。与别的同类型的软件相比，它具有操作界面简洁，制造效率高，学习周期短等优点，在此不多做描述。以下主要介绍了一些重要零件的建模以及组装和运动仿真。6.2夹具体的建模首先创建一个SolidWorks的新文件，选择零件这一类型。之后在弹出的对话框中选择需要的基础面作为绘图基准面，随后点击草图按钮开始绘制草图，然后点击菜单栏工具中的矩形按钮，创建一个200mm×140mm的矩形，其中心在原点。然后作拉伸处理，将其拉伸成为一个高25mm的长方体。随后再使用拉伸切除命令，使矩形的两边切除一个圆柱形，作为夹具体的装夹位置。之后，以原点位置为基准，再次使用草图命令，在原点位置绘制一个直径为56mm的圆形，随后对这个圆形的草图使用拉伸命令，将其在矩形的上表面在此拉伸5mm使其突出。随后开始在这个圆上开始绘制螺纹孔，在插入中找到阵列，选择圆周阵列360度3等分，随后使用拉伸切除命令将孔打通。接下来先绘制螺纹线，在插入栏中找到曲线，随后点击螺旋线命令。选择定义方式为高度和螺距，设置螺纹高度和螺距，起始角度为0°，方向为顺时针。最后找到侧边栏中的属性管理器，选择轮廓命令，随后选择绘图区中刚刚绘制的螺纹线，即可形成螺纹。最后，选择特征栏中的圆角命令，选中长方形的轮廓线为圆角角边，设置好圆角半径，即可完成夹具体的建模。6.3钻模板的建模首先创建一个SolidWorks的新文件，选择零件这一类型。之后在弹出的对话框中选择需要的基础面作为绘图基准面，随后点击草图按钮开始绘制草图，同样，然后使用菜单栏工具中的直线和矩形来绘制需要的草图，并且在草图描绘中需要描绘成一个封闭的图形，如下图蓝线所示。随后使用插入中的旋转命令，随后选择主轴作为旋转轴，旋转360°，即可得到一个圆台，如下图所示：随后，同样使用拉伸切除命令，以中心线为基点画圆，将中心进行切除。同样的原理，使用阵列找到自己出所需要的点位，利用阵列选择这些点位随后再次使用拉伸切除命令将孔洞打通。如此即可完成钻模板的建模。如下图所示：6.4钻套的建模首先创建一个SolidWorks的新文件，选择零件这一类型。之后在弹出的对话框中选择需要的基础面作为绘图基准面，随后点击草图按钮开始绘制草图。同样，然后使用菜单栏工具中的直线和矩形来绘制需要的草图，并且在草图描绘中需要描绘成一个封闭的图形，如下图蓝线所示，在插入中选择旋转命令，随后选择主轴作为旋转轴，旋转360°，即可得到下图图形：随后，选择距离圆心6.5mm的边线使用拉伸切除命令，一次直接切除10mm，另一次将角度设置为前一次切角的40°，随后也使用拉伸切除命令切除5mm，得到下图所示图形。最后再经过倒角即可得到完成后的快速钻套。6.5覆盖式钻床夹具的装配首先，要先确定覆盖式钻床夹具的装配图要以什么为基础，要将这个基础作为“地零件”，固定在那里供其他零件在上面进行装配工作。在本设计中，夹具体是确定其他零件如何配合的基础同时也是覆盖式钻床的底座，因此在这里我选择将夹具体作为装配的基础。具体操作如下：第一个步骤是需要将各种零件导入到装配体环境中，要利用配合的方式来使其安装到正确的位置上，使其构成一个整体。先建立一个装配体文件，装配体文件的后缀名为.sldasm。随后，将夹具体导入到界面中，使其固定。这样“地零件”便组装完成，便可以开始其他零件的装配。第二个步骤是将心轴导入，接着开始为其添加约束。首先选择约束命令，选中心轴的端面与夹具体中心的圆添加重合约束，同时选中心轴和夹具体的中心轴线，添加同心约束，这样就可以看到心轴和夹具体紧密结合。随后选择夹具体和心轴上的几个孔位，同样为其添加同心和重合的约束，即可将孔位完全对位，心轴的装配就完成了。之后选择M4-20的螺栓，为其添加重合和同心约束，使其成功插到所预留的孔洞中并完成固定。第三个步骤是将左支撑导入，并开始为其添加约束。首先选择左支撑的下端面和心轴的上端面为其添加重合约束，之后选择心轴和左支撑的中心轴线，添加同心约