【《钻星轮3 -Φ4 孔的组合夹具设计计算过程案例》2700字】

钻星轮3-Φ4孔的组合夹具设计计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u6912钻星轮3-Φ4孔的组合夹具设计计算过程案例 14751图2-1专用夹具和组合夹具的区别 2177832.1定位方案设计 226353图2-2定位方案示意图 4325452.2定位误差分析 432553图2-3定位误差计算示意图 5107421.3定位元件的选择 623252图2-4三槽角铁零件图 624220图2-5心轴零件图 620877图2-6定位挡板零件图 7311141.4夹紧方案设计 719480图2-7夹紧示意图① 819984图2-8夹紧示意图② 840161.5夹紧力的计算 95863图2-7六角螺母零件图 1129936图2-8开口垫圈零件图 13143241.7夹具体设计 1328412图2-9夹具体示意图 13172451.8钻φ4阶梯斜孔工序刀具设计 1411458表2-1刀具设计参数表 1410671.9导向装置设计 1511672图2-6带肩钻套与无肩钻套 1589671.10量具设计 1711141图2-10量具尺寸公差带图 18240241.11夹具设计及简要操作说明 181.1组合夹具的性质及特点夹具伴随着时间发展，不单单只有专用夹具、通用夹具这两种机械加工中经常接触的两类，有一种新型的夹具，它有着通用化、标准化、系列化等优点，即组合夹具。组合夹具在使用时，它是要根据我们需要加工的工件的工序要求，来实时组装，并不会和专用夹具那样只针对某一工件的某一序来使用，组合夹具在使用完后，可以拆卸下来，等待下一次加工该序或者其他被加工工件某序中若需要使用到组合夹具元件时，同样适用；但专用夹具只能针对某待加工工件的特定一序来设计使用。因此，组合夹具它不仅有着专用性，还有着通用性，当组合夹具组装成为一套成套的夹具时，它就成为了专用夹具，但它的每个元件都是标准化、系列化、通用化的基础件。

本次毕业设计中，软件部分《组合夹具管理系统》内为大家提供了组合夹具基础元件的各个元件的型号，尺寸以及他们的三维图。组合夹具元件可以长期重复使用，但要注意清洗油封来延长使用寿命。因此，组合夹具的基础元件要相较于其他专用夹具中的夹具零件，要求更高的精度、强度、硬度以及耐磨性的特征。组合夹具的单个元件功能多种化,而且有着完全互换性，意味着方便更换。

组合夹具元件的特点与专用夹具使用的明显差异:图2-1专用夹具和组合夹具的区别定位方案设计为了能够体现加工工艺路线中典型的加工工序，与黄文丽老师讨论后，选择设计工序100钻通孔钻铰孔的组合夹具。定位方式和定位元件的选择包括工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素。加工孔时我们以一端面和孔为定位基准采用心轴定位，同时底面采用定位挡板来调整孔相对于水平面的垂直，右侧B端面限制了Z轴移动自由度和X、Y轴旋转自由度，心轴限制X、Y轴移动自由度，定位挡板限制了Z轴旋转自由度，这样空间的6个自由度就限制完全了，用螺母夹紧，这样就实现了完全定位，可以开始加工工件了。图2-2定位方案示意图定位误差分析定位误差包含两类：由于定位基准与工序基准不重合产生的基准不重合误差（），以及由于定位基准的误差或定位点的误差而造成的定位基准位移误差（）如下图2-4在该序中，工件以d1外圆定位，加工孔。我们已知，，，。下面我们计算工序尺寸的定位误差因为，，故有则定位误差为：故满足加工要求。图2-3定位误差计算示意图1.3定位元件的选择右侧B端面选择三槽角铁，零件图如下图2-4所示图2-4三槽角铁零件图心轴零件图如下图所示图2-5心轴零件图定位块零件图如下：图2-6定位挡板零件图1.4夹紧方案设计鉴于定位元件采用了心轴定位，因此夹紧方案选择六角螺母与开口垫圈来对星轮工件施加夹紧力。具体如下图所示：图2-7夹紧示意图①图2-8夹紧示意图②1.5夹紧力的计算由对夹具的定位稳定性进行计算，及夹紧力和钻削力的计算。钻孔时的切削力计算：根据（《机械加工工艺手册》李洪主编）表1.4-69钻孔时的切削力为：夹紧力的计算：根据（《机床夹具设计手册》第三版王光斗王春福主编）表1-3-11在计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数式中：—基本安全系数；取1.5—加工性质系数；取1.1—刀具钝化系数；取1.1—断续切削系数；取1.1则钻削力小于夹紧力，故本夹紧装置满足设计要求。夹紧元件强度校核受力分析：当压紧工件时，受转矩T的扭转而产生扭转剪应力的作用。扭转剪应力：由第四强度理论，可知螺栓预紧状态下的计算应力：工件材料为40Cr，屈服强度为=450，取安全系数n=1.9则许用挤压应力故满足强度要求。1.6选择夹紧机构及夹紧元件在本次组合夹具设计中，我们采用心轴来定位，在采用心轴定位的时候，通常会配合开口垫圈和螺母来压紧工件。选用开口垫圈和螺母能最快速的装夹工件，并且保证工件在夹具中的正确位置、有着一定的自锁性，最为突出的是此夹紧装置操作方便、大小适当。螺母与垫圈同样选择为标准件，所以本次夹具能大大提高加工效率。螺母与垫圈的零件图如下所示：图2-7六角螺母零件图图2-8开口垫圈零件图1.7夹具体设计夹具体是夹具中最重要的零件，其作用为承载定位零件、夹紧元件等若干零件，本次设计采用组合夹具，根据定位元件心轴、定位挡板尺寸，星轮零件尺寸，以及方便安装等方面的考虑，最终选择由基础件：长方形基础板SJ2226×110_5与支承件：SJ2226×254_2组合，作为夹具体。夹具体图如下所示：图2-9夹具体示意图1.8钻φ4阶梯斜孔工序刀具设计刀具类型确定因为此序要求的尺寸精度较高，且需保证孔与断面的垂直度，故选择直柄麻花钻。刀具设计参数确定表2-1刀具设计参数表序号项目数据来源或公式计算采用值1刀具类型表2-6、2-7直柄麻花钻2刀具材料W18Cr4V3几何角度表2-7、2-8、2-94断削参数表2-11、2-12带倒棱曲面圆弧卷削槽前面5过渡刃表2-13过渡刃和修光刃7外型结构尺寸表3-5（刀具设计手册）1.9导向装置设计钻床的导向部分就是钻套，钻套根据加工的孔的情况不同，又分为以下几种钻套：固定钻套(JB/T8045.1-1999)可换钻套(JB/T8045.2-1999)快换钻套(JB/T8045.3-1999)1.固定钻套(JB/T8045.1-1999)固定钻套分为带肩钻套和不带肩的具体结构如下图图2-6带肩钻套与无肩钻套固定钻套适用于小批量生产且孔距非常小的情况，因为我们是批量生产的，所以在这种场合不使用固定的钻套1.可换钻套(JB/T8045.2-1999)可换钻套的结构如下图图2-7可换钻套3.快换钻套(JB/T8045.3-1999)快换钻套如下图：图2-8快换钻套当加工完某一孔后，需要取出钻套来继续加工下一步时，只需要逆时针旋转钻套，使螺钉头刚好与钻套上的修整平面对齐，即可取出钻套，来加工下一个孔，快换钻套与本序加工要求完全吻合，安装取出方便、操作简单。综上所述，我们使用快换钻套。快换钻套尺寸如下:图2-9快换钻套1.10量具设计量具类型确定Ф4的量具查得用圆柱柄圆柱塞规。极限量具尺寸公差确定（1）首先，在确定所使用的工作量规时，制造公差与位置要素可由公差书表6-1得量规公差为,位置要素值为。（2）计算工作量规的极限偏差：φ4孔用塞规：通规：上偏差：下偏差：磨损极限：止规：上偏差：下偏差：极限量具尺寸公差带图