机床夹具设计步骤和实例第2节机床夹具设计实例一、钻夹具的设计实例图2-2-20所示为杠杆类零件图样。
图2-2-21所示为本零件工序图。
nhuH?>36-訂^50 0+£*出®外一一益殳」©16逹," _ . 一TP25H?\图2-?-21杠杆工序图1零件本工序的加工要求分析①钻、扩、铰© 10H9 孔及© 11孔。
②© 10H9 孔与© 28H7 孔的距离为(80 ± 0.2)mm ;平行度为0.3mm。
③0 11孔与0 28H7孑L的距离为(15 ± 0.25)mm。
④0 11孔与端面K距离为14mm。
本工序前已加工的表面如下。
①0 28H7孔及两端面。
②0 10H9两端面。
本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用标准工具。
2•确定夹具类型本工序所加工两孔(0 10H9和0 11),位于互成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻模。
3 .拟定定位方案和选择定位元件(1)定位方案。
根据工件结构特点，其定位方案如下。
①以0 28H7孔及一组合面(端面K和0 10H9 一端面组合而成)为定位面，以0 10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。
这一定位方案，由于尺寸8&"5mm公差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。
如图2-2-22(a)所示。
011y■■I I 耳■ IBE) 2-2-22定位夹蛍方秦②以孔$ 28H7孔及端面K定位，以© 11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。
为增加刚性，在$ 10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。
比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。
(2)选择定位元件。
①选择带台阶面的定位销，作为以 $ 28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。
定位副配合取28竺。
g614b 快撫钻奁1 T1DA 枚孔用GB 226^ 80 5 粘曹娣钉2 45141 快談牯套 1 T1OA 怙 JL 用 GB 2255— 谒1T10A13 可测支氛 "1' 4S3 钻樓我 :4512 1 452 星位销 14£11 1 T1DA1 开口艷■ 135ID1 T1OA序号 名称 件数 MH■注g ] HT2O0描图日期8立承套 1 45E 期钻夹具7锁繫■母 1 45审轶—日期g辅加支承145“JN 012图^-2-23钻夹具总装图②选择可调支承钉为011孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图图2-2-24定位元件的选择厂;=¥吃块移越方向一 80±0一防枷跡512厲1⑹2-2-24(a)所示。
也可选择如图2-2-24 (b)所示移动V形块。
考虑结构简单，现选用图2-2-24(a) 所示结构。
(3)定位误差计算①加工© 10H9孔时孔距尺寸(80 ± 0.2)mm的定位误差计算。
由于基准重合，故△ B= 0。
基准位移误差为定位孔(© 3800.021mm)与定位销(© 38眾7mm)的最大间隙，故A 丫= (0.021 + 0. 007 + 0.013)mm= 0.041rnm。
加-=厶 + 织=(0+0・ 014)mm=0* 014mm<y5K由此可知此定位方案能满足尺寸(80 土0.2)mm 的定位要求。
②加工© 10H9孔时轴线平行度0.3mm的定位误差计算。
由于基准重合，故A B= 0。
基准位移误差是定位孔© 28H7与定位面K间的垂直度误差。
故A Y = 0.03mm。
(0 + 0.03) mm = 0.此方案能满足平行度0. 3mm的定位要求。
③加工© 11孔时孔距尺寸(15土0.25)mm。
加工0 11孔时与加工0 10H9孔时相同。
虫产oAv =0* 014mm心口 =山+山¥= (0 + 0*041) mm —0* 04mm<Ly^K 此方案能满足孔距(15 ± 0.25) mm的定位要求。
4.确定夹紧方案参考夹具资料，采用M12螺杆在0 28H7孔上端面夹紧工件。
5.确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸) ⑴对0 H9孔，为适应钻、铰选用快换钻套。
主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准GB/T2263 —80, GB/T2265 —80 选取。
钻孔时钻套内径0 10驟mm、外径0 15鬍mm;衬套内径0 15 °:°34mm，衬套外径0 22 ：015mm。
钻套端面至加工面的距离取8mm。
麻花钻选用0 9. 8爲2mm。
(2)对0 11孑L,钻套采用快换钻套。
钻孔时钻套内径0 11壽4mm、外径0 18糖mm，衬套内径0 181：°34mm，外径0 26擦mm;钻套端面至加工面间的距离取12mm。
麻花钻选用0 10. 8爲mm。
各引导元件至定位元件间的位置尺寸分别为(15土O.03)mm 和(18 土0. 05)mm，各钻套轴线对基面的直线度允差为0.02mm。
6 •夹具精度分析与计算由图2-2-22可知，所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸(15土0.25)mm;尺寸(80± 0.2)mm; 尺寸14mm及© 10H9孔和© 28H7孔轴线间平行度允差0.3mm等四项。
除尺寸14mm，因精度要求较低不必进行验算外，其余三项精度分别验算如下。
(1)尺寸(80± 0.2)mm的精度校核。
定位误差厶D ,由前已计算，已知△= 0.041mm。
定位元件对底面的垂直度误差△ A = 0.03mm。
钻套与衬套间的最大配合间隙△ T1 = 0.033mm。
衬套孔的距离公差△ T2 = 0.1mm。
麻花钻与钻套内孔的间隙X2= 0.050mm。
衬套轴线对底面(F)的垂直度误差△ T3 = 0.05mm。
J _____ 文_________________ _____ 2^/O. 04P I 0.03s I 0, 033?—0. I s + 0* 050£+0. 131mm<y^K因而该夹具能保证尺寸(80 土0. 2)mm的加工要求(2)尺寸(15土0. 25)mm的精度校核。
△D = 0. 041mm, △ A = 0. 03mm, △ TI = 0. 033mm。
衬套孔与定位元件的距离误差△ T2 =0.0 6mm。
麻花钻与钻套内孔的间隙X = 0.061mm。
亦04 甘十0 032 +670332 +0. 06014-0. 06r mm = 0. 090mm<yS K因而尺寸(15± 0.25)mm能够保证。
(3)©10H9轴线对© 25H7轴线的平行度0.3mm的精度校核。
△D= 0. 03mm, △ A= 0. 03mm。
衬套对底面(F)的垂直度误差△ T = 0. 05mm。
, ■十一2/0, 032+0* 03s05a mm = 0* C66mm<yt5K 因而此夹具能保证两孔轴线的平行度要求。
7.绘制夹具总图根据已完成的夹具结构草图，进一步修改结构，完善视图后，绘制正式夹具总装图，如图2-2-23 所:示'。
8.绘制夹具零件图样从略。
9.编写设计说明书从略。
二、铣床夹具设计实例图2-2-25所示为轴套类零件的零件图样。
现需设计铣两槽5o0.2mm的铣夹具。
1 •零件本工序的加工要求分析本工序的加工要求，在实体上铣出两通槽，槽宽为5o2mm，槽深为27O^mm,两槽在圆周方向互成60° 土30'角度，表面粗糙度为Ra1. 25卩m。
本工序之前，外圆$ 60 0.021 mm、内孔$ 32o0039 mm及两端面均已加工完毕。
图2*2-25轴套类零件本工序采用$ 5mm标准键槽铣刀在X5I立式铣床上，一次装夹六件进行加工。
丄0.03xlXlX4Sp一屮2 •确定夹具类型本工序所加工的是两条在圆周互成60°角的纵向槽，因此宜采用直线进给带分度装置的铣夹具。
3.拟定定位方案和选择定位元件(1)定位方案。
①以© 3200.039mm内孔作为定位基准，再选孔端面为定位基准，限, 制工件五个自由「度。
如图2-2-26(a)龙所示。
如“吕, 图2-2-26定位夹紫方案②以©60 0002 mm外圆为定位基准(以长V形块为定位元件)，限制4个自由度。
如图2-2-26 (b)所示。
方案②由于V形块的特性，所以较易保证槽的对称度要求，但对于实现多件夹紧和分度较困难。
方案①的不足之处是由于心轴与孔之间有间隙、不易保证槽的对称度，且有过定位现象。
但本工序加工要求井不高，而工件孔和两端面垂直精度又较高，故过定位现象影响不大。
经上述分析比较，确定采用方案①。
(2)选择定位元件。
根据定位方式，采用带台肩的心轴。
心轴安装工件部分的直径为© 32g6(罰29)mm，考虑同时安装6个工件，所以这部分长度取112mm,由于分度精度不高，为简化结构，在心轴上做出六方头，其相对两面间的距离尺寸取28g6(益0)mm，与固定在支座上的卡块槽28H7( 00 21)mm相配合；加工完毕一个槽后，松开并取下心轴，转过相邻的一面再嵌入卡块槽内即实现分度。
心轴通过两端© 25H6mm柱部分安装在支座的V形槽上，并通过M16螺栓钩形压板及锥面压紧，压紧力的方向与心轴轴线成45° 角。
(3)定位误差计算。
工序尺寸27久mm定位误差分析如下。
由于基准重合△ B= 0由于定位孔与心轴为任意边接触，则iy —十X仙=(0< 039+0, 016 + 0, 009> 064mm故4口=血 + 厶=CO + 0, 064)因此定位精度足够。
由于加工要求不高，其他精度可不必计算。
4.确定夹紧方案图对刀块位置尺寸计算根据图2-2-26所示心轴结构，用M30螺母把工件轴向夹紧在心轴上。
心轴的具体结构如图2-2-27 所示。
5.确定对刀装置(1)根据加工要求，采用GB/T2242 —80直角对刀块；塞尺符合GB/T2244 —80,基本尺寸及偏差2贏mm。
(2)计算对刀尺寸H和B如图2-2-28所示，计算时应把尺寸化为双向对称偏差，即27_o £= 75±0* 25mm5*；" mm = 5. 15士0+ 15mmH=（2匕75^2）mni= 24. 75mm公差取工件相应公差W V3,即Y XO. 16mmJ故H = 2心75±O+ 08mmB = （5. 15 X豆+2 = 575mm其公差取为-y X 0. 3mm=0. 1mm故B=4> 575±O・ 05mm6.夹具精度分析和计算本夹具总图上与工件加工精度直接有关的技术要求如下。