钢套缸套径向孔钻模钻削夹具设计

任务书设计课题方向：夹具设计题目：钻模夹具设计完成日期：一、题目来源：老师分发抽取二、设计要求：（包括原始数据、技术要求、工作要求、作品要求）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。三、个人重点：按要求设计个缸套径向钻模夹具。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（2） 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。31.2 工艺规程设计 1.2.1 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 Y Z Y Z,台阶面限制三个自由度 X Y Z,故重复限制了 Y Z 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 X min+ 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 2 0f6 定 位 颈 。 （ 长 度 较 短 ， 与 2 0H7 长530 通 孔 构 成 20H7/f6 的间 隙 配 合 ， 作 定 位 时 属 短 销 定 位 。 ）2.3.3 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 ：2 0H7 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 。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6a 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 。7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 。 ）8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 0.1mm D 0 0.054mm T 0.052mm 0.052mm9 A 0 0 J J2+ J3=(0.06+0.03)mm J2=0.03mm G (0.23)mm=0.067mm (0.13)mm=0.033mm 2222067.3.06.5. =0.108mm222203.05.4. =0.087mmJC (0.2-0.108)mm=0.092mm0 (0.1-0.087)mm=0.013mm0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。10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11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 J 3；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 J 7.5 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= K312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.13参考资料1 吴宗泽，罗圣国，书名机械设计课程设计手册 ，出版者：高等教育出版社，出版年：1999 年。2 冯辛安，书名机械制造装备设计 ，出版者：机械工业出版社，出版年：2007 年，版次：第二版。3 张海华，书名机械制造装备设计指导书 ，出版者：机械工程系。4 李华，书名机械制造技术 ，出版者：高等教育出版社，出版年：2007。5 薛彦成，书名公差配合与技术测量 ，出版社：机械工业出版社，出版年：1992，版次：第二版。6 莫章金，周跃生，书名AutoCAD2002 工程绘图与训练，出版者：高等教育出版社，出版年：2007。7 隋明阳，书名机械设计基础，出版社：机械工业出版社，出版年：2002，版次：第二版。