机床夹具设计步骤和实例

发布于:2021-11-29 19:19:39

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。
1.零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ 10H9 孔及φ 11 孔。 ②φ 10H9 孔与φ 28H7 孔的距离为(80±0. 2)mm;*行度为 0.3mm。 ③ φ 11 孔 与 φ 28H7 孔 的 距 离 为 (15 ± 0. 25)mm。 ④φ 11 孔与端面 K 距离为 14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ 28H7 孔及两端面。 ②φ 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(φ 10H9 和φ 11),位于互 成 90°的两*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φ 28H7 孔及一组合面(端面 K 和φ 10H9 一端面组合而成)为定位面,以φ 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

88?0.5 0

mm



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。

②以孔φ 28H7 孔及端面 K 定位,以φ 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φ 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φ 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 H 7 。 g6

②选择可调支承钉为φ 11 孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件,如图 2-2-24(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φ 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Δ B=0。

基准位移误差为定位孔(φ

38

?0.021 0

mm)与定位销(φ

38

?0.007 ?0.002

mm)的最大间隙,故Δ

Y=

(0.021+0. 007+0.013)mm=0.041rnm。

由此可知此定位方案能满足尺寸(80±0.2)mm 的定位要求。 ②加工φ 10H9 孔时轴线*行度 0.3mm 的定位误差计算。 由于基准重合,故Δ B=0。 基准位移误差是定位孔φ 28H7 与定位面 K 间的垂直度误差。故Δ Y=0. 03mm。
此方案能满足*行度 0. 3mm 的定位要求。 ③加工φ 11 孔时孔距尺寸(15±0.25)mm。加工φ 11 孔时与加工φ 10H9 孔时相同。

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φ 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φ 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φ

10

?0.028 ? 0.013

mm、 外 径 φ

15

?0.012 ? 0.001

mm; 衬 套内 径φ

15

?0.034 ? 0.014

mm, 衬 套 外径 φ

22

?0.028 ? 0.015

mm。钻套端面至加工面的距离取

8mm。

麻花钻选用φ

9.

8

0 ?

0.022

mm。

(2)对φ

11

孔,钻套采用快换钻套。钻孔时钻套内径φ

11

?0.034 ? 0.016

mm、外径φ

18

?0.012 ? 0.001

mm,

衬套内径φ

18

?0.034 ? 0.016

mm,外径φ

26

?0.028 ? 0.015

mm;钻套端面至加工面间的距离取

12mm。

麻花钻选用φ

10.

8

0 ?0.027

mm。

各引导元件至定位元件间的位置尺寸分别为(15±0.03)mm 和(18±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±0.25)mm;尺寸(80± 0.2)mm;尺寸 14mm 及φ 10H9 孔和φ 28H7 孔轴线间*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Δ D,由前已计算,已知Δ =0.041mm。

定位元件对底面的垂直度误差Δ A=0.03mm。 钻套与衬套间的最大配合间隙Δ T1=0. 033mm。 衬套孔的距离公差Δ 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Δ T3=0. 05mm。

因而该夹具能保证尺寸(80±0. 2)mm 的加工要求。 (2)尺寸(15±0. 25)mm 的精度校核。 Δ D=0. 041mm,Δ A=0. 03mm,Δ T1=0. 033mm。 衬套孔与定位元件的距离误差Δ T2=0.06mm。 麻花钻与钻套内孔的间隙 X=0.061mm。

因而尺寸(15±0.25)mm 能够保证。 (3)φ 10H9 轴线对φ 25H7 轴线的*行度 0.3mm 的精度校核。 Δ D=0. 03mm,Δ A=0. 03mm。 衬套对底面(F)的垂直度误差Δ T=0. 05mm。

因而此夹具能保证两孔轴线的*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



2-2-25

所示为轴套类零件的零件图样。现需设计铣两槽

5

?0.2 0

mm

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

5

?0.2 0

mm,槽深为

27

0 ?

0.3

mm,两槽

在圆周方向互成 60°±30′角度,表面粗糙度为 Ra1. 25μ m。

本工序之前,外圆φ

60

?0.021 ? 0.002

mm、内孔φ

32

?0.039 0

mm

及两端面均已加工完毕。

本工序采用φ 5mm 标准键槽铣刀在 X5l 立式铣床上,一次装夹六件进行加工。 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φ

32

?0.039 0

mm

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)所示。

②以φ

60

?0.021 ? 0.002

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φ

32g6(

?0.009 ?0.025

)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(

?0.007 ?0.020

)mm,与固定在

支座上的卡块槽

28H7(

?0.021 0

)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φ 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

0 ?0.5

mm

定位误差分析如下。

由于基准重合Δ B=0 由于定位孔与心轴为任意边接触,则

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 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

0 ? 0.014

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

6.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。 定位心轴表面尺寸φ 32g6。 定位件与对刀间的位置尺寸(24.75±0.08)mm,(4.575±0.05)mm。 定位心轴安装表面尺寸φ 25h6。

对刀塞尺厚度尺寸

2

0 ?0.014

mm。

分度角度 60°±10′。 定位心轴轴线与夹具安装面、定位键侧*面间的*行度公差为 0. lmm。 分度装置工作表面对定位表面的对称度公差为 0. 07mm。 分度装置工作表面对夹具安装面垂直度公差为 0.07mm。 对刀装置工作表面对夹具安装面的*行度和垂直度公差为 0. 07mm。

(1)尺寸

27

0 ?0.5

mm

的精度分析。

Δ D=0. 064mm(定位误差前已计算)。 Δ T=0. 16mm(定位件至对刀块间的尺寸公差)。
Δ A= 0.1 ×20mm=0.0086mm(定位心轴轴线与夹具底面*行度公差对工件尺寸的影
233
响)。

故此夹具能保证

27

0 ?0.5

mm

尺寸。

(2)对 60°±30′的精度分析。 分度装置的转角误差可按下式计算。

故此分度装置能满足加工精度要求。 7.绘制夹具总图 图 2-2-27 所示为本夹具的总装图样。 8.绘制夹具零件图样 从略。 9.编写设计说明书 从略。


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