钻轴套底孔夹具设计

毕业设计（论文）-轴套钻孔夹具设计闽南理工学院毕业设计,论文,专用笺++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ +++++++引言机械制造工艺设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。

这是我们在毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习也是一次理论联系实际的训练～因此～它在我们大学生活中占有重要的地位。

通过本次毕业设计～应该得到下述各方面的锻炼:能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识～正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题～保证零件的加工质量。

提高结构设计的能力。

通过设计夹具的训练～应当获得根据被加工零件的加工要求～设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。

学会使用手册及图表资料。

掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。

就我个人而言～通过这次设计～基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计～机床专用夹具等工艺装备的设计等。

并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。

最重要的是综合运用所学理论知识～解决现代实际工艺设计问题～巩固和加深了所学到的东西。

并在设计过程中～学到了很多课堂上没有学到的东西。

第 1 页共 14 页闽南理工学院毕业设计,论文,专用笺++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ +++++++1( 机床夹具1.1 夹具的定义:夹具是机械制造厂里使用的一种工艺设备～分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等。

各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺设备～称为机床夹具～如国床上使用权用的三爪自定心卡盘～铣床上使用使用的平口虎钳等。

相关机床夹具的基本概念:定位:工件在机床上加工时～为保证加工精度和提高生产率～必须使工件在机床上相对刀具占有正确的位臵～这个过程称为定位。

（二）钻夹具设计要点1.钻模类型的选择钻模类型很多，在设计钻模时，首先要根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求，并考虑生产批量、工厂工艺装备的技术状况等具体条件，选择钻模类型和结构。

在选型时要注意以下几点：（1）工件被加工孔径大于10mm时，钻模应固定在工作台上（特别是钢件）。

因此其夹具体上应有专供夹压用的凸缘或凸台。

（2）当工件上加工的孔处在同一回转半径，且夹具的总重量超过100N时，应采用具有分度装置的回转钻模，如能与通用回转台配合使用则更好。

（3）当在一般的中型工件某一平面上加工若干个任意分布的平行孔系时，宜采用固定式钻模在摇臂钻床上加工。

大型工件则可采用盖板式钻模在摇臂钻床上加工。

如生产批量较大，则可在立式钻床或组合机床上采用多轴传动头加工。

（4）对于孔的垂直度允差大于0.1mm和孔距位置允差大于±0.15mm的中小型工件，宜优先采用滑柱式钻模，以缩短夹具的设计制造周期。

2.钻套类型的选择和设计钻套和钻模板是钻夹具上的特殊元件。

钻套装配在钻模板或夹具体上，其作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工。

（1）钻套的类型根据钻套的结构和使用特点，主要有四种类型。

①固定钻套图7-56所示为固定钻套的两种形式（图a为无肩，图b为带肩），该类钻套外圆以H7/n6或H7/r6配合，直接压入钻模板上的钻套底孔内。

在使用过程中若不需要更换钻套（据经验统计，钻套一般可使用1000~12000次），则用固定钻套较为经济，钻孔的位置精度也较高。

②可换钻套当生产批量较大，需要更换磨损的钻套时，则用可换钻套较为方便，如图7-57所示。

可换钻套装在衬套中，衬套是以H7/n6或H7/r6的配合直接压入钻模板的底孔内，钻套外圆与衬套内孔之间常采用F7/m6或F7/k6配合。

当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。

螺钉还能防止加工时钻套转动或退刀时钻套随刀具拔出。

③快换钻套当被加工孔需依次进行钻、扩、铰时，由于刀具直径逐渐增大，应使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具，这时使用快换钻套可减少更换钻套的时间，如图7-58所示。

通用钻孔夹具设计在现代制造业中，钻孔是许多产品加工过程中必不可少的一环。

为了提高钻孔的效率和精度，设计通用钻孔夹具成为了一个重要的研究领域。

本文将探讨通用钻孔夹具设计的关键因素，包括模块化、标准化和精度等，以便为相关制造业提供有益的参考。

关键词：1、通用钻孔夹具2、模块化3、标准化4、精度通用钻孔夹具是一种可以适应多种不同钻孔需求的工具，通过对不同零件进行快速更换和调整，可以大大提高生产效率。

模块化和标准化设计是实现这一目标的关键因素。

模块化设计是指将钻孔夹具设计成一系列标准化的模块，这些模块可以单独使用，也可以组合使用。

通过模块化的设计，可以大大降低夹具的设计和制造成本，同时还可以提高夹具的互换性和可维修性。

标准化设计是指将钻孔夹具的各个组成部分都设计成符合国际标准或行业标准的形式。

标准化设计不仅可以提高夹具的质量和可靠性，还可以方便用户对夹具进行维护和升级。

精度是钻孔夹具设计的另一个重要因素。

钻孔的精度直接影响到产品的质量和生产效率。

为了提高钻孔夹具的精度，设计师需要考虑到夹具的材料、结构、热处理和表面处理等因素。

此外，设计师还需要对夹具进行严格的检测和校准，确保夹具的精度符合要求。

通用钻孔夹具设计的基本原则包括模块化、标准化和精度。

通过采用这些设计原则，可以提高钻孔夹具的适应性、降低成本、方便维护，同时保证高精度的钻孔加工。

通用钻孔夹具的主要组成部分包括钻套、夹头、连接件和底座等。

钻套是夹具的关键部件之一，它用来定位和固定钻头，要求具有较高的耐磨性和抗冲击性。

夹头是用来固定工件的部件，要求具有较高的夹紧力和定位精度。

连接件是用来连接钻套和夹头的部件，要求具有较高的刚性和耐疲劳性。

底座是夹具的基座，要求具有较高的稳定性和承重能力。

通用钻孔夹具的设计流程包括以下几个步骤：1、分析钻孔需求：明确钻孔的尺寸、位置和深度等要求，以及工件的材质和结构特点。

2、确定技术参数：根据钻孔需求，确定夹具的关键技术参数，例如钻套的内径、外径和长度，夹头的尺寸和夹紧力等。

广东科学技术职业学院机械与电子工程学院机械加工技术夹具设计说明书班级：08计辅1设计成员：张杰陆尚海温任开梁柏豪组别：202指导老师：郭新年目录1零件工艺技术分析1.1 零件的生产类型1.2分析图例零件结构1.3确定毛坯尺寸1.4零件的加工工艺路线1.5划分工序1.6确定各工序顺序1.7热处理及其他工序的安排2夹具设计总图夹具零件图工件零件图（图附设计书后）3夹具设计分析3.1夹具原理分析3.2夹具定位原理分析3.3定位误差分析3.4夹紧力分析4总结5参考文献1、零件工艺技术分析1.1零件的生产类型根据设计题目可知：Q = 2 000台/年，n = 1件/台；结合生产实际，备品率a 和废品率b分别取为5%和2%。

代入公式（4-1）得该零件的生产纲领：N = 2 000×1×（1 + 5%）×（1 + 2%）= 2 142件/年零件是机床上的齿轮，质量为1.36 kg，查表4-2可知其属轻型零件，生产类型为中批量生产。

1.2分析图例零件结构Φ68k7mm内孔IT7 Ra0.8Φ90mm外圆表面IT13 Ra3.2Φ106.5mm外圆表面IT12 Ra6.3Φ94内孔IT13 Ra6.3齿面Ra1.6键槽IT13 R3.2Φ5通孔及锥形沉头孔Φ71内孔槽IT13 Ra6.3端面IT13 Ra6.3倒角，倒圆角该零件的基本类型为轴类零件主要表面：Φ68k7mm内孔次要表面：其他表面结构工艺分析：该零件结构工艺性良好。

1.3确定毛坯尺寸该毛坯采用模锻件，45钢1.4零件的加工工艺路线Φ68k7mm内孔IT7 Ra0.8 粗镗-半精镗-精镗Φ90mm外圆表面IT13 Ra3.2 粗车-半精车Φ106.5mm外圆表面IT12 Ra6.3 粗车Φ94内孔IT13 Ra6.3 粗镗齿面Ra1.6 粗滚-精滚键槽IT13 R3.2 粗铣Φ5通孔及锥形沉头孔钻-锪Φ71内孔槽IT13 Ra6.3 车端面IT13 Ra6.3 粗车倒角，倒圆角车1.5划分工序该零件的加工属于中批量生产，采用工序及不过于分散，也不过于集中的原则，将能在一次安装中加工的加工内容作为一道工序。

钻孔夹具课程设计说明书学院班级：08机械电子1班学生姓名学号0811112018指导教师夹具设计说明书目录一、设计要求二、零件分析三、定位分析四、夹紧分析五、钻模板、钻套设计六、夹具体设计七、小结八、心得体会九、参考文献一、设计要求设计思路：（1）由于是钻孔我们可以参考钻孔夹具设计的流程：1定位2夹紧（2）根据机械制造工艺学的知识可知钻孔夹具的设计要点是：1钻套2钻模板3夹具体（3）夹具设计的一般步骤：1）明确设计任务与收集设计材料2）确定夹具设计方案与绘制夹具草图3）进行必要的分析计算4）审查方案与改进设计5）绘制夹具装配总图6）绘制夹具零件图（4）夹具设计中的几个重要问题1）清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处的清根问题。

2）让刀问题在设计圆盘类刀具（如铣刀、砂轮等）加工的家具时，会存在让刀问题。

3）更换问题4）防松问题二、零件分析1、零件的作用轴承座一是为了固定轴承进行轴向定位，二是起密封保护作用，防止轴承进入尘土等进入轴承造成损坏，三是让轴承能够有好的润滑空间。

两个坐孔是用于固定轴承座的，单边固定是出于满足结构和安装位置的要求。

两个销孔用于定位。

2、零件的工艺分析⑴φ30及φ8两孔都具有较高的精度要求，表面粗糙度Ra的值为1.6um，是加工的关键表面。

⑵轴承座上、下表面及前、后两端面的表面粗糙度Ra为3.2 um，是加工的重要表面。

轴承座的上表面有位置精度要求0.008，而且与轴承孔中心线有平行度要求0.003。

轴承座的前、后端面与轴承孔中心线垂直度要求为0.003，是重要的加工表面。

⑶φ13沉孔加工表面粗糙度要求较低。

⑷其余表面要求不高。

轴承座各面的加工方案加工方案加工表面精度要求表面粗糙度Ra/um底面IT9 3.2 粗铣→精铣两上表面IT9 3.2 粗铣→精铣四端面IT9 3.2 粗铣→精铣两槽IT1425 粗刨φ30孔IT7 1.6 粗车→半精车→精车φ35孔IT1425 粗车IT8 6.3 钻削φ8、φ9、φ13孔φ6、φ4孔IT1425 钻削据加工方案表、设计图纸可知，φ9孔是加工工艺过程中后面加工的表面，所以其它可以选作定位基准的表面基本均已加工完成。

毕业论文（设计）题目轴承盖钻孔夹具设计系（分院）专业班级指导教师姓名职称日期XXXX学院毕业论文（设计）任务书专业班级 ________________________________________________ 学生姓名 ________________________________________________ 题目_______________________ 上交论文（报告）日期： __________________________________ 答辩日期： ______________________________________________ 指导日期: _______________________________________________2013年月日本人声明我声明，本论文及设计工作是由本人在指导导师的指导下独立完成。

尽我所知，在完成论文时利用的一切资料均已在参考文献中列出若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。

作者签名： ________________日期： ______ 年____ 月____ 日目录摘要 (V)1引言 (1)1.1夹具的功能 (1)1.1.1保证加工质量 (1)1.1.2提高生产效率，降低生产成本 (1)1.1.3扩大机床工艺范围 (1)1.1.4减轻工人劳动强度，保证安全生产 (1)1.2机床夹具的类型 (1)2夹具的总体方案设计 (2)2.1对工件进行分析 (2)2.2综合设计的内容及步骤 (3)2.2.1专用夹具的基本要求 (3)2.2.2夹具设计的一般步骤 (4)2.2.3夹具设计中的几个重要问题 (4)2.2.4夹具的结构工艺性分析 (4)2.2.5夹具精度分析 (4)3夹具设计的步骤 (5)3.1专用夹具的基本要求 (5)3.1.1保证加工精度 (5)3.1.2夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 (5)3.1.3安全、方便、减轻劳动强度 (5)3.1.4排屑顺畅 (5)3.1.5机床夹具应具有良好的强度、刚度和结构工艺性 (5)3.2专用夹具设计的一般步骤 (5)321明确设计任务与收集设计原始材料 (5)322拟定夹具结构方案，绘制夹具草图 (6)3.2.3进行必要的分析计算 (6)3.2.4绘制夹具草图 (6)3.2.5绘制夹具零件图 (6)4夹具零部件的结构选择 (6)4.1夹具模板 (6)4.1.1固定式钻模板 (7)4.1.2铰链式钻模板 (7)4.1.3分离式钻模板 (8)4.1.4悬挂式钻模板 (8)4.2长型固定钻套 (9)4.3紧固螺栓垫片 (10)4.4压板 (10)4.5紧固螺栓 (11)4.6支撑腿 (11)4.7装配图 (12)5夹具精度的分析计算及校核 (12)5.1机床夹具设计的过程及方案 (12)5.1.1精度的分析 (12)5.1.2 确定夹具结构方案，选择定位元件 (13)（3）确定夹紧机构 (13)5.1.3主要零件、部件及总体尺寸的尺寸确定 (13)5.2加工精度分析、计算与评审 (14)521 加工精度分析 (14)522加工精度计算及评审 (14)523钻孔切削力及力矩 (16)参考文献 (18)致谢 (19)摘要本次课程设计确定了轴承盖从铸件毛坯到成品在大量成批生产时的工艺过程，同时设计了其中一道钻孔工序的夹具。

（二）钻夹具设计要点1.钻模类型的选择钻模类型很多，在设计钻模时，首先要根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求，并考虑生产批量、工厂工艺装备的技术状况等具体条件，选择钻模类型和结构。

在选型时要注意以下几点：（1）工件被加工孔径大于10mm时，钻模应固定在工作台上（特别是钢件）。

因此其夹具体上应有专供夹压用的凸缘或凸台。

（2）当工件上加工的孔处在同一回转半径，且夹具的总重量超过100N时，应采用具有分度装置的回转钻模，如能与通用回转台配合使用则更好。

（3）当在一般的中型工件某一平面上加工若干个任意分布的平行孔系时，宜采用固定式钻模在摇臂钻床上加工。

大型工件则可采用盖板式钻模在摇臂钻床上加工。

如生产批量较大，则可在立式钻床或组合机床上采用多轴传动头加工。

（4）对于孔的垂直度允差大于0.1mm和孔距位置允差大于±0.15mm的中小型工件，宜优先采用滑柱式钻模，以缩短夹具的设计制造周期。

2.钻套类型的选择和设计钻套和钻模板是钻夹具上的特殊元件。

钻套装配在钻模板或夹具体上，其作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工。

（1）钻套的类型根据钻套的结构和使用特点，主要有四种类型。

①固定钻套图7-56所示为固定钻套的两种形式（图a为无肩，图b为带肩），该类钻套外圆以H7/n6或H7/r6配合，直接压入钻模板上的钻套底孔内。

在使用过程中若不需要更换钻套（据经验统计，钻套一般可使用1000~12000次），则用固定钻套较为经济，钻孔的位置精度也较高。

②可换钻套当生产批量较大，需要更换磨损的钻套时，则用可换钻套较为方便，如图7-57所示。

可换钻套装在衬套中，衬套是以H7/n6或H7/r6的配合直接压入钻模板的底孔内，钻套外圆与衬套内孔之间常采用F7/m6或F7/k6配合。

当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。

螺钉还能防止加工时钻套转动或退刀时钻套随刀具拔出。

③快换钻套当被加工孔需依次进行钻、扩、铰时，由于刀具直径逐渐增大，应使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具，这时使用快换钻套可减少更换钻套的时间，如图7-58所示。

2.3 钻底孔夹具设计2.3.1 研究原始质料利用本夹具主要用来钻加工孔102φ-、132φ-、202φ-。

加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔的位置公差要求。

为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。

同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。

2.3.2 定位基准的选择由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗铣加工。

因此，选底平面为定位精基准（设计基准）。

选择左端面为定位基准来设计钻模，从而满足孔的位置公差要求。

工件定位用底平面和两个侧面来限制六个自由度。

2.3.3 切削力及夹紧力的计算由资料[10]《机床夹具设计手册》查表721--可得：切削力由式2.11得：P f K f D F 75.02.1412=式中 mm D 10= r mm f /3.0=查资料[10]《机床夹具设计手册》表821--得：95.0)190(6.0==HB K p 即：)(69.1980N F f =切削扭矩由式2.12得： P K f D M 8.02.212.0=即：)(0069.0m N M ⋅= 实际所需夹紧力：由式2.13得：21μμ+=K F W f K取25.2=K ，16.01=μ，2.02=μ即：)(32.12379N W K = 螺旋夹紧时产生的夹紧力由式2.6得：)(5830)(210N tg tg QL W z =++'=ϕαγϕγ 该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件。

受力简图如下：图2.2 受力简图由表2621--得：原动力计算由式 2.14得，001η⋅⋅=L l W W K 即：)(28.99549798.0169583000N l L W W K =⨯⨯=='η )(93.698.011691975830100m N L l W M Q ⋅=⨯⨯=⋅⋅=η 由上述计算易得：M M Q >> K K W W >>'因此采用该夹紧机构工作是可靠的。

钻M5螺纹孔为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

本夹具用于Z535钻床，刀具采用高速钢直柄麻花钻，对工件进行钻M5底孔。

问题的提出本夹具主要用于钻M5底孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。

定位基准的选择本道工序加工M5底孔，精度不高，因此我们采用侧面和φ24孔、φ12孔定位，采用螺旋夹紧，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，手柄的压紧力即可以满足要求。

3.3切削力和夹紧力的计算刀具：采用高速钢直柄麻花钻，mm d 40= mm l 117= mm l 751=材料：HT300，a b MP 411=σ，铸件。

钻削轴向力为p f K df F 7.0667= 引自参考文献《机床夹具手册（第三版）》表1—2—8.进给量 rmm f 2.0= 修正系数 75.0)736(b p K σ= 引自参考文献《机夹具设计手册（第三版）》表1—2—8.故 N F f 63.863)736411(20.02866775.070.0=⨯⨯⨯= 则实际夹紧力为 j p KF F = 引自参考文献《机床夹具计手册（第三版）》表1—2—1.安全系数K 可按下式计算4321k k k k K =1K －基本安全系数1.5；2K －加工性质系数1.1;3K －刀具钝化系数1.0；4K －断续切削系数１.0;以上各数值引自参考文献《机械夹具具设计手册（第三版）》表1—2—1.故 N F k k k k k k KF F jjp 142563.8630.10.11.15.1543210=⨯⨯⨯⨯===引自参考文献《机械夹具设计手册》表1—2 25.采用M10的螺钉夹紧就可以满足条件。

定位误差分析本工序采用心轴定位，工件始终靠近的一面。

所以工件上孔与夹具上的定位心轴保持固定接触。

此时可求出孔心在接触点与中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。

（二）钻夹具设计要点1.钻模类型的选择钻模类型很多，在设计钻模时，首先要根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求，并考虑生产批量、工厂工艺装备的技术状况等具体条件，选择钻模类型和结构。

在选型时要注意以下几点：（1）工件被加工孔径大于10mm时，钻模应固定在工作台上（特别是钢件）。

因此其夹具体上应有专供夹压用的凸缘或凸台。

（2）当工件上加工的孔处在同一回转半径，且夹具的总重量超过100N时，应采用具有分度装置的回转钻模，如能与通用回转台配合使用则更好。

（3）当在一般的中型工件某一平面上加工若干个任意分布的平行孔系时，宜采用固定式钻模在摇臂钻床上加工。

大型工件则可采用盖板式钻模在摇臂钻床上加工。

如生产批量较大，则可在立式钻床或组合机床上采用多轴传动头加工。

（4）对于孔的垂直度允差大于0.1mm和孔距位置允差大于±0.15mm的中小型工件，宜优先采用滑柱式钻模，以缩短夹具的设计制造周期。

2.钻套类型的选择和设计钻套和钻模板是钻夹具上的特殊元件。

钻套装配在钻模板或夹具体上，其作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工。

（1）钻套的类型根据钻套的结构和使用特点，主要有四种类型。

①固定钻套图7-56所示为固定钻套的两种形式（图a为无肩，图b为带肩），该类钻套外圆以H7/n6或H7/r6配合，直接压入钻模板上的钻套底孔内。

在使用过程中若不需要更换钻套（据经验统计，钻套一般可使用1000~12000次），则用固定钻套较为经济，钻孔的位置精度也较高。

②可换钻套当生产批量较大，需要更换磨损的钻套时，则用可换钻套较为方便，如图7-57所示。

可换钻套装在衬套中，衬套是以H7/n6或H7/r6的配合直接压入钻模板的底孔内，钻套外圆与衬套内孔之间常采用F7/m6或F7/k6配合。

当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。

螺钉还能防止加工时钻套转动或退刀时钻套随刀具拔出。

③快换钻套当被加工孔需依次进行钻、扩、铰时，由于刀具直径逐渐增大，应使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具，这时使用快换钻套可减少更换钻套的时间，如图7-58所示。