推动架加工夹具设计说明书 (3)

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机电及自动化学院

机械专业课程

综合课程设计

设计题目：推动架加工夹具设计

专 业： 08机械电子

学 号： 0811112028

姓 名：

指导老师：

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目录

一、 序言………………………………………………………………………3

二、 零件图分析………………………………………………………………4

三、 工艺说明…………………………………………………………………5

四、 方案选择…………………………………………………………………6

五、 具体设计方案……………………………………………………………8

1．外形尺寸确定 …………………………………………………….8

2. 定位与夹紧 ……………………………………………………….8

3. 定位误差分析……………………………………………………….8

4. 连接槽设计 ………………………………………………………8

5. 夹紧机构的选择…………………………………………………..9

6. 主要零件的选择……………………………………………………10

六、夹紧力的计算……………………………………………………………11

七、校核夹具体强度…………………………………………………………12

八、致谢 …………………………………………………………………….13

九、参考文献 ……………………………………………………………….14

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序言

夹具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。这是我们在进行毕业设计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，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

对我而言，此次课程设计是一次难得的实践性环节，是对所学理论知识的又一次更系统更全面的应用、巩固与深化。从中锻炼着我们的分析问题，解决问题的能力。尤其对于学机械方向的学生，为了更好的接触真正的生产加工，步入社会，这次设计是个很好的锻炼机会，因此我们要好好把握，在实践中努力提升自己的综合能力。

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一、 零件图分析

如下图所示，是一个推动架的零件图，推动架多用于牛头刨床等机械中，由于结构不规则和技术要求的限制，使得夹紧和保证尺寸精度难度加大，所以要实现推动架的大批量生产，有一部分的加工工序要使用专用夹具，才能使加工更加方便。

本次所要设计的夹具是针对钻M8-6H螺纹孔，该孔除了尺寸要求外，还有一个0.10的垂直度要求，如下图所示：

为了保证垂直度要求，必须以错误！未找到引用源。孔为定位基准。另外，为了孔的定位尺寸10，要以错误！未找到引用源。两端面的其中一个进行定位。 5

二、 工艺说明

该道工序的工序图如下图所示：

由图可以清晰看出该工序的夹紧和定位。大孔的一端用平面定位，限制三个自由度；大孔本身用短轴定位，限制两个自由度，更重要的是要保证M8-6H螺纹孔的垂直度要求；小孔要用来限制一个自由度，限制工件绕短轴转动。

夹紧力要加在大孔的另一端，能够保证工件在加工过程中不摇晃，不松动。

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三、 方案选择

根据以上的零件分析和工艺说明，可以制订出不同的夹具设计方案，这里具体提出两种相关方案并进行比较分析，然后就其中较为合理的一种做详细的设计说明。

方案一：

如下图所示，为方案一简图。用V型块对Ø50外圆进行定位和支撑，限制两个自由度；再用平面对Ø45左端面进行定位，限制三个自由度；最后用菱形销对Ø16孔进行定位，限制一个自由度。

整个工件利用螺栓、螺母进行夹紧。

方案二：

如下图所示，为方案二的简图。用芯轴对Ø45内孔进行定位和支撑，限制两个自由度；再用平面对Ø45左端面进行定位，限制三个自由度；最后用削边销对Ø16孔进行定位，限制一个自由度。

整个工件利用螺栓、螺母进行夹紧。 7

两种方案的分析及比较：

方案一中V型块对工件的支撑作用较好，对因为变形而扩大误差的影响较小，但由于是对外圆进行定位的，而要加工的螺纹孔的垂直度要求是对内孔轴线的，所以这样定位不利于保证垂直度。

方案二中用芯轴对内孔进行定位，虽然对轴的刚度要求较高，但对于保证所要求的垂直度非常必要。可以通过选择刚度较好的材料，来避免芯轴受力易变形的缺点。总之，为了满足垂直度要求，必须选择第二种方案。下面对第二种方案进行详细说明。

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四、 具体设计方案

采用以上讨论的第二种方案进行夹具设计。

1.外形尺寸确定

由《机床夹具设计手册》查得：夹具制造属单件生产性质，为缩短设计和制造周期，减少设计和制造费用，所以夹具体的计算一般不作复杂计算，通常都是参照类似的夹具结构，按经验类比法估计确定。

对铸件而言，夹具体壁厚h一般范围为8~25mm,夹具体加强筋厚度一般为（0.7~0.9）h，加强筋高度不大于5h.

依照以上原则完成夹具体的外形尺寸设计，具体模型如下图所示：

2.定位与夹紧

用芯轴对Ø45内孔进行定位和支撑，限制两个自由度；再用平面对Ø45左端面进行定位，限制三个自由度；最后用削边销对Ø16孔进行定位，限制一个自由度。

整个工件利用螺栓、螺母进行夹紧。

3.定位误差分析

机械加工过程中，产生加工误差的因素很多。在这些因素中，有一项因素与机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。

错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。

（1-1） 9

式中：错误！未找到引用源。——与机床夹具有关的加工误差

错误！未找到引用源。——与工序中除夹具外其他因素有关的误差

错误！未找到引用源。——工序公差

与机床夹具有关的误差错误！未找到引用源。，一般可用下式表示：

错误！未找到引用源。

式中：错误！未找到引用源。——夹具相对于机床成形运动的位置误差

错误！未找到引用源。——夹具相对于刀具位置的误差

错误！未找到引用源。——工件在夹具中的定位误差

错误！未找到引用源。——工件在夹具中被夹紧时产生的夹紧误差

错误！未找到引用源。——夹具磨损所造成的加工误差

由式（1-1）可知，使用夹具加工工件时，应尽量减小与夹具有关的加工误差，在保证工序加工要求情况下，给加工过程中其他误差因素的比例大一些，以便轻易控制加工误差。

整个工件的定位为一面两孔，由《机床夹具设计手册》查得：

错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。

=0.027+0.011 +0.016-（-0.036）

= 0.09 mm

其中，错误！未找到引用源。为孔的尺寸公差，错误！未找到引用源。为轴的尺寸公差，错误！未找到引用源。为第一定位孔与圆定位销间的最小间隙。

另外，因为零件图上对螺纹孔的定位尺寸精度要求不高，故在此不做计算。只要钻模板上两空的定位尺寸与零件两空定位尺寸间尺寸相同即可。

4.夹具与工作台连接槽的设计

选用Z525立式钻床，根据机床参数和《机床夹具设计手册》相关数据确定连接槽的宽度等数据。

5.夹紧机构选择

此零件采用一面两销进行定位，只需一个方向需要夹紧，若分别设置夹紧机构，则夹具复杂，且操作不便，为简化操作，设置一个螺旋夹紧机构完成夹紧工作，如下图所示： 10

6.主要零件的选择

钻模体：由于工件尺寸相对较小，采用固定式。钻模体的形状较为复杂，因此采用铸造而不采用锻造。又因为钻模体的便面需要与工件进行配合，所以与工件配合的断面经过粗铣-半精铣-精铣达到所要求的加工精度，而导向孔要与滑柱和导柱配合，且为了加工方便，做成通孔，并进行精加工。

钻模板：采用铸造方式成型。对于与其他零件进行配合的断面和孔采用机加工，以达到所需要的精度。

定位销：采用机加工成型。由于定位销是保证工件加工符合所要求技术的关键性零件，因此定位销需要精加工，并测量轴径，使其加工尺寸及加工精度符合技术要求。

菱形销：为了限制工件转动自由度，而又不致形成过定位，就必须选用菱形销。而且不宜选用过于复杂的自制件，选用标准件就可以了，以降低成本。

夹具体：本方案的夹具体结构简单，但不易于铸造。考虑到整个零件的加工总体精度要求不是特别高，所以选用焊接完成，能够降低成本。

心轴：为了保证垂直度要求，自行设计了一根心轴，材料为45钢，经调制处理，如下图：

五、 夹紧力计算