翻转式钻床夹具设计.doc

1、目 录前言第一章 设计任务.2第二章 翻转式钻床夹具的总体设计.32.1 翻转式钻床夹具的设计.3 2.2 夹具的工作原理与结构设计 .4 2.2.1 定位方案与定位元件：.5 2.2.2 夹紧机构.6 2.2.3 其他辅助设备.72.3 夹具的使用方法.82.4 夹具与翻转式钻床的固定.9第三章 翻转式钻床夹具零件的具体设计.103.1 夹具零件的设计.103.2 夹具体的设计. .11 3.2.1 夹具体机构分析设计. .12 3.2.2 夹具体的制造. 13 3.2.3夹具体的固定.143.3定位销的设计.15 3.3.1定位销的设计. .16 3.3.2定位销加工时的问题及解决方法.1

2、73.4 钻模板以及. .18 3.4.1钻模板的设计.19 3.4.2钻套的设计.203.5钻模板与夹具的连接固定.21第五章 翻转式钻床夹具的三维设计.225.1 翻转式钻床夹具的零件三维视图.225.2 翻转式钻床夹具装配图的设计描述.23设计总结参考文献致谢前 言 机床夹具的现状：国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。 现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3至

3、4年就要更新50%至80%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10%至20%左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床夹具提出了更为具体的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度第一章：设计任务 本任务主要是设计翻转式钻床杠杆臂的夹具，对杠杆臂进行相互垂直两空的加工，要对杠杆臂进行固定定位

4、，提高加工精度。杠杆臂专用夹具设计，方便加工以及装卸，提高工作效率。被加工零件的分析: 杠杆壁（如图1.1所示），杠杆臂左右两端底面作为与夹具接触定位固定的面（如图1.1所示），在杠杆上钻的两个相互垂直的10mm、13mm的孔（如图1.1所示）。与夹具体接触面，需定位固定。与夹具体接触面，需定位固定。水平孔13mm垂直孔10mm图1.1被加工零件杠杆臂及需要加工的孔 杠杆臂在安装到夹具上时应对左右两端底面进行定位固定，因不同零件左右两端底面垂直距离存在一定的误差，所以应设计能够上下移动的平面对零件两端底面进行定位固定；在钻水平孔时，杠杆臂承受向里的力，所以应对杠杆臂进行防止前后运动的固定；在钻

5、垂直孔时，杠杆臂承受向下的力，所以应对杠杆臂进行防治下移的固定。第二章：翻转式钻床夹具的总体设计2.1 翻转式钻床夹具的设计2.1翻转式钻床夹具总装图2.2 夹具的工作原理与结构设计 2.2.1定位方案与定位元件 为了满足杠杆臂的需要，使杠杆臂左右两端底面定位固定，因不同零件存在一定的误差，应使杠杆臂被加工两孔轴线与钻模板轴线的重合，所以将钻模板固定，又因零件要求为垂直距离，所以设计右端平面固定，左端设置螺旋辅助支撑2进左右两端垂直距离的调整定位。使其孔轴线与钻模板轴线重合。（如图2.2所示） 2.2.2夹紧机构 防止钻孔时零件晃动，应对杠杆臂的两端底面以及前后移动进行定位固定，所以在右端设计

6、定位销7、开口垫圈6、夹紧螺母5对零件零件进行固定；（如图2.2所示）定位销7通过垫圈16和六角螺母15固定于夹具体上。 2.2.3其他辅助设备 考虑到零件加工存在误差，所以设计螺旋辅助支撑2可以上下升降，使所有零件都能使左右两端面同时得到固定，为防止误差使加工时上下颠簸，设置锁紧螺母1对螺旋辅助支撑进行锁紧，防止钻孔时辅助支撑受力太大而下降影响加工。设计可调支撑钉11为防止钻孔时零件前后移动，影响加工精度；设计锁紧螺母10，方便了可调支撑钉11的前后移动，提高了定位固定的精度。设计定位体17为了使零件右端底面固定精度更高。（如图2.2所示）定位销7垫圈16六角螺母15开口垫圈6右底面固定定位

7、体17夹紧螺母5左底面固定螺旋辅助支撑2锁紧螺母1可调支撑钉11锁紧螺母102.2定位零件、固定零件和其他辅助零件2.3 夹具的使用方法 被加工零件放在夹具体上时以右端底面与夹具体接触面重合为基准，将被加工零件右端底面放在平面上，调整螺旋辅助支撑2使零件左右底面同时接触夹具，拧紧锁紧螺母1是螺旋辅助支撑固定；调整可调支撑钉11使被加工零件的垂直孔轴线与钻套轴线重合，拧紧定位销7使零件固定于夹具体上。2.4 夹具与翻转式钻床的固定 夹具加紧杠杆臂后，加工的时候将承受向下、向内的力以及钻孔时的旋转力，夹具将会受力而产生直线以及旋转运动，所以夹具固定在钻床上应受到约束，是夹具加紧零件加工时，不因受力

8、而产生位移，影响其加工精度，所以对夹具的下面以及左面进行固定。第三章：翻转式钻床夹具零件的具体设计3.1 夹具零件的设计 为了节省零件的加工时间，减少夹具的成本，在同样的情况下采用了国标零件，减少因为专用零件的开发要花费很多时间以及成本，螺母、垫圈、螺钉等零件采用国标零件。3.2 夹具体的设计 夹具体是整个夹具的结构基础，它与翻转钻床连接，支撑整个夹具，所以夹具体的设计应符合与钻床连接要求也要符合支撑整个夹具体以及加工时承受的力的机械性能要求。 3.2.1夹具体机构分析设计 夹具体体型比较大，为了减轻其重量，方便在钻床上装卸，所以我将夹具体的后面以及下面个减去一个方形空间。为了提高夹具体对零件

9、定位的精度，在夹具体上左右两面各设一个突台，提高定位固定精度。 3.2.2夹具体的制造 夹具体是铸造件，铸造完成后要进行时效处理，满足加工强度要求，要对表面进行去除氧化层处理，保证表面粗糙度，满足定位精度。 3.2.3夹具体的固定 夹具下端固定于钻床上，通过凹槽直接防御钻床上，方便与装卸，并能满足加工时对夹具的约束。3.3 定位销的设计 3.3.1定位销的设计 定位销的作用是固定被加工零件的右端，时期在被加工时能够固定不动，提高加工精度。定位销应先让自己固定于夹具体上，然后将零件放在夹具体上进行定位固定，因而定位销属于一个细长轴，所以定位销要具有足够的强度和韧性，一面在加工时承受不了冲击力而折

10、断，影响加工。所以定位销的材料选择为20号钢，并进行渗碳处理，渗碳深度为0.81.2mm，达到HRC为5560。 3.3.2定位销加工时的问题及解决方法 定位销的加工：由于细长轴本身刚性差（L/d值愈大，刚性愈差），在车削过程中会出现以下问题： 1）工件受切削力、自重和旋转时离心力的作用，会产生弯曲、振动，严重影响其圆柱度和表面粗糙度。 2）在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形，；车削就很难进行，严重时会使工件在顶尖间卡住。因此，车细长轴是一种难度较大的加工工艺。虽然车细长轴的难度较大，但它也有一定的规律性，主要抓住中心架和跟刀架的使用、解决工件热变形伸长以及合理选择车刀几何形状等三个关键技

11、术，问题就迎刃而解了。细长轴的加工比较困难，在加工时可能会产生热变形，对加工时的固定也是很困难，下面介绍加工时的方法：一在车削细长轴时，可使用中心架来增加工件刚性。一般车削细长轴使用中心架的方法有： 1、中心架直接支承在工件中间 当工件可以分段车削时，中心架支承在工件中间，这样支承，L/d值减少了一半，细长轴车削时的刚性可增加好几倍。在工件装上中心架之前，必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽，表面粗糙度及圆柱度误差要小，否则会影响工件的精度。车削时，中心架的支承爪与工件接触处应经常加润滑油。为了使支承爪与工件保持良好的接触，也可以在中心架支承爪与工件之间加一层砂布或研磨剂，进行研磨抱合

12、。 2、用过渡套筒支承车细长轴用上述方法车削支承承中心架的沟槽是比较困难的。为了解决这个问题，可加用过渡套筒的处表面接触，过渡套筒的两端各装有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒外圆的轴线与主轴旋转轴线相重合，即可车削。二使用跟刀架支承车细长轴 跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切削时可以增加工件的刚度，减少变形。从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。从跟刀架的设计原理来看，只需两只支承爪就可以了因车刀给工件的切削抗力Fr，使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。但是实际使用时，工件本身有一个向下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，当车削时，工件往往因离心力瞬时离开支承爪、接触支承爪而产生振动。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住，使工件上下、左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动。因此车细找轴时一个非常关键的问题是要应用三个爪跟刀架。三减少工件的热变形主要可采取以下措施： 1、使用弹性回转顶尖 用弹性回转顶尖加工细长轴，可有较地补偿工件的热变形伸长，工件不易弯曲，车削可顺利进行。 2、加注充分的切削液 车削细长轴时，不论是低速切削还是高速切削，为了减少工件的温升而引起热变形，必须加注切液充分冷却。使用切削液还可以防止跟刀架支承爪拉毛工件，提高