后托架2Φ13孔钻床夹具设计解析

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1、本科毕业论文（设计）题 目 后托架213孔钻床夹具设计 学 院 机电与信息工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2012 级 学 号 2012131051 姓 名 龙 添 指 导 教 师 周国玉 成 绩 2015年 12 月 20 日目 录摘要1关键词1Abstract.1Key words10 引言21 零件分析21.1 零件结构及作用分析21.2 本夹具工序要求分析32 专用机床夹具设计32.1 夹具类型选择32.2 定位基准及定位元件选择32.3 夹紧机构及夹紧元件选择42.4 钻套类型选择及有关尺寸计算42.5 钻模板设计52.6 绘制受力图与计算切削力及夹紧力52.7 夹

2、具体设计62.8 夹具装配图配合尺寸及技术条件确定73 结束语7参考文献9致 谢10附件清单11西南大学育才学院2016届机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计后托架213孔钻床夹具设计摘要：本次毕业设计是针对后托架213孔设计钻床夹具。后托架是 CA6140车床 上用来支承光杠，丝杠和操作杠的一个零件。根据设计任务要求，需要设计一套后托架213孔钻床专用夹具。此夹具将用于 摇臂钻床Z3025。设计专用钻床夹具的工作，主要包括对夹具的定位方案，夹紧方案，刀具的对准和导引，钻模板，夹具体等方面进行设计和分析计算。关键词：后托架 213孔 专用钻床夹具 Abstract: After the gr

3、aduation design is aimed at bracket 2 x 13 hole drill jig design. After bracket on CA6140 lathe is used to support the light bar, screw and operation of a part. After the requirement according to the design task, it is necessary to design a bracket 2 x 13 special fixture hole drilling machine. The j

4、ig will be used for Z3025 radial drilling machine. Special drill jig design work, mainly including of fixture locating scheme, the clamping scheme, tool and guidance, drill templates, clip specific aspects to carry on the design and calculation.Key words: After the bracket，2 x phi 13 holes， Special

5、drill jig0 引言在机械加工过程中，为了保证加工精度，必须固定工件，使工件相对于机床或刀具占有确定的位置，以完成工件的加工。夹具是完成这一过程的工艺装备，机床夹具是制造系统的重要组成部分，其作用是使工件相对机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。好的夹具可以保证产品的加工质量，提高产品的劳动生产率，降低生产成本，还可以扩大机床的使用范围。本设计中零件的生产类型为大批量生产，年生产纲领是10000件/年。本次设计任务是：绘制出夹具装配图、绘制出夹具体零件图、选择2-4个夹具的专用零件绘制出零件图、编写夹具的设计说明书。1 零件分析1.1 零件结构及作用分析后托架是CA

6、6140车床上的一个重要零件，属于支架零件。零件简图如图1-1所示。后托架用来支承车床上的三根杠：光杠、丝杠、和操纵杆。后托架的主要结构有：安装平面A，三杠孔40、30.2和25.5，定位锥销2-10及沉孔2-13，螺纹连接孔2-13级沉孔2-20，通油孔6，螺孔M6。后托架的次要结构有油槽和R22沉平台。1.2 本夹具工序要求分析本夹具用于钻削螺纹连接孔213孔和锥销孔预孔2-9.8，这四个孔是一组孔，四个孔的中心距尺寸为9230，并相对于后托架前后表面居中。图1-1后托架零件图2 专用机床夹具设计2.1 夹具类型选择由于是钻2-13孔和2-9.8孔，四个孔有中心距要求，生产类型为大批大量生

7、产，所以本次设计一套固定式专用钻床夹具，本夹具安装在Z3025摇臂钻床上使用。2.2 定位基准及定位元件选择2.2.1 工件定位方案根据钻孔工序的要求，本次设计选择用以下三个表面定位：安装底平面A、托架后侧面和托架右侧面。2.2.2 定位元件选择零件定位方案如图2-1所示，底平面以支承板定位，后侧面用两个支承钉定位，零件右端用一个档销定位。图2-1定位方案图2.2.3 定位元件限制不定度分析工件放置在支承板上，限制Y X Z，右边档销和后面支承钉，限制Z X Y，属于六点完全定位。此定位方案能够保证工件的加工质量。2.3 夹紧机构及夹紧元件选择夹紧机构是能实现一定的夹紧力夹紧工件，保证工件的定

8、位位置不发生变化的结构，如图2-1所示。由于夹紧面为倾斜面，所以选择在铰链压板上再连接一个浮动压板夹紧工件，采用手动螺旋压板机构夹紧工件。2.4 钻套类型选择及有关尺寸计算2.4.1钻套类型选择由于孔的加工需要经过多个工步，为了适应不同加工刀具的需要，需依次更换取出钻套，为了节省时间，提高效率，所以本次设计采用快换钻套。2.4.2 钻套内孔尺寸计算钻套内孔基本尺寸应为刀具的最大极限尺寸，本次设计选择的刀具有13的麻花钻和9.8的麻花钻，刀具的最大极限尺寸分别为13和9.8，采用基轴制间隙配合，公差带为F8。钻套内孔尺寸为：13F8+0.043 +0.043和9.8F8+0.035 +0.013

9、2.4.3 钻套高度和钻套与工件距离尺寸计算钻套高度：由于孔要求精度不高，为一般孔，钻套的高度取H=(1.52)d=1.51320mm和H=(1.52)d=29.8=20mm，钻套与工件距离尺寸：由于是钻深孔（孔的长径比B/d5），要求排屑畅快，可取h=0.5d=0.5138mm2.4.4 钻套位置尺寸计算图2-3为钻床夹具钻套位置尺寸的标注示意图。钻套轴心线离定位元件档销的距离尺寸为L夹，按图中工件工序尺寸L的平均值确定。 L夹= L工=23，其公差取为+ -0.03，所以 L夹=23+ -0.03。钻套与钻套的中心距取为92+ -0.03。图2-3 钻套位置尺寸的标注2.5 钻模板设计 2

10、.5.1 钻模板类型及材料选择钻模板是供安装钻套用的，要求具有一定的强度和刚度，以防止由于变形而影响钻套的位置精度和导向精度，所以选择固定式钻模板，材料为45钢。2.5.2 钻模板与夹具体定位连接方式确定由于采用固定式钻模，钻模板与夹具体的链接方式采用销钉定位，螺钉紧固的结构。2.6 绘制受力图与计算切削力及夹紧力2.6.1 选择切削用量，计算切削力由资料机床夹具设计手册表3-4得：钻削力公式:Ff=412d1.2f0.75KP 式中：钻头直径d=13mm 每转进给量f=0.3mm/r 修正系数KP=（HB/190）0.6=0.95 切削力Ff=3444.46N此力有利于夹紧工件。2.6.2

11、绘制夹紧时的受力图，计算夹紧力图2-4夹具体受力图静力矩平衡方程为M切=M摩=0.21d2.2f0.8KP=21490浮动压板处的夹紧力为：W浮=M切/kr取=0.2，k=2，r=120/2=60则W浮=21490/24=895.41图2-5力臂关系图W螺=W浮L1/L2=895.41100/1700.95=554.43N由于所需夹紧力较小，所系采用的M12螺纹件符合要求2.7 夹具体设计夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件。在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定，因此夹具体的形状和尺寸应满足一定要求，它主要取决于工件的外廓尺寸

12、和各类元件与装置的布置情况以及加工性质。图2-5夹具体2.8 夹具装配图配合尺寸及技术条件确定加工孔与支承板的垂直度为0.05mm支承板自身的平行度为0.02mm详见夹具装配图上标注3 结束语该夹具为后托架213孔钻床夹具，利用支承板、支承钉和档销定位，用螺柱、螺母和内六角螺钉进行夹紧，将工件和夹具稳固的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行钻孔加工。在本次设计的过程中，遇到许多问题，我深刻的感受到自身的不足之处，但在通过老师的指导和不断的的查阅大量的资料及同学的帮助，最终把问题都解决了，通过这个过程使我学到了不少东西。在一定程度上，使我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。通过这次毕业设计，让

13、我明白作为一名设计者，科学严谨的态度很重要，只有按正确的方法和步骤设计机床夹具，才能保证零件的加工精度要求，降低生产成本，提高效率。在这次的毕业设计中我看到了自己的不足。今后，我要不断的学习，不断的实践，使自己成为一名专业技术人才。参考文献1王启平.机床夹具设计M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2005:108-218.2王先逵.机械制造工艺学(第三版)M.北京:机械工业出版社,2013:98-143.3邹青、呼咏.机械制造技术基础课程设计指导教程M.第二版.北京:机械工业出版 社,2011:91-245.4艾兴、肖诗纲.切削用量简明手册(第三版)M.北京:机械工业出版社,2002:80-11

14、1.5大连理工大学工程图学教研室.机械制图(第六版)M.北京:高等教育出版社,2007:276-283.6吴拓.简明机床夹具设计手册(第一版) M.北京:化学工业出版社,2010:198-228.7陆剑中、孙家宁.金属切削原理与刀具(第一版)M.北京:机械工业出版社,2011：172-174.致 谢本次毕业设计是在指导老师周国玉老师的悉心指导下完成的，感谢周老师给我拟定的毕业设计题目，让我从这次设计中得到了良好的锻炼，对以前学习过的知识得到巩固和提升，从周老师处我学到了很多专业知识和相关的设计理念及方法，在此，向恩师表示最真诚的感谢，感谢她在百忙之中给予我的悉心指导。本次毕业设计涉及到本专业的所有学科知识，如果没有周老师的帮助，我想我很难完成毕业设计任务。整个过程，老师都倾注了大量的心血。正是在老师科学、严谨的指导下，我的毕业设计才能顺利完成。同时要感谢其他老师和我的同学对我的支持和帮助，使我的毕业设计任务得以顺利完成。