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1、目录第一章工件的工艺分析.1第二章定位方案设计2第三章对刀-导引方案设计4第四章夹紧方案设计5第五章夹具体设计6第六章其它装置设计7第七章技术条件的制定8第八章夹具精度分析10第九章夹具的工作原理简介11第十章参考文献11第一章工件的工艺分析工件的结构和特点由图知，其材料是45钢。该材料综合力学性能好，机械加工性较好，适用于各种受力较大、具有一定耐磨性的零件。该零件符合轴的结构设计即中间大，俩头小。该零件上的主要加工面为A面、C面和12H9的孔，12H9的孔的尺寸精度和形位精度要求较高，与40的圆柱的垂直度为0.02，孔的对称度为0.02，与40圆柱左端面的公差为0.06,由于各表面是不同的它
2、们之间有误差0.06的公差是很难达到的,但在孔的右边有一个12N7的工艺孔,这个工艺孔的中心与40圆柱的左端面的公差是0.2根据尺寸链可知只要保证了公差0.2则0.06的公差则一定能保证。因此加工的时候在工艺孔内插入定位销来保证0.06的公差。12H9的孔的表面粗糙度Ra为0.8，这意味着该孔的加工不可能一次完成，它必须经过钻-扩-铰来完成。由有关资料，有关面和孔上午加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。图1-1第二章定位方案的设计因本次设计的夹具为钻扩铰12H9的孔。该夹具适用于Z3025摇臂钻。一、基准选择分析从对工件的结构形状分析
3、，该零件属于轴类零件俩端都有螺纹，左端还有键槽，这些都有利于工件的定位与夹紧。由于钻的是通孔所以Z方向的移动可以不必限制，又该零件是在圆柱上钻孔所以Y方向的转动不必限制。因此该零件只需限制住四个自由度。但零件与40圆柱左端的位置精度要求较高，这给定位带来了一定的难度，因此得在左端的工艺孔内插定位销来实现准确定位。零件以40圆柱左端的表面在夹具上定位，属于小平面定位限制了2个自由度,还余二个自由度必须限制。那种方案更合理呢？二、方案对比方案一如图2-1在12n7的孔内插入一个菱边销限制一个自由度即Y方向的移动，再在工件的右边放一个半圆套限制工件的四个自由度，即X ，Z方向的移动和X，Z方向的转动
4、。这种定位方案在原理上分析是合理的，夹具结构也很简单。但由于因为其工件的左端面属于毛坯面，又因为结构原因，菱边销起到的作用不大，且工件的夹紧也不方便。这个方案不宜采用。方案二如图2-2在12n7的孔内插入一个菱边销限制一个自由度即Y方向的移动，再在工件上套入一个套筒限制工件的四个自由读，即X，Z方向的移动和X，Z方向的转动。这种方案定位可靠，夹紧也很方便。因此这个方案是可行的。图2-1图2-2第三章 对刀-导引方案设计一、钻套的选择由于该夹具属于钻模，所以该夹具的导引装置是钻套。钻套又分为1、固定钻套，它的特点是直接压入钻模板或夹具体上的，其外圆与钻模板的配合，因此钻套磨损后不易更换。2、可换
5、钻套，它的特点是在磨损后，可以随时更换，因为它在钻模板与钻套之间加了衬套。3、快换钻套，它的特点是当加工同一孔时需要更换几把刀具依次进行钻、扩、铰孔加工时，则要求钻套孔径适应不同刀具的需要。为了缩短钻套更换时间，应采用快换钻套。在更换钻套时，只需要将它反时针方向转动，使钻套上削边部分对正螺钉头部，即可快速取出。4、特殊钻套它的特点是工件的形状或尺寸的限制，不能采用上述标准钻套时采用的。由于该孔的表面质量要求较高，不能一次加工出来，它需要经过钻扩铰才能达到加工要求。按照上面所述应该选择快换钻套。（附图3-1）图3-1二、钻套内径与公差带的确定钻套的结构尺寸在标准中已有规定，设计时，可以参照国标或
6、有关手册。但钻套的内径及公差带的确定要自行设计。因为钻套与刀具的配合间隙的大小，直接影响被加工孔的位置精度，因此应根据钻套所引导的刀具种类和被加工孔的精度要求按照下述方法确定钻套的内径与公差带。1、钻套内径的基本尺寸，应等于所引导刀具的最大尺寸。2、因为由钻套引导的刀具，都是标准的钻头、扩孔钻、铰刀这一类定尺寸的刀具，所以钻套内径与刀具的配合，应按基轴制来选定。3、钻套内径与刀具之间，应保证有一定的配合间隙，以防止俩者发生咬死现象。一般根据所引导的刀具的种类和工件精度要求来选取钻套的公差带，扩孔和钻孔时选取F7，粗铰时选取G7，精铰时选用G6。4、由于标准钻头的最大尺寸都是所加工孔的基本尺寸，
7、故钻头的钻套内径就只须按孔的基本尺寸取公差带为F7即可。5、如果钻套引导的不是刀具的切削部分，而是刀具的导柱部分时，也可按基孔制的相应配合选取钻套内径，即：H7/f6H7/f6H6/g5。因为该工件的底孔是11，先用11的麻花钻钻孔，该麻花钻的最大极限尺寸就是11mm取其规定的公差带为F7。故钻套内径尺寸与公差带为11F7。根据GB1141-1973，12mm一号扩孔钻的尺寸为12-0.25-0.21。扩孔钻的最大极限尺寸为11.79mm。故扩孔时钻套内径的尺寸与公差带应为12F7。铰孔时使用的是标准铰刀12N7。铰孔时钻套内径的基本尺寸为11.008（即铰刀的最大极限尺寸），其公差带按G6选
8、取，则钻套内径的尺寸与公差带为11.008G6。三、导向长度H的确定钻套的导向长度H对刀具的导向作用影响很大，H较大时，刀具在钻套内不易产生偏向斜，但会加快刀具与钻套的磨损；H过小时，则钻孔时导向性不好。通常取导向长度H与孔径之比为H/d=12.5。当精度要求较高或加工孔径较小时，由于所用的钻头刚性较差，则H/D值可取大些。因该孔的直径为12，取2倍直径，则H=24mm。（附图3-2） 图3-2 图3-3四、排屑间隙h的确定排屑间隙h值的大小（附图3-3）对于排屑、导向有很大的影响。h值过小，切屑不能自由排出，特别是加工塑性材料时，切屑易阻塞在工件与钻套之间，有可能钻套顶出，还会损坏加工表面和
9、将钻头折断。h值过大，则将使刀具的引偏增大，不能发挥钻套引导刀具的作用而影响加工精度。确定h值时，可按下面的经验公式进行。加工铸铁时h=(0.30.6)d加工钢件等塑性材料时h=(0.51.0)d式中d-钻头直径（mm）。式中系数的选取方法是；材料越硬，系数应取小值；钻小孔时，系数应取大值。但也有几种特殊情况需另行考虑。1、 孔的位置精度要求高，需要钻套引导作用良好时，可允许取小的h值（h=0）。2、 在斜面上钻孔或钻斜孔时，为了减少刀具引偏或折断刀具，h值尽可能取小些（h=0.3d）。3、 钻深孔（L/d5）时，要求排屑畅快，这时，h=1.5d。因为该工件的材料是45钢，属于第二个经验公式的
10、范围。取系数为0.8则排屑间隙h的值为9.6取10。第四章 夹紧方案的设计一、夹紧装置的作用工件的定位是使工件在夹具上占有一个正确的位置。但要使工件在加工过程中此加工位置不变，即不会由于切削力、工件重力、惯性力和离心力等的作用发生位置的变化或产生振动，夹具上还应设有夹紧装置把工件压紧夹牢在定位元件上，以保证加工工件精度和安全。二、夹紧装置的组成加紧装置一般分为俩大组成部分：1、产生力源（原始作用力）部分对于力源来自机械或电力的，一般称为传动装置。常用的有气压、液压、电力等传动装置。力源来自人力的，则称为手动夹紧。2、夹紧部分接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并夹紧工件的部分。在夹紧装置的设计中
11、，要求其结构合理、简单，操作方便，使用安全，夹紧可靠。要满足这些要求，必须正确的解决夹紧力的大小、方向、作用点问题。三、夹紧力的确定1、夹紧力的方向（1）、夹紧力应指向主要定位面（2）、夹紧力应尽可能和切削力、工件重力同向（3）夹紧力的方向应有助于定位稳定2、夹紧力的作用点（1）、夹紧力的作用点应尽可能的落在定位元件的支承范围内（2）、夹紧力应落在工件刚性较好的部位（3）、夹紧力的作用点应靠近加工表面3、夹紧力大小的确定夹紧力的大小，对工件安装的可靠性，工件和夹具的变形、夹紧机构的复杂程度都有很大的关系。如夹紧力太小则工件夹不牢，而夹紧力过大则会引起工件与夹具的变形，甚至破坏定位。在加工过程中
12、，工件受切削力、离心力、惯性力和工件自身重力等的作用，而且在有些切削过程中还会有冲力。因此要准确的计算出夹紧力的大小是十分困难的。因此在设计夹紧装置时，常采用下述俩种方法来确定所须夹紧力的大小；一是根据同类夹具的使用情况，用类比法进行估算，这种方法在生产中应用的比较广泛；一是根据加工情况，确定出工件在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，再将此时工件所受的各种外力看做静力，并用静力平衡原理，计算出所需的夹紧力。可用如下的公式计算，即Fk=KF式中Fk-实际所需的夹紧力（N）； F -在一定条件下，用静力平衡原理计算出的夹紧力（N）； K-安全系数。粗加工时，取K=2.53；精加工时，取K=1.5-
13、2。综上所述 由于该工件自身的特点，即它的俩头都有螺纹，可采用螺旋压紧机构。螺旋压紧机构的特点是结构简单、容易制造、自锁性能好。方案一左端用螺母旋入并靠在夹具体上，右端也旋入螺母靠在挡块上。（如图4-1）方案二左端旋入螺母靠在夹具体上，右端插入套筒和挡块再旋入螺母。（如图42）。图4-1图4-2第五章 夹具体的设计设计夹具体的注意事项及其作用考虑到钻削加工的特点，设计夹具体时，应注意以下几个方面的问题。（1）、夹具体要有足够的刚度和强度。合理的设置加强筋，以使夹具体在夹紧力作用处的刚性较好。（2）、夹具体的结构与定位元件、夹紧元件等组成部分的结构和布置有关，在满足加工要求的基础上应尽量时各组成
14、部分布置得紧凑些，以使夹具体简化。（3）、工件上待加工面应尽可能的靠近工作台，并使夹具的重心降低，以提高夹具在机床上安装的稳固性。夹具体的高度比以H/B1.25为宜。为了用螺钉将夹具紧固在机床的工作台T形槽中，夹具体上要合理的设置耳座。如果夹具体的宽度尺寸较大时，可在同一侧设置俩个耳座。此时俩耳座的距离要和钻床工作台相邻的俩T形槽之间的距离相一致。在钻床上进行孔的钻、扩、铰、锪及攻螺纹时用的夹具，称为钻床夹具，俗称钻模。钻模上设置钻套和钻模板，用以引导刀具。钻模主要用于加工中等精度、尺寸较小的孔或孔系间的位置精度，其结构简单、制造方便，因此钻模在各类机床夹具中占的比重最大。钻模的种类繁多，按钻模在机床上的安装方式可分为固定式和非固定式俩类，按钻模的结构特点可分为普通式、分度式、盖板式、翻转式、以及斜孔式等。综上所述；根据该工件自身的加工要求，该钻模选择固定式的，它的特点是在加工过程中，钻模在机床上的位置始终保持不变的，它主要用于在立式钻床上加工一个孔或在摇臂钻床上加工平行孔系。如图5-1所示这个钻模的夹具体采用焊接结构。夹具体底板1的四周都留出可供固定的部位
