钻孔夹具设计说明书

设计内容： 1、加工工件图 2、钻床夹具装配图1张 3、钻床夹具零件3张 4、课程设计说明书 1份 前言：

1、主要技术指标 1）保证工件的加工精度

专用夹具应有合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2）提高生产效率

专用夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应。应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效夹紧装置，以缩短辅助时间，提高生产效率。 3）工艺性好

专用夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的生产属于中批量生产。 4）使用性好

专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。 5）经济性好

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除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的 经济效益。

2、设计方案、设计方法、设计手段 （一）研究原始资料

在明确夹具设计任务后，应对以下几方面的原始资料进行研究。 1、研究加工工件图样

了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技术要求。 2、熟悉工艺文件，明确以下内容

（1）毛坯的种类、形状、加工余量及其精度。

（2）工件的加工工艺过程、工序图、本工序所处的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基准面的状况。 （3）本工序所使用的机床、刀具及其它辅具的规格。 （4）本工序所采用的切削量。 （二）拟订夹具的结构方案

拟订夹具的结构方案包括以下几个内容 1）确定夹具的类型

各类机床夹具均有多种不同的类型、钻床夹具有固定式、翻转式、盖板式和滑板式等，应根据工件的型状、尺寸、加工要求及重量确定为固定式。

2）确定工件的定位方案，设计定位装置

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根据六点定位原则，通过分析工序图确定工件以椎孔定位，定位元件为心轴。

3）确定工件的夹紧方式，设计夹紧装置

常用的夹紧机构有斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧等。根据工件的结构，加工方法其因素确定为螺旋夹紧。 4）确定引导元件（钻套的类型及结构尺寸）

钻套的类型有固定式钻套、可换式钻套、快换式钻套、特殊式钻套，根据工件加工量确定为可换式钻套。 5）夹具精度分析与计算 6）绘制夹具总图 3、主要工作程序

1)零件本工序的加工要求分析 2)确定夹具类型

3)拟定定位方案和选择定位元件 4)确定夹紧方案

5)确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸) 6)夹具精度分析与计算 7)绘制夹具总图 8)绘制夹具零件图样 9）编写设计说明书 设计思想

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本工序是为一空心轴零件加工 1 个φ8H8的小孔,所设计的一套钻床专用夹具。主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。

我们在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析。由于是中批量生产，采用了固定式钻床夹具，提高了生产效率。在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用。学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。

设计思想：以定位轴为主定位，以固定式套筒为辅助定位。 此次需要完成的题目如下：

如下图所示，设计加工挡环上φ8H8小孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。 1、钻床夹具设计过程

1.1 零件本工序的加工要求分析 钻φ8H8孔，本工序前已加工的表面有：

(1) φ

28孔及其端面；

(2) 外径φ42两端面。

本工序使用机床为 Z5125立钻。刀具为通用标准工具。

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1.2 确定夹具类型

本工序所加工一个孔 (φ8H8)，位于距工件左端面25的轴表面上，孔径较小，工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为中批量生产等原因，采用固定式钻模。

1.3 拟定定位方案和选择定位元件 (1) 定位方案

根据工件结构特点，其定位方案如下：

①以工件的一端为定位面，以心轴定位，限制5个自由度。这一定为方案设计基准与定位基准重合，所以初步选定。 (2) 选择定位元件

选择带台阶面的定位心轴，作为以φ10H7孔及其端面的定位元件。定位副配合取φ8H8/f7。 (3)定位误差计算

10加工φ8H8孔时孔距尺寸24-00..05mm的定位误差计算

由于基准重合，故ΔB=0； 不存在基准位移误差，故ΔD=0 。

10由此可知此定位方案能满足尺寸24-00..05的定位要求。

1.4 确定夹紧方案

参考夹具资料，以定位轴为主定位，以固定式套筒为辅助定位，采用 M18螺母、端盖、垫圈和定位轴在φ28H7孔右端面夹紧工件。 1.5 确定引导元件 (钻套的类型及结构尺寸 )

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由于生产量为中批量生产故选用可换钻套。主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准 GB/T2263 — 80 、 GB/T2265 — 80选取。钻孔时钻套内径为φ9 mm。外径为φ15mm 。中间衬套内径为φ15 mm。中间衬套外径为φ22 mm。钻套端面至加工面的距离取 8mm。麻花钻选用φ9mm 。引导元件至定位元件间的位置尺寸为29± 0.02 mm。钻套轴线对基面的垂直度允差为 0.02mm。 1.6 夹具精度分析与计算

10所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸 24-00..05mm；孔 φ8轴线对 φ

14 轴线间垂直度公差0.1 mm等二项，精度分别验算如下：

10(1)尺寸 24-00..05mm的精度校核

A、定位误差ΔD，有前计算，已知ΔD=0；

B、钻套与中间衬套间的最大配合间隙ΔT1= 0.027mm；

C、定位轴的定位端面至衬套中心距离（26mm）其尺寸公差按工件相应尺寸公差的三分之一取为ΔJ1=0.03 mm； D、麻花钻与钻套内孔的间隙 X 2= 0.04mm；

E、钻套外径与中间衬套内径间的最大配合间隙ΔI= 0.027mm； F、钻头在钻套孔中的倾斜误差： X1=（B+S+H/2）×X2 ÷H 由于B=5 mm，S=8 mm，H=15 mm。 所以X1=（5+8+9）×0.04÷18=0.059

G、钻套中间衬套内外表面轴度公差e1=e2=0.02 mm； 按概率法相加

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ΔT=［（2ΔJ1）2+ e12+ e22+Δ12+ X12］ =0.104 mm

ΔD+ΔT=0.104 mm＜0.15 mm

10因而该夹具能保证尺寸24-00..05 mm的加工要求。

(2)孔φ8轴线对φ14轴线间垂直度公差0.1 mm精度校核 钻套孔轴线对夹具底座间垂直度误差ΔT=0.02 mm 因此此夹具能保证两孔轴线的垂直度要求。 1.7夹紧机构设计与夹紧计算 1.7.1夹紧机构设计

根据设计思想，则此钻床夹具采用固定式钻床夹具，草图如下所示： 夹紧计算

1）F9.81CFd0ZffKF

查表可得CF=42.7、 xf=1.0、 yf=0.7、.KFZ=.0.9 因此Fz=.595N

CMYMM9.81CMd0fKM

查表可得CM=0.021、 xM=2.0、 yM=0.8、 .KM=.0.87 因此 扭M=1.6Nm 由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式 P=K×F'

其中：其余系数K=K1×K2×K3×K4 K1——基本安全系数 1.3 K2——加工性质系数1.1 K3——刀具钝化系数1.15 K4——断续刀削系数1.2

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所以 K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98

考虑实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用滑动压板夹紧结构 而且不需要进行强度.校核.。 1.8操作过程

扭松螺母将工件装到定位轴上，装上端盖扭紧螺母，则工件被固定。扭松螺母，拆下端盖，则可取下工件。 2.绘制夹具总图

根据已完成的夹具结构草图，进一步修改结构，完善视图后，绘制正式夹具总装图。如下所示:

3.绘制夹具零件图 如下所示：

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图1.夹具体

图2.定位销轴

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图3.钻模板

4.小结

短短的一个星期里，从白纸到完成模具总装图，零件图，设计说明书，学到很多原本学到的但不是很懂的知识，了解了一些设计的和过程。通过这次模具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次模具设计工作的实际训练从而培养和提高我们独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冲裁模具设计的方法和步骤，掌握模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

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参考文献

[1] 李华.机械制造技术.高等教育出版社,2007 [2] 薛彦成.公差配合与技术测量,1992

[3] 莫章金.周跃生.AutoCAD2002工程绘图与训练,2007 [4] 隋明阳.机械设计基础,2002 [5]王先逵.《机械制造工艺学》，

2003

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