钻夹具的设计实例
图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。
1．零件本工序的加工要求分析
①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。
②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为0.3mm。
③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。
④φ11孔与端面K距离为14mm。
本工序前已加工的表面如下。
①φ28H7孔及两端面。
②φ10H9两端面。
本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用标准工具。
2．确定夹具类型
本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻模。
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φ28H7孔及一组合面(端面K和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸 mm公差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。
②以孔φ28H7孔及端面K定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。
比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。
(2)选择定位元件。
①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取 。
②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图2-2-24(a)所示。也可选择如图2-2-24 (b)所示移动V形块。考虑结构简单，现选用图2-2-24(a)所示结构。
(3)定位误差计算
①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±0.2)mm的定位误差计算。
由于基准重合，故ΔB＝0。
基准位移误差为定位孔(φ38 mm)与定位销(φ38 mm)的最大间隙，故ΔY＝(0.021＋0. 007＋0.013)mm＝0.041rnm。
由此可知此定位方案能满足尺寸(80±0.2)mm的定位要求。
②加工φ10H9孔时轴线平行度0.3mm的定位误差计算。
由于基准重合，故ΔB＝0。
基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K间的垂直度误差。故ΔY＝0. 03mm。
此方案能满足平行度0. 3mm的定位要求。
③加工φ11孔时孔距尺寸(15±0.25)mm。加工φ11孔时与加工φ10H9孔时相同。
此方案能满足孔距(15±0.25) mm的定位要求。
4．确定夹紧方案
参考夹具资料，采用M12螺杆在φ28H7孔上端面夹紧工件。
5．确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)
⑴对φH9孔，为适应钻、铰选用快换钻套。
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φ10 mm、外径φ15 mm；衬套内径φ15 mm，衬套外径φ22 mm。钻套端面至加工面的距离取8mm。
麻花钻选用φ9. 8 mm。
(2)对φ11孔，钻套采用快换钻套。钻孔时钻套内径φ11 mm、外径φ18 mm，衬套内径φ18 mm，外径φ26 mm；钻套端面至加工面间的距离取12mm。
麻花钻选用φ10. 8 mm。
各引导元件至定位元件间的位置尺寸分别为(15±0.03)mm和(18±0. 05)mm，各钻套轴线对基面的直线度允差为0.02mm。
6．夹具精度分析与计算
由图2-2-22可知，所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸(15±0.25)mm；尺寸(80±0.2)mm；尺寸14mm及φ10H9孔和φ28H7孔轴线间平行度允差0.3mm等四项。除尺寸14mm，因精度要求较低不必进行验算外，其余三项精度分别验算如下。
(1)尺寸(80±0.2)mm的精度校核。
定位误差ΔD，由前已计算，已知Δ＝0.041mm。
定位元件对底面的垂直度误差ΔA＝0.03mm。
钻套与衬套间的最大配合间隙ΔT1＝0. 033mm。
衬套孔的距离公差ΔT2＝0.1mm。
麻花钻与钻套内孔的间隙X2＝0.050mm。
衬套轴线对底面(F)的垂直度误差ΔT3＝0. 05mm。
因而该夹具能保证尺寸(80±0. 2)mm的加工要求。
(2)尺寸(15±0. 25)mm的精度校核。
ΔD＝0. 041mm，ΔA＝0. 03mm，ΔT1＝0. 033mm。
衬套孔与定位元件的距离误差ΔT2＝0.06mm。
麻花钻与钻套内孔的间隙X＝0.061mm。
因而尺寸(15±0.25)mm能够保证。
(3)φ10H9轴线对φ25H7轴线的平行度0.3mm的精度校核。
ΔD＝0. 03mm，ΔA＝0. 03mm。
衬套对底面(F)的垂直度误差ΔT＝0. 05mm。
因而此夹具能保证两孔轴线的平行度要求。
7．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，如图2-2-23所示。
8．绘制夹具零件图样
从略。
9．编写设计说明书
从略。
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