支架类零件车孔夹具的结构特点及设计

江苏省淮安信息职业技术学院　　张月平

支架类零件车孔夹具的结构特点及设计

江苏省淮安信息职业技术学院张月平

本文通过分析支架类工件加工工序内容、确定工件定位方案选择定位元件、确定导向装置、选择夹紧机构、设计夹具体、进行定位误差分析及夹紧力分析，介绍了支架类零件的车孔夹具的结构及设计方法。

支架；夹具；设计

1　工件加工工序内容分析

（1）工序内容：粗车孔至Φ35.7；铰Φ36 H8孔。

（2）工件材料：QT450－10，硬度170～241HB。

（3）加工设备：普通车床 C6140。

（4）加工刀具：内孔车刀、硬质合金锥柄机用铰刀Φ36H 8。

图1　工件工序图

2　开始绘图，首先用双点划线画出工件图

图2　工件图

3　确定定位方案，选择定位元件

根据工序图要求，选择一面两孔定位方式。工件底面三点定位采用支承板，两孔为固定式定位销，一个圆柱销，一个削边销。

定位元件选用：支承板为非标结构，用四个内六角螺钉固定在夹具体上。

定位销A12f7×24 JB/T8014.2-1999削边销B12×24JB/T8014.2-1999

图3　定位方案设计

4　确定夹紧机构

采用两套移动压板螺旋夹紧机构，左右布置，手动夹紧。压紧点对应工件三点定位面。夹紧元件选用：

移 动 压 板 A12×70JB/T8010. 1-1999双头螺栓M12×90 JB/T8007.4-1999球面带肩螺母M12 JB/T8004.2-1999锥面垫圈12 GB/T850-1988

可调支承M12×50 JB/T8026.4-1999螺母M12 GB/T41-2000平垫圈12 GB/T97.1-2002圆柱弹簧Φ2×Φ17×30

图4　夹紧机构设计

5　确定夹具体

（1）夹具体采用角铁式车夹具结构，定位件、工件和夹紧装置放在角铁水平板上。车夹具圆盘直径的大小应能包容所有元件。

（2）夹具体通过Φ200H 6定位孔，用四个螺钉固定在连接盘上，与车床主轴联接。

（3）配重块的作用是消除车夹具旋转时的离心力，数量根据需要决定。

（4）夹具体采用铸件材料。

（5）最后画出夹具装配图样，如图5所示。

图5　夹具装配图

6　装配图标注

（1）夹具轮廓尺寸；标注角铁式车夹具的圆盘直径及宽度上的最大尺寸。

（2）夹具内的各配合尺寸：①定位元件与工件的配合尺寸：圆柱销与工件孔配合尺寸为 Φ12H7/f7，削边 销 为Φ12H7/Φ11.92h6；②定位元件与夹具体的配合尺寸：Φ12H7/r6。

（3）两定位销中心距为120±0.02（取工件公差的1/3～1/5），支承板与车床的回转中心（Φ200h6孔中心）的距离为40± 0.02。

（4）车夹具与车床主轴连接盘的配合尺寸：Φ200h6。

7　夹具的定位误差分析

7.1垂直方向上定位误差分析：（支承板与Φ36 H8孔中心的尺寸40±0.02）（1）基准不重合误差ΔB

夹具的定位基准与工序基准重合，所以ΔB=0。

（2）基准位移误差ΔY

因是平面定位，基准位移误差是可以忽略不计的，所以ΔY=0。

（3）即垂直方向上定位误差ΔD= ΔB+ΔY=0

7.2水平方向上定位误差分析：（Φ36 H8孔中心与圆柱定位销尺寸60±0.05）

由于圆柱定位销选定的定位孔为60±0.05的工序尺寸的基准孔，所以定位基准与工序基准是重合的，无基准不重合误差。由于孔与销的配合存在间隙，所以存在基准位移误差。

（1）基准不重合误差ΔB

夹具的定位基准与工序基准重合，所以ΔB=0。

（2）基准位移误差ΔY

定位销垂直放置时，销与孔表面任意边接触，基准位移误差按公式（5-9）计算，

ΔY=TD+Td+Xmin

=0.018+0.018+0.016=0.052；

ΔD=ΔB+ΔY=0.052

（3）在此方向上没有转角误差。

（4）结论：定位误差的极值仅为工件的尺寸公差±0.05的1/2，可能会造成精度超差，但最终能否保证加工精度，还要视加工过程中的其它误差大小而定。

8　夹紧力的分析

车削切削力的大小与工件材料、切削用量、刀具材料、刀具角度等因素相关，计算繁杂，通常不进行计算，对车夹具的夹紧力一般也是根据经验或类比法进行估算。根据经验，此夹具使用两个M12螺纹压板完全能够满足夹紧要求。

9　结语

在实际生产中，经常会遇到支架类零件钻孔加工，通常会大平面定位加工。本例中也是利用大平面（底面）进行主要定位，然后利用圆孔面作为次定位面。实践证明，这种加工方法简单易行，保证了加工精度，这种夹具设计思路可作为类似支架类零件的车孔加工。

张月平，1975年2月出生，江苏淮安人，硕士，副教授，研究方向：机械设计与制造。