刹车支架夹具设计说明书

机械专业课程

综合课程设计

                    设计题目：刹车支架夹具设计 

专    业：08机械电子

学    号：**********

姓    名：

2011年12月19日至2012年1月11日

1.序言………………………………………………………………………………3

2.任务介绍…………………………………………………………………………4

3.夹具设计…………………………………………………………………………6

一、定位与夹紧方案选择  ……………………………………………………6

二、定位误差分析  ……………………………………………………………12

三、夹紧力钻削力计算  ………………………………………………………13

四、夹具零件以及工艺分析  …………………………………………………15

4.总结 ……………………………………………………………………………17

5. 参考文献 ………………………………………………………………………18

序言

夹具设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

对我而言，此次课程设计是一次难得的实践性环节，是对所学理论知识的又一次更系统更全面的应用、巩固与深化。从中锻炼着我们的分析问题，解决问题的能力。尤其对于机械制造方向的学生，为了更好的接触真正的生产加工，步入社会，这次设计是个很好的锻炼机会。

任务介绍

1．刹车支架钻孔的夹具设计：

    零件的作用及结构分析

a)零件的作用

刹车支架主要用于对于两个刹车盘得支撑，承受较大的压力。

 b)零件的结构

      零件对粗糙度的要求不高，有两H9级的孔，最高精度的平面的粗糙度为Ra6.3.零件形状不规则。故多采用专用夹具，可调夹具。

零件的工艺分析

生产批量为批量生产，由生产批量可得到相关信息为：毛坯精度、加工余量要求不高。加工机床采用通用机床，按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式；广泛采用专用夹具，可调夹具；按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具；广泛采用通用或专用夹具装夹；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。

根据零件图可得到:零件整体要求精度不是很高，最高的平面表面粗糙度为Ra6.3，采用粗铣和精铣就可以达到。两个凸台的粗糙度为Ra12.5，采用粗铣就可以达到。两个精度等级为H9的采用钻孔、扩孔、铰孔可以。左端面的两个孔采用钻孔和铰孔可以达到Ra25的要求。

滑座零件二维图：

加工两个孔：

孔一直径D=14mm深H=22mm；孔二直径D=16mm深H=32mm。

工序图：

2、设计任务书

设计题目：刹车支架夹具设计

设计清单：

1、零件图

2、工艺说明

3、方案选择

4、具体设计方案

5、夹紧力、校核夹具体强度

夹具设计

一、定位和夹紧方案选择：

1、方案:六点定位原理实现完全定位

   a.定位方案一：

    卧式钻：左侧面定位控制3个自由度（俯视图），右侧V型块定位控制2个自由度、并夹紧，后方使用支撑钉定位、控制1个自由度，如图：

   b.定位方案二：

    卧式钻：左侧面定位控制3个自由度（俯视图），右侧V型块定位控制2个自由度、并夹紧，后方使用支撑钉定位、控制1个自由度，如图：

2.确定定位方案

    方案分析：方案1与方案2选用卧式钻床，定位方式相同，但夹紧方式不同，方案一中夹紧面选择直径16mm的孔外圆夹紧，可以保证在夹紧过程中不影响零件形状，刚性较好；方案二中加紧面选择零件底座夹紧，夹紧力可能使零件收到弯矩而影响加工孔的垂直度。综合考虑后，选择方案一种的定位夹紧方式，定位元件为支撑钉。因工件尺寸大，需要对加工增加辅助支撑。

最终定位方式如图：

3.夹紧力位置如图：

4.工件工装方式如图：

5.夹紧机构选择

此零件需六点定位，一个方向需要夹紧，若分别设置夹紧机构，则夹具复杂，且操作不便，为简化操作，设置一个螺旋夹紧机构和一单独工作的支撑机构完成支撑工作。

6.夹具类型

此工序要求在同一直线上钻两个孔，采用移动式钻头即可完成加工一个孔后，钻头沿导轨运动至另一个工作位置，加工第二个孔。

7.绘制夹具结构方案草图

如图所示：顶端采用螺旋夹紧机构，侧面采用辅助支撑装置，当选入螺旋夹紧装置时（螺旋机构中，选入方向有坡度），铰链机构向下移动，使上下方向夹紧。

由于此工件只需实现六点定位后夹紧一个方向，选用螺旋夹紧方式即可实现加紧。由此确定加紧方式。钻模套采用带肩式固定钻套。

8.总装图

标注后，总装配图如图所示：

二、定位误差分析

（1）定位元件尺寸及公差的确定：

本夹具的主要定位元件为两个阶梯定位销，结构简单且便于更换。该定位销的主要定位尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相配孔的尺寸公差相同，即为φ8。由于阶梯定位销的下端通过过盈配合与钻模体连接在一起，并且保证上端定位销的高度尺寸，因此阶梯型定位销较小圆柱体的直径取为φ6。

    （2）定位误差的计算：

      因为零件图上不要求两孔之间的定位尺寸精度要求，故在此不做计算。只要钻模板上两空的定位尺寸与零件两空定位尺寸间尺寸相同即可。 

三 、夹紧力的计算

由于本工序主要是钻表面的两个孔，所以只对夹具的定位稳定性进行计算，及夹紧力和钻削力的计算。

钻孔时的切削力计算：

粗钻：

根据（《机械加工工艺手册》 李洪 主编 ）表2.4-69

 钻孔时的切削力为： 

                      N

半精钻：

钻孔时的切削力为： 

                      N

夹紧力的计算：

粗钻：

根据（《机床夹具设计手册》 第三版 王光斗 王春福 主编）表1-3-11

   =28848.75N

在计算切削力时，必须考虑安全系数。

             安全系数    

    式中：—基本安全系数；取1.2

         —加工性质系数；取1.1

         —刀具钝化系数；取1.1

         —断续切削系数；取1.1

则

    N

钻削力小于夹紧力 ，所以该夹紧装置可靠。

半精钻：

根据（《机床夹具设计手册》 第三版 王光斗 王春福 主编）表1-3-11

   =6083.81 N

在计算切削力时，必须考虑安全系数。

             安全系数    

    式中：—基本安全系数；取1.2

         —加工性质系数；取1.1

         —刀具钝化系数；取1.1

         —断续切削系数；取1.1

则

    N

钻削力小于夹紧力 ，所以该夹紧装置可靠。

综上所述，本工序粗钻和半精钻的切削力都比夹紧力要小得多，所以该夹紧装置可靠。

四、夹具的零件和装配工艺性分析

（1）工艺性分析

在夹具体转配过程中，主要定位销与钻模板上的孔通过过盈配合连接在一起。由于工件较小，钻模板与夹具体间一般不拆卸，一次性装就可满足生产要求，且有螺钉旋紧固定钻模板和夹具体。如图所示：

（2）主要零件的选择

  钻模体：由于工件尺寸相对较小，采用固定式。钻模体的形状较为复杂，因此采用铸造而不采用锻造。又因为钻模体的便面需要与工件进行配合，所以与工件配合的断面经过粗铣-半精铣-精铣达到所要求的加工精度，而导向孔要与滑柱和导柱配合，且为了加工方便，做成通孔，并进行精加工。

  钻模板：采用铸造方式成型。对于与其他零件进行配合的断面和孔采用机加工，以达到所需要的精度。

  定位销：采用机加工成型。由于定位销是保证工件加工符合所要求技术的关键性零件，因此定位销需要精加工，并测量轴径，使其加工尺寸及加工精度符合技术要求。

致谢：

本说明书是编者根据锥齿轮座的加工过程所需夹具的设计原理编写的。主要包括任务介绍、方案选择、定位误差分析等内容。

《专业课程综合设计课程设计》安排在大四上学期，是在我们学完了《机械制造基础》、《机械设计》、《机械原理》、《公差与配合》等主要专业基础课，参加了金工实习、认知实习、生产实习，经过了机械设计、机械制造技术基础课程设计之后进行得又一次实践性环节，是对所学理论知识的又一次更系统更全面的应用、巩固和深化。而限于编者水平有限，说明书中难免有缺点、错误，欢迎老师批评指示。

参考书目：

机床夹具设计原理   龚定安 蔡建国陕西科学技术出版社出版  1981 08

机床夹具图册   孙巳德  机械工业出版社  1983

机械制图 大连理工大学工程画教研室 高等教育出版社 2006

机床夹具设计手册  上海科学技术出版社 1979

互换性与测量技术基础  李军  华中科技大学出版社  2007