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4 钻铰孔夹具设计
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在金属切削加工工件时，为了保证加工表面的尺寸、几何形状和相互位置精度，应使工件相对于刀具和装置切削成形运动占有正确的位置，然后将工件夹紧固定以完成安装过程。在机床上用于安装工件的工艺装备称为机床夹具。夹具在工艺装备中占有十分重要的地位，它对保证工件的加工精度、提高生产效率、降低生产成本、扩大机床使用范围等方面具有重要的作用。因此夹具设计是机械加工中一项重要的工艺装备设计工作。
4.1 钻铰孔夹具的特点
机床夹具种类繁多，结构各异，但他们的工作原理基本相同。在具体研究夹具设计问题时，对各类夹具都可以按照组成件的作用将其划分成既相对独立而又彼此联系的组成部分。
1）定位元件及定位装置
定位元件及定位装置（由零件构成的装置）的作用是确定工件在夹具中的位置。通过工件定位基准（或定位基面）与其保持接触，使工件加工时相对于刀具和切削成形运动具有正确的位置。
2）夹紧装置
夹紧装置的作用是保持工件在夹具中的既定位置，使其在加工过程中不因外力而产生位移和振动。
3）对刀-导向元件
在采用调整法加工时，为了预先调整夹具相对于刀具的位置，在夹具上设有确定刀具（铣刀、刨刀等）位置或导引刀具（孔加工用刀具）运动方向的对刀-导向元件。
4）连接元件
为了确定夹具在机床上的位置，一般夹具设有供夹具本身在机床上定位和夹紧用的连接元件，如铣床夹具的定向键。
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图4-1 夹具各组成部分与机床、工件、刀具的相互关系
4.2 工件定位夹紧方案
工件以外圆柱面定位是孔加工中最常用的定位方法，外圆柱面有三种基本形式：定心定位、支承定位、V型块定位。其中支承定位与V型块定位多用于零件横卧的加工之中。因此自动钻孔装置选择定心定位更为合理。
定心定位是以外圆柱面的中心线为定位基准，而夹具定位元件仍与外圆柱面保持接触，将其中心线确定在要求的位置上。常见的定心定位装置有各种形式的自动定心三爪卡盘、弹簧夹头等自动定心装置。
V型块定位是圆柱形工件采用最广的一种定位方式。用V型块定位时，主要起对中作用，即它能使工件的定位基准———外圆柱面中心线，对中在V型块两斜面的对称平面上。V型块上两斜面的夹角，一般选用60、90和120，其中90应用的最多。V型块的典型结构和尺寸均已标准化。 4.2.1 三爪卡盘方案
装置采用自动定心的三爪卡盘,三爪卡盘三个卡爪要保证同时作夹紧运动这样就能达到自动定心的目的的，所以他可以定位于夹紧同时进行。
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图4-2 三爪卡盘的剖视图
其中，先将卡爪与滑块用螺钉连接固定在一起，滑块两侧有两条导轨槽，将其插入卡盘台上以方便滑动，并能起到卡爪轴向定位的作用。连杆式用来推动卡爪作夹紧运动的连接件，在每个卡爪下面都有一个连杆。装置使滑动轴上下运动，通过连杆传递力使得卡爪能在径向进行夹紧运动。
同时卡盘中心有一个和加工毛坯零件尺寸相近的凹槽，它起到初步给毛坯零件定位的作用。滑动轴的顶面是零件加工的接触面，应此加工滑动轴的顶面时应保持一定的水平精度。
图4-3 三爪卡盘俯视图
4.2.2 V型块方案
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图4-4 V型块结构尺寸
V型块基本尺寸有：
D——V型块的标准心轴直径，即工件定位用的外圆柱直径; H——V型块高度； N——V型块开口尺寸； T——V型块标准定位高度； a——V型块斜面夹角。
图中对称的两片是加工时起到压紧作用的压板。
图4-5 V型块方案回转工作台整体俯视图
利用V形块进行定位，然后再利用夹紧元件对工件进行径向夹紧。
V型块相对于三爪卡盘来讲，它的定位精度更高，如果对定位精度有一定要求的孔加工采取V型块定位更为合理
4.2.2 定位误差分析
定位误差产生的原因是：工件用夹具定位，采用调整法加工，由于工件定位所造成的加工面相对其工序基准的位置误差称为定位误差，以
DW
表示。在加工一批工件