杠杆零件工艺及夹具毕业设计.doc

_目 录一、 零件的分析·······················································21.1零件的作用····················································21.2零件的工艺分析················································31.3零件的材料····················································31.4零件的生产类型················································3二、 工艺规程设计·····················································32.1基面的选择····················································32.2制定工艺路线··················································32.3机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定························52.4确定切削用量及工时············································6三、 夹具的设计·······················································153.1夹具类型的确定················································153.2定位装置的设计················································153.3夹紧装置的设计················································203.4导向装置的设计及其他装置的结构、夹具体的确定··················22四、 绘制夹具结构图···················································23五、 确定夹具技术要求的有关尺寸、公差配合·····························245.1技术要求······················································245.2公差配合······················································245.3夹具精度分析计算··············································25六、 结束语···························································26七、 致谢·····························································26八、 参考文献·························································27杠杆零件夹具设计摘要：本课题设计的是钻床加工工序的夹具，就杠杆零件的工艺进行了具体的分析、并制定了工艺卡片。对钻床加工工序进行了夹具的设计，制定了定位方案和定位基准，设计出了钻床加工工序的夹具体。对标准化零部件的受力分析。关键词：夹具；工艺路线；定位误差；定位元件。Lever parts fixture design Student majoring in Electrical and Mechanical Technology Education: Zhou liu longTutor: Wei bao liAbstract ：The issue is the design of the drilling processes fixture on the lever components, a method for the analysis of specific, and developed a process card. Driller processes of the fixture design, development programs and the positioning positioning benchmarks design of drilling processes in specific folders. Drilling also important parts of NC programming for the Analysis of standardized parts. U se of Pro / E on specific folder structure of the interference analysis, CAXA software used on some parts of NC programming. Key words : Fixture; NC; Process routes; Positioning error; Positioning components 前言不论是传统制造系统还是现代制造系统，夹具都是非常重要的。在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工或者检测的装置都可以称为夹具。例如:焊接过程中用的焊接夹具，检验过程中用的检验夹具，机械加工过程中用的机床夹具等。夹具对于加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。花费在夹具设计和制造的时间不论是在改进现有产品或者开发新产品中，在生产周期中都占有较大的比重。所以，在制造业中非常重视对夹具的研究。夹具是由一套预先制造好的各种不同形状、不同尺寸、不同功能的系列化、标准化元件组装而成的。因此夹具具有通用性和专用性双重性质，即组成夹具的元件是通用性的元件，而一旦组装成成套夹具即为专用夹具。组合夹具机构灵活多变，元件长期重复使用，因此，其元件比其它类型的夹具元件要求具有高精度，高强度，高硬度，耐磨性高等优点，单个元件功能多样，并有完全互换性。产品制造环节的柔性化的着眼点主要是在机床和工装两个方面，而夹具又是工装柔性化的重点。夹具能保证工件在规定的坐标位置上准确定位和牢固的夹紧，也就是说能保证工件相对于机床坐标原点具有准确和稳定可靠的坐标位置。这种夹具具有较高的刚度和精度，在粗加工时能承受较大的切削用量，加工表面，可以减少机床的停机时间:在夹具上还能一次装夹多个工件同时一次加工，可以减少夹具、刀具、工件系统的调整时间；还能减少刀具的更换次数和刀具的调整时间，夹具元件可以通过组装、使用。夹具的平均设计和组装时间是专用夹具所花时间的5%-20%。此夹具设计的内容为：(a)分析制定了杠杆零件的工艺；(b)设计了钻床工序的专用夹具；一、 零件的分析11零件的作用题目所给的零件是杠杆零件，零件的结构比较复杂，尺寸较小，形状比较复杂。主要作用一是传递扭矩；二是起着固定的作用；三是起着连接作用。图1 杠杆零件图12零件的工艺分析此杠杆零件有两组加工面，它们之间有一定的位置要求。具体分析如下：121以Ø28mm为中心孔的加工表面（尺寸见图1，外形见图2）这一组加工表面包括：Ø28H7mm的孔，Ø28H7mm孔的端面，尺寸为mm的端面与尺寸为Ø28H7mm的孔有垂直度要求，垂直度误差为0.03mm，还有Ø11mm的孔。其中主要加工表面为Ø28H7mm的孔。122以Ø10H9mm的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括Ø10H9mm的孔，Ø10H9mm孔的端面，且Ø10H9mm的孔的中心轴线与Ø28H7mm孔的中心轴线有平行度要求，其误差为0.3mm。其中主要加工表面为Ø10H9mm的孔。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工第一组加工表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。13零件的材料考虑到杠杆要受到扭矩的作用，而零件的尺寸有比较小，因此应选用材料为模锻件。因为不传递力与功率，主要起固定和定位作用，所以不需要特别的工艺处理。故可采用模锻成型。这从提高生产效率、保证加工精度上考虑也是应该的。14零件的生产类型 零件的生产类型为中批量生产。因此需要设计专用夹具来提高生产效率。二、 工艺规程设计21基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。211粗基准的选择。由于此杠杆零件的结构比较复杂，需要加工三个孔（Ø28H7mm、Ø10H9mm和Ø11mm）、三个端面（即三个孔的端面）和插槽，且三个孔不在同一个平面上。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本零件来说，如果以Ø40mm外圆表面作基准（四点定位），其装夹深度不够，可能造成装夹不稳定。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现选取mm作为粗加工基准，利用V形块支承Ø40mm孔的外轮廓作主要定位面，以削除，四个自由度，再用一对自动定心的窄口卡爪，夹持在mm表面上，达到完全定位。212精基准的选择主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在后面的要专门计算，此处不再重复。22制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何精度、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。221工艺路线方案一工序 铣Ø28H7mm孔两端面；工序 铣Ø10H9mm孔两端面；工序 钻、扩、粗镗、精镗、精铰Ø28H7mm孔；工序 铣Ø11mm孔两端面；工序 钻Ø11mm孔；工序 钻、扩、铰Ø10H9mm；工序 插 mm槽；工序 清洗，去毛刺；工序 终检。222工艺路线方案二工序 铣Ø28H7mm孔两端面；工序 铣Ø10H9mm孔的两端面；工序 铣Ø11mm孔两端面，保证；工序 钻、粗镗、精镗、精铰Ø28H7mm孔；工序 钻、扩、铰Ø10H9mm；工序 钻Ø11mm孔；工序 插 mm槽；工序 清洗，去毛刺；工序 终检。223工艺方案的比较分析上述两个方案的特点在于：方案一是先加工Ø28H7mm的孔的一组加工表面，然后以此为基准加工Ø10H9mm孔为中心的一组加工表面。而方案二则是在铣床上加工完所有表面，再加工三个孔。两相比较可以看出，方案一加工序比较多，装夹次数也较多，能够保证零件的位置精度；方案二是在铣床上铣完所有需要加工表面再加工内孔，装夹次数比较少，但是在一道工序中要完成这么多工作，需选用专门设计的组合机床（但在成批生产时，在能保证加工精度的情况下，应尽量不选用专用机床）。因此，最后的工艺路线确定如下：工序 铣Ø28H7mm孔两端面，保证尺寸mm；工序 铣Ø10H9mm孔两端面，保证尺寸mm；工序 钻、粗镗、精镗、精铰Ø28H7mm孔；工序 铣Ø11mm孔两端面，保证mm；工序 钻Ø11mm孔；工序 钻、扩、铰Ø10H9mm；工序 插 mm槽；工序 清洗，去毛刺；工序 终检。23机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：231 Ø28H7mm两端面的加工余量（加工的计算长度为）（1）按照机械加工工艺手册表2.22.5。取加工精度，件复杂系数为，锻件重量为1.5kg，则Ø28H7mm孔外端面的单边加工余量为2.03.0mm，现取Z=2.5mm。锻件的公差按机械加工工艺手册表2.214，材质系数取，锻件复杂系数取，则锻件的偏差为mm。（2）铣削公差：现规定本工序的加工精度为IT11，因此可知本工序加工公差为-0.13mm。符合零件要求的公差mm，不需要安排精加工。232 Ø10H7mm孔两端面的加工余量（加工余量的计算长度为）（1）按照机械加工艺手册表2.22.5，取加工精度为，件复杂系数为，锻件重量为1.5kg，则Ø10H9mm孔外端面的单边加工余量为2.0-3.0mm，现取Z=2.5mm。锻件的公差按机械加工工艺手册表2.214，材质系数取，锻件复杂系数取，则锻件偏差为mm。（2）铣削公差：规定本工序的加工精度为IT11级，因此可知本工序的加工公差为-0.11mm，符合零件要求公差mm，不需要安排精加工。233 Ø11mm孔两端面的加工余量（加工余量的计算长度为）（1）按照机械加工工艺手册表2.22.5。取加工精度，件复杂系数为，锻件重量为1.5kg，则Ø11mm孔外端面的单边加工余量为2.0-3.0mm，现取Z=2.5mm。锻件的公差按机械加工工艺手册表2.214，材质系数取，锻件复杂系数取，则锻件的偏差为mm。（2）铣削公差：规定本工序的加工精度为IT11，因此可知本工序加工公差为-0.16mm。符合零件要求的公差mm，不需要安排精加工。234内孔Ø28H7mm的加工余量、工序尺寸毛坯为实心，不冲出孔，内孔的精度等级为IT7，参考机械加工工艺手册表239及表2312确定工序尺寸及加工余量为：钻孔：Ø25mm；扩孔：Ø27.6mm 2Z=2.6mm；粗镗：Ø27.8mm 2Z=0.2mm；精镗：Ø27.94mm 2Z=0.14mm；精铰：Ø28H7mm 2Z=0.06mm。图3杠杆零件的毛坯图235内孔Ø10H9的加工余量、工序尺寸毛坯为实心，不冲也孔，内孔的精度为IT9。参照机械加工工艺手册表239及表2312确定工序尺寸及加工余量为：钻孔：Ø98mm；铰： Ø10H9mm 2Z=0.2mm。236内孔Ø11mm的加工余量、工序尺寸Ø11mm的表面为自由尺寸公差，表面精糙度为。因此只需粗加工。直接钻Ø11mm孔。此杠杆的毛坯尺寸如图3所示。24确定切削用量及基本工时241工序:铣Ø28H7mm孔两端面，保证尺寸（1）刀具的选择此零件为模锻件。根据机械加工工艺手册选用高速钢三面刃铣刀，取=160mm；齿数Z=16。采用X6130铣床加工本道工序。（2）铣削用量及相关参数a)确定铣削深度：根据上述的计算可知=2.5mm，故在一次走刀内可完成加工，所以=2.5mm。b)确定进每齿进给量：根据机械加工工艺手册表9.41查得=0.12mm/齿。c)确定铣削速度V及铣削功率：查机械加工工艺手册得：V=21m/min；=1.49kw。d)计算刀具转速及进给量:；。e)根据X6130铣床说明书，取：；。f)切削工时的计算:；。242工序：铣Ø10H9mm两端面，保证尺寸（1）刀具的选择为了节省辅助时间，提高加工效率，本道工序继续使用上道工序的刀具即使用高速钢三面刃铣刀取=160mm；齿数Z=16。 同样采用X6130铣床加工本道工序，在同一台机床上加工，能缩短加工时间，提高加工效率。（2） 铣削用量及相关参数a)定铣削深度：根据上述的计算可知=2.5mm，故在一次走刀内可完成加工，所以=2.5mm。b)确定进每齿进给量：根据机械加工工艺手册表9.41查得=0.12mm/齿。c)确定铣削速度V及铣削功率：查机械加工工艺手册得：V=29m/min；=0.83kw。d)计算刀具转速及进给量：；。e)根据X6130铣床说明书，取：；。f)切削工时的计算：；。243工序：钻、扩、粗镗、精镗、精铰Ø28H7mm的孔（1）钻孔Ø25mma)确定进给量：根据切削手册表2.7，当钢的时，。由于本零件在加工Ø25mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则：；根据Z535机床说明书，现取=0.25mm/r。b)确定切削速度：根据切削手册表2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。所以：；根据机床说明书，现取，故实际切削速度为：。c)切削工时的计算： ； 。（2）扩钻Ø27.6mm孔a)刀具的选择：采用Ø27.6mm专用扩孔钻。b)确定进给量：根据切削手册表2.10，； 此道工序选用机床T740金刚镗床来加工；查机床说明书，取。c)机床主轴转速n及切削速度v：现取；。d)切削工时的计算：；。（3）粗镗孔至Ø27.8mm a)确定切削余量：由上述计算可知，本道工序的单边余量Z=0.1因此在一次走刀内可以完成全部加工。所以。b)确定进给量：根据机械加工工艺手册表1141确定进给量。c)确定切削速度V及进给速度：根据相关手册，确定金刚镗床的切削速度为。则；由于T740金刚镗床为无级变调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。d)切削工时t： ；。（4）精镗孔至Ø27.94mm由于精镗与粗镗共用一个镗杆，利用同一金刚镗床同时对工件精镗孔，故切削用量与工时均与粗镗相同。a)确定切削余量：由上述计算可知，本道工序的单边余量Z=0.07mm，因此在一次走刀内可以完成全部加工。所以。b)确定进给量：根据机械加工工艺手册表1141确定进给量。c)确定切削速度V及主轴转速：根据相关手册，确定金刚镗床的切削速度为，则。由于T740金刚镗床为无级变调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。d)切削工时t： ；。（5）铰孔至Ø28H7mma)确定刀具：根据相关手册，本道工序采用机用铰刀28A H7 GB/T 1133-84。b)确定切削余量：由上述计算可知，本道工序的单边余量Z=0.03mm。因此在一次走刀内可以完成全部加工。所以。c)确定进给量：根据机械加工工艺手册表1141确定进给量。d)确定切削速度V及主轴转速：根据相关手册，确定金刚镗床的本道工序的切削速度，则；由于T740金刚镗床为无级变调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。e)切削工时t： ；。244工序：铣Ø11mm孔两端面（1）此零件为模锻件,根据机械加工工艺手册选用高速钢三面刃铣刀，取=160mm；齿数Z=16。（2）铣削用量及相关参数a)确定铣削深度：根据上述的计算可知=2.5mm，故在一次走刀内可完成加工，所以=2.5mm。b)确定进每齿进给量：选取X6130铣床加工本道工序。根据机械加工工艺手册表9.41查得=0.12mm/齿。c)确定铣削速度V及铣削功率：查机械加工工艺手册得：V=21m/min；=1.49kw。d)计算刀具转速及进给量:；。e)根据X6130铣床说明书，取：；。f)切削工时的计算:；。245工序：钻孔Ø11mma)确定进给量：根据切削手册表27，当钢的时，。由于本零件在加工Ø9mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数075，则；根据Z535机床说明书，现取=0.25mm/r。b)确定切削速度：根据切削手册表213及表214，查得切削速度v=18m/min。所以：；根据机床说明书，现取，故实际切削速度为：。c)切削工时的计算： ；。246工序：扩、钻、铰Ø10H9mm（1）钻孔Ø9mma)确定进给量：根据切削手册表2.7，当钢的时，。由于本零件在加工Ø9mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则；根据Z535机床说明书，现取=0.25mm/r。b)确定切削速度：根据切削手册表213及表214，查得切削速度v=18m/min。所以。根据机床说明书，现取,故实际切削速度为：。c)切削工时的计算： ；。（2）扩钻孔至Ø9.8mma)刀具的选择：采用Ø9.8mm专用扩孔钻。b)确定进给量：根据切削手册表2.10，；查机床说明书，取。c)机床主轴转速n及切削速度v：根据机床说明书，现取，故实际切削速度为；。d)切削工时的计算：；。（3）铰孔至Ø10H9mma)确定刀具：根据相关手册，本道工序采用机用铰刀10A H9 GB/T 1133-84。b)确定切削余量：由上述计算可知，本道工序的单边余量Z=0.1mm。因此在一次走刀内可以完成全部加工，所以。c)确定进给量：根据机械加工工艺手册表1141确定进给量。d)确定切削速度V及主轴转速：根据相关手册，确定本道工序的切削速度。则：；查机床说明书，取。e)切削工时t： ；。247工序：插 mm槽a)确定加工机床：选取B5020号插床加工本道工序。b)选择插刀：根据机械加工工艺手册选取圆弧插刀W18Cr4V加工此道工序。c)确定切削余量：由图17可计算出加工深度为14mm。由机械加工工艺手册表7.3-3，可分为四次加工，具体加工余量如下：（1）=4.7mm；(2) =4.7mm；(3) =2.8mm;(4) =1.8mm。d)确定进给量:加工零件为模锻钢,查机械加工工艺手册表7.3-2,进给量可确定为=0.25mm。e)确定切削速度、切削力和切削功率：由于要分四次加工,且加工余量各不相同,查机械加工工艺手册表7.3-4，切削速度、切削力和切削功率分别为:前两次的加工余量相同，进给量也相同，因此它们的切削速度=32mm/min；=3190N；=1.68kw.后两次的加工余量在1.6-2.8之间，它们的切削速度也都为=36mm/min；=1910N； =1.2kw。f)确定加工工时：；。以上进行了切削用量三要素、工时的计算，并且进行了相关的切削设备的选择，如切削机床、刀具、量具等的选择。制订了最终的工艺卡片如表1所示:三、夹具的设计3.1夹具类型的确定由于设计任务及条件可知，工件的外形轮廓尺寸小，重量轻，加工要求不高，生产批量不大。因此，设计的夹具不宜复杂，在保证质量和提高生产率的前提下，尽量简化结构，做到经济合理。根据被加工部位的分布情况，拟采用翻转式钻夹具（可换钻套）。定位装置的设计321确定定位方案(1)定位原理在机床上加工工件时，要使工件的各个被加工面的尺寸及位置精度满足工件图或者工艺文件所规定的要求，就必须在切削加工前使工件在机床夹具中占有一个确定的位置，使其相对于刀具的切削运动具有正确的位置，这个确定工件位置的过程我们称为定位。这是定位方案设计的主要任务。(2)定位基准为了保证工件上各个加工表面之间或者对其它加工表面的位置精度，工件在机械加工时，必须安放在机床板的一个固定位置上。任何一个零件都是由若干几何表面所组成，这些表面之间根据零件设计的技术要求，广泛存在距离尺寸和角度位置的要求。工艺文件中所谓的基准，就是指零件图上某些点、线、面的位置，可以用它们来确定某些点、线、面的位置。根据这些基准的作用和性质，可以分为设计基准和工艺基准两类。设计基准通常指零件图样上标注尺寸的起点。工艺基准又分为工序基准、定位基准、测量基准等。通常希望将设计基准和工艺基准统一，但是实际上，由于制造上的困难而难以实现，这就引起误差。定位基准的选择是否合理，将直接影响到夹具结果的复杂程度以及工件的加工精度。因此，在选择定位基准时应进行多种方案的分析比较。选择定位基准时，应重点考虑如何减少误差，提高精度，也要考虑安装的方便性、准确性和可靠性。定位基准的选择分为粗基准和精基准的选择两种，下面分别介绍。a)粗基准的选择。粗基准是用没有加工的表面作为定位基准，选择粗基准时应考虑以下原则:1) 保证加工表面与不加工表面之间的相对要求，应选择不加工表面作为粗基准，特别是选择与加工表面有紧密联系的表面作为粗基准;2) 若加工表面较多，选择粗基准时，应合理分配各加工表面的加工余量；3) 选择作为粗加工基准的表面，应平整、光洁，以便定位准确，夹紧可靠；4) 因为粗基准的定位误差较大，一般粗基准只能使用一次。b)精基准的选择。精基准是己经加工过的表面作为定位基准。一般应遵循下列原则:1) 选择零件的设计基准作为精基准，也就是“基准重合”原则，这样可以避免因基准不重合而引起的基准不重合误差;2) 能选用统一的定位基准加工各个表面，以保证各个表面对基准的位置精度，这就是“基准统一”原则;3) 获得均匀的加工余量或使加工表面间有较高的位置精度，有时可以采取互为基准反复加工的原则;4) 有的精加工工序要求加工余量小，或垂直度要求高，为了保证加工质量和提高生产率，应选择加工面本身作为定位基准。以上的选择原则，有时是互相矛盾的，在选择的时候要综合考虑。在保证工件加工要求的前提下，尽量使夹具结构简单，工件稳定性好。(3)工件在空中的自由度忽略工件的微小变形，工件可以看成一个理想的刚体。将其放在一个空间直角坐标系中，以此坐标作为参照系来观察刚体位置和方位的变化，由刚体力学可知，在空间中处于自由状态的刚体，共有6种可能的运动，即沿x轴、Y轴、Z轴移动，或者绕x轴、Y轴、Z轴的转动，这种移动和转动的可能性就称为自由度。这6种移动或者转动的变化形式是基本的变化形式，工件在空间的运动状态都可以由这6种基本变化合成得到。限制了工件的某个自由度，该工件在这个方向上的位置也就确定了。因此，可以根据工件的加工要求，通过限制工件自由度的方法，达到工件在夹具上定位的目的。当工件的6个自由度被全部限制后，工件的位置和方位也就会被唯一的确定下来。(4)六点定位原理基于运动原理，要限制工件的6个自由度，典型的方法就是在夹具设计中设置（如图4所示）的6个支承点。图中的矩形工件每次都安放到与6个支承相接触，从而使一批工件中每个工件得到确定的位置，其中底面A放在3个支承上，限制了3个自由度(沿着z轴的移动和沿着x, y轴的转动)，侧面B限制了2个自由度(沿Y轴的移动和沿z轴的转动)，另一个侧面C限制了一个自由度(沿x轴的移动)。用分布在3个互相垂直的平面上的6个支承点来限制六个自由度，使得工件在夹具中的位置完全确定，这就是著名的3-2-1六点定位原理6。六点定位原理适合任何形状的工件。如图5所示的轴类工件的六点定位原理示意图。其中轴的圆柱表面放在4个支承点上，消除了工件的4个自由度(沿y, z轴的移动和绕z轴的转动)，轴端部靠在一个支承点上，消除了一个自由度(沿x轴的移动)，轴上一端的槽正放在一个支承点上，消除了工件绕x轴转动的自由度(图5)所示。根据工件形状的不同，所用的定位基准也不同，定位点的分布情况也不同。运用六点定位原理可以分析和判断夹具中的定位结构是否正确，将工件的六个自由度完全约束或受限制的定位称为完全定位。但是在很多情况下，无需将工件的6个自由度完全约束，只需要限制那些对加工后位置精度有影响的自由度即可，无需限制6个自由度的定位称为不完全定位。在保证工件位置精度的前提下，不完全定位可以减少夹具元件，简化夹具结构。如果一个夹具的定位结构所限制的自由度少于位置精度必须要限制的自由度数量，就会产生定位不足，这种定位方式称为欠定位。如果一个夹具的定位结构中，不同支承点重复的约束工件上同一个自由度，就会产生定位不稳定，这种定位方式称为过定位。欠定位情况下，工件的位置精度不能保证，因此是不允许的。过定位要视具体的情况而定是否允许。如图5中，如果B平面的两个支承点在一条垂直线上，这样绕z轴转动的自由度就没有被限制，这种情况属于欠定位;而沿Y轴移动的自由度就被限制了两次，这种情况属于过定位。 图4 六点定位原理 图5 轴类工件的六点定位原理(5)根据工件结构特点，其定位方案有两种：方案一（如图6所示），以Ø28H7mm孔及一组合面（K面与Ø10H9mm孔下端面组合）为定位面，以限制五个自由度（， 图6 定位方案一图7 定位方案二，），以Ø10H9mm孔端外缘毛坯一侧为防转定位面，以限制工件自由度。该方案由于mm的公差大，定位不稳定，定位误差较大。方案二（如图7所示），以孔Ø28H7mm及端面K定位，限制工件五个自由度（，），以孔Ø11mm孔外缘定位，限制工件自由度。为增加刚性，在Ø10H9mm孔下端，增设一个辅助支承.由于定位精度未受尺寸88mm的影响，定位误差较小。比较上述两个方案，方案二为最佳方案。322选择定位元件（1）选用带台阶面的定位销，作为Ø28H7mm孔及其端面定位的定位元件（见夹具总图17）.其结构和尺寸按要求确定。（2）以Ø10H9mm孔外缘定位，采用的定位元件有两种形式（如图8所示）：图8 定位件的选择a)选用可调支承钉作为以Ø10H9mm外缘定位的定位元件，它可限制Z自由度.该方案可克服毛坯精度对定位精度的影响，在使用过程中根据每批毛坯的精度进行调整，结构如图8（a）所示。b)采用移动V形块作为定位元件，如图8（b）所示。限制了Z自由度，其定位精度不受毛坯的影响，但受夹具结构限制，并且结构复杂，布局困难。V形块除定位作用外，还有夹紧作用，根据本工件的结构特点，易引起工件变形。比较上述两种形式，确定采用第一种形式。3）定位误差的分析计算a）加工Ø10H9mm，要求保证中心距尺寸（80 ±0.20）mm及两孔轴线平行度Ø0.30mm.计算中心距（80±0.20）mm定位误差为：；由图4可知， mm。基准定位等于定位销与定位孔的最大间隙,销孔配合代号为Ømm, Ø28H7mm为Ømm，以Ø28g6mm为Ømm。于是 其中：；。则 。该定位方案满足要求。b)计算Ø10H9mm与Ø28H7mm两孔轴线的平行度误差同理 mm，由于基准位移误差定义可知。是定位销圆柱部分与台阶面的垂直度误差。由于此两表面是在一次安装中加工出的，其误差很小，可忽略不计=0mm。是工件定位孔Ø28H7mm与定位面K间的垂直度误差，而Ø28H7mm孔与定位面K也是在一次安装中加工出的，其误差很小，也可以忽略不计=0mm。因此 mm。定位误差的允许值；显然 。因此该定位方案也能满足两孔轴线平行度0.30mm的加工要求。2）加工Ø11mm孔，要求保证孔距尺寸（15±0.25）mm的定位精度同理 ；而与加工Ø10H9mm孔时相同，只是方向沿加工尺寸15mm方向。其中；显然，该方案满足要求。由以上分析可知，该定位方案与定位装置是可行的。33夹紧装置的设计331夹紧机构根据生产类型，此夹具的夹紧机构不宜复杂，采用螺旋夹紧方式.螺栓直径暂用M12mm，为缩短装卸工件的时间，采用开口垫圈。332夹紧力的计算（1）加工Ø10H9mm时受力分析如图9所示，加工时，钻削轴向力F与夹紧力F1同向，作用在定位支承上，而钻削扭矩T1则有使工件紧靠于可调支承之势，所用钻头直径小，切削力矩不大。因此，对加工此孔来说，夹紧是可靠的，不必进行夹紧力校核。（2）加工Ø11mm孔时受力分析如图10所示，加工时，钻削轴向力F有使工件绕O点旋转的趋势，而钻削扭矩T2又有使工件翻转的趋势，为防止上述两种趋势的发生，夹具的夹紧机构应具有足够的夹紧力和磨擦力矩，为此需进行夹紧力校核。1）钻削轴向力F：；设f=0.25mm,已知=11mm其余参数查文献5得：2）钻削力矩：。3）使工件转动的转矩和使工件翻转的力矩：由图7知：；。式中：为翻转力，=；为翻转力臂，；得：；。图9 加工Ø11H9mm孔时工件受力图图10 加工Ø11mm孔时工件受力图4）防转夹紧力的防翻转夹紧力根据力学平衡原理，由图7知：；。得：；。5）夹紧机构产生的夹紧力为 根据初步选用螺栓直径为M12mm，由参考文献9查得，采用M12mm的螺栓时，许用夹紧力。，显然M12螺栓无法满足要求。现改用M16mm螺栓，许用夹紧力。M16mm螺栓可满足夹紧要求，同时，M16mm螺母的最大直径也小于定位孔Ø28H7mm的尺寸，不妨碍工件的装卸。因此，选用M16mm是合理的，符合此夹具体的装夹和刚度要求。导向装置的设计及其他装置结构、夹具体的确定341加工Ø10H7mm孔导向装置的确定为适应钻、扩、铰的要求，现选用可换钻套及与这相适应的衬套，它们的主要尺寸和结构由可换钻套（GB/T2264-1991）和钻套用衬套（GB/T2263-1991）选取。具体尺寸如表2所示。钻套端面到加工面间的距离一般取（0.3-1）d（d为钻头直径），取8mm。可换钻套的技术要求：（1）材料： 选取T10A钢为材料，按GB1298-86碳素工具钢技术要求。（2）热处理；T10A HRC5864；渗碳深度为0.81.2mm，HRC5864。表2 可换钻套及衬套尺寸名 称内 径d（mm）外 径D（mm）快 换 钻 套（见图12）衬 套（见图11）衬套的技术要求：（1）材料： 选取T8钢为材料，按GB1298-86碳素钢工具钢技术要求；（2）热处理：T8HRC5560；渗碳深度为0.81.2mm，HRC5560。此处按方案二需要加一辅助支承，采用六角头调节支承（GB2227-80），由于Ø10H7mm外圆不需要加工，表面并不光整，尺寸具有很大的误差，而此六角调节支承钉有调节功能，能方便地消除Ø10H7mm表面尺寸引起的加工误差。如图13所示。技术要求：（1）材料：45钢，按GB699-88优质碳素结构钢钢号和一般技术条件加