轉速器盤機械制造課程設計

1、機械制造工程原理機械制造工程原理課程設計說明書課程設計說明書設計題目設計題目: 轉速器盤制造工藝及夾具設計轉速器盤制造工藝及夾具設計 設設 計計 者者 喬凱凱 學學 號號 21006071028 指導教師指導教師 修磊 機電與信息工程學院2013 年 5 月 1 日前 言機械制造工程原理課程設計是我們學習完大學階段的機械類基礎和技術基礎課以及專業(yè)課程之后的一個綜合課程，它是將設計和制造知識有機的結合，并融合現(xiàn)階段機械制造業(yè)的實際生產情況和較先進成熟的制造技術的應用，而進行的一次理論聯(lián)系實際的訓練，通過本課程的訓練，將有助于我們對所學知識的理解，并為后續(xù)的課程學習以及今后的工作打下一定的基礎。對

2、于我本人來說，希望能通過本次課程設計的學習，學會將所學理論知識和工藝課程實習所得的實踐知識結合起來，并應用于解決實際問題之中，從而鍛煉自己分析問題和解決問題的能力；同時，又希望能超越目前工廠的實際生產工藝，而將有利于加工質量和勞動生產率提高的新技術和新工藝應用到機器零件的制造中，為改善我國的機器制造業(yè)相對落后的局面探索可能的途徑。由于所學知識和實踐的時間以及深度有限，本設計中會有許多不足，希望各位老師能給予指正。目目 錄錄前前 言言.I第第 1 1 章章 機械加工工藝規(guī)程設計機械加工工藝規(guī)程設計.31.1 零件的分析.31.2 零件的生產綱領及生產類型.41.3 零件的加工工藝分析.41.4

3、零件主要技術條件分析及技術關鍵問題.5第第 2 章章 機械加工工序設計機械加工工序設計.62.1 基準的選擇.62.2 表面加工方案的選擇.72.3 制訂機械加工工藝路線.82.4 選擇毛坯.102.5 機床的選擇.102.6 選擇夾具.102.7 選擇刀具.112.8 選擇量具.112.10 加工量計算表.112.10 工序 加工尺寸 尺寸公差 使用量具.122.11 確定工序尺寸.12第第 3 3 章章 機機械械加加工工計計算算 .133.1 粗銑上下端面和上表面.133.2 鉆10 和 2-6 孔.133.3 鉸10 和 2-6 孔.153.4 精銑上表面.163.5 粗銑前端面和后端面

4、.163.6 精銑前端面.163.7 鉆 2-9 孔：.17第第 4 4 章章 夾夾具具的的設設計計 .174.1 工件的加工工藝分析.174.2 確定夾具的結構方案.184.3 繪制夾具總體圖.25參考文獻.253第第 1 1 章章 機械加工工藝規(guī)程設計機械加工工藝規(guī)程設計1.1零件的分析零件的分析1.1.11.1.1 零件的作用零件的作用轉速器盤是調速機構。10mm 孔裝一偏心軸，此軸一端通過銷與手柄相連，另一端與油門拉桿相連。轉動手柄，偏心軸轉，油門拉桿即可打開油門或關小油門。6mm 孔裝兩銷，起限位作用，手柄可在 120范圍內轉動，實現(xiàn)無級調速。該零件通過 9mm 孔用 M8 螺栓與柴

5、油機體連接。本設計任務給定的零件轉速器盤，即傳遞運動并保持其他零件正確工作方式和保持互相之間的正確位置。其對加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比較復雜，不成規(guī)則，故加工過程中需要用到復雜的夾具。1.1.21.1.2 零件的工藝性分析和零件圖的審查零件的工藝性分析和零件圖的審查該零件圖的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術都符合要求。但是，零件的加工過程，需要有較高的平面度，某些地方需要較細的表面粗糙度，各裝配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否則會影響機器設備的性能和精度。由于零件的結構比較復雜,加工時需要較復雜的夾具才能準確的定位，并保持適當?shù)膴A緊力，可以用花盤進行定位加

6、緊，并用墊塊進行輔助定位。41.21.2 零件的生產綱領及生產類型零件的生產綱領及生產類型生產綱領是企業(yè)在計劃期內應當生產的產量。假定該機器年產量為 80 臺，且每臺機器中僅有一件，由零件的特征可知，它屬于機體類小零件，因此，可以確定其生產類型為單件生產。1.31.3 零件的加工工藝分析零件的加工工藝分析轉速器盤共有九個機械加工表面，其中，兩個直徑為 9mm 的螺栓孔與 10mm孔有位置要求；120圓弧端面與 10mm 孔的中心線有位置度要求?，F(xiàn)分述如下： 兩個直徑為兩個直徑為 9mm 的螺栓孔的螺栓孔兩個直徑為 9mm 的螺栓孔的表面粗糙度為 Ra6.3，螺栓孔中心線與底平面的尺寸要求為 1

7、8mm；兩個螺栓孔的中心線距離為mm；螺栓孔與直5.0005. 028徑為 10mm 的孔中心線距離為mm；與柴油機機體相連的后平面，其表1 . 072面粗糙度為 Ra6.3。5 10mm 的孔及的孔及 120圓弧端面圓弧端面10mm 的孔尺寸為 10mm，表面粗糙度為 Ra3.2，其孔口倒角049. 0013. 00.545，兩個 6mm 的孔表面粗糙度為 Ra3.2，120圓弧端面相對036. 0010mm 孔的中心線有端面圓跳動為 0.2mm 的要求，其表面粗糙度為 Ra6.3。從以上分析可知，轉速器盤的加工精度不是很高。因此，可以先將精度低的加工面加工完后，再以加工過的表面為定位基準加

8、工精度較高的 10mm 和6mm 孔。1.41.4 零件主要技術條件分析及技術關鍵問題零件主要技術條件分析及技術關鍵問題從轉速器盤的各個需要加工的表面來分析：后平面與機體相連，其長度尺寸精度不高，而表面質量較高；兩個 9mm 的螺栓孔，因需要裝配螺栓進行連接，還要用于夾具 定位，其加工精度可定為 IT9 級；25mm 圓柱上端面和 120 圓弧端面位置精度要求不高；兩個 6mm 的孔需要裝配定位銷，表面質量要求高；10mm 孔需要裝配偏心軸，其表面質量要求高；各加工面之間的尺寸精度要求不高。從以上分析可知，該零件在大批量生產條件下，不需要采用專用的機床進行加工，用普通機床配專用夾具即可保證其加

9、工精度和表面質量要求。因此，該零件的加工不存在技術難題。為提高孔的表面質量，在孔加工工序中采用鉸削對其進行精加工。6第第 2 章章 機械加工工序設計機械加工工序設計2.12.1 基準的選擇基準的選擇本零件是有精度較高要求的孔的盤狀零件，平面和孔是設計的基準，也是裝配和測量的基準，在加工時，應盡量以大平面為基準。先銑出下表面，以下表面為基準，加工出上端面和上表面，再以上端面為基準加工下端面，以上端面為基準鉆出 I,II,III 3 個孔；加工前后端面時，先以上端面和 I,II,為基準，在銑床上銑出后端面，再以后端面為基準，加工出 2 個9 的孔的前端面。 由于扇形部分的表面比較不易加工，首先以加

10、工出來的下端面為基準加工出I,II,III 孔處的各個上端面，再以上端面為基準，加工出 I 孔處的下端面；零件的 2 個 9 孔的上邊緣表面是不能用來作為定位基準的。如圖 2前端面后端面7下表面上表面上端面下端面2.22.2 表面加工方案的選擇表面加工方案的選擇 后平面后平面表面粗糙度為 Ra6.3，經濟精度為 IT9，加工方案確定為：粗銑精銑； 18mm18mm 圓柱端面圓柱端面表面粗糙度為 Ra6.3，經濟精度為 IT11，加工方案確定為：粗銑； 9mm9mm 螺栓孔螺栓孔表面粗糙度為 Ra12.5，經濟精度為 IT9，加工方案確定為：鉆削鉸孔； 25mm25mm 圓柱上端面圓柱上端面表面

11、粗糙度為 Ra6.3，經濟精度為 IT9，加工方案確定為：粗銑精銑； 10mm10mm 孔孔表面粗糙度為 Ra6.3，經濟精度為 IT9，加工方案確定為：鉆削粗鉸精鉸孔倒角；8 120120 圓弧端面圓弧端面表面粗糙度為 Ra6.3，經濟精度為 IT9，加工方案確定為：粗銑精銑； 6mm6mm 孔孔表面粗糙度為 Ra6.3，經濟精度為 IT9，加工方案確定為：鉆削鉸孔。2.32.3 制訂機械加工工藝路線制訂機械加工工藝路線制訂機械加工工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批量生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡

12、量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降低。工藝路線一：工序 1：鉗工劃線；以上邊緣面為粗基準，劃下表面的加工線。工序：銑，以上端面為定位粗基準，粗銑出零件下表面。工序 3：銑，在以下表面為基準，粗銑出 I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。 工序 4：銑，以上端面為定位基準，粗銑出零件下端面工序 5：精銑，以下端面為基準，對上端面進行精銑，使表面粗糙度達到 R6.3 的要求。 工序 6：鉆孔，以下端面為基準，預鉆出 I,II,III 孔，留出 1mm 左右的加工量；工序 7 ：鉸，在鉸床上進行鉸孔，粗鉸 10 孔 I；粗鉸 2 個 6 孔；倒角

13、。工序 8： 銑，以 I 為基準，對上表面進行精銑，使表面粗糙度達到 R6.3 的要求。工序 9：銑，以 I,和下表面為基準，銑出前端面工序 10：精銑 9 孔前端面工序 11：銑，以前端面為基準，銑出后端面。 工序 12：鉆，以 I,和下表面為基準，鉆出 2 個 9 孔。工序 13：鉗工去毛刺。 工序4：終檢。工序5：涂油入庫。工藝路線二：9工序 1：鉗工劃線；以上表面為粗基準，劃下表面的加工線。工序：以上端面為定位粗基準，粗銑出零件下表面；在以下表面為精基準，粗銑出個 9 孔的上端面，以及 I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。 工序：以下表面為基準，對這個孔的上端面進行精銑，

14、使表面粗糙度達到 R6.3 的要求。工序：以 10 孔的上表面為基準，精銑 10 孔 I 的下端面。工序：以下表面為基準，在鉸床上粗銑或半精銑出后端面，再以后端面為基準，加工出 2 個 9 的孔的前端面。工序：鉆孔，以后表面為基準，預鉆出 I,II,III 孔，留出 1mm 左右的加工余量；再以下端面為基準，預鉆出 2 個 9 孔，留出 1mm 的加工余量、 工序：在鉸床上進行鉸孔，粗鉸 10 孔 I；粗鉸 2 個9 孔；倒角。 工序：精鉸 6 孔 II,III，使粗糙度達到 R3.2 的要求 工序：鉗工去毛刺。 工序：終檢。工藝路線三: 工序 1：鉗工劃線；上表面為粗基準，劃下表面的加工線。

15、工序：銑，以上端面為定位粗基準，粗銑出零件下表面； 工序 3：在以下表面為精基準，粗銑出個 9 孔的前端面，以及 I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。工序 4：以 10 孔的上端面為基準，銑 10 孔 I 的下端面工序 5：鉸，以下表面為基準，在鉸床上粗銑或半精銑出 9 后端面。工序 6：銑，以 9 后端面為基準，銑出 2 個 9 的孔的前端面。工序 7：以 10 孔下端面為基準，預鉆出 I,II,III 孔，留出 1mm 左右的加工余量工序 8：以 9 后端面為基準，預鉆出 2 個 9 孔，留出 1mm 的加工余量工序 9：精銑，以下表面為基準基準，對這個孔的上端面進行精銑，使

16、表面粗糙度達到 R6.3 的要求。工序 10：鉸，鉸床上進行鉸孔，粗鉸 10 孔 I；粗鉸 2 個 9 孔；倒角。工序 11：精鉸 6 孔 II,III，使粗糙度達到 R3.2 的要求工序 12：鉗工去毛刺。工序3：終檢。工序4：涂油入庫。10工藝方案的比較與分析工藝方案的比較與分析 在加工過程中，也可以用車床或刨床來加工表面，用鉸床來鉸孔。但是由于工件的結構較復雜，用車床或刨床加工的話會給加工帶來很大的困難，給工人增加很大的工作難度；如果用鉸床來鉸孔，也是可以的，但是本設計給的零件的孔要求的精度不是非常高，用普通的鉆床就可以加工達到設計的要求。選擇工藝路線一比較合理！以上工藝過程詳見“機械加

17、工工藝卡片” 。2.42.4 選擇毛坯選擇毛坯轉速器盤是一個結構較復雜的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同時要求強度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料 HT200，鑄鐵材料是最常見的材料，其優(yōu)點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，可在加工過程中進行調質處理，淬火，同時為了消除內應力對工件的影響，可進行適當?shù)娜斯r效處理。由于零件的結構復雜，用鍛件是不太可能的，因此，需要先根據(jù)零件圖，做出鑄模，進行鑄造，最好用成型鑄造法，以減少加工余量和保證零件的結構準確性。2.2.5 5 機床的選擇機床的選擇(1)工序，5 和 9，10，11，12

18、用的是銑床，分別進行粗銑，精銑。用普通的臥銑床 X62W 型萬能臥銑床即可。(2)工序和工序是鉸孔工序，分別是粗鉸和半精鉸。使用普通的鉸床即可。(3)工序，13 加工一個 10 孔，2 個 6 孔，2 個 9 孔，采用花盤加緊，在立式鉆床即可?？蛇x用 Z518 型立式鉆床。2.62.6 選擇夾具選擇夾具本零件結構比較復雜，不成規(guī)則，故夾緊定位比較困難，可采用花盤以及專用夾具來定位，并可以使用一些墊塊來輔助定位加緊。11例如，在加工上端面時，扇形部分下部分懸空，需要用一些輔助支撐，然后加緊，以防零件加緊時發(fā)生變形。在加工前后端面時，用花盤或壓板都可以加緊。2.72.7 選擇刀具選擇刀具(1)在工

19、序，銑平面時，銑刀可以選擇直齒或錯齒的端銑刀和周銑刀，工序中有粗銑和精銑，在粗銑后，要留有一定的加工余量，供精銑工序加工。(2)鉆孔有 10, 6,9 三種孔，需要留一定的加工余量，可用 5, 8 麻花鉆直接鉆出來。(3)鉸孔需要鉸三種孔 10, 6 和 9，有粗鉸和精鉸，粗加工可用 YT15,精加工可用 YT30。2.82.8 選擇量具選擇量具 本零件是單件大批量生產，故采用的是通用量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器具的測量方法的極限誤差來選擇。在這里選的是第一種方法。2.8.1 選擇平面的量具： 由零件圖上看，各平面的相互位置要求不是非常嚴格，其最小不確

20、定度為0.2mm，選用分度值為 0.02mm，測量范圍為 0-150mm 的游標卡尺就行了，因為其不確度為 0.02mm，顯然滿足要求。2.8.2 選擇內孔的量具：此零件對孔的精度要求較高，其中例如 I 孔的下偏差要求在 0.013 之內，故可選用分度值為 0.01mm，測量范圍為 0-150mm 的內徑百分尺，其不確定度為0.008，滿足測量精度的要求。2.102.10 加工量計算表加工量計算表 工序加工位置毛坯(mm)粗加工(mm)半精加工(mm)精加工(mm)總加工余量(mm)12上表面13.5 11.51125上端面12.5(雙面)10.5(雙面)78（雙面）37下端面8.5(雙面)2

21、前端面19(雙面)17(雙面)14（雙面）3后端面15（雙面）210 孔096 孔055.79 孔092.102.10 工序工序 加工尺寸加工尺寸 尺寸公差尺寸公差 使用量具使用量具 （1） 28 0.5 分度值為 0.02mm，測量范圍為 0-150mm 的游標卡尺 （2）12 0.2 分度值為 0.02mm，測量范圍為 0-150mm 的游標卡尺 （3）14 - 分度值為 0.02mm，測量范圍為 0-150mm 的游標卡尺 （4）10 0.013 分度值為 0.01mm，測量范圍為 0-150mm 的內徑百分尺 6 0.030 9 - 分度值為 0.02mm，測量范圍為 0-150mm

22、的游標卡尺 注：本零件要求測量的尺寸并不是很復雜，故只要這兩種量具就足夠了。2.112.11 確定工序尺寸確定工序尺寸 工序 2，3，4 主要是加工端面，如圖 L1，L11,L12,L13,L14,L15,L16 是各個端面之間的相互位置，其中工序，的 L15,L16,是精加工的尺寸鏈，即加工I,II,III 孔的上端面的尺寸。L1 是零件下表面到最上面的端面的距離，L11 是下表面到 9 孔中心的距離，L12 是 9 孔中心到上端面的距離，L13 是 9 孔中心到 10 孔下表面的距離，L14 是 10 孔兩個端面的距離，L15 是 10 孔上端面到 6 孔的上端面的距離，L16 是下表面到

23、 10 孔的上端面的距離。 工序，主要是加工孔的尺寸鏈。 L21 是 9 孔兩個端面的距離，L22 是后端面板的厚度，L23 是后端面到孔 I 的距離。L31 是兩個 9 孔之間的距離，L32 是左邊的 9 到 10 孔的水平距離，L33 是 10 孔到兩個 6 孔的水平距離，L34 是 10 孔到零件下表面的斜面底端的距離。13第第 3 3 章章 機機械械加加工工計計算算3.13.1 粗銑上下端面和上表面粗銑上下端面和上表面參考文獻2表 2.3-21 查得加工余量為 Z =2mm ，Z =2mm。已知上端面的總12余量為 Z=5.7mm，則上表面總加工的余量為：Z=2.5mm。參考文獻1表

24、4-29 取粗銑的每齒進給量 f =0.2mm/Zz粗銑走刀一次，a =1mmp取主軸轉速 n=150r/min，則： V =94.25m/minc1000Dn1000150200校核機床功率 銑削時的切削功率為： 取 Z=10 ，n= =2.5r/s ，=0.2mm/Z ，=1 ，代入：60150mmae140zfpc keznkafaPpcezpc51. 515 . 2101402 . 05 . 3109 .167109 .16774. 09 . 0574. 09 . 05從機床 X52K 的參數(shù)的機床的功率為 7.5kw，機床的傳動效率取 0.750.85，取=0.85則機床電動機所需功

25、率14P =6.487.5kw，則主軸的轉速合理。ecP85. 051. 53.23.2 鉆鉆 1010 和和 2-2- 6 6 孔孔鉸的余量為 0.5（單邊） ?？滓蚴且淮毋@出，故鉆削的余量為：（10/2-0.5）=4.5mm, （6/2-0.5）=2.5mm. 各工步余量和工序尺寸公差/mm加工表面加工方法余量公差等級工序尺寸10鉆孔4.592-6鉆孔2.5 5參考文獻1表 4-70、4-76，取鉆9 的進給量為 f=0.3mm/r，切削速度V =22m/minc由此算出轉速為：n=700r/mindv100010221000按鉆床實際轉速取 n=630r/min則實際切削速度為：V =1

26、9.79m/minc100063010查有關資料得：=fF07 .4281. 9d8 . 0ffkM=9.812002. 0d8 . 0ffK則鉆 2-6 孔的和 M 如下：fF=1599NfF8 . 03 . 0107 .4281. 91M=7.86N.m13 . 010021. 081. 98 . 02已取鉸孔進給量=0.08mm/r（參考文獻1表 4-91） ，取=4m/min，則：fcV15轉速 n=dv1000min/1271041000r按鉆床的實際轉速取 n=125r/min實際切削術度為： min/93. 3100012510mVc3.33.3 鉸鉸 1010 和和 2-2-

27、6 6 孔孔粗鉸以后的孔徑為10mm。各工步余量和工序尺寸公差/mm加 工 表 面加 工 方 法余 量公 差 等 級工 序 尺 寸6 鉸03（單邊）H880H9087. 0010 鉸05H9鉸以粗加工后的下端面為定位基準。因為10 孔和下端面在粗、精加工時互為基準，即可以互相校正10 孔與下端面的垂直度。鉸孔時因余量為 0.3mm，故mmap3 . 01mmap5 . 02 取進給量=0.2mm/rfmin/1605 .794010001000rdvn因為: FcFcyxpFccfaCF81. 9FcncKvFc310cccvFP取 180FcC1Fcx75. 0Fcy1Fcn則：NFc3 .

28、1452167. 02 . 075. 218081. 9075. 0kwPc97. 01067. 03 .14523鉸6 孔 mmap25. 0rmmf/12. 0min/72/2 . 1msmvc16 min/286807210001000rdvn取機床的效率為 0.85，則機床所需的功率為kw1.5kw，故機床功率14. 185. 097. 0足夠。3.43.4 精銑上表面精銑上表面 min/05. 0mmfzmmap5 . 1n=300r/min走刀一次3.53.5 粗銑前端面和后端面粗銑前端面和后端面參考文獻2表 2.3-21 查得加工余量為 Z =2mm ，Z =2mm。已知上端面的

29、總12余量為 Z=4mm，則前端面總加工的余量為：Z=2mm。參考文獻1表 4-29 取粗銑的每齒進給量 f =0.2mm/Zz粗銑走刀一次，a =1mmp取主軸轉速 n=150r/min，則： V =94.25m/minc1000Dn1000150200校核機床功率 銑削時的切削功率為： 取:Z=10 ，n= =2.5r/s ，=0.2mm/Z ，=1 ，60150mmae140zfpc代入：keznkafaPpcezpc51. 515 . 2101402 . 05 . 3109 .167109 .16774. 09 . 0574. 09 . 05從機床 X52K 的參數(shù)的機床的功率為 7.

30、5kw，機床的傳動效率取 0.750.85，取=0.85則機床電動機所需功率P =6.487.5kw，則主軸的轉速合理。ecP85. 051. 5173.63.6 精銑前端面精銑前端面后端面因為要求不高，所以可以一次銑出，其工序余量即等于總余量 2mm。定位和尺寸基準為粗加工后的前面。 =4mm 取粗銑每齒進給量=0.2mm/z n=150r/minpazf min/4 .7510001501601000mmDnvc粗后端面的切削用量都和粗銑前端面的一樣，但小于粗銑 A 面的值，所以ea機床功率足夠。3.73.7 鉆鉆 2-2- 9 9 孔：孔： rmmf/3 . 0（參考文獻1表 4-70）

31、min/22mvc min/539132210001000rdvn取鉆床實際轉速，則實際切削速度min/500rn min/42.20100050013mvc NFf207813 . 0137 .4281. 98 . 0 mNMf.29.1313 . 013021. 081. 98 . 02第第 4 4 章章 夾夾具具的的設設計計設計工件工序 70鉆、鉸削加工 10F9mm 的孔并锪倒角 0.545的鉆床夾具。該夾具用于 Z525 立式鉆床，并配上 9.8H12mm 的高速鋼麻花鉆、9.96H10mm 的高速鋼錐柄機用鉸刀、10F9mm 的高速鋼錐柄機用鉸刀，按工18步對孔進行加工。4.1 工

32、件的加工工藝分析轉速器盤需要加工的10mm 孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙049. 0013. 0度值為 Ra6.3，并且10F9 為淺孔。在機械加工工藝規(guī)程中，分鉆、粗鉸、精鉸、倒角0.545進行加工。依靠所設計的夾具來保證加工表面的下列位置尺寸精度：待加工孔 10F9 和已加工孔 9H11 的中心距離尺寸為 720.1mm；待加工孔 10F9 和后平面的距離尺寸為 560.1mm。由以上可知，該孔的位置尺寸精度要求不高，但是，兩個相差 120筋板不利于夾緊工件，會給加工帶來一定困難，在鉆孔的時候，工件的筋板會受到鉆頭軸向力的作用產生微小變形，影響孔的加工精度。因此，在設計夾具時應注

33、意解決這個問題。4.2 確定夾具的結構方案 確定定位方案，設計定位元件該孔為通孔，沿著孔軸線方向的不定度可不予以限制，但是為增強加工時零件的剛性，必定限制孔軸線方向的不定度，故應按完全定位設計夾具，并力求遵守基準重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響。由于工件在鉆 10mm 孔時兩筋板的剛性較差，從保證工件定位穩(wěn)定的觀點出發(fā)，采用“一面兩孔”定位，即以已加工的后平面和兩個 9mm 孔為定位基準，這樣，既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準重合原則。為實現(xiàn)定位方案，所使用的定位元件：圓柱銷和菱形銷在后平面和 9mm 孔定位，可以限制工件的五個不定度，25mm 外圓柱下端面使用薄壁圓柱孔支承，限制工

34、件沿 Z 軸的移動不定度，從而達到完全定位。 確定夾緊方式和設計夾緊機構兩個 9mm 孔中的圓柱銷和菱形銷共同承受鉆孔時的切削扭矩。在鉆9.8H12mm 孔時，由于孔徑較小，切削扭矩和軸向力較小，并且軸向力可以使工19件夾緊，因此，在確定夾緊方式時就可以不考慮軸向切削力的影響，即可以不施加夾緊力來克服軸向切削力。但由于切削扭矩會使工件產生旋轉，因此需要對工件施加向下壓的夾緊力來克服切削扭矩。為便于操作和提高機構效率，采用壓板夾緊機構，其力的作用點落在靠近加工孔的 120 圓弧端面上。 夾緊力計算計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過程中的切削力可以分解為切削扭矩和

35、軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計算夾緊力時可以不計算軸向切削力。而為保證夾緊可靠，應將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時所需要的夾緊力，即：KWWk其中，查機床夾具設計手冊表 1-2-16543210KKKKKKKK得：、1.15、，5 . 10K2 . 11K2K0 . 13K3 . 14K0 . 15K0 . 16K所以，= 2.691。K查機床夾具設計手冊表 1-2-7 得：pKsDM8 . 0221. 0查機床夾具設計手冊表 1-2-8 得：031. 11902006 . 0pK由于鉆頭的直徑為 d = 9.8mm，所以，(N mm

36、 )。59.10031. 143. 08 . 921. 08 . 02M2因此，實際所需要的夾緊力為：(N mm )。5 .28691. 259.10kW2夾緊機構采用壓板機構，機構的傳動效率為，螺母產生的夾緊力為：95. 00。)(21 tgtgLQFz夾20查機床夾具設計手冊表 1-2-20，得： = 6.22mm，查表 1-2-21，得：= 3.675mm，查表 1-2-22，得，。z292 5092 18. 01tgf= 2810.23(N)(21 tgtgLQFz夾31.12675. 318. 022. 612045tg則作用在壓板上的夾緊力為：0FLFl壓夾夾緊機構受力如圖 2 所

37、示。L=60F壓F夾l=21圖圖 4 4 夾緊機構受力示意圖夾緊機構受力示意圖由公式得：0FL2810.23 21 0.95F934.4()60Nl夾壓在工件上的夾緊力作用點到鉆頭在工件上加工時作用點的距離為壓F49mm。因此，夾緊力產生的扭矩為： l(N mm )。31024. 84918. 04 .934FMlf壓壓2工件受力如圖 3 所示。F鉆F夾F壓M壓M切圖圖 5 5 工件受力示意圖工件受力示意圖因，故該鉸鏈機構能滿足鉆孔加工要求。kW壓M 加工誤差分析用工件的“一面兩孔”定位，使設計基準和工序基準重合，即遵守 “基準重合”和“基準統(tǒng)一”原則，以減少定位誤差，所采用的定位元件為定位銷

38、和菱形銷，考21慮薄壁圓柱孔支承形狀，將支承和夾具體鑄成整體，即把支承鑄成薄壁凸臺。工件定位如圖4 所示。圓柱銷和菱形銷的設計計算：兩定位銷中心距 LxL = Lxg式中，L 工件兩基準孔的中心距。gL = L = 28mm。xg兩定位銷中心距公差Lx=LxLg3151式中，工件兩基準孔的中心距公差。Lgd 1d 2D1D2B1min /22min /2LgLg(基準孔中心距)LxLx(基準孔中心距)b圖圖 6 6 工件定位示意圖工件定位示意圖= 0.025(mm)。LxLg31511 . 041圓柱銷最大直徑1d= 9mm，公差取 g6，所以，圓柱銷直徑為 mm。1d005. 0014. 0

39、9補償值22(mm)min121LxLg式中，第一基準孔與圓柱銷間最小配合間隙(mm)。min1(mm)123. 0005. 021025. 01 . 0菱形銷寬度 B，b根據(jù)表 8：B = D 2 = 92 = 7(mm)；2B = 4mm。表表 8 8 菱形銷尺寸表菱形銷尺寸表D2 /mm36688202024243030404050B/mm2345568B/mmD20.5D21D22D23D24D25D25菱形銷與基準孔的最小配合間隙min2=(mm)min2108. 09123. 04222Db式中，第二基準孔最小直徑。2D菱形銷最大直徑（公差取 h6）2d= 90.108 = 8.8

40、92(mm)2d2Dmin2所以，菱形銷直徑為 mm。108. 0117. 09轉角誤差atgLtgdDdDa2min222min111式中，工件定位孔的直徑公差；12DD、圓柱定位銷的直徑公差(mm)；1d菱形定位銷的直徑公差(mm)；2d23圓柱定位銷與孔間的最小間隙(mm)；min1菱形定位銷與孔間的最小間隙(mm)；2minL 中心距(mm)。所以，0036. 0282108. 0009. 0036. 0005. 0009. 0036. 0atg需要加工的孔的公差mm，由該誤差引起的定位誤差為 8= 036. 0atg8 0.0036= 0.028，該誤差小于工件誤差，即 0.0280

41、.036，方案可行。 鉆套、鉆模板設計為進行鉆、鉸加工，采用快換鉆套，其孔徑尺寸和公差如下：鉆 9.8H12 孔：麻花鉆的最大極限尺寸為 9.8+0.15mm，則鉆孔時所配的鉆套取規(guī)定的公差為 F8，即鉆套尺寸為：9.95mm，圓整后可寫成 10035. 0013. 0mm。030. 0008. 0粗鉸 9.96H10 孔：鉸孔選用 GB1133-84 中的標準鉸刀改制而成，其尺寸為 9.96mm，按規(guī)定取鉸孔時鉆套的尺寸公差為 9.96+0.044G7，即鉆套044. 0029. 0尺寸為：10.004mm，圓整后可寫成 10mm。024. 0006. 0028. 0010. 0精鉸 10F

42、9 孔：鉸孔選用 GB1133-84 中的標準鉸刀，其尺寸為10mm，按規(guī)定取鉸孔時鉆套的尺寸公差為 10+0.023G6，即鉆套尺寸為：023. 0013. 010.023mm，圓整后可寫成 10mm。017. 0006. 0040. 0029. 0鉆套形狀尺寸在機床夾具設計手冊中查取。為了安裝快換鉆套，確定選取固定襯套與之相配合使用。設計鉆模板：將鉆套用襯套安裝在鉆模板上，鉆模板通過銷子和螺栓與夾具體連接。鉆模板的尺寸與形狀自行設計。 夾具精度分析機械加工中，保證加工出合格零件的必要條件是：加工誤差不大于被加工零件相應的公差。加工誤差來源于兩大方面：一方面是與機床有關的誤差稱加工方24法誤差；另一方面是與夾具有關的誤差，而此誤差可分為零件在夾具中的定位G誤差、夾具的對刀或導向誤差及夾具的制造及在機床上的安裝誤差。根DTA據(jù)誤差的隨機性的特點，按概率原理合成，根據(jù)生產實際情況，與夾具有關的誤差占加工誤差的絕大部分，故按機率相等的原理，取零件公差的 3/4 作為判別依據(jù)得到