43745uwp13發(fā)動機(jī)結(jié)合環(huán)工裝設(shè)計大學(xué)論文

全套設(shè)計（圖紙）加扣扣194535455WP-13發(fā)動機(jī)結(jié)合環(huán)工裝設(shè)計摘要隨著社會的發(fā)展，人們在生活中接觸到的機(jī)械用品也變得越來越多，對產(chǎn)品的要求程度也越來越高。夾具與機(jī)械制造息息相關(guān)，是機(jī)械制造行業(yè)不可缺少的加工工具，其直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性及工人的勞動強(qiáng)度等一系列因素。為了準(zhǔn)確的確定機(jī)床、工件和刀具之間的距離，以此來保證工件的加工精度，減小人工操作時產(chǎn)生的誤差，讓工件達(dá)到要求的規(guī)格，就必須使用夾具。本文主要研究了WP-13發(fā)動機(jī)結(jié)合環(huán)的工裝設(shè)計，渦噴13發(fā)動機(jī)主要用于殲7飛機(jī)上，其重要性不言而喻。其結(jié)合環(huán)是WP-13發(fā)動機(jī)中聯(lián)接加力燃油泵調(diào)節(jié)器部件與操縱盒部件的快卸卡匝，以便快速裝配及分解。文中分析了結(jié)合環(huán)重要尺寸及表面精度要求，分析了重點(diǎn)工序，設(shè)計了該零件工序中所需的鐵床專用夾具，鉆床專用夾具這兩套專用夾具。設(shè)計該兩套專用夾具的方案，通過分析比較確定出最佳的方案，并畫出夾具草圖、部分零件圖和夾具裝配圖，同時對定位基準(zhǔn)及定位精度計算分析。本次設(shè)計力圖在滿足加工要求的前提下，提高工件的生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性，降低工人的勞動強(qiáng)度，使夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，并有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用工藝性。關(guān)鍵詞：結(jié)合環(huán)，夾具設(shè)計，精度分析

WP-13engineringtoolingdesignAbstract：Withthedevelopmentofthesociety,peopleinlifecomeintocontactwithmechanicalproductsmoreandmore,alsomoreandmorehightotherequirementoftheproduct.Jigiscloselyrelatedtomechanicalmanufacturing,machinerymanufacturingindustryisindispensablemachiningtools,itsdirectimpactonproductquality,productivity,economyandthelaborintensityofworkers,andaseriesoffactors.Inordertoaccuratelydeterminethemachinetool,thedistancebetweentheworkpieceandtool,toensurethattheworkpiecemachiningaccuracy,reducetheerrorofmanualoperation,tomeettherequirementsofthespecificationsoftheworkpieceandfixturemustbeused.ThispapermainlystudiedtheWP-13enginecombinedwithringtoolingdesign,vortexspray13ismainlyusedforfighters7airplaneengine,itsimportanceisself-evident.CombiningtheringbeWP-13connectionstrengthintheenginefuelpumpregulatorpartsandcontrolboxpartsquick-releasecardturn,forquickassemblyanddecomposition.Thispaperanalyzestheimportantsizeandsurfaceaccuracyrequirement,combinedwiththeringforkeyprocessanalysis,processdesignofthepartsneededforthetwosetsofspecialfixture,specialfixture(specialfixtureironbed,drilling).Specialfixtureforthetwosetsofschemecomparison,todeterminethebestsolution,drawassemblydrawings,sketchesanddesignforthelocatingdatumandlocationaccuracy.Thedesigntriestounderthepremiseofmeetingtheprocessingrequirement,improvetheproductivity,economy,stability,reducethelaborintensityofworkers,thefixturestructureissimple,easytooperate,andhasgoodmoldingprocessandtheuseoftechnology..Keywords:Combinedwiththering，jig，Precisionanalysis

目錄TOC\o"1-3"\h\u14510第1章前言 5176411.1零件的性能 5326121.1.1零件的用途 5271541.1.2零件的使用性質(zhì) 5155041.2機(jī)床夾具概述 6249971.2.1夾具的類型 6257061.2.2夾具的組成 8284101.2.3夾具的設(shè)計原則 871321.2.4工件的裝夾方法 8245631.3擬采用方案 925131第2章零件圖的工藝分析 1092132.1零件結(jié)構(gòu)上的工藝分析 1032352.2零件技術(shù)上的工藝分析 10201212.2.1零件尺寸精度及粗糙度的要求 10306592.2.2各表面加工方案的比較與選擇 1014492第3章零件的工藝路線 12229273.1工藝路線的確定 12261573.1.1加工階段的劃分 12256313.1.2確定工序路線 12267113.2零件的重點(diǎn)工序分析 1214492第4章切開零件用銑床說明書 12259134.1銑削的特點(diǎn) 14312374.2工序及專用夾具的必要性分析 14298514．2.1工序分析 14132564.2.2專用夾具的必要性分析 14105964.3擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 15121224.3.1定位方案及定位元件的設(shè)計 16103794.3.2夾緊方案的選取 1775304.3.3定向鍵和對刀裝置設(shè)計 17226324.4方案的精度分析 18270874.4.1對尺寸10.15的精度分析 182274.4.2對尺寸2的精度分析 1825209第5章加工凸耳上的螺紋孔用鉆具說明書 20284695.1工序及專用夾具的必要性分析 206955.1.1工序分析 20287995.1.2專用夾具的必要性分析 2087415.2擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案 21156385.2.1定位方案和定位元件的設(shè)計 21199975.2.2夾緊方案及夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計 2172105.2.3鉆套、鉆模、夾具體及總體設(shè)計 22313725.3鉆具的精度分析 22250825.3.1對尺寸50.2的精度分析 22203235.3.2對凸耳平臺與螺紋孔的0.06跳動要求進(jìn)行分析 23229725.3.3對尺寸32.50.1的精度要求進(jìn)行分析 2318914結(jié)論 2530478致謝 2613604參考文獻(xiàn) 27

第1章前言1.1零件的性能1.1.1零件的用途結(jié)合環(huán)是渦噴-13型發(fā)動機(jī)中連接加力燃油泵-調(diào)節(jié)器RZB-3部件與操縱盒CZH-7部件的快卸卡箍，以便于快速分解與裝配。圖1-1結(jié)合環(huán)剖視圖1.1.2零件的使用性質(zhì)一、工作條件無相對運(yùn)動的一般受力連接件，工作時溫度大概為200℃攝氏度左右。二、零件的材料該零件的生產(chǎn)任務(wù)為中批生產(chǎn)為滿足零件的要求，該環(huán)采用材料為1Cr11Ni2W2MoV鋼，為馬氏體不銹耐熱鋼，具有良好的韌性和抗氧化性能，在淡水和濕空氣中有良好的耐腐蝕性。其化學(xué)成分平均百分比如表1-1：表1-1零件化學(xué)成分C％Cr％Ni％W％Mo％V％0.13111.61,.70.450.25三、零件的機(jī)械性能1Cr11Ni2W2MoV是在Cr13型的不銹鋼基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)整碳和鉻的含量，通過增加一些化學(xué)元素，再強(qiáng)化后形成的。與Cr13相比，該型號提升了回火抗力，從而使鋼在非常高的溫度下?lián)碛斜容^好的機(jī)械性能，并能在600℃以下正常進(jìn)行工作，它在1000℃油淬后，得到的組織主要是馬氏體，再于550℃~570℃回火，可得到較高的綜合機(jī)械性能，但該種材料有兩個回火脆性區(qū)，而在350℃~530℃或650℃~670℃回火，具有明顯的回火脆性，故在設(shè)計時提高強(qiáng)度要求，確定熱處理工藝及確定零件的工作溫度等均應(yīng)避開回火脆性區(qū)。該種材料淬火后再回火，保持硬度d=3.4~3.7（相當(dāng)于調(diào)質(zhì)狀態(tài)）。.機(jī)械性能如表1-2。表1-2零件機(jī)械性能鋼號淬火回火抗拉程度kg/m屈服程度kg/m延伸率％沖擊值2kkg/c布氏硬度壓痕直徑dmm1Cr11Ni2W2MoV1010510空冷110901273.4`~3.71.2機(jī)床夾具概述1.2.1夾具的類型因?yàn)楣ぜ募庸ぞ纫?、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式以及尺寸參數(shù)的不同，機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)、種類、通用程度也不同。現(xiàn)在生產(chǎn)中主要有以下幾種夾具。一、通用夾具在加工過程中，常用虎鉗、四爪卡盤、三爪卡盤等工藝裝備來裝夾工件，這類夾具通常已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。通用夾具主要用于單件小批量生產(chǎn)，利用這種夾具會增加工人勞動強(qiáng)度，效率低。二、專用夾具專用夾具是針對工件生產(chǎn)中每道工序而專門設(shè)計的工藝制造裝備，因此，不用考慮通用性，其不但可以設(shè)計得操作方便，機(jī)構(gòu)穩(wěn)定，而且還可以添加一些動力裝置或省力機(jī)構(gòu)。專用夾具可以使工件達(dá)到很高的精度和生產(chǎn)效率，但其本身設(shè)計比較復(fù)雜。三、可調(diào)夾具為了解決通用夾具與專用夾具的缺陷，如通用性差，效率低，設(shè)計出了可調(diào)夾具。我們只要更換夾具上的一些零件就可以使夾具用于另外的工件，而且能夠穩(wěn)定的加工?？烧{(diào)夾具又分為成組夾具和通用可調(diào)夾具兩種。四、組合夾具組合夾具是一種系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化程度都非常高的機(jī)床夾具，根據(jù)工件的不同要求，把制造好的不同形狀、不同規(guī)格、尺寸都不同，還具有互換性、高耐磨、高精度的標(biāo)準(zhǔn)件及其合件通過正確的拼合，產(chǎn)生了組合夾具。使用完畢后，還可把這種夾具進(jìn)行拆卸，然后洗滌，使其能在以后加工中能重復(fù)使用。五、相變式夾具通過高溫與低溫等一些列處理，利用零件的物理性質(zhì)，使夾具零件能夠在液相與固相之間相互變化，相變式夾具的機(jī)制通常是熱效應(yīng)和電磁感應(yīng)，零件材料為一些高分子聚合物。但是這種夾具還有很多不足，如今只能用于曲面定位，零件所需加工力較小的精加工等，如果能夠解決那些不足，相變式夾具還是有很大的發(fā)展前景的。六、拼裝夾具拼裝夾具是一種模塊化夾具，由基礎(chǔ)元件和其他模塊元件組成，通常用于數(shù)控機(jī)床加工，但有的時候也會用于普通機(jī)床。七、適應(yīng)性夾具適用性夾具就是夾緊的時候通過自身形狀的改變以適應(yīng)不同的工件，是種被動式轉(zhuǎn)正，夾緊元件可以適應(yīng)多種工件。[4]1.2.2夾具的組成在我們設(shè)計及分析夾具的時候，就要把夾具拆分開來，分成幾個獨(dú)立又彼此聯(lián)系的組成部分，然后再逐個研究。雖然機(jī)床夾具千變?nèi)f化，但一般夾具都有以下幾個共同的結(jié)構(gòu)成分，就是定位元件、夾緊元件、夾具體、引導(dǎo)裝置等。1.2.3夾具的設(shè)計原則一、定位方案的設(shè)計原則定位方案一般又一個或者幾個定位元件組成，設(shè)計定位方案的過程一般分為下面幾個方面，即定位元件的數(shù)量、定位元件的位置及其公差、元件的尺寸大小和公差分析。定位元件的結(jié)構(gòu)與材料。根據(jù)夾具設(shè)計原則，工件定位有正確定位和準(zhǔn)確定位這兩個方面。二、夾緊方案的設(shè)計原則設(shè)計夾緊方案包括計算夾緊力和選擇夾緊機(jī)構(gòu)這兩方面。夾緊機(jī)構(gòu)的主要部件就是夾緊元件、動力裝置、傳力裝置。需要動力裝置提供加工動力，一般為電力。因?yàn)槊總€工件承受力的不同，需要傳力裝置改變力的大小，通過夾緊元件改變力方向，產(chǎn)生適合工件加工的夾緊力。在分析和設(shè)計使主要從以下幾個方面入手：夾緊力的大小、方向、作用點(diǎn)、作用順序和夾緊機(jī)構(gòu)。三、其他設(shè)計原則對于加工中心或者數(shù)控機(jī)床，設(shè)計時應(yīng)盡量使夾具方便和安全。因?yàn)檫@些機(jī)床都有比較高的自動化程度，最主要的就是能便于拆卸和便于排屑。1.2.4工件的裝夾方法工件的裝夾的定義就是在加工機(jī)床上把工件進(jìn)行正確的定位和夾緊，在加工的時候，由于工件的精度要求和生產(chǎn)批量不一樣，我們一般在找正裝夾和夾具裝夾這兩種方法中考慮。一、找正裝夾法找正裝夾法就是根據(jù)加工元件的相關(guān)表面或者劃線為依據(jù)，采用百分表或千分表等指示表確定工件準(zhǔn)確的位置，利用劃針也可以，然后再把工件夾緊，加工工件。找正最大的優(yōu)點(diǎn)就是對工件的適用能力強(qiáng)，夾具結(jié)構(gòu)相對簡單，但隨著機(jī)械領(lǐng)域的快速發(fā)展，更加適用的裝夾方法被創(chuàng)造出來，無需找正就可以直接來裝夾工件。二、夾具裝夾法為了得到正確的位置，通過定位基準(zhǔn)面和夾具的定位元件互相接觸來分析。同時夾緊元件將加工工件牢固的固定在機(jī)床上，這樣就可以直接把公件直接安裝在夾具里面，然后進(jìn)行加工。利用夾具裝夾法加工的時候不需要對每個加工零件找正，大大的增加了效率，而且精度也很高，保證了工件的加工要求。但設(shè)計次夾具需要大量的時間和勞動力，所以一般用于零件的大批量生產(chǎn)。1.3擬采用方案本次設(shè)計要求在保證零件圖紙要求的前提下，結(jié)合本廠實(shí)際，設(shè)計出合理的工藝裝備，設(shè)計任務(wù)包括根據(jù)零件設(shè)計圖紙的要求及現(xiàn)有基本條件，對該零件的重要尺寸及表面精度要求加以分析，根據(jù)已制定的工藝規(guī)程，設(shè)計加工該零件工序中所需的二套專用夾具（鐵床專用夾具，鉆床專用夾具）。完成至少2張裝配圖及部分零件圖，具體的設(shè)計就是用圖紙將設(shè)計方案表達(dá)出來，并應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。力求使設(shè)計的夾具能夠確保改零件的加工精度要求，并且結(jié)構(gòu)更加簡單，操作更加方便、迅速，提高工件的生產(chǎn)率，減小工人的勞動強(qiáng)度，還能夠適用于該零件的中批生產(chǎn)。第2章零件圖的工藝分析2.1零件結(jié)構(gòu)上的工藝分析零件在在保證使用性能的前提下，符合工藝要求的程度高低，設(shè)計的零件的大小、結(jié)構(gòu)、尺寸精度是不是能滿足對質(zhì)量和生產(chǎn)率要求，就是零件的結(jié)構(gòu)工藝性。評價零件結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)劣的重要指標(biāo)就是零件的結(jié)構(gòu)工藝性。結(jié)構(gòu)工藝性越好在保證零件使用性能的前提下，制造出零件的可靠性更好和經(jīng)濟(jì)性更高。該結(jié)合環(huán)的結(jié)構(gòu)功能性較差，環(huán)內(nèi)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工及檢驗(yàn)都不怎么方便。雖然該結(jié)合環(huán)為兩部分組成后使用，但卻是整體加工完畢后再實(shí)行切開的。該環(huán)的外徑為Φ60,沿Φ60最小壁厚為2.5mm,屬于薄壁件，因此加工過程中要防止變形。零件沿凸耳方向的最大長度為75mm，外型不是回轉(zhuǎn)型面，裝夾不方便，斷面切削加工為間斷切削。2.2零件技術(shù)上的工藝分析2.2.1零件尺寸精度及粗糙度的要求該結(jié)合環(huán)的主要表面為環(huán)內(nèi)槽，錐面以及兩凸耳上的平臺及M6螺孔，其中M6螺孔的精度比較高為5H，而環(huán)內(nèi)槽、錐面、兩凸耳上的平臺對尺寸精度要求都不算太高，但其粗糙度要求較高，為Ra3.2和Ra1.6，而且凸耳平臺對M6螺孔還有跳動要求，為0.06.環(huán)內(nèi)槽兩邊的錐面對Φ孔有0.05的圓跳動要求，環(huán)的外圓表面不要求加工。2.2.2各表面加工方案的比較與選擇環(huán)內(nèi)尺寸精度不是很高，粗糙度要求較低，為Ra1.6，可選擇精車、精鏜及磨削三種加工方法，用鏜床鏜削不經(jīng)濟(jì)，因此不用鏜削加工，又因?yàn)槭莾?nèi)錐面，加工、排屑、觀察及檢測都不太方便，故采用車削。但是零件較小，又有回轉(zhuǎn)中心，可在車床上進(jìn)行半精車精加工，這樣裝夾、加工及換刀都較方便，相對前訴其生產(chǎn)成本也較為容易控制，且表面精度和位置精度比較容易保證。選用半精車來保證錐面的加工要求，應(yīng)將錐面與孔表面在一次安裝中車加工，保證相互位置的要求。兩螺紋孔2-M6-5H的要求高，精度為5H，粗糙度：一般，用鉆孔、攻螺紋能夠達(dá)到要求。由于螺紋孔2-M6-5H與凸耳平面具有位置精度要求，故需整體加工保證相對位置精度要求再銑加工，達(dá)到圖紙要求。加工時最好以凸耳平臺為互為基準(zhǔn)加工螺紋孔，以保證平臺對螺紋孔的跳動要求。兩凸耳兩側(cè)端面的尺寸精度及粗糙度要求都較低，用銑削達(dá)到要求，但由于銑削時不好定位，對于保證斷面與凸耳平面的垂直不容易保證，故需要專用夾具保證。兩個Φ305的圓弧，按圖紙要求，可用銑削加工保證，但因?yàn)閮蓚€圓弧的圓心為空心點(diǎn)，圓弧相對位置確定不好確定，需要使用專用夾具來進(jìn)行裝夾，保證加工的要求，同時提高裝夾位置精度，從而保證零件在相對位置上的精度能夠使誤差最小化。第3章零件的工藝路線3.1工藝路線的確定3.1.1加工階段的劃分工藝路線是否需要劃分階段，以及劃分階段的嚴(yán)格程度，主要由工件的變形程度對精度的影響來確定。零件依次按階段加工，有利于消除或減小變形對精度的影響。但由于該結(jié)合環(huán)各加工表面的精度要求不是很高，加工余量不大，變形對精度的影響也很小，因此不必嚴(yán)格劃分加工階段以減少工序數(shù)，縮短加工周期，降低成本。但由于該零件環(huán)內(nèi)槽及錐面不便加工，且槽壁厚為2.5mm，屬于薄壁零件，容易變形，為保證圖紙要求，可分為兩個階段進(jìn)行加工，即粗加工和細(xì)加工兩個階段，以保證加工質(zhì)量和合理使用設(shè)備。3.1.2確定工序路線通過以上各表面加工方法的比較及保證精度方法分析，可得出各表面較好的加工順序，結(jié)合熱處理，表面處理及輔助工序的安排等，可確定該結(jié)合環(huán)零件的加工路線如下：毛坯（熱處理）→車大頭端面及鏜孔→車大頭端面→磨兩端面→銑兩凸耳端面→平磨兩端面→鉗工打毛刺→銑兩凸耳平臺→打毛刺→銑倒角→打毛刺→鉆孔→攻螺紋→車內(nèi)孔及槽→銑內(nèi)圓弧→鉗工打毛刺→洗滌→中檢→切開零件→鉗工倒角打毛刺→洗滌→磁力探傷→終檢→表面鈍化處理3.2零件的重點(diǎn)工序分析加工環(huán)內(nèi)錐面時，既要保證度面錐度25和要求，又要保證在理論尺寸Φ48上的錐面寬度以及尺寸離大頭端面2mm的要求。因此，環(huán)內(nèi)錐面要求較高，加工及檢測不方便，如果用的成型刀加工，雖可直接保證圖紙要求，但由于小頭這端的錐面25的加工余量較大，切削力較大，且兩邊余量不一樣，切削力不均勻，易產(chǎn)生振動，影響加工質(zhì)量，影響表面粗糙度，無法達(dá)到Ra1.6的要求，因此可采用兩邊錐面先分別粗加工，去除大部分余量后，再用的成型刀先修一下，最終達(dá)到圖紙要求的方法來加工。這樣既可保證度面的尺寸精度和位置精度要求，也可保證錐面的粗糙度要求，錐面對Φ的跳動要求，采用互為基準(zhǔn)來保證，即用定位來加工錐面，即可滿足圖紙要求。

第4章切開零件用銑床夾具說明書4.1銑削的特點(diǎn)因?yàn)殂娤鞯奶攸c(diǎn)是斷續(xù)切削，而且切削用量和切削力也比較大，就容易引起工件的沖擊和振動，所以銑床夾具要具有比較高的剛度、強(qiáng)度和較大的夾緊力。使其在保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率的前提下，盡量設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的夾具，還具有好的使用工藝性和結(jié)構(gòu)工藝性。4.2工序及專用夾具的必要性分析4．2.1工序分析該銑床夾具是結(jié)合環(huán)零件第95工序加工中切開零件是使用的，該工序圖為圖4-1。其任務(wù)是將已加工好的零件切開成上下兩個半環(huán)，零件的材料為馬氏體不銹耐熱鋼，鋼號為1Cr11Ni2W2MoV。中批生產(chǎn)，工序要求切縫尺寸為2，由銑刀保證，而切縫的上下位置由圖上尺寸10.5控制，必須由夾具保證，同時，還必須保證上半環(huán)凸耳高度為的尺寸要求，加工時采用假銷定位，用Φ46心棒，而用凸耳平臺作為角向定位基準(zhǔn)，壓緊部位為零件上端的兩半端面，即采用軸向壓緊。4.2.2專用夾具的必要性分析雖然該零件可以經(jīng)鉗工劃線后再壓在銑床工作臺上進(jìn)行加工，但鉗工劃線精度低，不能滿足切縫位置要求，直接壓在銑床工作臺上加工既不易保證其位置精度，安裝、找正又費(fèi)時費(fèi)力，對于中批生產(chǎn)的該結(jié)合環(huán)零件生產(chǎn)率較低。如果采用組合夾具，由于批量較大，組合夾具剛性較差，易影響加工質(zhì)量，加工時要降低銑削用量，故不宜使用組合夾具。由于該零件構(gòu)型特殊，批量較大，切縫位置精度要求較高，為確保加工要求，提高生產(chǎn)率，降低工人勞動強(qiáng)度，需設(shè)計專用銑床夾具4.3擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案表4-1方案對比方案一方案二定位元件簡圖必限自由度Y移動XZ旋轉(zhuǎn)Y移動XZ旋轉(zhuǎn)附限自由度XZ移動Y旋轉(zhuǎn)XZ移動Y旋轉(zhuǎn)定位正確性分析無過定位無欠定位無過定位無欠定位定位誤差對1±0.15==0.05+0.034=0.084==0.05+0.034=0.084對==0.2+0.154=0.354==0.2+0.154=0.354結(jié)論定位誤差接近工件的三分之一，能滿足工件加工要求；此方案結(jié)構(gòu)簡單，牢固，定位可靠，方便，穩(wěn)定。定位誤差接近工件的三分之一，能滿足工件加工要求；此方案結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，定位穩(wěn)定性、可靠性不如方案一。按照確保加工質(zhì)量，力求結(jié)構(gòu)簡單，操作省力搞笑，制造成本低廉的原則，結(jié)合該零件的實(shí)際情況，選擇、確定出合理的夾具結(jié)構(gòu)。4.3.1定位方案及定位元件的設(shè)計從圖4-1分析可知，本工序的加工須限制工件的Y移動XZ旋轉(zhuǎn)這三個自由度，根據(jù)零件的加工任務(wù)及臨建形狀特點(diǎn)，初定出夾具的兩個定位方案（見表4-1）。方案一的定位心棒為短圓柱銷，與工件上的定位孔配合有間隙，在Y方向有基準(zhǔn)位移誤差，要影響工件的加工精度，但經(jīng)誤差分析計算可滿足零件的加工要求。方案二的定位心棒為短圓錐銷，與工件上的定位孔配合可消除定位孔的間隙對切槽位置的影響，從而實(shí)現(xiàn)對中原則，讓銷和孔的中心能夠完全重合，來消除定位誤差，但因?yàn)橛诙ㄎ豢走€有公差，要用錐銷定位即必須將錐銷做成上下浮動的，以實(shí)現(xiàn)工件錐銷和平面上的定位，而錐銷下部的圓柱體與定位板上的孔之間仍有配合間隙，對工件的加工精度有影響，雖然計算出來的誤差結(jié)果依舊能滿足加工的要求，但是與方案一比較，在同時能滿足加工精度的條件下，方案一的結(jié)構(gòu)更加簡單，定位更加方便、可靠，所以選用方案一會更加適用。圖4-1第55工序圖4.3.2夾緊方案的選取夾緊方案的選擇應(yīng)使夾緊可靠，裝卸方便，盡可能使零件變形最小且不允許破壞工件在定位時所處的正確位置。夾緊力的方向應(yīng)指向主要定位面，盡量與切削力和重刀同向并施力于工件剛性較好的部位，因此，此夾具在上端面的兩半端面夾緊。采用螺旋壓板壓緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)自鎖性較好，體積小，同時采用移動壓板可減少裝、卸工件的時間，提高勞動生產(chǎn)率。4.3.3定向鍵和對刀裝置設(shè)計銑床夾具在機(jī)床工作臺上安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，所以要在夾具底面的縱向槽裝兩個相距盡量遠(yuǎn)些的定位鍵，其構(gòu)造尺寸按T形槽尺寸選標(biāo)準(zhǔn)件，為了使夾具上定位元件的工作面與工作臺的送進(jìn)方向具有滿足要求的位置，必須通過定向鍵與工作臺的T形槽產(chǎn)生配合。同時為了提高安裝精度，還可以在夾具一側(cè)磨出一個找正面，安裝時用百分表找正進(jìn)行。為調(diào)整銑刀對夾具的相對位置，還必須設(shè)置對刀裝置，對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，根據(jù)零件形狀及加工表面的情況選用方形對刀塊，為標(biāo)準(zhǔn)件，而對刀調(diào)整工作通過塞尺進(jìn)行，以免損壞刀具和對刀塊的工作表面。塞尺選用2mm厚的對刀平塞尺，為標(biāo)準(zhǔn)件。4.4方案的精度分析當(dāng)夾具的結(jié)構(gòu)方案確定以后，就應(yīng)對該方案進(jìn)行精度分析和校核。4.4.1對尺寸10.15的精度分析一、基準(zhǔn)不符誤差因工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故=0。二、基準(zhǔn)位移誤差由于工件上的定位孔和定位銷都有制造誤差，故存在，其值為=0.05+0.034=0.084mm。三、夾具的安裝誤差由于夾具找正面與定位鍵側(cè)面之間有平行度誤差，故存在夾具安裝誤差，其值為=0.015mm。四、加工方法誤差由于對刀塊的制造和對刀調(diào)整誤差，銑刀的跳動，工作臺的傾斜等因素引起的誤差，使工件產(chǎn)生方法誤差，據(jù)經(jīng)驗(yàn)并參照經(jīng)濟(jì)加工精度取為=0.015+0.01=0.025mm。則∑△=o.o84+0.015+0.025=0.124〈0.30mm由此可知，以上幾項(xiàng)誤差的綜合∑△遠(yuǎn)小于工序要求保證的公差值0.30mm，故能滿足加工要求。4.4.2對尺寸2的精度分析一、基準(zhǔn)不符誤差因工序基準(zhǔn)為凸耳平臺，故與定位基準(zhǔn)不重合，從而產(chǎn)生基準(zhǔn)誤差=0.2mm。二、基準(zhǔn)位移誤差由于工件的定位基準(zhǔn)與定位元件都有制造誤差，并且兩邊凸耳平臺在同一平面內(nèi)的偏差為0.05mm，故存在基準(zhǔn)位移誤差=0.2+（0.05+0.034）+0.05=0.154mm.三、夾具的安裝誤差由于夾具的找正面與定位鍵側(cè)面之間有0.015mm的平行度要求，故存在夾具的定位誤差，其值為=0.015mm.四、加工方法誤差由于對刀塊的制造和對刀調(diào)整誤差，對刀塊的工作表面與定位元件的平行度誤差等影響，產(chǎn)生加工方法誤差=0.01+0.015+0.01=0.035mm，再考慮銑刀的跳動，銑床工作臺傾斜等因素，適當(dāng)增加0.01mm的誤差，因此得=0.035+0.01=0.045mm。則∑△=0.2+0.154+0.045=0.414mm〈0.50mm由此可知以上幾項(xiàng)誤差的總和仍小于工序要求保證的公差值0.050mm，故能滿足加工要求。由以上結(jié)構(gòu)分析、定位分析以及精度分析可知，該夾具可以確保該工序的加工要求，而且結(jié)構(gòu)緊湊，簡單，操作方便，生產(chǎn)效率高，適用于該零件中批生產(chǎn)。

第5章加工凸耳上的螺紋孔用鉆具說明書5.1工序及專用夾具的必要性分析5.1.1工序分析該鉆具是零件在第55工序中鉆兩凸耳上的孔用的，其工序圖如圖5-1所示，其任務(wù)是分別在兩邊凸耳上鉆Φ4.5的底孔，再擴(kuò)至Φ4.95~5.12，作為下部的螺紋底孔，最后將上部锪至Φ，使孔達(dá)到圖紙要求。兩孔到零件對稱軸線的距離均為32.50.1，兩孔中心離小頭端面的距離為50.2，這兩個位置尺寸均由夾具保證，同時，該夾具還必須保證孔軸線對凸耳平臺0.06的跳動要求，選立鉆Z525進(jìn)行加工。圖5-1第95工序圖5.1.2專用夾具的必要性分析該零件構(gòu)形較特殊，工件如果在機(jī)床工作臺上直接裝夾加工的話會出現(xiàn)一系列問題，用通用夾具裝夾的話又不能保證工序位置的精度要求。如果在鉆床上加工孔，想要用試切法把鉆頭調(diào)整到規(guī)定位置是比較困難的，而用劃線方法來加工，其加工精度不能保證，并且生產(chǎn)率也低，故為提高生產(chǎn)率和確保工序的位置精度要求，需要設(shè)計專用夾具，來適應(yīng)工件的中批生產(chǎn)要求，同時降低工人的勞動強(qiáng)度。5.2擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案5.2.1定位方案和定位元件的設(shè)計工件上的兩個孔雖為通孔，但上部锪孔至Φ有深度要求，故要限制Z方向的移動，因此本工序加工必須限制工件的六個自由度，故應(yīng)按完全定位來設(shè)計夾具，同時遵守基準(zhǔn)重合原則，來消除定位誤差對加工精度產(chǎn)生的影響。根據(jù)上述原則，結(jié)合本工序的加工要求，工件的定位有下面兩種方案。第一種方案：通過以工件的小頭端面，凸耳的一個側(cè)端面和凸耳的一個平臺作為定位基準(zhǔn)，來限制工件的六個自由度。該方案結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，但違背基準(zhǔn)重合原則，是兩孔對稱軸線的孔距尺寸32.50.1不易保證。第二種方案：以工件的小頭端面、孔Φ及凸耳平臺作為定位基準(zhǔn)，在夾具上的平面、定位心棒及擋銷上定位，限制工件的六個自由度。這種方案定位穩(wěn)定、可靠、夾具結(jié)構(gòu)比較簡單，也符合基準(zhǔn)重合原則，可確保零件的位置精度要求。通過從夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性程度和保證加工要求兩方面來進(jìn)行綜合比較分析，在保證加工要求的前提下，選用方案二更加合理一些。5.2.2夾緊方案及夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計根據(jù)夾緊力需指向主要定位基準(zhǔn)同時作用點(diǎn)要落在剛度良好的位置的規(guī)則，使夾緊更加可靠，裝卸工件方便，因此本夾具在零件的大頭端面上夾緊元件，其自鎖性比較好，夾緊可靠。同時還采用了開口墊圈減少裝、卸工件的時間，提高了生產(chǎn)率。5.2.3鉆套、鉆模、夾具體及總體設(shè)計當(dāng)夾具的結(jié)構(gòu)方案確定以后，就應(yīng)對其進(jìn)行精度分析與校核。由于兩加工孔均須依次進(jìn)行鉆、擴(kuò)、锪孔，故鉆套選用快換式的，其孔徑尺寸公差分別如下鉆頭Φ，鉆套內(nèi)徑為Φ4.5G7()擴(kuò)孔鉆直徑Φ，鉆套內(nèi)徑為Φ5G7()锪鉆直徑Φ，鉆套內(nèi)徑為Φ6.5G7()由于兩加工孔的中心相距并不遠(yuǎn)，鉆模板可選用固定的，但因鉆套軸線與凸耳平臺垂直度要求很高（以滿足0.06的跳動要求），為此選用與鉆套配合的固定襯套的底面作為家居上的定位元件與凸耳平臺接觸，這樣，為避免過定位，保證工件的安裝和定位，就必須將鉆模做成上下活動的，鉆模板與夾具體是分開的，鉆模板與滑塊通過銷子和螺釘固定在一起，滑塊在前體和后體之間形成的槽中上下移動，從而帶動鉆模板實(shí)現(xiàn)上下移動，當(dāng)鉆模板的位置確定以后，就轉(zhuǎn)動星形手柄將其固定。上訴各種夾具元件的結(jié)構(gòu)和布置，組成了該鉆具。該鉆具的剛性較好，裝卸工件方便。5.3鉆具的精度分析當(dāng)夾具的結(jié)構(gòu)方案確定以后，就應(yīng)對其進(jìn)行精度分析與校核。5.3.1對尺寸50.2的精度分析一、基準(zhǔn)不符誤差因工序基準(zhǔn)為小頭端面，故與定位基準(zhǔn)重合，故=0。二、基準(zhǔn)位移誤差因是平面定位，=0.三、夾具的安裝誤差鉆模加工的時候，鉆套對定位元件的位置尺寸由工件孔的位置尺寸來決定，同時該夾具的安裝誤差就只考慮定位元件的相互位置誤差和夾具安裝面對加工尺寸產(chǎn)生的影響，就是定位面與地面的垂直度誤差和鉆套中心對底面的垂直度誤差的影響。其值=0.01+0.02=0.03mm。四、工件的夾緊誤差工件被夾緊時，定位面可能產(chǎn)生接觸變形，=0。五、導(dǎo)向誤差a．由鉆套的位置誤差所引起的加工誤差=0.02=0.04mm.b．刀具在鉆套孔中引偏量：換加工螺紋底孔鉆進(jìn)行分析：已知鉆套內(nèi)徑為Φ，擴(kuò)孔Φ，故鉆頭偏移為=(B+S+)==0.068mm。(5-1)故得=+=0.04+0.0608=0.1008mm六、加工方法誤差在導(dǎo)向誤差已計入刀具直徑誤差，機(jī)床誤差和其他誤差可不必考慮。則∑△=0.1008+0.03+0.01=0141〈0.4mm，能保證工件的加工要求。5.3.2對凸耳平臺與螺紋孔的0.06跳動要求進(jìn)行分析∑△=0.03+0.068=0.01+0.032=0.042〈0.06mm。即綜合誤差值小于跳動誤差值，能滿足工序要求。5.3.3對尺寸32.5+0.1的精度要求進(jìn)行分析一、基準(zhǔn)不符誤差定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，=0。二、基準(zhǔn)位移誤差=0.05-（-0.025）=0.075mm。三、工件的夾緊誤差因?yàn)閵A緊時對該尺寸無影響,故=0。四、夾具安裝誤差由定位心軸到鉆套軸心線的距離公差引起的誤差為0.01mm=0.02mm，由鉆套中心與夾具底面垂直度無差引起的誤差為Φ0.01mm。所以，=0.02+0.01=0.03mm。五、導(dǎo)向誤差a．由鉆套的位置誤差所引起的加工誤差=0.01mm=0.02mm。b．刀具在鉆套孔中引偏量=0.068mm。所以，==0.02+0.068=0.0808=0.081mm。六、加工方法誤差在導(dǎo)向誤差中已計入刀具的直徑誤差，機(jī)床誤差和其他誤差可不考慮則∑△=0.075+0.03+0.081=0.186〈0.2mm。由于誤差因素比較多，不可能剛好好都呈現(xiàn)出極限值，因此總誤差應(yīng)通過按概率法來合成：則∑△==0.114mm?？傻镁珒淞繛椤?0.186-0.114=0.072mm。由此可知，以上各項(xiàng)誤差小于工序保證的位置尺寸公差，該鉆具可滿足加工要求。由以上分析（結(jié)構(gòu)、定位、精度）可知，該夾具可確保零件在該工序的加工精度要求，且結(jié)構(gòu)簡單