回转盘加工工艺和工装规程设计

-1- 论文 一、产品介绍 3二、纲领的计算 4(一)计算程设计生产纲领决定生产类型 4三、毛坯的确定 5(一)工艺规程设计 6一)、定位基准的选择 6二)、粗基准的选择可以考虑以下几点要求： 6三)、零件表面加工方法的选择和加工余量的计算： 6 (一)、设计的准备： 21(二)、总体设计 21(三)、工件定位的方式 22(四)、工件的定位原理 22(五)、定位元件——基本要求： 22(六)、常用定位方法与定位元件： 23(一)工件以平面定位 23(二)用几何方法计算定位误差 24(三)用微分方法计算定位误差: 24(七)、减少夹具及定位误差的措施 26(八)、常用的夹紧机构 29(一)、螺旋夹紧装置 29(二)、偏心夹紧装置 30(三)、斜楔夹紧机构 30(四)、螺旋夹紧机构 30(五)、偏心夹紧机构 30-2- 论文 (七)、对夹紧装置的要求 31(八)、夹紧力的确定 32(十一)、常用夹紧机构 32 -3-位论文序言机械制造工艺学课程设计是我们在学完大学的大部分课程后进行的，是我们对大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件 (廻转盘)的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。正文迴转盘是用在机械工程方面的，一个重要的零件。迴转盘零件草图-4-位论文二、纲领的计算(一)计算程设计生产纲领决定生产类型如附图一，该产品年产量为6000台,(1件/台)壳体,设备品率为15%机械加工废品率为0.5%,现制定该零件的机械加工工艺流程.所有倒角所有倒角R须紧贴圆弧面。N=Qn(1+a%+b%)=6930(件/年)迴转盘的年产量为6930件/年现通过计算，生产纲领对工厂的生产过程和生产组织有着决定性的作用，包括觉得各工作点的专业化程度，加工方法，加工工艺设备和工装等。同一种产品，生产纲领不同也会有完全不同的生产过程和专业化程度，即有着完全不同的生产组织类型。根据生产专业化程度的不同，生产组织类型可分为是各种生产组织管理类型的划分，从工艺特点上看单件生产与小批生产相批生产和大量生产相近，因此在生产中一般按单件小批，中批，大批大量生产来型，这三种类型有着各自的工艺特点如下表：-5- 论文零零件年生产类型(件/年)＞20~200＞200~500＞500~5000轻型机械＞100~500＞500~5000＞5000~30000重型机械＞5~100＞100~300＞300~1000生产类型单件生产小批生产大批生产大量生产所以综上所说，根据生产类型和生产纲领的关系，可以确定该产品的生产类型为大批量生产。关键字；材料ZG35N=6930(件/年)生产类型；大批量该零件的材料为,该材料ZG35具有较高的耐磨性,强度,耐热性及减振性.H8(+0.039)的孔，2个φ80H9(+0.074)的半圆,2个φ80H8(+0.046)的孔等。000AB孔和面的加工都要符合图样上规定的要求。三、毛坯的确定ZG35的铸造性能所涉及的主要是铸件的质量问题，铸件结构设计时，必须充分考虑适应合金的铸造性能。否孔，缩松，裂纹，冷隔，浇不足气孔等多种铸造缺造成铸件很高的废品率。我们选用压铸的方式即将液态或半液态金属快速压入金用下凝固。其种铸造方式产品质量最好，生产效率也高，能取得良好的经济效生产型为大批量生产。件毛坯综合图的绘制由于毛坯尺寸与成品零件的尺寸在大体上是一致的,图在这里就省略了,详见(资料袋:零件图一张,A0图纸).毛坯的尺寸可由前零件的尺寸和加工余量而确.-6- 论文(一)工艺规程设计一)、定位基准的选择回转盘底面和2个φ50H8(+0.039)孔的轴心线既是装配基准又是设计基准，用0它们作精基准能使加工遵循“基准重合”原则，实现箱体零件“一面两孔”的典型定位方式。其余各面和孔也能用它作定位，这样使加工又遵循了“基准统一”原则，另外底面的面积较大，定位比较稳定可靠，夹紧方案也比较简单，可靠，二)、粗基准的选择可以考虑以下几点要求：1、如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准；如果在工件上有很多不须加工的表面，则应以其中与加工面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。重要表面与不加工面之间的位置要求，应以首先保证某重要表面的加工余量，均应选择表面作为粗基准。3、如果需保证各加工面都有足够的加工余量应选加式余量较小的表面作为4、选择粗基准的表面应平整，没有浇冒口，习砂等缺陷，以便定位可靠。5、粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准面，以免产生较大的位置公差。050H8(+0.039)的孔，可利用压极装夹的和专用夹具装夹。0三)、零件表面加工方法的选择和加工余量的计算：零件表面加工方法选择应考虑以下问题：1、零件表面的加工方法，主要取决于加工表面的技术要求。这些技术要求还包括由于基准不重合而提高了作为精基准的技术要求。2、选择加工方法应考虑每种加工方法的加工经济精度范围，材料的性质及可加工性，工件的结构，形状及尺寸大小，生产纲领及批量生产现有设备条件3、应考虑各种加工方法的经济精度-7-位论文各表面加工方法的经济精度提出两个方案进行对照：方案一工艺规程的设计：工序号工序内容010机器砂型铸造020人工时效处理铸砂030涂漆喷枪040钻，攻丝，2-M16-7H,锪平Ø30钻床050铣床铣欲铣出两半圆上的正上方粗造度是的四周平面和这两半圆内外突出的端面，与长粗造度是0铣床0铣床个端面，粗造度都是0铣床00000铣斜度是6：100，粗造度是的两斜面钻床钻床45°钻床钻床侧面粗造度是钻床钻床钻床-8-位论文130钻，粗铰，精铰，3-锥销孔Ø16与减速机体钻床配作粗造度是的孔140钻，攻丝，2-M10-8H,深20的螺纹孔钻床150钻，攻丝，M24x1.5-7H,贯通的螺纹孔钻床160钻，攻丝，4-M14-7H,深25的螺纹孔钻床170钻，攻丝，2-M12-7H,深25的螺纹孔钻床180钻，铰，Ø20,深20的通孔钻床190铣床铣出粗造度是的两个铣床的侧面和粗的侧面和粗钻床钻，铰，镗镗床粗镗，半精镗，度是的两个孔按零件图样要求全面检查入库通过分析：可以知道方案一不足之处：一是钻，攻丝，2-M16-7H,锪平Ø30这一过程应该放在一次装夹过程中铣完各个表面之后工序中，因此应放在铣欲钻2个Ø40的孔的，粗造度是的孔，倒角45°，因为表面粗糙度要求是6.3，经过查阅《机械制造工艺学》可知只通过扩的方式不能满足需要，因此还需要加一个绞的工步才能达到要求。加工顺序的安排-9-位论文因2个相对的φ50H8(+0.039)的孔是作为精加工的两孔，所以加工时应一次装夹0的情况下完成加工，同时它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹下将A、B基准面和4个φ50H8(+0.039)的孔加工出来，以保证其位置精度。0根据“先面后孔”“先主后次”“先粗后精”的加工原则，因此修改后的加工工方案二工艺规程的设计：工序号0工序号00000铸砂铸砂喷枪钻床铣床人工时效处理个端面，粗造度都是0铣床0铣欲铣出两半圆上的正上方粗造度是的四周平面和这两半圆内与长粗造度是铣床内0080080铣床铣斜度是6：100，粗造度是的两斜面MH钻床45°-10-位论文100钻床侧面粗造度是的孔，倒角45°110钻床120钻，攻丝，5—M24—7H,深30的螺纹孔，倒钻床130钻，粗铰，精铰，3-锥销孔Ø16与减速机体钻床配作粗造度是的孔140钻，攻丝，2-M10-8H,深20的螺纹孔钻床150钻，攻丝，M24x1.5-7H,贯通的螺纹孔钻床160钻，攻丝，4-M14-7H,深25的螺纹孔钻床170钻，攻丝，2-M12-7H,深25的螺纹孔钻床180钻，铰，Ø20,深20的通孔钻床190铣床铣出粗造度是的两个铣床的侧面和粗的侧面和粗45°210210钻床镗镗床粗镗，半精镗，度是的两个孔按零件图样要求全面检查入库1．机器砂型铸造用到的是型砂、用于铸造的行腔，因为是大批量的生产，所以再通过机器设备进行砂型铸造，以保证效率；-11-位论文理：这个过程即在人工的条件下对铸件的内应力进行消除的方式，她和自然时效相比，有着效率更高的优点；用到的是喷枪，涂漆的作用是防锈，因为铸件在空气当中暴露的时间过长的话容易生锈，涂漆就能起到保护作用；AB两个端面，粗造度都是：1)先以两个60的孔和底面以三个支撑点的方式进行自由度的控制，然后2)在一次装夹的情况下，以同样的方式加工出B基准面，从而保证A、B基B面度的误差是0.1(-)的范围，加工要求：铣两侧平面,R=12.5。aX铣床。切削用量查《工艺师手册》表3-30V=0.25~0.35m/s,取0.2m/s即18m/min,确定主轴转速：sd50w按照机床说明书，取n=118r/mins所以实际切削速度：Vdwn=50118=18.5(m/min)0s1000查《机械制造工艺设计手册》表3-28,每齿进给量a=0.07~0.18mm，取f0.1mm，工作台进给速度V=0.16118=70.8(mm/min)f取纵向进给速度V=75mm/min,f切削工时:lT=………2.10lVf代入得：-12-位论文t==0.533(min)55.铣欲铣出两半圆上的正上方粗造度是的四周平面和这两半圆内外突和这两半圆内外突出的端面，与长粗造度是的侧面：它是一个有粗糙度要求的加工面，但因为粗糙度的要求不高，分别是25和12.5，所以我们保证它的一个相对的位置度即可，用到的机床是铣床，还要用到的是：专用夹具，盘铣刀专用量具。的孔的，粗造度是这四个面的粗糙度是25，因此要求都不是很高，毛坏预先单面都留有2mm的余量，我们通过立铣的方式，一次进刀就可以完成，用到的机床是立式铣床，其它用到的是：专用夹具，立铣刀，专用量具；7．铣7．铣斜度是6：100，粗造度是继续在这个装夹方法下，要调整底面支撑螺钉的高度，是这个斜面与机床的铣刀成垂直关系，然后在对这个拔模斜度是6：100的面进行铣削，留有的余量是2mm，一次走刀既可以完成，用到的机床是立式铣床，刀具是盘铣刀；钻床，用到的刀具是直柄麻花钻；2)攻丝2-M16-7H，用到的是：专用夹具，专用量具，机用丝锥；3)锪平Ø30，用到的是：专用夹具，专用量具，高速钢莫氏锥锪钻；工件材料：ZG35加工条件切削用量查《机械制造工艺设计手册》表3—42V=0.35m/s,即0.35×60=21(m/min)确定主轴转速：sd4w按照机床说明书，取n=1360r/mins所以实际切削速度：-13- 论文V=dwn=41360=17.1(m/min)s1000查《机械制造工艺设计手册》表3—38，f=0.08~0.12mm/r，按照机床说明书，取0.1mm/r,T=………2.11其中：l+l=5.5+2=7.5mm1采用90°锪钻，为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔时相同：n=960r/min，手动进给。s查《工艺师手册》表28-13，V=18m/minsd12.5w按照机床说明书，取n=392r/mins所以实际切削速度：查《工艺师手册》表28-13，f=0.2mm/r，按照机床说明书，取0.17mm/r,刀具行程L=l+l+l=8+2+4=14mmLil+l+lT==12ijfnnf以上为钻一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为j打内螺纹，所以先钻Ø25的孔，用的刀具是直柄麻花钻；2)攻丝12—M30—7H的螺纹孔，所用的刀具是机用丝锥;-14-位论文10.10.钻，扩，铰，侧面粗造度是的孔，倒角45°1)钻Ø30的孔保证孔的位置精度，倒45°的角，用的是直柄麻花钻；2)扩成Ø50的孔，用的是专用扩刀；33)精铰成符合的孔，从而保证粗糙度是6.3，用的铰刀是圆柱直柄铰刀，机床是立式钻床，Z535;专用量具，直柄麻花钻2)扩2个Ø40的孔，工艺装备是：专用夹具，扩刀，专用量具3)半精铰φ40的孔，保证孔的尺寸精度，工艺装备是：专用夹具，专用量具，圆柱直柄铰刀，这两个孔的要求不是很高，所以只需要半精绞就完全可以达8孔倒角。加工条件加工要求：钻、绞两组Φ40。刀具：钻用Φ23、高速钢锥柄麻花钻头，铰用Φ40、高速钢锥柄机用绞刀，倒角用45°高速钢锥柄机用锪钻。切削用量查《工艺师手册》表28-13，V=18m/minsd20w按照机床说明书，取n=272r/mins所以实际切削速度：V=dwn=20272=17.1(m/min)00s1000查《工艺师手册》表28-13，f=0.32mm/r，按照机床说明书，取0.28mm/r,刀具行程L=l+l+l=15+1+3=19(mm)12-15- 论文Lil+l+lT==12ijfnnf以上为钻一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为T=2T=0.25×2=0.5(min)j⑵.扩钻Φ22孔至Φ21.8查《工艺师手册》表28-32，V=18.7m/minw按照机床说明书，取n=272r/mins所以实际切削速度：Vdwnmmin)查《工艺师手册》表28-30f=0.9~1.2mm/r，取系数0.5，按照机床说明书，取0.48mm/r,刀具行程L=l+l+l=15+1+3=19(mm)Lil+l+lT==12ijfnnf以上为扩钻一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为T=2T=0.145×2=0.29(min)j查《工艺师手册》表28-13，V=29m/minw按照机床说明书，取n=392(r/min)s所以实际切削速度：0s1000查《工艺师手册》表28-13，f=0.32mm/r，-16-位论文按照机床说明书，取0.28mm/r,刀具行程L=l+l+l=15+1+3=19(mm)Lil+l+lT==12ijfnnf===0.135(min)以上为绞一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为T=2T=0.135×2=0.27(min)j12.钻，攻丝，5—M24—7H,深30的螺纹孔，倒角45°：1)钻螺纹孔φ20，我们先钻直径是20的孔，从而可以留一定的余量，去攻螺纹，按计算的话，应该是内螺纹的顶牙的直径是20.4，但考虑到钻刀的尺寸选择，我们选择φ20的直柄麻花钻作为刀具；0直柄麻花钻0工装是：专用夹具，专用量具，圆柱直柄铰刀；工装是：专用夹具，专用量具，圆柱直柄铰刀；1)钻2个螺纹孔φ8工装是：专用夹具，专用量具，直柄麻花钻，留了2mm的余量作为内螺纹的小径；2)攻丝2个M10-8H,深20的螺纹孔，工装是：专用夹具，专用量具，机用丝锥，从而保证一定的精度；15．钻，攻丝，M24x1.5-7H,贯通的螺纹孔1)钻φ20贯通的孔，工装是：专用夹具，专用量具，直柄麻花钻2)攻丝M24x1.5-7H,贯通的螺纹孔，工装是：专用夹具，专用量具，机用-17-位论文2)攻丝4个M14-7H深25的螺纹孔，工装是：专用夹具，专用量具，机用1)钻2个φ10的孔，工装是：专用夹具，专用量具，直柄麻花钻2)攻丝2个M12-7H,深20的螺纹孔，工装是：专用夹具，专用量具，机用1)钻φ20贯通的孔，工装是：专用夹具，专用量具，直柄麻花钻，尺寸保可以有0.5mm余量；02)粗铰，Ø20,深20的通孔，工装是：专用夹具，专用量具，圆柱直柄铰刀，然后加工出符合要求的孔；1919.铣出粗造度是的两个半圆，1)铣这两个半圆要非常注意，选的定位方式是通过一面两孔的方式，然后达到限制自由度的方式来切削出符合要求的半圆孔，工装是：专用夹具，专业铣刀,20.20.铣出Ø90两个孔粗造度是的侧面和粗造度是的底面，倒角45°，每个面留有2mm的切削余量，只要一次进刀即可达到要求，工装是：专用夹具，专业铣刀,专用量具。1)钻2个φ10的孔，深16，工装是：工装是：专用夹具，专用量具，直柄麻花钻2)2)铰,深16的孔，工装是：专用夹具，专用量具，圆柱直柄铰刀，然后加工出符合要求的孔；22.22.粗镗，半精镗，，粗造度是的两个孔1)粗镗φ80的孔2个，工装是：专用夹具，专用量具，镗刀2)半2)半精镗，粗造度是的两个孔，工装是：专用夹具，镗Φ80孔1)切削深度：余量Z=2.8mm，可以一次切除。2)进给量：查《机械制造工艺设计手册》表3-15，1)切削深度：余量Z=2.75mm，可以一次切除。-18- 论文2)进给量：查《机械制造工艺设计手册》表3-15f=0.15~0.4(mm/r),查机床说明书，现取f=0.41mm/r3)计算切削速度查《工艺师手册》表27-12V=Vkp==46.6(m/min)4)确定主轴转速：w按照机床说明书，取n=125r/mins所以实际切削速度：5)检验机床功率：4F=CaxfzfyFZvnFzk=9002.7510.410.850.89=1526(N)zFpFZz耗功率：C46)检验机床进给系统强度：已知主切削力为径向切削力Fp参考《工艺师手册》F=CaXFVfYFVvnFvkyVYFpyV=676(N)轴向切削力(走刀力)：查表2-17《机械工艺师手册》F=CaxFXfyFXvnFXkxXxFxX=763(N)取机床导轨与床鞍摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给方向对机床的作用-19- 论文F=F+u(F+F)xYz=904(N)查机床说明书，机床最大纵向力为3530N,故机床进给系统可以正常工作。7)切削工时:刀具行程L=l+l+l=8+2+3=13(mm)Lil+l+lT==12ijfnnff=0.15~.04mm/r,此处为非连续表面，查机床说明书，现取f=0.3mm/r3)计算切削速度查《工艺师手册》表27-12V=CVk………………2.9Tmaxvfyvvp取T=60min,C=158,x=0.15,y=0.40,m=0.2vVv查《工艺师手册》表27-17k=0.85,k=0.6,k=1.2,k=0.89,k=1.0,Mvsvkvkrvtvk=0.85×0.6×1.2×0.89×1.0=0.54v44)确定主轴转速：w按照机床说明书，取n=125r/min。s所以实际切削速度：5)切削工时:刀具行程L=l+l+l=50+3+3=56(mm)12Lil+l+lT==12ijfnnf-20- 论文1)切削深度：余量Z=0.2mm，可以一次切除。2)进给量：查有关资料f=0.01~0.14(mm/r),进给无级变速，取f=0.08mm/r3)计算切削速度查有关资料,V=150~500m/min,取V=200m/min4)确定主轴转速：dwT740K金刚镗床为无级变速，取n=489(r/min)s5)切削工时刀具行程L=其中：l+l+l=8+2+3=13mm12Lil+l+lT==12ijfnnf23.按零件图样要求全面检查24.入库通过以上的两种加工工艺可知，工艺路线二是更好的，因此我们在加工次迴转盘零件时应该选用方案二。迴转盘铣床夹具的设计在金属切削机床上进行加工时，为了保证工件加工表面的尺寸，几何形状和相互位置的精度等要求，在加工方法确定之后，需要解决的问题之一是使工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置(即工件的定位)并把工件压紧夹牢，以保证这个确定了的位置在加工过程中稳定不变(即工件的夹紧)着就是工件在上的正确安装。工件进行定位和夹紧功能的夹具。工件一般采用“一面两孔”定位，夹具上两个定位销距离的调节。以及定位销插入和退出定位孔的动作，均可按程序实现自动-21- 论文调节。调节距离的方式有按直角坐标平移方式、按极坐标回转方式和复合式三该零件加工工序多，精度要求较高，但形状较为复杂。在加工中心上若用夹具加工，工件可采用一面两孔的定位方案，先将工件的底平面及其上两孔进行粗、精加工，再在加工中心上完成其他表面的加工。夹具的分类：机床夹具按其使用范围可分为以下五种基本类型：1)通用夹具通用夹具具有一定的通用性。2)专用夹具专用夹具是针对某一种工件的某一个工序而专门设计的。3)通用可调整夹具和成组夹具通用可调整夹具和成组夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。4)组合夹具组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据零件的加工要求拼装而成的夹5)随行夹具随行夹是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。机床夹具的功用加工质量机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。2)提高生产率，降低成本使用夹具后可减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多件、多工位加工。3)扩大机床工艺范围在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。4)减轻工人劳动强度，保证生产安全。(一)、设计的准备：为了提高劳动生产率，保证质量，精度，需要设计专用夹具。(二)、总体设计工件在夹具上的定位：-22- 论文(三)、工件定位的方式(1)直接找正定位——生产率低，精度→工人技术——单件小批或位置要求高定位基准——所找正的表面(2)划线找正定位——精度低——单件小批，复杂件，毛坯精度低定位基准——所划的线(3)夹具定位——生产率高，定位精度高，成批及大量生产(四)、工件的定位原理(1)六点定则——用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度误解：①工件被夹紧，就定位了——并没有保证一批工件的一致位置。②工件定位后，反方向可移动——定位面与定位点应保持接触(2)限制工件自由度与加工要求的关系①完全定位——六个自由度全部限制②不完全定位——限制的自由度＜6③欠定位——该限的自由度没有限——绝不允许④过定位——重复限制一自由度——一般不允许正确处理：危害——定位不稳，安装困难，工件或夹具变形特殊——可用过定位—提高定位稳定性和结构刚度，简化前提——提高工件定位面、夹具定位面的相互位置精度★注意：理论上要限制的自由度——按加工要求确定——不欠定位实际上所限制的自由度——多于理论要求的——不过定位为承受切削力、简化夹具结构(五)、定位元件——基本要求：①足够的精度②足够的硬度和耐磨性-23- 论文③足够的强度和刚度④工艺性好(六)、常用定位方法与定位元件：(一)工件以平面定位平面定位的主要形式是支承定位。夹具上常用的支承元件有以下几种：①固定支承——支承钉——球头——毛坯面齿纹——侧面支承板——光——侧面、顶面斜槽——底面非标支承板——如圆环②可调支承——一批工件调一次——限制自由度③自位支承(浮动支承)——只定1点2)辅助支承——一个工件调一次——不限制自由度——提高刚度(2)孔定位1)圆柱销(定位销)——短销——定2点2)圆柱心轴——间隙配合心轴——定心精度低——和端面联合定位过盈配合心轴——定心准确、装卸不便——精加工花键心轴——花键孔定位4)圆锥心轴(小锥度心轴)——定5点(3)外圆定位1)V形块——-短——定2点基准是检验心轴的中心长——定4点①对中性好活动——定1点②非整圆表面定位2)定位套——定心精度低，已加工面定位3)半圆套——大轴件、不便轴向装夹的零件4)圆锥套——反顶尖-24- 论文(4)组合表面定位(一面两孔)——支承板——、、tttt线本专用夹具设计中的定位方式为具以底平面和两个50H8内孔，“一面两销”法，限制六个自由度定位元件为定位销。5，定位误差的计算：定位误差：是由于工件在夹具上定位不准确所引起的加工误差，在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最(二)用几何方法计算定位误差采用几何方法计算定位误差通常要画出工件的定位简图，并在图中夸张地画出工件变动的极限位置，然后运用三角几何知识，求出工序基准在工序最大变动量，即为定位误差。(三)用微分方法计算定位误差:=2+2+2+2+2≤TDTAZG1.夹具的定位误差分析①工件在夹具上定位不一致——定位误差△。D②刀具与对刀导向元件的位置不准确——对刀误差△T。③夹具在机床安装不准确——安装误差△。T-25- 论文④定位元件、对刀导向元件及安装基面三者位置不准确——制造误差△⑤加工方法误差△D≤32.定位误差分析(1)产生定位误差的原因1)基准不重合误差∆——工序基准与定位基准不重合，工序基准相对于定B位基准在加工尺寸方向上的最大变动范围，△B2)基准位移误差∆——定位副制造误差，定位基准相对于刀具在加工Y尺寸方向上的最大变动范围，△Y(2)定位误差的计算方法(合成法)①△≠0、△=0时，则△=△YBDY②△≠0、△=0时，则△=△BYDB③△≠0、△≠0时，判断相关性：YB若工序基准不在定位基面上，△与△不相关，则=+BYDYB④若工序基准在定位基面上，△与△相关，判断方向性：BY⑤若工序基准和定位接触点在定位基准的异侧，方向相同，=+DYB若工序基准和定位接触点在定位基准的同侧，方向相反，=DYB(3)各种定位方法的基准位移误差①平面定位一般△=0Y-26- 论文②孔销定位单方向位移，=Y2任意方向位移，△=XDdYmaxmax0min③V形块定位水平方向，△=0Y垂直方向，△=6dY2(七)、减少夹具及定位误差的措施(1)提高夹具的精度——提高定位元件、对刀元件及配合表面与机床连接表面的制造精度，提高精度、安装精度调整夹具，刀具与夹具位置，提高对刀精度(2)减少定位误差——基准重合，误差小的定位方式(如定心夹紧装置等)提高定位面与定位件加工精度，减少间隙，减少基准位移误差(3)减少夹具的磨损——提高夹具易磨件耐磨性。可换装置，及时更换。①主要介绍工件孔与定位心轴(或销)采用间隙配合的定位误差计算△=△+△定不基a.心轴(或定位销)垂直放置，按最大孔和最销轴求得孔中心线位置的变动△δ+δ+△=△基=Ddminmax(最大间隙)心轴(或定位销)水平放置，孔中心线的最大变动量(在铅垂方向上)即为b.b△定△=OO'=1/2(δ+δ+△)=△/2基Ddminmax或△=(D/2)-(d/2)=△/2基maxminmax②工件孔与定位心轴(销)过盈配合时(垂直或水平放置)时的定位误差此时，由于工件孔与心轴(销)为过盈配合，所以△基=0。对H尺寸:工序基准与定位基准重合,均为中心O,所以△=01不不d-27- 论文⑷工件与"一面两孔"定位时的定位误差XY为：△=△=δ+δ+△=△(孔与销的最大间隙)定(1x)定(1y)D1d11min1max②“2”孔中心线在X,Y方向的最大位移分别为:△=△+2δ(两孔中心距公差)定(2x)定(1x)Ld△=δ+δ+△=△定(2y)D2d22min2max③两孔中心连线对两销中心连线的最大转角误差:第三节工件在夹具中的夹紧本要求(1)夹紧装置的组成1)力源装置——产生夹紧原始作用力2)中间传动机构——①改变作用力的方向②改变作用力的大小③起自锁作用3)夹紧元件——最终执行元件(2)对夹紧装置的基本要求①不得破坏定位②力适当，不移动、不振动，不损伤、不变形③操作方便，迅速省力④结构简单，工艺性好，标准件，自锁性二、夹紧力的确定夹紧力包括大小、方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。(一)夹紧力方向的选择夹紧力方向的选择一般应遵循以下原则：1)夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。2)夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。3)夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧(二)夹紧力作用点的选择一般注意以下几点：1)夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变。-28- 论文2)夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。3)夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减小切削力对工件造成的翻(1)夹紧力作用点、方向的确定①应指向主要定位面②夹紧力应落在定位支承范围内③夹紧力应尽量靠近加工面④夹紧力应作用在刚性好的部位上⑤夹紧力最好与切削力、重力方向一致(三)夹紧力大小的估算夹紧力不足，会使工件在切削过程中产生位移并引起振动；夹紧力过大又会造成工件或夹具不夹紧力大小的估算受切削力、重力、离心力和惯性力等的作用——力(矩)平衡建立力学模型，求出切削力，在最不利的瞬时，求夹紧力大小。为了保证夹紧可靠，再乘以安全系数F=KF′一般K=1.5~3，粗加工取大值，精加工取小值。J楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一,其他夹紧装置均是它的变形。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。⑴楔块夹紧装置特点:12②斜楔能改变夹紧作用力方向p21④夹紧行程小⑤效率低(因为斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦,所以夹紧效率低)所以适用范围:多用与机动夹紧装置中⑵夹紧力计算:21-10度-29- 论文ψ:工件与楔块的摩擦角1ψ:夹具体与楔块的摩擦角2原始力P撤除后,楔块在摩擦力作用下仍然不会松开工件的现象称为12,夹紧力与原始力之比称为传力系数.用i表示pi=θ/p=1/[tanψ+tan(α+ψ)]p21升角α确定后,其工作长度应满足夹紧要求,其厚度保证热处理不0.8--1.2mm.HRC:56--62.Ra为1.6μm.(八)、常用的夹紧机构(一)、螺旋夹紧装置螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的,相当于吧楔块绕在圆柱体上,转动螺旋时即可夹紧工作.⑴螺旋夹紧装置特点:①结构简单,制造容易,夹紧可靠p,③夹紧动作慢,效率低应用场合:手动夹紧装置常采用.⑵螺杆夹紧力计算:nrtan中112其中:P是原始力,L是原始力作用点到螺杆中心距离,r是螺旋中中经的一半,α是螺旋升角,ψ螺母于螺杆的摩擦角,r摩擦力矩计算半径,ψ工件112与螺杆头部(或压块)间的摩擦角-30- 论文因为楔块的自锁条件为α≤11.5°-17°,而螺旋夹紧装的螺旋升角(α≤2°-4°)很小,所以自锁性很好.i=θ/p=PL/rtan(α+ψ)+rtanψ＞＞楔块的ip中112p为了减小夹压的辅助时间和提高生产率,可采用多位或多件夹紧装置.置⑹压块的材料一般位45钢,HRC:43--48螺杆的材料一般位45钢,HRC:33—38(二)、偏心夹紧装置偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装的一种变形.其中L为手柄长度,ρ支承轴中心(回转中心)到夹紧点距离ψ,ψ分别为偏心轮与支承轴及偏心轮与工件间的摩擦角.12⑵传力系数i:pi=L/ρtan(α+ψ)+tanψ远小于螺旋夹紧的ip12,p偏心夹紧与螺旋夹紧相比,夹紧行程小,夹紧力小,自锁能力差,但夹紧迅速,结构紧凑,所以常用与切削力不大,振动较小的的场合,常与其他夹紧元件联合使用.(三)、斜楔夹紧机构斜楔夹紧具有结构简单，增力比大，自锁性能好等特点，因此获得广泛应用。(四)、螺旋夹紧机构-31- 论文螺旋夹紧机构结构简单，易于操作，增力比大，自锁性能好，是手动夹紧中应用最广泛的一种夹紧机构。(五)、偏心夹紧机构偏心夹紧的优点是结构简单，操作方便，动作迅速，缺点是自锁性能较差，增力比较小。一般常用于切削平稳且切削力不大的场合。可获得的夹紧力为(六)、铰链夹紧机构铰链夹紧机构的优点是动作迅速，增力比大，并易于改变力的作用方向；缺点是自锁性能差。多用于机动夹紧机构中。(七)、定心夹紧机构定心夹紧机构是一种同时实现对工件定心定位和夹紧的夹紧机构，即在夹紧过程中，能使工件相对于某一轴线或某一对称面保持对称性。定心夹紧机构按其工作理可分为两大类：1.以等速移动原理工作的定心夹紧机构2.以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构(九)、联动夹紧机构夹紧力作用在两个相互垂直的方向上，称为双向联动夹紧；两夹紧点的夹紧力方向相同，称为平行联动夹紧。四、夹紧机构的动力装置(一)气动夹紧装置气动夹紧装置的工作介质是压缩空气，其工作压力通常为0.4~0.6MPa。(二)液压夹紧装置液压夹紧装置利用压力油为夹紧动力。(三)气、液增压夹紧装置气、液增压夹紧装置以压缩空气为动力源，通过压力油来传力和增力。(十)、工件在夹具中的夹紧：(一)、对夹紧装置的要求-32- 论文(二)、夹紧力的确定夹紧力包括大小、方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。(三)夹紧力方向的选择：夹紧力方向的选择一般应遵循以下原则：1)夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。2)夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件3)夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所(四)夹紧力作用点的选择一般注意以下几点：1)夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件获的的定位2)夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。3)夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减小切削力对工件造成的翻转力矩。(五)夹紧力大小的估算会造成工件或夹具不应有的变形或表面损伤。(十一)、常用夹紧机构(一)斜楔夹紧机构-33- 论文斜楔夹紧具有结构简单，增力比大，自锁性能好等特点，因此获得广泛(二)螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构结构简单，易于操作，增力比大，自锁性能好，是手动夹紧中应用最广泛的一种夹紧机构。(三)偏心夹紧机构偏心夹紧的优点是结构简单，操作方便，动作迅速，缺点是自锁性能较差，增力比较小。一般常用于切削平稳且切削力不大的场合。可获得的夹紧力为(四)铰链夹紧机构铰链夹紧机构的优点是动作迅速，增力比大，并易于改变力的作用方向；缺点是自锁性能差。多用于机动夹紧机构中。(三)定心夹紧机构定