机械制造技术基础课程设计-CA10B厚钢板弹簧吊耳工艺及钻φ10mm孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

1 目目 录录 目目 录录 . 1 1 绪绪 论论 . 1 2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 . 3 2.1 零件的分析零件的分析 3 2.1.1 零件的作用 3 1.1.2 零件的工艺分析 3 2.2 工艺过程设计所应采取的相应措施工艺过程设计所应采取的相应措施 3 2.3 后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择 4 2.3.1 确定毛坯的制造形式 . 4 2.3.2 粗基准的选择 4 2.3.3 精基准的选择 4 2.4 工艺路线的制定工艺路线的制定 . 5 2.4.1 工艺方案一 . 5 2.4.2 工艺方案二 . 5 2.4.3 工艺方案的比较与分析 . 5 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）确定切削用量及基本工时（机动时间） 7 2.7 时间定额计算及生产安排时间定额计算及生产安排 8 2.8 本章小结本章小结 . 10 3 加工加工 mm10 工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计 . 11 3.1 加工加工mm10工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计 11 3.2 定位方案的分析和定位基准的选择定位方案的分析和定位基准的选择 11 3.3 定位元件的设计定位元件的设计 11 3.4 定位误差分析定位误差分析 13 3.5 切削力的计算与夹紧力分析切削力的计算与夹紧力分析 13 3.6 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 13 3.7 夹具精度分析夹具精度分析 15 3.8 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明 15 3.9 本章小结本章小结 16 结结 论论 . 17 2 参参 考考 文文 献献 . 18 全全套套图纸，图纸，加加 153893706 辽宁工程技术大学 1 1 绪绪 论论 机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后， 进行的一次理 论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事 专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约 能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产 安全、 技术检测和健全劳动组织的重要依据， 也是企业上品种、 上质量、 上水平， 加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部 分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹 具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可 以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。 当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高 的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。 夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与 人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于 完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要 用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性 能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床 的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员一 般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题 如果处理不好， 也会给夹具的使用造成许多不便， 甚至会影响到工件的加工精度。 我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下： 清根问题在设计端面和 内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。端面和 定位外圆分为两体时无此问题,。夹具要不要清根，应根据工件的结构而定。如 果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角,则必须清根,如果零件定位孔孔口倒角 较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角 r。端面与外圆定 位时， 与上述相同。 让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、 砂轮等)加工的夹具时， 会存在让刀问题。设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀 或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小，留出超 过刀具半径的尺寸位置即可。更换问题在设计加工结构相同或相似，尺寸不同的 系列产品零件夹具时，为了降低生产成本,提高夹具的利用率，往往会把夹具设 计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。 随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求， 辽宁工程技术大学 2 使多品种， 中小批生产作为机械生产的主流， 为了适应机械生产的这种发展趋势， 必然对机床夹具提出更高的要求。 特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还 处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、 可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环 保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。 3 2 后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计后钢板弹簧吊耳加工工艺规程设计 2.1 零件的分析零件的分析 2.1.1 零件的作用零件的作用 题目给出的零件是 ca10b 解放牌汽车后钢板弹簧吊耳。 后钢板弹簧吊耳的主 要作用是载重后，使钢板能够得到延伸，伸展，能有正常的缓冲作用。因此汽车 后钢板弹簧吊耳零件的加工质量会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车 后钢板弹簧吊耳主要作用是减震功能、阻尼缓冲部分功能、导向功能。 1.1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 由后钢板弹簧吊耳零件图知可将其分为两组加工表面。 它们相互间有一定的 位置要求。现分析如下： （1）以 60mmf两外圆端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包 括： 。 60mmf两外圆端面的铣削，加工 37 05 . 0 0 f + 的孔，其中 60mmf两外圆端面表 面粗糙度要求为6.3ramm， 37 05 . 0 0 f + 的孔表面粗糙度要求为1.6ramm （2）以30 05 . 0 0 + 孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2 个 30 05 . 0 0 + 的孔， 2 个mm10f的孔、 2 个30 05 . 0 0 + 孔的内外两侧面的铣削， 宽度为 4mm 的开口槽的铣削， 2 个在30 05 . 0 0 + 同一中心线上数值为0.01f的同轴度要求。 其中 2 个 10.5mmf的孔表面粗糙度要求为12.5ramm，2 个30 05 . 0 0 + 孔的内侧面表面粗糙 度要求为12.5ramm， 2 个30 05 . 0 0 + 孔的外侧面表面粗糙度要求为50ramm， 宽度为 4mm的开口槽的表面粗糙度要求为50ramm。 2.2 工艺过程设计所应采取的相应措施工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平 面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于该零件来说，加工过程 中的主要问题是保证平面的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度， 处理好孔和 平面之间的相互关系。 该类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工零件的基准平面，以基准 平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。后钢板弹簧吊耳的加工自然应遵循这 个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而 容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为 提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 4 后钢板弹簧吊耳零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则， 将孔与平面的 加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 由于后钢板弹簧吊耳的生产量很大。 怎样满足后钢板弹簧吊耳生产率要求也 是过程中的主要考虑因素。 2.3 后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择后钢板弹簧吊耳加工定位基准的选择 2.3.1 确定毛坯的制确定毛坯的制造形式造形式 零件材料为 35 钢。由于生量已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸 不大，故可以采用铸造成型，这对提高生产效率，保证加工质量也是有利的。 2.3.2 粗粗基准的选择基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （1） 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加 工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选 择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、 外形对称、少装夹等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨 面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床 身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余 量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的 加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定 位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需 经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。 多次使用难以保证表面间的位置精度。 为了满足上述要求，基准选择以后钢板弹簧吊耳大外圆端面作为粗基准，先 以后钢板弹簧吊耳大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺 孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。 2.3.3 精基准的选择精基准的选择 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， 应当进行尺寸换算。 5 2.4 工艺路线的制定工艺路线的制定 由于生产类型为大批生产，应尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还 应降低生产成本。 2.4.1 工艺方案工艺方案一一 表 2.1 工艺方案一表 工序 1： 铣 60mmf两外圆端面 工序 2： 钻，扩，铰 37 05 . 0 0 f + 孔，倒角1.5 30 o 工序 3： 钻，扩mm10f孔 工序 4： 钻，扩，铰30 05 . 0 0 + 孔，倒角1 45 o 工序 5： 铣30 05 . 0 0 + 孔的内侧面 工序 6： 铣30 05 . 0 0 + 孔的外侧面 工序 7： 铣宽度为 4mm的开口槽 工序 8： 终检 2.4.2 工艺方案工艺方案二二 表 2.2 工艺方案二表 工序 1： 铣30 05 . 0 0 + 孔的内侧面 工序 2： 铣30 05 . 0 0 + 孔的外侧面 工序 3： 钻，扩mm10f孔 工序 4： 钻，扩，铰30 05 . 0 0 + 孔，倒角1 45 o 工序 5： 铣宽度为 4mm的开口槽 工序 6： 铣 60mmf两外圆端面 工序 7： 钻，扩，铰 37 05 . 0 0 f + 孔，倒角1.5 30 o 工序 8： 终检 2.4.3 工艺方案的工艺方案的比较比较与分析与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工 60mmf两外圆端面，然后 再以此为基面加工 37 05 . 0 0 f + 孔， 再加工mm10f孔，30 05 . 0 0 + 孔， 最后加工30 05 . 0 0 + 孔 的内外侧面以及宽度为 4mm的开口槽铣，则与方案二相反，先加工30 05 . 0 0 + 孔的 内外侧面，再以此为基面加工mm10f孔，30 05 . 0 0 + 孔，宽度为 4mm的开口槽， 最后加工 60mmf两外圆端面， 37 05 . 0 0 f + 孔， 经比较可见，先加工 60mmf两外圆端面，以后位置度较易保证，并且定位 及装夹都较方便，但方案一中先加工10.5mmf孔，30 05 . 0 0 + 孔，再加工30 05 . 0 0 + 孔的 内外侧面，不符合先面后孔的加工原则，加工余量更大，所用加工时间更多，这 6 样加工路线就不合理，同理，宽度为 4mm的开口槽应放在最后一个工序加工。 所以合理具体加工艺如下： 表 2.3 工艺方案表 工序 1： 铣 60mmf两外圆端面 工序 2： 钻，扩，铰 37 05 . 0 0 f + 孔，倒角1.5 30 o 工序 3： 铣30 05 . 0 0 + 孔的两个端面 工序 4： 钻，扩，铰30 05 . 0 0 + 孔，倒角1 45 o 工序 5： 钻，扩mm10f孔 工序 6： 铣宽度为 4mm的开口槽 工序 7： 终检 2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “后钢板弹簧吊耳”零件材料为 35 钢，硬度 hbs 为 149187，生产类型为大批 量生产，采用铸造毛坯。 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： (1) 铣 60mmf 两外圆端面 考虑其加工表面粗糙度要求为6.3ramm，可以先粗铣，再精铣，根据机械 加工工艺手册表 2.3-5，取 2z=5mm已能满足要求 (2) 加工 37 05 . 0 0 f + 孔 其表面粗糙度要求较高为1.6ramm，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步， 根据机械加工工艺手册表 2.3-48，确定工序尺寸及余量为： 钻孔：35mmf 扩孔：36.8mmf 2z=1.8mm 铰孔： 37 05 . 0 0 f + 2z=0.2mm (3) 铣30 05 . 0 0 + 孔的内侧面 考虑其表面粗糙度要求为12.5ramm，只要求粗加工，根据机械加工工艺 手册表 2.3-5，取 2z=3mm已能满足要求。 (4) 铣30 05 . 0 0 + 孔的外侧面 考虑其表面粗糙度要求为50ramm，只要求粗加工，根据机械加工工艺手 册表 2.3-5，取 2z=3mm已能满足要求。 (5) 加工30 05 . 0 0 + 孔 其表面粗糙度要求较高为1.6ramm，其加工方式可以分为钻，扩，铰三步， 根据机械加工工艺手册表 2.3-48，确定工序尺寸及余量为： 7 钻孔：28mmf 扩孔：29.8mmf 2z=1.8mm 铰孔：30 05 . 0 0 + mm 2z=0.2mm (6) 加工mm10f孔 其表面粗糙度要求较高为12.5ramm，其加工方式可以分为钻，扩，两步， 根据机械加工工艺手册表 2.3-48，确定工序尺寸及余量为： 钻孔至9.8mm 粗铰孔至9.96mm 2z=1.16mm 精铰孔至10mm 2z=0.04mm (7) 铣宽度为 4mm的开口槽 考虑其表面粗糙度要求为50ramm，只要求粗加工，根据机械加工工艺手 册表 2.348，取 2z=2mm已能满足要求。 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 6：钻，扩mm10f孔 机床：专用组合钻床 刀具：麻花钻、扩孔钻、 （1） 、钻孔至9.8mm 切削深度 p a： p a=9.8mm 进给量f：由表 5-22，取f=0.1mm/r,取切削速度 v=22m/min 取v=22, 0 d =9.8 代入公式（2- 1）得 机床主轴转速n： min 715 8 . 914 . 3 2210001000 r d v n= = p ，根据表 4-9 所列 z525 型 立式钻床的主轴转速，取 n=960r/min 实际切削速度 v ： 1000 dn v p = =29.54m/min 被切削层长度l：48mm 刀具切入长度 1 l：4.632mm 刀具切出长度 2 l：1mm 走刀次数为 1 取l=48mm, 1 l=4.632mm, 2 l=1mm 代入公式得： 机动时间 j t： fn l ll tj 21+ + =33.5s 以上为钻一个孔的机动时间，故本工序机动工时为 t=2 j t=2x33.5=67s （2） 、粗铰孔至9.96mm 切削深度 p a： p a=0.08mm 8 进给量f：由表 5-22，取f=0.4mm/r,取切削速度 v=2m/min 取v=2, d=9.96 代入公式（2- 1）得 机床主轴转速n： min 95.63 96 . 9 14 . 3 210001000 r d v n= = p ，根据表 4-9 所列 z525 立式钻床的主轴转速，取 n=97r/min 实际切削速度 v ： 1000 dn v p =3.03m/min 被切削层长度l：48mm 刀具切入长度 1 l 0.37mm 刀具切出长度 2 l：15mm 走刀次数为 1 取取l=48mm, 1 l=0.37mm, 2 l=15mm,=0.4mm/r,n=97r/min 代入公式得： ： 机动时间 1 j t： fn l ll tj 21+ + =98s 以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为 t=2x98=196s (3)、精铰孔至10mm 切削深度 p a： p a=0.02mm 进给量f：由表 5-22，取f=0.3mm/r,取切削速度 v=4m/min 取v=3, d=10 代入公式得 机床主轴转速n： min 39.127 1014 . 3 410001000 r d v n= = p ，根据表 4-9 所列 z525 立式钻床的主轴转速，取 n=140r/min 实际切削速度 v ： 1000 dn v p =4.40m/min 被切削层长度l：48mm 刀具切入长度 1 l 0.19mm 刀具切出长度 2 l：13mm 走刀次数为 1 取取l=48mm, 1 l=0.19mm, 2 l=13mm, f =0.3mm/r,n=140r/min 代入公式得： ： 机动时间 1 j t： fn l ll tj 21+ + =87.4s 以上为扩一个孔的机动时间，故本工序机动工时为 t=2x87.4=174.8s 2.7 时间定额计算及生产安排时间定额计算及生产安排 参照机械加工工艺手册表 2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上） 9 时间定额的计算公式为： ntkttt zzfjd /%)1)(+= （大量生产时0/ntzz） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)(kttt fjd += 式 (2-5) 其中： d t 单件时间定额 j t基本时间（机动时间） f t辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动 作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 k布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 工序 1：粗、精铣 60mmf两外圆端面 机动时间 j t：2.3 1.463.76min j t =+= 辅助时间 f t：参照机械加工工艺手册表 2.5-45，取工步辅助时间为 0.41min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为min1 . 0。 则0.410.10.51min f t =+= k：根据机械加工工艺手册表 2.5-48，13=k 取3.76 j t =，0.51 f t =，k=0.13 代入公式（2- 5）得 单间时间定额 d t ： ()(1%)(3.760.51)(1 13%)4.82min djf tttk=+=+ 工序 2：钻，扩，铰 37 05 . 0 0 f + 孔，倒角1.5 30 o 机动时间 j t：2.78min j t = 辅助时间 f t：参照机械加工工艺手册表 2.5-41，取工步辅助时间为 min44. 0。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为min1 . 0。 则min54. 01 . 044. 0=+= f t k：根据机械加工工艺手册表 2.5-43，14.12=k 取2.78 j t =，0.54 f t =，k=0.1214 代入公式（2- 5）得 单间时间定额 d t ： ()(1%)(2.780.54)(1 12.14%)3.72min djf tttk=+=+ 工序 3：铣 0.043 0 30mmf + 孔的内侧面 机动时间 j t：2.3min j t = 辅助时间 f t：参照机械加工工艺手册表 2.5-45，取工步辅助时间为 min41. 0。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为min1 . 0。 则min51. 01 . 041. 0=+= f t k：根据机械加工工艺手册表 2.5-48，13=k 取2.3 j t =，0.51 f t =，k=0.13 代入公式（2- 5）得 单间时间定额 d t ： 10 ()(1%)(2.30.51)(1 13%)3.17min djf tttk=+=+ 铣 0.043 0 30mmf + 孔的外侧面 机动时间 j t：2.3min j t = 辅助时间 f t：参照机械加工工艺手册表 2.5-41，取工步辅助时间为 0.41min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为min1 . 0。 则0.410.10.51min f t =+= k：根据机械加工工艺手册表 2.5-43，14.12=k 取2.3 j t =，0.54 f t =，k=0.1214 代入公式（2- 5）得 单间时间定额 d t ： ()(1%)(2.30.54)(1 12.14%)3.18min djf tttk=+=+ 工序 4：钻，扩，铰30 05 . 0 0 + mm孔，倒角1 45 o 机动时间 j t：1.84min j t = 辅助时间 f t：参照机械加工工艺手册表 2.5-41，取工步辅助时间为 0.44min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为min1 . 0。 则0.440.10.54min f t =+= k：根据机械加工工艺手册表 2.5-48，12.14k = 取1.84 j t =，0.54 f t =，k=0.1214 代入公式（2- 5）得 单间时间定额 d t ： ()(1%)(0.541.84)(1 12.14%)2.66min djf tttk=+=+ 工序 5：钻、扩、粗铰、精铰两个10 的孔 机动时间 j t： j t=3.65min 辅助时间 f t： f t=32.84s 其他时间 tt xb + =15.11s 单件时间： j t+ f t+ tt xb + =4.45min 2.8 本章小结本章小结 本章主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺进行设计。 先要明确零件的作用 ， 本次设计的后钢板弹簧吊耳的主要作用就是载重后， 使钢板能够得到延伸， 伸展， 能有正常的缓冲作用。确定了零件的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸后，就 可以对零件的工艺路线进行分析，制定出几套工艺方案，然后对这几套方案进行 分析比较，选择最优方案，最后进行时间定额计算及生产安排。优良的加工工艺 是能否生产出合格，优质零件的必要前提，所以对加工工艺的设计十分重要，设 计时要反复比较，选择最优方案。 辽宁工程技术大学 11 3 加工加工 mm10 工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计 3.1 加工加工mm10工艺孔夹具设计工艺孔夹具设计 本夹具主要用来钻、扩、两个工艺孔mm10。这两个工艺孔均有表面粗糙度 要求，表面粗糙度为12.5 mm。本到工序为后钢板弹簧吊耳加工的第五道工序， 本道工序加工时主要应考虑如何保证其表面粗糙度要求， 以及如何提高劳动生产 率，降低劳动强度。 3.2 定位方案的分析和定位基准的选择定位方案的分析和定位基准的选择 由零件图可知，两工艺孔位于零件24rmm孔上，其有尺寸精度要求和表面 粗糙度要求并应与端面垂直。 为了保证所钻、 扩的孔与侧面垂直， 根据基准重合、 基准统一原则。在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即钻 扩铰30mmf工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔 的定位基准应选择37mmf孔端面为主要定位基面以限制工件的三个自由度，以 37mmf孔配和的圆柱销限制工件的两个自由度，以30mmf孔配和的削边销限制 工件的一个自由度，既采用一面两销定位。再用一个螺旋夹紧机构从37mmf孔 的另一端面进行夹紧。 图 5.1 定位分析图 3.3 定位元件的设计定位元件的设计 本工序选用的定位基准为一面两孔定位， 所以相应的夹具上的定位元件应是 一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计。 辽宁工程技术大学 12 由加工工艺孔工序简图可知两工艺孔中心距 g l。 110 g lmm= 由于两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差为mm lg 03. 01 . 0 3 1 =d 所以两工艺孔的中心距为 1100.03mm，而两工艺孔尺寸为30 05 . 0 0 + mm， 37 05 . 0 0 f + 。 根据机床夹具设计手册削边销与圆柱销的设计计算过程如下： 定位销中心距 基准孔中心距 图 5.2 两销分析图 （1） 、确定两定位销中心距尺寸 x l 及其偏差 lx d x l = g l=110mm lx dmm lg 01. 003. 0 3 1 ) 3 1 5 1 (=d （2） 、确定圆柱销直径 1 d及其公差 1d d 11 37ddmm= （ 1 d基准孔最小直径） 1d d 取 f6 所以圆柱销尺寸为 0.016 0.034 37mm - - （3） 、削边销的宽度 b 和 b （由机床夹具设计手册 ） mmb4= 15213bmm=- = （4） 、削边销与基准孔的最小配合间隙 2 d 2 1 2 ) 2 (2 d b lglx d -+ =d dd 式（5- 1） 其中： 2 d基准孔最小直径 1 d圆柱销与基准孔的配合间隙 代入数据由公式（5- 1）得 mm018 . 0 12 ) 2 027 . 0 03 . 0 01 . 0 (42 2 = -+ =d （5） 、削边销直径 2 d及其公差 辽宁工程技术大学 13 222 150.01814.982ddmm=-d =-= 按定位销一般经济制造精度，其直径公差带为6h，则削边销的定位圆 柱部分定位直径尺寸为 0 0.009 14.982mmf - 。 （6） 、补偿值e mm lxlg 032. 0008. 001. 003. 0 2 1 min1 =-+=d-+=dde 3.4 定位误差分析定位误差分析 本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为： （1） 、移动时基准位移误差 yj d yj d min111 xdd+d+d= =0.0160.0270.009+ =mm052. 0 (2)、转角误差 l xddxdd tg 2 min222min111 +d+d+d+d =d q 其中：) 2 (2 min1 min2 x x lglx -+=dd 000288. 0 55.2792 064. 0027. 0009. 0016. 0027. 0018. 0 = + =dqtg =0165. 0q 3.5 切削力的计算与夹紧力分析切削力的计算与夹紧力分析 由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰 的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册得： 钻削力 6 . 08 . 0 26hbdff = 式（5-2） 钻削力矩 6 . 0 8 . 09 . 1 10hbfdt = 式（5-3） 式中mmd10= ()() maxmaxmin 11 187187 149174 33 hbhbhbhb=-=-= 1 0.20fmm r-= 代入公式（5-2）和（5-3）得 0.80.6 26 10.5 0.201741664fn= 1.90.80.6 10 10.50.2017446379tn mm= 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计 算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 3.6 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 工艺孔的加工需钻、扩、两次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其 辽宁工程技术大学 14 结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔mm10分 钻、绞、两个工步完成加工。即先用mm8 . 9f的麻花钻钻孔，根据 gb114184 的 规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为 034 . 0 016. 0 8 . 9 + + f 再用mm10标准铰孔，根据的规定 mm10铰孔钻的尺寸为 0 07 . 0 10+ - f，钻套尺寸为 034 . 0 016. 0 10+ + f。 图 5.3 快换钻套图 扩工艺孔钻套结构参数如下表： 表 5.1 铰工艺孔钻套数据表 d h d 1 d 2 d h 1 h m 1 m r a 公称尺寸 允差 10 16 16 -0.006 -0.018 26 22 12 4 10 11.5 20.5 55 衬套选用固定衬套其结构如图所示： 图 5.4 固定衬套图 辽宁工程技术大学 15 其结构参数如下表： 表 5.2 固定衬套数据表 d h d c 1 c 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 16 +0.019 0 16 22 +0.039 +0.025 1 0.6 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。 这些 主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。 整个夹具的结构见夹具装配图 所示。 3.7 夹具精度分析夹具精度分析 利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工 系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹 具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。 本道工序加工中主要保证两工艺孔尺寸mm10f及与30 05 . 0 0 + mm孔距离要求 为 0.4 0.1 38.2mm + - 粗糙度表面粗糙度12.5 mm。 。固定衬套采用孔径为 0.034 0.016 18mmf + + ，同 轴度公差为mm005. 0f。 该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求： （1） 、各孔的实际轮廓 受最大实体实效边界的控制即受直径为10) 1 .38 6 . 38(10f=f-f-f的理想圆柱 面的控制。 （2） 、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸10mmf。 （3） 、 当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸30mmf时 可将偏离量补偿给位置度公差。 （4） 、如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其 实际直径为10.9mmf时，相对于最大实体尺寸10mmf的偏离量为0.9mmf，此时 轴线的位置度误差可达到其最大值0.9mm。 工艺孔的尺寸 10.5 mmf， 由选用的铰刀尺寸 0 0.027 10.5mmf - 满足。 工艺