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车床
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车床尾架体的工艺规程设计及工艺装备设计,车床,尾架体,工艺,规程,设计,装备
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车床尾架体的工艺规程设计及工艺装备设计目录1、 中文摘要及关键字-22、 英文摘要及关键字-33、 工艺规程设计-43.1 计算生产纲领，确定生产类型-43.2 审查零件图样的工艺性-43.3 选择毛坯-43.4 工艺过程设计-43.5 确定机械加工余量及毛坯尺寸-83.6 工序设计-93.7 切削用量及基本时间-133.8 工艺过程及工序卡片-184、 工艺装备设计-194.1 收集有关资料，分析工序要求-194.2 拟定夹具结构方案，绘制夹具草图-194.2.1 确定工件的定位方案，设计定位装置-194.2.2 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置-224.2.3 确定其他装置及元件的结构形式-224.2.4 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式-234.3 工件在夹具中加工的精度分析-244.4 夹具总图上尺寸、公差、和技术要求的标注-255、 参考文献-286、 致谢-291、中文摘要及关键字分析了车床尾架体的工艺性,对车床尾架体从毛坯到成品进行了详细的工艺规程设计,并针对车床尾架体径向孔加工设计了回转式钻模夹具.关键词: 车床尾架体 工艺规程 工艺装备 回转式钻模夹具2、英文摘要及关键字This paper analysised the manufacturability of the lathe tailstock ,bring out a technological procedure about tailstock from semifinished product to end product detailly.Forthermore,be aimed at lathe tailstock ,a type of gyratory jig fixture was proposed for hole cutting processing in redial direction.Key words: lathe tailstock technological procedure process unit gyratoy jig fixture3、工艺规程设计3.1 计算生产纲领，确定生产类型零件图所示为普通车床上的尾架体零件，该产品为常德通用机械厂待加工零件。根据年生产量5000件，现知道该零件为轻型机械，查文献表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大量生产。3.2 审查零件图样的工艺性 尾架体零件图样的视图正确，完整，尺寸、公差及技术要求齐全。本零件各表面的加工并不困难。关于零件底面75H7孔、36、27孔和定位槽的加工精度容易保证。由于大量生产，零件其他各方向的孔可设计回转式钻模夹具，一次装夹，多工位加工，加工精度容易保证，且加工效率高。3.3 选择毛坯 尾架体是车削加工中重要的辅助元件，要求具有一定强度。该零件的材料是H200，轮廓尺寸比较大，形状复杂，又属于大量生产，故毛坯可采用砂型机器造型。由于尾架体与底座连接孔2-45及2-22孔铸出，故需要安放型心。此外为了消除残余应力，铸造后应安排人工时效处理。3.4 工艺过程设计3.4.1定位基准的选择a) 精基准的选择精基准的选择原则：i. 用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。ii. 当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽量可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免产生基准转换误差。iii. 当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。iv. 为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。v. 有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。本零件是带孔的零件。75H7孔的中心与零件的底面有尺寸和位置精度要求，为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选择底面为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言就是选零件底面及定位槽和尺寸245的左面作为精基准。b) 粗基准的选择粗基准的选择原则：i. 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需加工的表面，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。ii. 如果必须保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作为粗基准。iii. 如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作为粗基准。iv. 选作粗基准的表面应该平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。v. 粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。根据以上各原则，考虑到零件本身的结构特点，现提出两种夹紧定位方案：方案一：用两个锥顶尖及尺寸245左面作为粗基准限制工件的六个自由度，使用螺旋夹紧机构夹紧。方案二：用两个短V型块以工件的外圆为粗基准定位，也使用螺旋夹紧机构夹紧。 分析并比较以上两方案：方案一 能够保证75H7孔表面加工余量均匀，而且零件外圆表面与底面无严格的位置要求。故取方案一。3.4.2零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有：平面，内孔，端面，槽及小孔等。材料为HT150。参考文献1有关资料，其加工方法选择如下： 零件的底面 75H7孔：公差等级为IT7，表面粗糙度是Ra1.6m 需粗镗 半精镗 精镗。（表1.4-8） 36、27孔：为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5m，只需钻孔即可达到要求（表1.4-7） 10孔：公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2m,需要钻 铰（表1.4-7） 12孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6m，需要钻 粗铰 精铰（表1.4-7） 2-10沉油孔：公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra12.5m，需要钻 铰（表1.4-7） 2-20沉螺栓孔：为未注公差根据GB1800-79规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5m，故只需要钻孔即可。（表1.4-7） 40孔：公差等级为IT7，表面粗糙度Ra1.6m，需要钻 粗铰 精铰（表1.4-7） 尺寸370左右端面：本零件的端面为非工作表面，尺寸精度要求都不高，表面粗糙度要求为Ra12.5m，故可选择粗铣加工即可。（表1.4-8） 定位槽：公差等级为IT7 表面粗糙度为Ra1.6m，故需要粗刨 半精刨 精刨（表1.4-8）3.4.3 制定工艺路线尾架体的加工工艺路线一般遵循先面后孔，先主要后次要表面，先加工基准面及先粗加工后精加工的原则。由于生产纲领为大量生产，所以尽量使用专用机床及夹具，量具，并考虑工序集中，以提高生产率和机床数量，使生产成本降低。故尾架体加工工艺路线可比较以下方案并拟订：方案一：工序序号 工序内容02 铸造04 人工时效 06 清整（清除余沙和表面铁锈） 08 非加工表面刷防锈漆 10 以75H7孔及尺寸245左端完全面定位，粗刨零件底面及定位槽面12 以底面、定位槽及侧面完全定位，铣尺寸370左右端面，粗镗75H7孔，并钻36、27孔。14 热时效处理16 以75H7孔及尺寸245左端面完全定位，半精刨零件底面及定位槽面18 以底面、定位槽及侧面完全定位，半精镗75H7孔20 以75H7孔及尺寸245左端面完全定位，精刨零件底面及定位槽22 以底面、定位槽及侧面完全定位，精镗75H7孔24 以底面、定位槽及侧面完全定位，在回转式钻模中钻10、12、40孔及10、20沉孔26 钳工去毛刺28 终检方案二：工序序号 工序内容02 铸造04 人工时效06 清整（清除余沙和表面铁锈）08 非加工表面刷防锈漆10 以75H7孔及尺寸245左端完全面定位，粗刨零件底面及定位槽面12 以底面、定位槽及侧面完全定位，铣尺寸370左右端面，粗镗75H7孔，并钻36、27孔。14 以75H7孔及尺寸245左端面完全定位，半精刨零件底面及定位槽面16 以底面、定位槽及侧面完全定位，半精镗75H7孔18 以75H7孔及尺寸245左端面完全定位，精刨零件底面及定位槽20 以底面、定位槽及侧面完全定位，精镗75H7孔22 以底面、定位槽及侧面完全定位，在回转式钻模中钻10、12、40孔及10、20沉孔24 钳工去毛刺26 终检两方案比较并分析：两个方案中，方案二是在方案一的基础上作了一些修改：另外，可以由文献2工艺方案的比较与技术经济分析对方案一和方案二进行分析并考虑到工厂现有的设备及布置情况，可以发现方案一为优选方案。故应选用方案一。3.5 确定机械加工余量及毛坯尺寸3.5.1确定机械加工余量铸件的机械加工余量按GB/T11351-89确定。确定时根据零件基本尺寸，铸件的尺寸公差等级CT（有文献1中表2.2-3成批、大量生产的铸件尺寸公差等级查得）a) 零件基本尺寸：长：383.6 宽：245 高：226b) 尺寸公差等级CTc) 零件材料为HT200d) 铸造方法为砂型机器造型查文献1表2.2-3，可以得到尺寸公差等级CT为810级查文献1表2.2-5，可以得到加工余量等级MA为G级e) 机械加工余量 根据零件尺寸公差等级CT10级，基本尺寸及加工余量等级MA为G级，查文献1中表2.2-4得：单侧加工时的加工余量为6.0，双侧加工时，每侧的加工余量为5.0。 由于砂型铸造孔的加工余量等级需要降一级选用，故75H7单侧加工余量为6.5。3.5.2确定毛坯尺寸及公差表1 尾架体毛坯（铸件）尺寸 单位 （mm）零件尺寸单面加工余量铸造尺寸3706382175618175H76.56240530表2 尾架体毛坯（铸件）允许公差 单位 （mm）铸件尺寸偏差值根据382 表2.2118162303.6 工序设计3.6.1选择加工设备与工艺设备3.6.1.1选择机床工序10、16 、20分别是粗刨、半精刨、精刨零件底面及定位槽，并对尺寸245的右面进行荒加工。零件底面精度要求较高，故选用最常用的B650牛头刨床即可（其主要参数见文献1表4.2-43）工序12、18、22分别是粗镗75H7孔，钻36、27孔，并半精镗、精镗75H7孔。铣零件中尺寸370的两端面。零件中75H7孔本身精度要求较高，以及它的中心对底面的位置要求应该严格保证，故选用T68卧式铣镗床（其主要参数见文献1表4.2-19）工序24在专用夹具中实现多工位孔加工，其中孔的最大加工直径为40，故可选用Z35摇臂钻床（其主要参数见文献1表4.2-11）3.6.1.2选择夹具本零件除工序24中多工位钻孔加工时需要专用夹具外（回转式钻模），其他各工序均可使用通用夹具即可。工序10、16、20加工零件底面和定位槽时用两锥顶尖加挡块定位，用螺栓压板夹紧机构夹紧。工序12、18、22用支承板加挡块定位，并设计专用的镗模夹具，同时用螺栓通过2-22沉孔夹紧即可。3.6.1.3选择刀具3.6.1.3.1 在刨床上加工的工序，刨削底面时一般选用平面刨刀，刨削定位槽时选用偏刀刨削，刀具材料为W18Cr4V，刀杆材料为45.查文献机械加工工艺师手册表19-37粗加工时刀具合理几何参数:前角r0 100-150；后角0 70-90；刃倾角s 100- -150；主倾角 450-750。精加工时刀具合理几何参数：前角r0 -100-00；后角0 60-80；刃倾角s 50-150；主倾角 00-450。3.6.1.3.2在铣削尺寸370左右端面工序，选用多刃断铣刀即可。3.6.1.3.3在镗床上加工的工序 ，镗削加工75H7孔可选用多刃镗刀加工。3.6.1.3.4回转式钻模中粗精加工各孔时，选用相应的麻花钻及铰（扩）刀。3.6.1.4选择量具本零件属大量生产，一般均采用通用量具。选择量具的方法有二种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。选择时采用其中的一种方法即可。3.6.1.4.1 选择尺寸370两端面加工的量具：工序12中粗铣尺寸370左右端面达到图纸要求，现按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用量具。该尺寸为未注公差按IT14级处理，尺寸公差T=1.4mm 按文献1中表5.1-1计算计量器具的不确定度允许值1=0.090mm，根据文献1中表5.1-2分度值为0.05的游标卡尺，其不确定度数值为=0.15mm，不能选用，必须1故可选用分度值为0.02的游标卡尺，从表5.2-9中选择测量范围为350-400mm的游标卡尺（GB1214-85）即可满足要求3.6.1.4.2 选择加工孔用量具：75H7孔经粗镗、半精镗、精镗三次加工。粗镗至71mm，半精镗至74mm。现按照计量器具的测量方法极限误差选择量具。粗镗孔71mm公差等级为IT11，按表文献1中表5.1-5，精度系数K=10%，计量器具测量方法的极限误差lim=KT=0.10.19mm=0.019mm。查表5.1-6，可选内径百分尺，从表3.2-10中选分度值为0.01mm，测量范围为50125mm的内径百分尺（GB177-87）即可。半精镗孔74mm公差等级为IT9，则K=20%，lim=KT=0.20.09mm=0.018mm，根据表5.1-6及5.2-18，可选测量范围为50100mm，测量孔深度为型的一级内径百分尺（JB1081-75）精镗孔75H7，由于精度要求高，加工时每个工件都需要进行测量，故宜选择极限量规。按表5.2-1，根据孔径可选用三牙锁紧式圆柱塞规（GB6322-86）3.6.1.4.3选择加工定位槽所用量具：槽经粗刨、半精刨、精刨三次加工。三次加工均可选用分度值为0.02mm的游标卡尺，测量范围0-50mm的游标卡尺（GB1214-85） 3.6.1.4.4选择加工平面所用量具：底平面经粗刨、半精刨、精刨三次加工。可选用游标卡尺检验底面与75H7孔中心的距离，用粗糙度样板比照检验底面的表面粗糙度。将底面置于1000800的平板上用塞尺检验其平面度。3.6.2 确定工序尺寸查表确定各道工序的机械加工余量，由加工表面的最后工序往前推算，计算出前各道工序的工序尺寸，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注，而前各道工序的公差有加工方法的经济精度决定。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链来解算。3.6.2.1确定零件平面加工的工序尺寸及公差 以加工底面为例，查文献1中表2.3-21，底面加工的最后工序为精刨，精刨余量为1.5mm，前道工序为半精刨，半精刨余量为2mm。而底面的毛坯余量为6mm，则粗刨余量为2.5mm。用同样的方法，查出其他平面加工时各道工序的加工余量，并计算出工序尺寸及公差。其值如下表所示：表3 底面及定位槽面加工工序尺寸及公差 单位 mm工序加工表面粗加工半精加工精加工工序内容余量精度IT工序尺寸工序内容余量精度IT 工序尺寸工序内容余量精度IT工序尺寸10底面及定位槽面粗刨2.512178.516半精刨211176.520精刨1.5817512端面粗铣6143703.6.2.2 轴孔加工的工序尺寸及公差 以75H7孔加工为例，查文献1中表2.3-10，75H7孔毛坯直径为60。粗镗加工双边余量为9mm，加工精度IT11级，工序尺寸71；半精镗加工双边余量为3mm，加工精度IT9级，工序尺寸74；精镗加工双边余量为1mm，加工精度IT7级，工序尺寸75。用同样的方法查出其余各孔的加工余量并计算出各工序尺寸及公差，其值如下表所示：表4 轴孔加工工序尺寸及公差 单位 （mm）孔径钻扩粗铰精铰40H739.739.934010H99.81012H71111.85122-10H9油孔9.8102-6H9沉孔5.862-20螺栓孔202-13沉孔133.7 确定切削用量及基本时间3.7.1 刨削底面及定位槽面的切削用量计算工序10、16、20为刨削零件底面及定位面，其切削用量计算如下：1） 粗刨底面及定位槽面时切削用量：（1）背吃刀量p=2.5mm。（2）进给量f ， 根据文献3表2.4-29 f（双行程）=1.81.6mm/双行程，取f=1.6mm/双行程。 （3）确定刀具寿命 刀具为刀杆截面2030，W18Cr4V的平面刨刀。查文献3可知其寿命T=60min。 （4）计算切削速度 查文献3表2.4-36 Cv=39.2 、m=0.1、xv=0.15、yv=0.4、查修正系数kfv=0.95，ksv=0.82，kv= ksvkfv 根据公式： V=0.950.82 =22m/min， （5）校验机床功率 查文献1表4.2-43，当p=2.5mm，f=1.6mm，v=22时，刨刀消耗的功率为1.21KW。所以刨床B650的功率是足够的。2） 半精刨底面及定位面时切削用量：（1）背吃刀量p=2mm。（2）进给量f ， 根据文献3表2.4-29 f（双行程）=0.70.8mm/双行程，取f=0.8mm/双行程。（3）确定刀具寿命 刀具为刀杆截面2030，W18Cr4V的平面刨刀。查文献3可知其寿命T=60min。 （4）计算切削速度 查文献3表2.4-36 Cv=39.2 、m=0.1、xv=0.15、yv=0.4、查修正系数kfv=0.95，ksv=0.82，kv= ksvkfv 根据公式：V=0.950.82=24m/min3） 精刨底面及定位面时切削用量：（1）背吃刀量p=1.5mm。（2）进给量f ， 根据文献3表2.4-29 f（双行程）=0.350.5mm/双行程，取f=0.5mm/双行程。（3）确定刀具寿命 刀具为刀杆截面2030，W18Cr4V的平面刨刀。查文献3可知其寿命T=60min。（4）计算切削速度 查文献3表2.4-36 Cv=39.2 、m=0.1、xv=0.15、yv=0.4、查修正系数kfv=0.95，ksv=0.82，kv= ksvkfv 根据公式：V=0.950.82=294m/min3.7.2镗削75H7孔时的切削用量的计算尾架体加工工序12、18、22采用T68卧式铣镗床加工75H7孔及尺寸375左右端面。1） 镗75H7孔及粗铣尺寸375端面时切削用量的计算：（1） 背吃刀量 p=4.5mm（单边余量）。（2） 纵向进给量fr 查文献3 粗镗时，fr=0.30.8mm/r,取fr=0.6mm/r。（3） 确定刀具寿命 查文献3 镗刀的寿命为60min。（4） 计算切削速度 查文献3 表2.4-33， Cv=158、m=0.20、xv=0.15、yv=0.4、查修正系数kgv=0.90，ksv=0.85，kv= ksvkgv 根据公式：V=0.900.85=52m/min。n=220r/min。2） 半精镗75H7孔时切削用量的计算：（1） 背吃刀量 p=1.5mm（单边余量）。（2） 纵向进给量fr 查文献3 粗镗时，fr=0.20.6mm/r,取fr=0.4mm/r。（3） 确定刀具寿命 查文献3 镗刀的寿命为60min。（4） 计算切削速度 查文献3 表2.4-33， Cv=158、m=0.20、xv=0.15、yv=0.4、查修正系数kgv=0.90，ksv=0.85，kv= ksvkgv 根据公式：V=0.900.85=72m/min。n=307r/min。3） 精镗75H7孔时切削用量的计算：（1） 背吃刀量 p=0.5mm（单边余量）。（2） 纵向进给量fr 查文献3 粗镗时，fr=1.04.0mm/r,取fr=2.0mm/r。（3） 确定刀具寿命 查文献3 镗刀的寿命为60min。（4） 计算切削速度 查文献3 表2.4-33， Cv=158、m=0.20、xv=0.15、yv=0.4、查修正系数kgv=0.90，ksv=0.85，kv= ksvkgv 根据公式：V=0.900.85=45m/min。n=191r/min。3.7.3在回转式钻模中钻、扩、铰各孔的切削用量的计算 工序24是在回转式钻模中加工尾架体各方向上孔，现以12H7孔为例计算其切削用量：1） 钻孔至11的时切削用量查文献3表2.4-38，fr=0.30.36mm/r，取fr=0.32mm/r，参考Z35摇臂钻床的技术参数， 查文献3表2.4-41，切削速度v=18mm/r，转速n=382r/min，参照Z35摇臂钻床技术参数，取n=420r/min，则实际切削速度为19.8m/min。2） 扩孔至11.85时的切削用量查文献3表2.4-42，fr=0.70.9mm/r， 取fr=0.9mm/r， 参考Z35摇臂钻床的技术参数，查文献3,扩孔时，Cv=15.2、m=0.125、xv=0.1、yv=0.4、zv=0.25、kv=0.84以及钻头的寿命为75min，则切削速度v为： V=14.64m/min， n=393r/min。参照Z35摇臂钻床技术参数取n=420r/min，则实际的切削速度为：V=15.6m/min。3） 铰孔至12H7时的切削用量查文献3表2.4-45，f=1.01.5mm/r, V=814m/min。 取f=1.2mm/r, V=8.5m/min, n=85r/min.用同样的方法可以计算出加工其余各孔加工时的切削用量（计算过程略）其值如下表所示： 表5 尾架体径向各孔加工的切削用量孔径加工步骤尺寸切削速度（m/s）转速（r/min）进给量（mm/r）40H71）扩孔39.70.154201.02）粗铰孔39.93 0.194201.43）精铰孔40 0.141700.210H91）钻孔9.8 0.411700.322）铰孔100.182650.912H71）钻孔11 0.334200.322）扩孔11.85 0.244200.93）铰孔12 0.12851.22-10H9油孔1）钻孔9.80.382650.82）铰孔100.181320.82-6H9沉孔1）钻孔5.80.382650.242）铰孔60.181320.82-20螺栓孔1）钻孔200.461700.452-13沉孔1）钻孔130.461700.453.7.4基本时间的确定1） 确定粗刨零件底面的基本时间，根据文献1表6.2-1，T= =上式中，对牛头刨床k=0.70.9 取k=0.8。L1=+（23）， L2=35，L3单件小批生产时的试切附加长度，由于本零件属大量生产，此处L3=0。i 为进给次数B为刨削宽度f每双行程刀具进给量（横向进给量）用同样的方法可以确定半精刨、精刨底面基本时间列表如下：表6 刨削底面的基本时间工步(mm) f(mm/r)V(m/s)Ti(s)粗刨2.51.60.2926半精刨20.80.422精刨1.50.549182） 确定75H7孔的加工基本时间= 式中 利用以上公式可以确定75H7孔加工时基本时间列表如下：表7 镗削75H7孔基本时间工步(mm) F(mm/r)V(m/s)Ti(s)粗镗4.50.65263半精镗1.50.47249精镗0.52.045353） 回转式钻模中加工各孔的基本时间详见工序卡片3.8 工艺过程及工序卡片4、工艺装备设计4.1 收集有关资料，分析工序要求由于工序24是在多工位钻模中加工工件径向各孔，选用的机床是Z35摇臂钻床，其联系尺寸和主轴尺寸参见文献机床夹具设计手册表3-12-15可知：表8 Z35摇臂钻床联系尺寸和主轴尺寸 单位（mm）机床型号加工范围主轴主轴箱最大水平移动量横臂Z35最大钻孔直径主轴轴线至立柱母线的距离L主轴下端面至底坐面距离H最大行程h主轴莫氏锥度号最大升降距离回转角最大最小最大最小5016004501500470350511506803600工件加工要求： 2-20沉螺栓孔与定位槽面的距离为70mm， 40孔与75H7孔中心距离为50mm， 10孔和12孔分别与端面距离为210mm，30mm（未注公差）， 2-10斜油孔之间的距离为85mm（未注公差）， 2-20沉螺栓孔与底面距离为14mm， 2-10斜油孔与零件底面成150倾斜角。由于该零件属大量生产，宜设计专用夹具，并尽量采用高效的定位夹紧机构，如气压、液压等传动装置。故可设计回转式钻模加工这些孔，既可以保证孔加工精度又能够提高劳动生产率。4.2夹具结构方案，绘制夹具草图4.2.1 确定工件的定位方案，设计定位装置 由于零件径向各孔的位置在零件上是唯一确定的，故应该限制工件六个方向的自由度，即使工件完全定位。 从工序分析可知，被加工孔的最主要位置要求是与零件底面及定位槽面之间的距离要求，从保证这项加工要求出发，选取第一定位基准有两种：一是选择零件的底面定位槽面75H7孔为定位基准，；二是以75H7孔的外圆表面，尺寸370端面，及尺寸245的右面定位。 根据上述提出的两种定位基准，可得出两种定位方案：方案一： 以零件的底面定位，限制工件的三个自由度，其最大的优点是可以获得最大的支撑面积，使工件定位稳定，且基准重合，以零件的定位槽面定位限制工件的一个自由度，以零件75H7孔用两个齿条菱形销轴定位限制工件两个自由度，由于工件的定位基准和夹具定位装置的制造精度都较高，因此，实际上不存在定位干涉问题，并设计两个挡块，其目的是便于工件装卸时导向。方案二： 以75H7孔外圆定位，即用两个短V型块限制工件的四个自由度，另以工件尺寸370端面及尺寸245的右端面限制工件的两个自由度，使工件实现完全定位。其不足之处在支撑面积较小，零件不易平衡、零件的夹紧不容易实现夹紧，且基准不重合，可能导致加工精度提高。 分析并比较以上两个定位方案，方案一结构紧凑，工件装夹方便，且基准重合（其他方案，夹具结构都将较复杂）。 故优选方案一。由定位方案可知道工件定位时所需的定位元件：支承板、齿条菱形销轴，手柄。支承板A12120GB2236-80根据机床夹具设计手册附表与常用夹具元件的材料及热处理 选用A型（GB2236-80）技术条件： 材料：按GB1298-86碳素工具钢技术条件 热处理：HRC5560 其他技术条件按GB2259-80机床夹具零件及部件技术条件查表2-1-10支承板的规格及主要尺寸：高 H=12 长L=80 宽B=20 l=20 A=40 d=9 d1=15 h=6 c=1 孔数为3个。齿条菱形销轴根据机床夹具设计手册齿条式定位器的设计选用B型，选用齿条的模数m=2,齿数Z=18,和Z=11，详细参数参见零件图。技术条件： 材料：T7A； 定位外圆面对齿顶外圆面的径向圆跳动不大于0.01mm； 齿形压力角为200，与齿轮轴啮合； 热处理：淬火HRC5560。 齿轮轴 根据机床夹具设计手册齿条式定位器的设计选用 材料：45； 齿形压力角为200，精度为8-Dc，与齿条菱形销啮合； 锐角倒钝； 热处理：淬火HRC4348，装手柄处不淬火。手柄根据机床夹具设计手册手柄的设计，选用圆头斜形方孔手柄 材料：45 方孔端淬硬HRC3843 表面发蓝处理4.2.2 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置 由于工件属大量生产，宜用简单而方便的夹紧装置，故可采用有开口垫圈的螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速方便。 夹紧件带肩六角螺母(GB2148-80)M20 技术条件： 材料：45 热处理：HRC35404.2.3 确定其他装置及元件的结构形式 对刀、导向装置为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具中都应该设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间。考虑到加工方案，由于零件径向各孔一般要求有扩、铰工序，且生产批量为大量生产，且各孔加工中刀具的直径不同，就要求更换钻套。为了提高生产效率以及缩短工时，故选用快换钻套。钻套安装在衬套中，衬套与夹具体相连接。其参数示意图如下：图1快换钻套以12H7孔加工为例选用钻套 查表2-1-47工步1是钻孔至11，工步2是粗铰孔至11.8，工步3是精铰孔至12H7故刀具的最大尺寸为12，最小尺寸为11。故可选用钻套如下表所示：表9 回转式钻模加工中各钻（扩、铰）套的选用孔径加工步骤钻（扩、铰）套（GB2265-80）40H71）扩孔39.7F755m6302）粗铰孔39.93G755m6303）精铰孔40G655m63010H91）钻孔9.8F715k6162）铰孔10G715k61612H71）钻孔11F718k6162）扩孔11.8 F718m6163）铰孔12G718m6162-10H9油孔1）钻孔9.8F715k6162）铰孔10G715k6162-6H9沉孔1）钻孔5.8F710k6162）铰孔6G710k6162-20螺栓孔1）钻孔20F722K6202-13沉孔1）钻孔13F722K620 分度装置由于工件在本工序中要求一次加工出径向各孔，并达到图纸要求，从而实现多工位加工。 为了简化此回转式钻模夹具的结构，此次设计将夹具安装在通用的回转式工作台上，实现分度。通用回转工作台已经标准化，可以按规格选用。此回转式钻模的分度装置选用文献机床夹具设计手册图4-26卧式回转工作台。对定机构采用圆柱削边销，用拨杆1拨销，分度完毕后转动手柄2，对定销3在弹簧作用下插入定位孔内，继续转动手柄，通过偏心心轴4，调节螺钉5和回转轴6实现回转台的锁紧。4.2.4 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式对夹具体的要求：有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀或导向元件的表面以及夹具体的安装表面等，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间有适当的位置精度。具体的精度要求参见零件图。为使夹具体尺寸稳定，夹具体要进行时效处理。有足够的强度和刚度加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的强度和刚度。因此夹具体需有一定的壁厚，此夹具体可以设计加强筋。夹具体工艺性好 夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台。排屑方便切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。在机床上安装稳定可靠夹具体在机床上的安装都是通过夹具体的安装基面与机床上相应的表面的接触或配合来实现的。考虑到以上各要求，此回转钻模的夹具体采用铸造毛坯，夹具体在通用回转工作台上的安装是通过“一面两孔”定位，即夹具体的一端面及两定位销，并通过夹具体另一端的支承销实现夹具体的定位和回转工作要求。此方案安装稳定、刚度好、重量轻，且制造方便、制造周期较短，成本较低。特别适用于大量生产。4.3 工件在夹具中加工的精度分析 用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多。与夹具有关的因素有定位误差D、对刀误差、夹具在机床上的安装误差和夹具误差。在机械加工工艺系统中，影响加工精度的其他因素综合称为加工方法误差。上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确，而形成总的加工误差。此次回转式钻模加工中以40H7孔加工为例进行精度分析，而其他各孔的位置精度为未注公差，故可不进行精度分析。本工序加工的主要加工要求是尺寸50及50。 定位误差D加工尺寸50方向上的定位误差包括基准位移误差和基准不重合误差。其中基准位移误差为：工件定位孔75H7（），齿条菱形销为75f6()，=X =(0.03+0.22)mm=0.25mm,基准不重合误差=0。即尺寸50的定位误差D=+=（0.25+0）=0.25mm.加工尺寸50方向上的定位误差包括基准位移误差和基准不重合误差：基准位移误差=0，由于工件以工件定位槽面定位与工序基准尺寸370左端不重合,根据机床夹具设计公式（1-2）可知：基准不重合误差定位尺寸80的公差值，=0.2，即尺寸50的定位误差D=+=（0+0.2）mm=0.2mm。 对刀误差根据机床夹具设计图3-25钻（扩、铰）模导向误差所示，刀具与钻（扩、铰）套的最大配合间隙X1的存在会引起刀具倾斜，将导致加工孔的偏移量X2。X2= X1式中 B-工件厚度 H-钻（扩、铰）套高度 h-排屑空间的高度设计中，工件厚度大时，按X2计算对刀误差：= X2=；工件薄时，按X1计算对刀误差：=X1。本设计中，由于工件的孔较深，故应按照X2进行计算，钻（扩、铰）套导向孔尺寸39.7F7(),钻（扩、铰）刀尺寸39.7为将设计中各数据代入上面的公式中可得X2=（0.050+0.039）=0.325mm。则在尺寸50和50方向上的对刀误差都为0.325mm。 夹具的安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。因为夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差。=0。 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件及安装基面三者间（包括导向元件与导向元件之间）的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差的大小取决于夹具零件的加工精度和夹具装配时的调整与修配精度。 加工方法误差对尺寸50mm方向, =0.2/3mm=0.066mm。对尺寸50方向， =0.2/3mm=0.066mm。4.4 夹具总图上尺寸、公差、和技术要求的标注最大轮廓尺寸长：908mm，宽：413mm，高：435mm。 影响定位精度的尺寸和公差各定位支承板组成的定位面，必须在同一平面上等高，公差为0.05mm。2-75H7齿条菱形销轴同轴度公差0.02mm
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