车床转盘零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

1、闽南理工学院毕业设计(论文题 目 车床转盘零件的机械加工工艺 规程及工艺装备设计系 别 光电系专 业 模具设计与制造班 级 三班学 号 081014344姓 名 吴端磊指导教师 鸥文辉完成时间 2011-5评定成绩教务处制年 月 日摘 要为适应配套大型转盘的需求 , 研制开发了 ZP495型转盘。该转盘的设计制造保留了 传统系列转盘的特点 , 同时又从底座与锥齿轮副的加工工艺、润滑系统、密封结构、主 补心结构等方面进行了创新设计。 其中润滑方式采用小齿轮飞溅润滑 , 在输入轴两侧增 加辅助油箱 , 且主、辅油箱相互连通 ; 转台与底座间的动密封采用 2道迷宫盘密封 , 输 入轴端部动密封采用

2、2道唇形密封圈 ; 考虑到转盘通径大 , 首创性地设计出整体式补 心。试验表明 , ZP495型转盘的方案可行 , 结构合理 , 工作可靠 , 主要技术指标达到了 设计要求 。转盘工艺是一种特殊的旋压方式 , 因其具有工作效率高、工作质量稳定、几何形状 准确 , 且易于实现自动化生产 , 而被应用于需要对工件缩口的搪竞、铝制品行业。但又 因为转盘及擀刀的设计缺乏理论依据 , 往往凭设计制造者的实践经验反复修正定型 , 由于没有最佳的模型 , 重复性、互换性差 , 给维修、调整带来麻烦。关键词:转盘 ; 性能参数 ; 结构特点 ; 模拟试验ABSTRACTDrill a machine kit

3、for the orientation super deep well large turn the need of dish, developed to develop a ZP495 type to turn dish. The design manufacturing that should turn dish reserved the characteristics that the traditional series turns dish, at the same time again from the processing of the base and the awl whee

4、l gear pair craft, lubricate system and sealed completely a structure, lord to repair heart structure etc. to carry on a creative design. Lubricate the way adoption denticle round to splash lubrication among them, at input stalk two sides increase to lend support to fuel tank, and lord, assist fuel

5、tank to connect mutually; Turn Taiwan and moving of base to seal completely to adopt 2 maze dishes to seal completely, input stalk to carry a department to move to seal completely to adopt 2 lips forms to seal completely a turn; In consideration of turning a dish the path is big, found sex ground to

6、 design a whole type to repair heart. Experiment enunciation, ZP495 type the project that turn dish can go, structure reasonable, work credibility, the main technique index sign comes to a design to request.Turning the dish craft is a kind of special to press a way, because it has a work efficiency,

7、 work the quality is stable and several what the shape is accurate, and be easy to carry out automation production, but drive applied in need to shrink an ocular Tang Jing and aluminum product to the work piece profession. But again because turn the design of dish and Xian knife to lack a theory bas

8、is, usually with design manufacturing of fulfillment experience again and again revise already set, in order to having no the best model, repeated, compatibility bad, give maintain, adjust bring trouble.Keyword : Turn dish; Function parameter; Structure characteristics; Imitate to experiment目 录1.绪 论

9、 . 13、车床转盘零件的旋压工艺装备 . 6 3.1 转盘旋压工艺的一般形式 . 63.2 转盘的工艺设计 . 71.绪 论针对机械驱动转盘传动链长、部件多、整机质量大和在钻台布置困难等问题 , 设 计了液压转盘。 液压转盘通过行星减速器与液压马达相连 , 驱动转盘的液压系统由主液 压回路、散热补油和过载保护回路、控制回路、制动回路等组成 , 采用了先进的闭式液 压系统。 它不仅解决了早期液压转盘存在的油路过热和液压元件寿命低的问题 , 而且性 能完全满足车床对转盘的要求。转盘旋压工艺是一种特珠的旋压方式 , 因其具有工作效率高、工作质量稳定、几何 形状准确 , 且易于实现自动化生产 , 而

10、被应用于需要甘工件编口的据党、 , 铝制品行 业。 但又因为转盘及拼刀的设计缺乏理论依据 , 往往凭设计制造者的实践经验反复修正 定型 , 由于没有最佳的模型 , 重复性、互换性差 , 给维修、调整一带来麻烦 , 我们仔细 分析了应用转盘旋压工艺制造缩口铝瓶的工作机理 , 找出了进行转盘排刀设计的简单 方法 , 用它来指导工作 , 获得良好的效果。2、 ZP495型转盘2.1 技术分析2. 1.1 结构ZP495型转盘主要由底座、转台装置、主补心、主补心装置、锥齿轮副、主轴承、 输入轴总成、主油箱、辅助油箱、制动块、上盖等零部件组成 , 结构如图 1所示。 转盘是是通过 1对锥齿轮副实现减速

11、, 使转台获得一定范围内的转速和扭矩输出 , 驱动钻具进行钻井作业的设备。在工作时 , 由转盘驱动方钻杆而旋转 ; 起下钻和下套管 时 , 它要承托全部重力 , 完成卸钻头、卸扣 , 处理事故时倒扣、进扣等辅助工作。通常 需要配套驱动装置通过链轮或法兰传递动力驱动输入轴 , 进而带动转盘工作。通孔直径 : 1 25713 mm;最大静载荷 : 9 000 kN;最大扭矩 : 64 400 N m;最高工作转速 : 300 r /min;转盘中心到输入链轮第 1 排齿的中心距离 :1 651 mm;外形尺寸 : 3 015 mm 2 254 mm 819 mm。2.2关键零部件的创新设计在研制过

12、程中 , 宝石机械公司经过充分调研论证 , 在借鉴传统系列转盘在加工工 艺、现场使用、材料特性等成熟技术基础上 , 综合考虑后对以下零部件全部或部分进行 了创新设计。底座是由高强度的钢板与铸钢件壳体焊接构成的箱体结构。考虑到内部壳体结构 复杂 , 采用合金钢铸造构成。而外围矩形墙板采用力学性能较高的厚钢板制作。并且在 其内部采用普通钢板增加支撑板 , 这样底座整体的强度高、刚度大。在焊接底座内设有 左、右 2 个凸轮式锁紧装置 , 可将转台在正、反 2个转向锁住 , 以适应采用井下钻具钻 井或特殊钻井作业时承受反扭矩的需要。 同时使用有限元分析技术 , 优化设计了底座关 键部位的结构 , 在保

13、证整体强度和刚度的前提下 , 达到质量最轻。由于锥齿轮副的线速度较高 , 载荷较大 , 齿形较深 , 且输入轴端头的轴承转速较 高 , 良好的润滑和散热对齿轮和轴承的使用寿命至关重要。 考虑以上诸多因素 , 利用小 齿轮高速转动时产生的自然泵效应 , 润滑方式采用小齿轮飞溅润滑 , 在输入轴两侧增 加辅助油箱 , 主油箱和辅助油箱相互连通 , 这样既增加了油箱容量 , 又拓宽了润滑通 道 , 从而较好地促进了润滑油的流动和散热 ; 同时也对弧齿面间的动压油膜的建立极 为有利 , 较厚的油膜可以提高抗胶合能力 , 提高承载能力 , 减少摩擦损耗 , 提高传动 效率。转台与底座之间的动密封采用 2

14、 道迷宫盘密封 , 考虑到大齿圈线速度较高 , 壳体 内的润滑油有可能在大齿圈的高速离心力作用下甩出壳体 , 于是在内侧密封槽内钻有 回流孔 , 这样既有效地防止钻井液进入壳体 , 同时也防止润滑油流出壳体之外。 输入轴端部动密封采用 2道唇形密封圈 , 2道密封之间开有引流孔 , 以至于穿过第 1道密封的润 滑油有一定的泄漏量能够回到油箱 , 起到自润滑作用 , 以保证摩擦面的冷却与润滑 ; 同 时第 2道密封也起到防止钻井液和杂质进入输入轴总成内部。此外 , 转盘静密封均采用 O 形密封圈。考虑到 ZP495 型转盘的通径大 , 且充分利用传统系列转盘的各种补心 , 为此首创 性地设计出了

15、整体式补心 , 根据补心的受载特征和驱动部位 , 优化了主补心的内腔结 构 , 使其在满足功能的前提下 , 达到减轻质量的目的。主补心与转台之间采用 4个圆柱 销相连接 , 以传递扭矩。 这样可以依据具体的工况需求 , 而采用不同的补心组合 , 从而 提高了现有补心的利用率。2.3试验情况2007年 10月该转盘制造组装完毕后 , 在宝石机械公司自主开发的加载试验机上进 行了空运转试验和最大静载荷试验。空运转试验的目的是检验转盘转台、主轴承、锥齿 轮副、传动轴总成等旋转件运转是否平稳 , 有无卡阻与异常响声。最大静载荷试验用于 检验转台、主补心、主轴承、底座等主承载件承受最大静载荷的能力。试验

16、有一套严格 的试验规程 , 以检验转盘各零部件设计的可靠性。转盘空运转时间共 6 h, 其中以 100 r /min运转 2 h; 以 180 r /min运转 3 h; 300 r /min运转 1 h。在运转过程中 , 各旋转件运转平稳 , 没有卡阻与异常响声 , 噪声最高为 81 dB。此外制动装置摘挂到位 , 操作灵活、可靠 , 各密封部位没有渗、漏油现象 , 完 全达到设计试验参数的规定范围。上述试验表明 , 新开发的 ZP495 型转盘达到设计技术参数要求。该转盘于 2008年 3月在四川省绵竹市孝德镇川科 1井进行现场工业性试验 , 这口井原设计井深为 8 875 m,后设计井深

17、改为 7 540m, 经过 218 d的良好运转 , 日前三开钻进顺利结束。油田检测结 果显示各方面技术指标、工作性能和安全可靠性较好地满足了现场需要。3、车床转盘零件的旋压工艺装备3.1 转盘旋压工艺的一般形式转盘旋压一般是在专用机床上进行的 , 其上有 夹持工件旋转时车头; 尾架杆能带动 安装在杆端的芯模、顶杆沿机床轴线移动的尾架体;旋转轴线与机床轴线平行的刀盘及 驱动机构等几个主要功能部件(见图 2。工件周向运动与转盘的周向运动相向。转盘在小于 270的圆周范围内装有一定数 量的擀刀刀片立平面与转盘轴线夹一个角度 , 轴向宽度就是工件的旋压长度。 转盘旋转 一周为一个加工周期 , 旋压完

18、成一个工件。芯模起衬托作用 , 同时兼压紧工件(在特定 条件下 , 可不用芯模。 图 2 转盘旋压工艺示意图3.2 转盘的工艺设计这里首先讨论旋压工件的被旋压区域的轮廓线 , 它是连接大直径的筒体和小直径 的口部的一段光滑连续线段 , 通常是圆弧之间或圆弧直线之间的组合而成 , 一般能用 具体的数据表示出来(见图 3 , 而转盘上的刀片是螺旋样的安装在转盘上的 , 如果旋 压是只有一个道次 , 刀片随转盘作周向运动 , 刀唇与旋压工件的接触点就会沿工件的轮 廓线滑动 , 使工件旋压成形。 图 3。我们设想 , 将转盘柱面展开为 M 平面 , 刀片同时展开在这个平面上 , 如图 4所示 ,AB

19、为刀唇展开线。 N 为垂直于 M 平面 , 且转盘轴线在这个平面上 , 将刀唇线投影到 N 面上 , 得 ab, 不难看出 ab 即为旋压工件的轮廓线 , 建立了这样的空间关系之后 , 我们就能很 容易地使工件上轮廓线转化为刀片唇线。图 4 柱面展开示意图设某缩口的工件的轮廓线如图 5所示 , 首先估计出转盘柱面与工件柱面之间的距离 (由刀片的最小结构尺寸确定 , 并以此为基本数值 , 求工件旋压部分轮廓线沿一轴向 若干坐标点对转盘柱面距离的变化量 , 即图中 00 、 11 、 22 88 再用这些数据作图求 得刀片的唇线 , 如图 5( , 以已求得的曲率半径 5 作圆弧 , 弦长为 1/

20、cos(1为片 的轴向宽度 , 一般亦为刀盘的轴向宽度 , 并将弧长按所求变量数目等分 , 然后把各等 分点径线分别加上相应的变量求得若干点(图中 0 、 1 、 2 、 8 点 , 用光滑曲线连 之 , 即为刀片唇线 , 图中用粗线描出的图形即为刀片图样。 图 5实际上转盘旋压也类似于旋轮旋压 , 要多次逐步旋压成形 , 一个道次使工件收缩 一定的量 , 若干道次使工件旋压成形 , 但每个道次的旋压机理是一样的 , 刀唇轮廓线 的设计也一样 , 关键确立每道次缩口时 , 工件过渡轮廓线的形状 , 通常应将每道次缩 口系数控制在 0.60.8, 材质塑性好取小值 , 反之取大值 , 取值尽可能

21、大 , 可以防止材 料失稳起绝(因为这时工件的材料受二向压应力。如图 6中虚线所示 , 将一定的缩口 量分若干次进行旋压。一次缩口用一把擀刀 , 最终要把全轮廓精旋一遍 , 排刀的数量确 定以后 , 就可以确立转盘直径等设计参数。 图 6 分道次示意图另外 , 擀刀是有一定厚度的 , 刀唇口是一个光滑圆柱面 , 如图 7剖面所示 , 以上设 计出来的唇线只是这个唇边的一条母线 , 从剖面上看 , 是一个点 , 对整个唇边 , 需应 用包络圆的概念对刀片实际形状修正 , 工作中这个包络圆与工件母线的吻合点是变化 的 , 在修正唇沿中要充分注意。 图 74、车床转盘零件的夹具设计4.1机床夹具设计

22、的基本要求和一般步骤1. 保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案,标注合适的尺寸、公差和技术要求,并进行必要的 精度分析,确保夹具能满足工件的加工精度要求。2. 提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具,以缩短辅助时间,提高 生产效率。3. 工艺性好专用夹具的结构应简单、合理,便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时,夹具上应设置调 整或修配结构,如设置适当的调整间隙,采用可修磨的垫片等。4. 使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠,排屑应方便,必要时可设置排屑结构。 5. 经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化

23、程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对 夹具方案进行必要的经济分析,以提高夹具在生产中的经济效益。1. 明确设计任务与收集设计资料夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下, 研究被加工零件的零件图、 工序图、 工艺规程和设计任务书,对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材 料; 确定本工序的加工表面、 加工要求、 加工余量、 定位基准和夹紧表面及所用的机床、 刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料,如机床的技术参数,夹具零部件的国家标准、 部颁标准和厂订标准,各类夹具图册、夹具设计手册等,还可收集一些同类夹具的设计 图样,并了解该厂的工装制造水平,以供参考。2. 拟订夹具结

24、构方案与绘制夹具草图1 确定工件的定位方案,设计定位装置。2 确定工件的夹紧方案,设计夹紧装置。3 确定对刀或导向方案,设计对刀或导向装置。4 确定夹具与机床的连接方式,设计连接元件及安装基面。5 确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装元件等。6 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。7 绘制夹具草图,并标注尺寸、公差及技术要求。进行必要的分析计算工件的加工精度较高时,应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具,需计算夹 紧力。当有几种夹具方案时,可进行经济分析,选用经济效益较高的方案。3. 审查方案与改进设计夹具草图画出后,应征求有关人员的意见,并送有关部门审

25、查,然后根据根据他们 的意见对夹具方案作进一步修改。4. 绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。 绘图比例尽量采用 1:1。 主视图按夹具面 对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清 楚。夹具总图绘制次序如下:1 用双点划线将工件的外形轮廓、 定位基面、 夹紧表面及加工表面绘制在各个 视图的合适位置上。在总图中,工件可看作透明体,不遮挡后面夹具上的线条。 2 依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接 元件和安装基面。3 标注必要的尺寸、公差和技术要求。4 编制夹具明细表及标题栏。完整的夹具装配总图的参阅“夹具图册”中的

26、图。5. 绘制夹具零件图夹具中的非标准零件均要画零件图,并按夹具总图的要求,确定零件的尺寸、公差及技术要求。4.2车床转盘零件的铣床夹具设计1 铣车床转盘上平面夹具设计本夹具主要用来铣车床转盘上平面。由于加工本道工序的工序简图可知。粗、精 铣车床转盘上平面时,上平面尺寸为 22778mm ,粗糙度要求 6.3a R m =,车床转盘上 平面与直径 30孔轴线垂直度的要求,本道工序是对直径 30与上平面进行粗加工。因此 在本道工序加工时,主要应考虑提高劳动生产率,降低劳动强度。同时应保证加工尺寸 精度和表面质量。2定位基准的选择由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求,从定位和夹紧的角度来

27、看, 本工序中,定位基准是下平面,设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求,定 位基准与设计基准重合,不需要重新计算上下平面的平行度,便可保证平行度的要求。 在本工序只需保证下平面放平就行,保证下平面与两定位板正确贴合就行了。为了提高加工效率,现决定用两把铣刀车床转盘的上平面同时进行铣加工。同时进行采 用手动夹紧。 3定位元件的设计本工序选用的定位基准为下平面与侧定位,属于不完全定位 , 所以相应的因此进行 定位元件的设计主要是对固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图 8所示。 图 8 带大端面的短圆柱销固定挡销的结构如图 9所示。 图 9 固定挡销4铣

28、削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的,用于定位螺钉的不但起到定位用,还用于夹紧,为了保 证工件在加工工程中不产生振动,必须对“ 17”六角螺母和” 11”螺母螺钉施加一定的 夹紧力。由计算公式F j =Fs L/(d0tg(+1 /2+r tg 2Fj-沿螺旋轴线作用的夹紧力Fs-作用在六角螺母L -作用力的力臂 (mmd-螺纹中径 (mm-螺纹升角 ( 1-螺纹副的当量摩擦 ( 2-螺杆 (或螺母 端部与工件 (或压块 的摩擦角 ( r -螺杆 (或螺母 端部与工件 (或压块 的当量摩擦半径 ( 其回归方程为F j =k t T s其中 Fj-螺栓夹紧力 (N;kt-力矩系数 (cm-1T

29、s-作用在螺母上的力矩 (N.cm;Fj=52000=10000N5夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中,一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通 过定向键与铣床工作台 U 形槽的配合, 使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进 方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹具的螺栓的 负荷,加强夹具在加工中的稳固性。定向键的结构如图 10所示。 图 10 定向键夹具 U 型槽的结构如图 11所示。 图 11 U型槽 表 1 U型槽的结构尺寸对刀装置由对刀块来实现,用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成车床转盘上平面尺寸为 22778mm 的加

30、工, 所以选用直角对刀块。 根据 GB2243 80直角对到刀块的结构和尺寸如图 12所示。 图 12 直角对刀块第 16 页 共 26 页第 17 页 共 26 页 塞尺选用平塞尺,其结构如图 13所示。 图 13 平塞尺塞尺尺寸如表 2所示 。表 2 平塞尺结构尺寸6夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式铣床上加工车床转盘上平面, 工件以与此相平行的下平面为及其 侧面和水平面底为定位基准,在短销、支承板和支承钉上实现定位。采用转动压柱夹紧 工件。当加工完一边,可松开螺母来加工另一边。如夹具装配图所示。4.3车床转盘零件的钻床夹具设计因采用立式钻床,待加工孔处于水平位置。若设平行于待加工孔

31、的面分别为顶面和 底面,则使多孔那面为底面,即定位基准面。以基准面上的直径为30与35的两孔 以及基准面定位。钻模板应垂直与定位基准面,钻套中心线与待加工孔中心线同轴。夹紧件由工件顶 面向定位基准面夹紧。采用螺旋夹紧机构。1. 定位元件的选择工件在夹具中位置的确定, 主要是通过各种类型的定位元件实现的。 在机械加工中, 虽然被加工工件的种类繁多和形状各异,但从它们的基本结构来看,不外乎是由平面、 圆柱面、圆锥面及各种成形面所组成。工件在夹具中定位时,可根据各自的结构特点和 工序加工精度要求,选择其上的平面、圆柱面,圆锥面或它们之间的组合表面作为定位 基准。为此,在夹具设计中可根据需要选用各类型

32、的定位元件。在夹具设计中常用于圆孔表面的定位元件有定位销、刚性心轴和锥度心轴等。工件 以圆孔表面定位时使用定位销定位;套类零件,为了简化定心装置,常常采用刚性心轴 作为定位元件;为消除工件与心轴的配合间隙,提高定心定位精度,在夹具设计中还可第 18 页 共 26 页 选用小锥度心轴。在此次设计中,根据泵体盖的结构特点采用一面两孔定位。如图 2-1为工件在夹具中的定位方式简图.在夹具中,工件以圆孔表面定位时使用的定位销一般有固定式和可换式两种。在大 批量生产中,由于定位销磨损较快,为保证工序加工精度需定期维修更换,此时常采用 便于更换的可换式定位销。图 14所示为常用的固定式定位销的典型结构 9

33、。当被定位工件的圆孔尺寸较小时, 可选图中 (a所示的定位销结构。这种带有小凸肩的定位销结构,与夹具体连接时稳定 牢靠。当被定位工件的圆孔尺寸较大时,选用图中 (b所示的结构即可。若被定位工件 同时以其上的圆柱孔和端面组合定位时,还可选用带有支撑垫圈的定位销结构。支撑垫 圈与定位销可做成整体式的,也可做成组合式的。为保证定位销在夹具上的位置精度, 一般与夹具的连接采用过盈配合。可换式定位销如图 15所示,为了便于定期更换,在定位销与夹具体之间装有衬套, 定位销与衬套内径的的配合采用间隙配合,而衬套与夹具体则采用过度配合。由于这种 定位销与衬套之间存在装配间隙,故其位置精度较固定式定位销低。为了

34、便于工件的顺利装入,上述定位销的定位端头部均加工成 15 的大倒角。各种 类型定位销对工件圆孔定位时限制的自由度,应视其与工件定位孔的接触长度而定,一 般选用长定位销时限制四个自由度,短定位销时则限制两个自由度。若采用削边销,则 分别限制两个或一个自由度。当采用图 所示的锥面定位销定位时,则相当于三个支撑 点,限制三个自由度。 图 14 固定式定位销Fig.14 Stationary positioning pin第 19 页 共 26 页 图 15 可换式定位销及锥面定位销Fig.15 The replacing positioning pin and the conical surface

35、 positioning pin在固定式和可换式中,为适应以工件上的两孔一起定位的需要,应在两个定位销中 采用一个削边定位销。直径为 350mm的削边定位销都做成菱形。2.定位误差的分析夹具的作用首先是要保证工序加工精度,在设计夹具选择和确定工件的定位方案 时,根据工件定位原理选用相应的定位元件外,还必须对选定的工件定位方案能否满足 工序加工精度要求作出判断。为此,就需对可能产生的定位误差进行分析和计算。 定位误差是指由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸 (通常指加工表面对工序基 准的距离尺寸或位置要求方面的加工误差。对某一定位方案,经分析计算其可能产生 的定位误差,只要小于工件有关尺寸或位置

36、公差的 -,一般即认为此定位方案能 满足该工序的加工精度要求。工件在夹具中的位置是由定位元件确定的, 当工件上的定位表面一旦与夹具上的定 位元件相接触或相配合, 作为一个整体的工件的位置也就确定了。 但对于一批工件来说, 由于在各个工件的有关表面之间,彼此在尺寸及位置上均有着在公差范围内的差异,夹 具定位元件本身和各定位元件之间也具有一定的尺寸和位置公差。这样一来,工件虽已 定位,但每个被定位工件的某些具体表面都会有自己的位置变动量,从而造成在工序尺 寸和位置要求方面的加工误差。由此可知,定位误差是指工件在用调整法加工时,仅仅由于定位不准而引起工序尺 寸或位置要求的最大可能变动范围。 即定位误

37、差主要是由基准位置误差和基准不重合误 差两项组成。根据定位误差的上述定义,在设计夹具时,对任何一个定位方案,可通过一批工件 定位时的两个极端位置,直接计算出工序基准的最大变动范围,即为该定位方案的定位第 20 页 共 26 页误差。在机械加工中,有很多工件是以多个表面作为定位基准,在夹具中实现表面组合定 位的。采用表面组合定位时,由于各个定位基准面之间存在着位置偏差,故在定位误差的 分析和计算时也必须加以考虑。为了便于分析和计算,通常把限制不定度最多的主要定 位表面成为第一定位基准,然后再依次划分为第二、第三定位基准。一般来说,采用多 个表面组合定位的工件,其第一定位基准的位置误差最小,第二定

38、位基准次之,而第三 定位基准的位置误差最大。3. 定位误差的计算在本次设计中采用一面两孔组合定位。采用工件上一面两孔组合定位时,根据工序加工要求可能采用平面为第一定位基 准,也可能采用其中某一个内孔为第一定位基准。图 16所示为一长方体工件及其在一 面两销上的定位情况,因系采用短定位销,故工件底面 1为第一定位基准,工件上的内 孔 1O 及 2O 分别为第二和第三定位基准。一批工件在夹具中定位时,工件上作为第一基准的底面 1没有基准位置误差。由于 定位孔较浅, 其内孔中心线由于内孔与地面垂直度误差而引起的基准位置误差也可忽略 不计。但作为第二、第三定位基准的 1O 、 2O ,由于与定位销的配

39、合间隙及两孔、两销 中心距误差引起的基准位置误差必须考虑。 图 16长方体工件在夹具中一面两销上的定位Fig.16 The cubic work piece located in the jig with one plant and two positioning pin根据上述,确定本次夹具设计采用底面为第一基准面,两孔分别为第二和第三基准面。两定位销的尺寸及定位误差的计算如下: 图 17 一面两孔式,第二、第三定位基准的位置和角度误差 10Fig.2-4 At the same time two types, second, third localization datum positio

40、n and angle error根据图 17有:1 两定位销中心距x L =y L =14.5式中 y L 工件两定位孔的中心距 ( mm2 两定位销中心距的公差11( 53x y L L = 式中 y L 工件两定位孔的中心距公差 ( mmx y L L = 3 圆柱销直径的公称值11d D =5式中 1D 与圆柱销相配合的工件定位孔的最小直径 (mm公差选取:6g4 菱形销宽度 表 2-1 b 及 B 的推荐值 (mmTab.2-1 b and B recommended value(mm定位孔直径 2D36 68 820 b2 3 4 B 2D -0.5 2D -1 2D -22D =5,因此得:b =2, B =0.55 补偿距离1min 12x y L L =+- (mm (2