任务工单之学习情境4

《机械制造技术基础》任务工单学习情境4零件定位与夹紧方案的确定2任务4.1确定加工传动轴零件的定位与夹紧方案任务描述图2-1所示传动轴，件数为5，请确定其各加工阶段的定位与夹紧方案。3任务分析要确定加工传动轴时各加工阶段采用的定位与夹紧方案，需先掌握机床夹具的基础知识、定位的方法（包括定位原理、定位形式、定位元件、定位误差的计算等），以及常用的夹紧方法及机构。然后，根据各阶段加工的要求，确定定位方案，并计算定位误差以判断定位方案是否合理。最后根据实际生产批量、零件结构特点等确定夹紧方案。4任务准备（1）知识：机床夹具基础知识、工件的定位方法及定位

元件、工件的夹紧方法及常用机构。（2）手册与资料：机床夹具设计手册。5任务实施序号工序名称工序内容定位方案夹紧方案设

备1粗车粗车一端端面，钻中心孔，然后一夹一顶粗车右边3段外圆；调头粗车另一端面，钻中心孔，夹顶法粗车左边2段外圆三爪卡盘自定心定位：用三爪卡盘夹持毛坯外圆柱面进行定位。限制自由度数：4定位误差：0.05~0.15mm用三爪卡盘夹紧CA6140夹顶法定位：前端用三爪卡盘夹持毛坯外圆柱面进行定位，后端用活顶尖对轴的中心孔进行定位。限制自由度数：4定位误差：0.05~0.15mm用三爪卡盘夹紧2半精车半精车3段轴颈外圆面，车越程槽、倒角两顶尖法定位：用前、后顶尖对轴两端中心孔进行定位。限制自由度数：5定位误差：0.01~0.02mm用鸡心夹头夹紧，用拨盘传动CA61403铣铣键槽两顶尖法定位：用前、后顶尖对轴两端中心孔进行定位。限制自由度数：5定位误差：0.01~0.02mm用鸡心夹头夹紧，用拨盘传动X50324磨削粗磨三段轴颈；精磨三段轴颈两顶尖法定位：用前、后顶尖对轴两端中心孔进行定位。限制自由度数：5定位误差：0.01~0.02mm用鸡心夹头夹紧，用拨盘传动M1432B传动轴的定位和夹紧方案6任务评价根据任务实施情况完成任务评价表序号项目要求分值得分1工作准备准备充分20

2工作过程方法和步骤正确20

3定位方案方案合理，定位面和定位元件选用正确，无欠定位或定位不准确、定位干涉，定位误差在允许范围内40

4夹紧方案方案合理，能保证夹紧机构工作时稳、牢、快20

合计100

7任务4.2确定加工法兰盘零件的定位与夹紧方案任务描述加工图3-1所示法兰盘，件数为600，请确定其各加工阶段的定位与夹紧方案。8任务分析该法兰盘为中批生产，可以采用较为高效的专用夹具进行定位和夹紧。车削加工阶段，可用三爪卡盘装夹，先以毛坯Φ60外圆柱面、台阶面作为定位基准面，将大端端面、Φ100外圆面进行粗车和半精车；调头后以Φ100外圆面、大端端面作为定位基准面将小端端面、Φ55外圆面、台阶面、Φ35内孔（留余量）粗、精车出，从而保证Φ55外圆面与Φ35孔同轴度较好。钻4×Φ10孔阶段，为提高效率，可采用专用钻夹，以法兰盘的底面和内孔为定位基准面；因生产批量不大，夹紧机构可采用成本较低的机械夹紧方式，如螺旋夹紧机构。9插键槽阶段，为保证键槽两侧面对Φ35孔轴线的对称度要求，最好以孔的轴线作为定位基准，但这样就无法加工键槽，因此改用Φ55外柱圆面作为定位基准面此时定位基准为Φ55外圆柱面的轴线，因Φ55外圆柱面与Φ35孔同轴度好，因此能保证键槽两侧面对孔轴线的对称度要求。磨削阶段，为保证大端端面相对Φ35孔轴线跳动度公差要求，需在一次装夹中完成内孔与大端端面的磨削，因此可用三爪卡盘装夹，以Φ55外圆柱面、台阶面为定位基准面。为保证加工精度和减少装夹时找正的时间，磨削时应采用高精度的三爪卡盘。10任务准备（1）知识：机床夹具基础知识、工件的定位方法及定位元件、工

件的夹紧方法及常用机构。（2）手册与资料：机床夹具设计手册。11任务实施法兰盘的定位与夹紧方案序号工序名称工序内容定位方案夹紧方案设

备1车削1粗车大端端面、大端外圆、粗镗内孔；半精车大端端面、大端外圆（至Φ100）；倒角三爪卡盘自定心定位：用三爪卡盘夹持法兰盘毛坯Φ60外圆柱面进行定心定位，同时夹爪端面紧贴住毛坯台阶端面进行轴向定位。限制自由度数：5定位误差：0.05~0.15mm用三爪卡盘夹紧CAK36652车削2调头，粗车小端端面、小端外圆、台阶端面；半精车小端端面、小端外圆（至Φ55）、台阶端面，半精镗内孔；倒角三爪卡盘自定心定位：用三爪卡盘夹持法兰盘Φ100外圆柱面进行定心定位，同时夹爪止口紧贴法兰盘大端端面进行轴向定位限制自由度数：5定位误差：0.05~0.15mm注：三爪卡盘的夹爪需带止口用三爪卡盘夹紧CAK36653钻孔钻4×Φ10孔采用专用钻模：以法兰盘大端端面为主定位面（夹具定位元件采用支承板，限制3个自由度），以法兰盘f35孔为第二定位面（夹具定位元件采用短销，限制2个自由度）。限制自由度数：5定位误差：工件以孔Φ34.7H7(+0.0250)定位，定位销直径Φ34.7g6(-0.009，

-0.025)，则

=0.025+0.016+0.009=0.050mm螺旋夹紧Z5132A12序号工序名称工序内容定位方案夹紧方案设

备4插键槽插内孔键槽三爪卡盘自定心定位：用三爪卡盘夹持法兰盘Φ55外圆柱面进行定心定位，同时夹爪端面紧贴住法兰盘台阶面进行轴向定位。限制自由度数：5定位误差：0.05~0.15mm（可通过找正减小定位误差）用三爪卡盘夹紧BK5020E5磨削磨削Φ35内孔与大端端面三爪卡盘自定心定位：用三爪卡盘夹持法兰盘Φ55外圆柱面进行定心定位，同时夹爪端面紧贴住法兰盘台阶面进行轴向定位。限制自由度数：5定位误差：0.005~0.015mm(高精度三爪卡盘)用三爪卡盘夹紧MK2110A13任务评价根据任务实施情况完成任务评价表序号项目要求分值得分1工作准备准备充分20

2工作过程方法和步骤正确20

3定位方案

方案合理，定位面和定位元件选用正确，无欠定位或定位不准确、定位干涉，定位误差在允许范围内40

4夹紧方案

方案合理，能保证夹紧机构工作时稳、牢、快20

合计100

14任务4.3设计钻孔专用夹具任务描述如图4-1所示轴套零件，其内、外圆表面和端面均已加工完毕，现需要在其外圆柱面上钻一Φ6孔。此工件的生产批量为600件，材料为Q235。请确定该钻孔工序的定位、夹紧方案，并将夹具图设计出来。图4-1轴套零件图15任务分析要完成轴套零件钻孔夹具的设计，需先了解专用夹具的基本要求、设计步骤，然后按步骤逐步进行设计。与夹具直接相关的结构，如夹具的定位、夹紧、导向等元件的结构和尺寸，以及它们之间的配合尺寸等，应参考《机床夹具设计手册》相应内容进行设计。其余机械结构的设计，可以参考《机械设计手册》的设计规范。16任务准备（1）知识：专用夹具设计的步骤、方法。（2）设备参数：钻床的参数（3）绘图电脑及设计软件：CAXA/AutoCAD/Solidworks/UG等（4）手册与资料：《机床夹具设计手册》、《机械设计手册》。17从图4-1可以知道，本工序需要加工的Φ6孔为未注公差尺寸，表面粗糙度Ra值为12.5μm，孔与基准面B的距离为21mm，这三项要求不高。另外，孔的中心线对基准A的对称度为0.1mm，且外圆面Φ30、内孔Φ20、端面均已经加工。本工序可在立式钻床或台钻等设备上加工。由于加工件数为600，可采用夹具装夹，手动夹紧。根据工序加工要求，画出轴套零件钻孔工序图，见图4-2。任务实施1．分析工序加工要求，明确设计任务图4-2轴套零件钻孔工序图182．确定定位方案轴套零件钻孔夹具的定位、导向、夹紧方案从Φ6孔的位置尺寸21及对称度来看，该孔的设计基准为端面B及孔Φ20的轴线。加工时，同样以B面和内孔轴线作为定位基准，这样不但装夹方便，而且定位基准与设计基准重合，可避免基准不重合误差。定位方案如图4-3（a）所示，采用圆柱心轴定位，其中心轴限制4个自由度，轴肩端面限制1个自由度，属不完全定位。193．夹具定位误差分析以位置尺寸21的定位误差分析为例。该尺寸的定位面为平面，故ΔY=0；同时由于基准重合，故ΔB=0，根据主教材式（4-1），ΔD=ΔB±ΔY=0<，故定位方案可行。204．导向和夹紧方案以及其他元件的设计为了确定刀具相对于工件的位置，夹具上应设置导向元件钻套。由于只需要钻Φ6孔，且生产批量较小，因此采用固定式钻套。钻套安装在钻模板上，钻模板采用固定式，钻模板与工件间要留有排屑空间，如图4-3（b）所示。由于工件的生产批量不大，宜采用简单的手动夹紧装置，如图4-3（c）所示，采用带开口垫圈的螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。215．夹具结构设计方案1夹具体采用铸件轴套钻模（铸造夹具体）1—夹具体；2—定位心轴；3—钻模板；4—固定钻套；5—开口垫圈；6—夹紧螺母；7—防转销；8—锁紧螺母22方案2夹具体采用型材制造轴套钻模（型材夹具体）1—端盖；2—套筒；3—定位心轴；4—开口垫圈；5—夹紧螺母；6—固定钻套；7—螺钉；8—垫圈；9—锁紧螺母；10—防转销；11—调整垫圈23任务评价根据任务实施情况完成任务评价表序号项目要求分值得分1工作准备准备充分10

2工作过程方法和步骤正确10

3定位方案方案合理，定位面和定位元件选