转速器盘机械制造课程设计

1、机械制造工程原理机械制造工程原理课程设计说明书课程设计说明书设计题目设计题目: 转速器盘制造工艺及夹具设计转速器盘制造工艺及夹具设计 设设 计计 者者 乔凯凯 学学 号号 21006071028 指导教师指导教师 修磊 机电与信息工程学院2013 年 5 月 1 日前 言机械制造工程原理课程设计是我们学习完大学阶段的机械类基础和技术基础课以及专业课程之后的一个综合课程，它是将设计和制造知识有机的结合，并融合现阶段机械制造业的实际生产情况和较先进成熟的制造技术的应用，而进行的一次理论联系实际的训练，通过本课程的训练，将有助于我们对所学知识的理解，并为后续的课程学习以及今后的工作打下一定的基础。对

2、于我本人来说，希望能通过本次课程设计的学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力；同时，又希望能超越目前工厂的实际生产工艺，而将有利于加工质量和劳动生产率提高的新技术和新工艺应用到机器零件的制造中，为改善我国的机器制造业相对落后的局面探索可能的途径。由于所学知识和实践的时间以及深度有限，本设计中会有许多不足，希望各位老师能给予指正。目目 录录前前 言言.I第第 1 1 章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计.31.1 零件的分析.31.2 零件的生产纲领及生产类型.41.3 零件的加工工艺分析.41.4

3、零件主要技术条件分析及技术关键问题.5第第 2 章章 机械加工工序设计机械加工工序设计.62.1 基准的选择.62.2 表面加工方案的选择.72.3 制订机械加工工艺路线.82.4 选择毛坯.102.5 机床的选择.102.6 选择夹具.102.7 选择刀具.112.8 选择量具.112.10 加工量计算表.112.10 工序 加工尺寸 尺寸公差 使用量具.122.11 确定工序尺寸.12第第 3 3 章章 机机械械加加工工计计算算 .133.1 粗铣上下端面和上表面.133.2 钻10 和 2-6 孔.133.3 铰10 和 2-6 孔.153.4 精铣上表面.163.5 粗铣前端面和后端面

4、.163.6 精铣前端面.163.7 钻 2-9 孔：.17第第 4 4 章章 夹夹具具的的设设计计 .174.1 工件的加工工艺分析.174.2 确定夹具的结构方案.184.3 绘制夹具总体图.25参考文献.253第第 1 1 章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计1.1零件的分析零件的分析1.1.11.1.1 零件的作用零件的作用转速器盘是调速机构。10mm 孔装一偏心轴，此轴一端通过销与手柄相连，另一端与油门拉杆相连。转动手柄，偏心轴转，油门拉杆即可打开油门或关小油门。6mm 孔装两销，起限位作用，手柄可在 120范围内转动，实现无级调速。该零件通过 9mm 孔用 M8 螺栓与柴

5、油机体连接。本设计任务给定的零件转速器盘，即传递运动并保持其他零件正确工作方式和保持互相之间的正确位置。其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比较复杂，不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。1.1.21.1.2 零件的工艺性分析和零件图的审查零件的工艺性分析和零件图的审查该零件图的视图正确，完整，尺寸，公差及技术都符合要求。但是，零件的加工过程，需要有较高的平面度，某些地方需要较细的表面粗糙度，各装配基面要求有一定的尺寸精度和平行度。否则会影响机器设备的性能和精度。由于零件的结构比较复杂,加工时需要较复杂的夹具才能准确的定位，并保持适当的夹紧力，可以用花盘进行定位加

6、紧，并用垫块进行辅助定位。41.21.2 零件的生产纲领及生产类型零件的生产纲领及生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。假定该机器年产量为 80 台，且每台机器中仅有一件，由零件的特征可知，它属于机体类小零件，因此，可以确定其生产类型为单件生产。1.31.3 零件的加工工艺分析零件的加工工艺分析转速器盘共有九个机械加工表面，其中，两个直径为 9mm 的螺栓孔与 10mm孔有位置要求；120圆弧端面与 10mm 孔的中心线有位置度要求。现分述如下： 两个直径为两个直径为 9mm 的螺栓孔的螺栓孔两个直径为 9mm 的螺栓孔的表面粗糙度为 Ra6.3，螺栓孔中心线与底平面的尺寸要求为 1

7、8mm；两个螺栓孔的中心线距离为mm；螺栓孔与直5.0005. 028径为 10mm 的孔中心线距离为mm；与柴油机机体相连的后平面，其表1 . 072面粗糙度为 Ra6.3。5 10mm 的孔及的孔及 120圆弧端面圆弧端面10mm 的孔尺寸为 10mm，表面粗糙度为 Ra3.2，其孔口倒角049. 0013. 00.545，两个 6mm 的孔表面粗糙度为 Ra3.2，120圆弧端面相对036. 0010mm 孔的中心线有端面圆跳动为 0.2mm 的要求，其表面粗糙度为 Ra6.3。从以上分析可知，转速器盘的加工精度不是很高。因此，可以先将精度低的加工面加工完后，再以加工过的表面为定位基准加

8、工精度较高的 10mm 和6mm 孔。1.41.4 零件主要技术条件分析及技术关键问题零件主要技术条件分析及技术关键问题从转速器盘的各个需要加工的表面来分析：后平面与机体相连，其长度尺寸精度不高，而表面质量较高；两个 9mm 的螺栓孔，因需要装配螺栓进行连接，还要用于夹具 定位，其加工精度可定为 IT9 级；25mm 圆柱上端面和 120 圆弧端面位置精度要求不高；两个 6mm 的孔需要装配定位销，表面质量要求高；10mm 孔需要装配偏心轴，其表面质量要求高；各加工面之间的尺寸精度要求不高。从以上分析可知，该零件在大批量生产条件下，不需要采用专用的机床进行加工，用普通机床配专用夹具即可保证其加

9、工精度和表面质量要求。因此，该零件的加工不存在技术难题。为提高孔的表面质量，在孔加工工序中采用铰削对其进行精加工。6第第 2 章章 机械加工工序设计机械加工工序设计2.12.1 基准的选择基准的选择本零件是有精度较高要求的孔的盘状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。先铣出下表面，以下表面为基准，加工出上端面和上表面，再以上端面为基准加工下端面，以上端面为基准钻出 I,II,III 3 个孔；加工前后端面时，先以上端面和 I,II,为基准，在铣床上铣出后端面，再以后端面为基准，加工出 2 个9 的孔的前端面。 由于扇形部分的表面比较不易加工，首先以加

10、工出来的下端面为基准加工出I,II,III 孔处的各个上端面，再以上端面为基准，加工出 I 孔处的下端面；零件的 2 个 9 孔的上边缘表面是不能用来作为定位基准的。如图 2前端面后端面7下表面上表面上端面下端面2.22.2 表面加工方案的选择表面加工方案的选择 后平面后平面表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：粗铣精铣； 18mm18mm 圆柱端面圆柱端面表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT11，加工方案确定为：粗铣； 9mm9mm 螺栓孔螺栓孔表面粗糙度为 Ra12.5，经济精度为 IT9，加工方案确定为：钻削铰孔； 25mm25mm 圆柱上端面圆柱上端面表面

11、粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：粗铣精铣； 10mm10mm 孔孔表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：钻削粗铰精铰孔倒角；8 120120 圆弧端面圆弧端面表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：粗铣精铣； 6mm6mm 孔孔表面粗糙度为 Ra6.3，经济精度为 IT9，加工方案确定为：钻削铰孔。2.32.3 制订机械加工工艺路线制订机械加工工艺路线制订机械加工工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽

12、量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。工艺路线一：工序 1：钳工划线；以上边缘面为粗基准，划下表面的加工线。工序：铣，以上端面为定位粗基准，粗铣出零件下表面。工序 3：铣，在以下表面为基准，粗铣出 I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。 工序 4：铣，以上端面为定位基准，粗铣出零件下端面工序 5：精铣，以下端面为基准，对上端面进行精铣，使表面粗糙度达到 R6.3 的要求。 工序 6：钻孔，以下端面为基准，预钻出 I,II,III 孔，留出 1mm 左右的加工量；工序 7 ：铰，在铰床上进行铰孔，粗铰 10 孔 I；粗铰 2 个 6 孔；倒角

13、。工序 8： 铣，以 I 为基准，对上表面进行精铣，使表面粗糙度达到 R6.3 的要求。工序 9：铣，以 I,和下表面为基准，铣出前端面工序 10：精铣 9 孔前端面工序 11：铣，以前端面为基准，铣出后端面。 工序 12：钻，以 I,和下表面为基准，钻出 2 个 9 孔。工序 13：钳工去毛刺。 工序4：终检。工序5：涂油入库。工艺路线二：9工序 1：钳工划线；以上表面为粗基准，划下表面的加工线。工序：以上端面为定位粗基准，粗铣出零件下表面；在以下表面为精基准，粗铣出个 9 孔的上端面，以及 I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。 工序：以下表面为基准，对这个孔的上端面进行精铣，

14、使表面粗糙度达到 R6.3 的要求。工序：以 10 孔的上表面为基准，精铣 10 孔 I 的下端面。工序：以下表面为基准，在铰床上粗铣或半精铣出后端面，再以后端面为基准，加工出 2 个 9 的孔的前端面。工序：钻孔，以后表面为基准，预钻出 I,II,III 孔，留出 1mm 左右的加工余量；再以下端面为基准，预钻出 2 个 9 孔，留出 1mm 的加工余量、 工序：在铰床上进行铰孔，粗铰 10 孔 I；粗铰 2 个9 孔；倒角。 工序：精铰 6 孔 II,III，使粗糙度达到 R3.2 的要求 工序：钳工去毛刺。 工序：终检。工艺路线三: 工序 1：钳工划线；上表面为粗基准，划下表面的加工线。

15、工序：铣，以上端面为定位粗基准，粗铣出零件下表面； 工序 3：在以下表面为精基准，粗铣出个 9 孔的前端面，以及 I,II,III,孔的上端面和其他次要表面；倒角。工序 4：以 10 孔的上端面为基准，铣 10 孔 I 的下端面工序 5：铰，以下表面为基准，在铰床上粗铣或半精铣出 9 后端面。工序 6：铣，以 9 后端面为基准，铣出 2 个 9 的孔的前端面。工序 7：以 10 孔下端面为基准，预钻出 I,II,III 孔，留出 1mm 左右的加工余量工序 8：以 9 后端面为基准，预钻出 2 个 9 孔，留出 1mm 的加工余量工序 9：精铣，以下表面为基准基准，对这个孔的上端面进行精铣，使

16、表面粗糙度达到 R6.3 的要求。工序 10：铰，铰床上进行铰孔，粗铰 10 孔 I；粗铰 2 个 9 孔；倒角。工序 11：精铰 6 孔 II,III，使粗糙度达到 R3.2 的要求工序 12：钳工去毛刺。工序3：终检。工序4：涂油入库。10工艺方案的比较与分析工艺方案的比较与分析 在加工过程中，也可以用车床或刨床来加工表面，用铰床来铰孔。但是由于工件的结构较复杂，用车床或刨床加工的话会给加工带来很大的困难，给工人增加很大的工作难度；如果用铰床来铰孔，也是可以的，但是本设计给的零件的孔要求的精度不是非常高，用普通的钻床就可以加工达到设计的要求。选择工艺路线一比较合理！以上工艺过程详见“机械加

17、工工艺卡片” 。2.42.4 选择毛坯选择毛坯转速器盘是一个结构较复杂的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用铸铁材料 HT200，铸铁材料是最常见的材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，且吸振性好。为了得到较好的强度和表面硬度，可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理。由于零件的结构复杂，用锻件是不太可能的，因此，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，最好用成型铸造法，以减少加工余量和保证零件的结构准确性。2.2.5 5 机床的选择机床的选择(1)工序，5 和 9，10，11，12

18、用的是铣床，分别进行粗铣，精铣。用普通的卧铣床 X62W 型万能卧铣床即可。(2)工序和工序是铰孔工序，分别是粗铰和半精铰。使用普通的铰床即可。(3)工序，13 加工一个 10 孔，2 个 6 孔，2 个 9 孔，采用花盘加紧，在立式钻床即可。可选用 Z518 型立式钻床。2.62.6 选择夹具选择夹具本零件结构比较复杂，不成规则，故夹紧定位比较困难，可采用花盘以及专用夹具来定位，并可以使用一些垫块来辅助定位加紧。11例如，在加工上端面时，扇形部分下部分悬空，需要用一些辅助支撑，然后加紧，以防零件加紧时发生变形。在加工前后端面时，用花盘或压板都可以加紧。2.72.7 选择刀具选择刀具(1)在工

19、序，铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀，工序中有粗铣和精铣，在粗铣后，要留有一定的加工余量，供精铣工序加工。(2)钻孔有 10, 6,9 三种孔，需要留一定的加工余量，可用 5, 8 麻花钻直接钻出来。(3)铰孔需要铰三种孔 10, 6 和 9，有粗铰和精铰，粗加工可用 YT15,精加工可用 YT30。2.82.8 选择量具选择量具 本零件是单件大批量生产，故采用的是通用量具。选择量具的方法有两种：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的极限误差来选择。在这里选的是第一种方法。2.8.1 选择平面的量具： 由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确

20、定度为0.2mm，选用分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺就行了，因为其不确度为 0.02mm，显然满足要求。2.8.2 选择内孔的量具：此零件对孔的精度要求较高，其中例如 I 孔的下偏差要求在 0.013 之内，故可选用分度值为 0.01mm，测量范围为 0-150mm 的内径百分尺，其不确定度为0.008，满足测量精度的要求。2.102.10 加工量计算表加工量计算表 工序加工位置毛坯(mm)粗加工(mm)半精加工(mm)精加工(mm)总加工余量(mm)12上表面13.5 11.51125上端面12.5(双面)10.5(双面)78（双面）37下端面8.5(双面)2

21、前端面19(双面)17(双面)14（双面）3后端面15（双面）210 孔096 孔055.79 孔092.102.10 工序工序 加工尺寸加工尺寸 尺寸公差尺寸公差 使用量具使用量具 （1） 28 0.5 分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 （2）12 0.2 分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 （3）14 - 分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm 的游标卡尺 （4）10 0.013 分度值为 0.01mm，测量范围为 0-150mm 的内径百分尺 6 0.030 9 - 分度值为 0.02mm，测量范围为 0-150mm

22、的游标卡尺 注：本零件要求测量的尺寸并不是很复杂，故只要这两种量具就足够了。2.112.11 确定工序尺寸确定工序尺寸 工序 2，3，4 主要是加工端面，如图 L1，L11,L12,L13,L14,L15,L16 是各个端面之间的相互位置，其中工序，的 L15,L16,是精加工的尺寸链，即加工I,II,III 孔的上端面的尺寸。L1 是零件下表面到最上面的端面的距离，L11 是下表面到 9 孔中心的距离，L12 是 9 孔中心到上端面的距离，L13 是 9 孔中心到 10 孔下表面的距离，L14 是 10 孔两个端面的距离，L15 是 10 孔上端面到 6 孔的上端面的距离，L16 是下表面到

23、 10 孔的上端面的距离。 工序，主要是加工孔的尺寸链。 L21 是 9 孔两个端面的距离，L22 是后端面板的厚度，L23 是后端面到孔 I 的距离。L31 是两个 9 孔之间的距离，L32 是左边的 9 到 10 孔的水平距离，L33 是 10 孔到两个 6 孔的水平距离，L34 是 10 孔到零件下表面的斜面底端的距离。13第第 3 3 章章 机机械械加加工工计计算算3.13.1 粗铣上下端面和上表面粗铣上下端面和上表面参考文献2表 2.3-21 查得加工余量为 Z =2mm ，Z =2mm。已知上端面的总12余量为 Z=5.7mm，则上表面总加工的余量为：Z=2.5mm。参考文献1表

24、4-29 取粗铣的每齿进给量 f =0.2mm/Zz粗铣走刀一次，a =1mmp取主轴转速 n=150r/min，则： V =94.25m/minc1000Dn1000150200校核机床功率 铣削时的切削功率为： 取 Z=10 ，n= =2.5r/s ，=0.2mm/Z ，=1 ，代入：60150mmae140zfpc keznkafaPpcezpc51. 515 . 2101402 . 05 . 3109 .167109 .16774. 09 . 0574. 09 . 05从机床 X52K 的参数的机床的功率为 7.5kw，机床的传动效率取 0.750.85，取=0.85则机床电动机所需功

25、率14P =6.487.5kw，则主轴的转速合理。ecP85. 051. 53.23.2 钻钻 1010 和和 2-2- 6 6 孔孔铰的余量为 0.5（单边） 。孔因是一次钻出，故钻削的余量为：（10/2-0.5）=4.5mm, （6/2-0.5）=2.5mm. 各工步余量和工序尺寸公差/mm加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸10钻孔4.592-6钻孔2.5 5参考文献1表 4-70、4-76，取钻9 的进给量为 f=0.3mm/r，切削速度V =22m/minc由此算出转速为：n=700r/mindv100010221000按钻床实际转速取 n=630r/min则实际切削速度为：V =1

26、9.79m/minc100063010查有关资料得：=fF07 .4281. 9d8 . 0ffkM=9.812002. 0d8 . 0ffK则钻 2-6 孔的和 M 如下：fF=1599NfF8 . 03 . 0107 .4281. 91M=7.86N.m13 . 010021. 081. 98 . 02已取铰孔进给量=0.08mm/r（参考文献1表 4-91） ，取=4m/min，则：fcV15转速 n=dv1000min/1271041000r按钻床的实际转速取 n=125r/min实际切削术度为： min/93. 3100012510mVc3.33.3 铰铰 1010 和和 2-2-

27、6 6 孔孔粗铰以后的孔径为10mm。各工步余量和工序尺寸公差/mm加 工 表 面加 工 方 法余 量公 差 等 级工 序 尺 寸6 铰03（单边）H880H9087. 0010 铰05H9铰以粗加工后的下端面为定位基准。因为10 孔和下端面在粗、精加工时互为基准，即可以互相校正10 孔与下端面的垂直度。铰孔时因余量为 0.3mm，故mmap3 . 01mmap5 . 02 取进给量=0.2mm/rfmin/1605 .794010001000rdvn因为: FcFcyxpFccfaCF81. 9FcncKvFc310cccvFP取 180FcC1Fcx75. 0Fcy1Fcn则：NFc3 .

28、1452167. 02 . 075. 218081. 9075. 0kwPc97. 01067. 03 .14523铰6 孔 mmap25. 0rmmf/12. 0min/72/2 . 1msmvc16 min/286807210001000rdvn取机床的效率为 0.85，则机床所需的功率为kw1.5kw，故机床功率14. 185. 097. 0足够。3.43.4 精铣上表面精铣上表面 min/05. 0mmfzmmap5 . 1n=300r/min走刀一次3.53.5 粗铣前端面和后端面粗铣前端面和后端面参考文献2表 2.3-21 查得加工余量为 Z =2mm ，Z =2mm。已知上端面的

29、总12余量为 Z=4mm，则前端面总加工的余量为：Z=2mm。参考文献1表 4-29 取粗铣的每齿进给量 f =0.2mm/Zz粗铣走刀一次，a =1mmp取主轴转速 n=150r/min，则： V =94.25m/minc1000Dn1000150200校核机床功率 铣削时的切削功率为： 取:Z=10 ，n= =2.5r/s ，=0.2mm/Z ，=1 ，60150mmae140zfpc代入：keznkafaPpcezpc51. 515 . 2101402 . 05 . 3109 .167109 .16774. 09 . 0574. 09 . 05从机床 X52K 的参数的机床的功率为 7.

30、5kw，机床的传动效率取 0.750.85，取=0.85则机床电动机所需功率P =6.487.5kw，则主轴的转速合理。ecP85. 051. 5173.63.6 精铣前端面精铣前端面后端面因为要求不高，所以可以一次铣出，其工序余量即等于总余量 2mm。定位和尺寸基准为粗加工后的前面。 =4mm 取粗铣每齿进给量=0.2mm/z n=150r/minpazf min/4 .7510001501601000mmDnvc粗后端面的切削用量都和粗铣前端面的一样，但小于粗铣 A 面的值，所以ea机床功率足够。3.73.7 钻钻 2-2- 9 9 孔：孔： rmmf/3 . 0（参考文献1表 4-70）

31、min/22mvc min/539132210001000rdvn取钻床实际转速，则实际切削速度min/500rn min/42.20100050013mvc NFf207813 . 0137 .4281. 98 . 0 mNMf.29.1313 . 013021. 081. 98 . 02第第 4 4 章章 夹夹具具的的设设计计设计工件工序 70钻、铰削加工 10F9mm 的孔并锪倒角 0.545的钻床夹具。该夹具用于 Z525 立式钻床，并配上 9.8H12mm 的高速钢麻花钻、9.96H10mm 的高速钢锥柄机用铰刀、10F9mm 的高速钢锥柄机用铰刀，按工18步对孔进行加工。4.1 工

32、件的加工工艺分析转速器盘需要加工的10mm 孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙049. 0013. 0度值为 Ra6.3，并且10F9 为浅孔。在机械加工工艺规程中，分钻、粗铰、精铰、倒角0.545进行加工。依靠所设计的夹具来保证加工表面的下列位置尺寸精度：待加工孔 10F9 和已加工孔 9H11 的中心距离尺寸为 720.1mm；待加工孔 10F9 和后平面的距离尺寸为 560.1mm。由以上可知，该孔的位置尺寸精度要求不高，但是，两个相差 120筋板不利于夹紧工件，会给加工带来一定困难，在钻孔的时候，工件的筋板会受到钻头轴向力的作用产生微小变形，影响孔的加工精度。因此，在设计夹具时应注

33、意解决这个问题。4.2 确定夹具的结构方案 确定定位方案，设计定位元件该孔为通孔，沿着孔轴线方向的不定度可不予以限制，但是为增强加工时零件的刚性，必定限制孔轴线方向的不定度，故应按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响。由于工件在钻 10mm 孔时两筋板的刚性较差，从保证工件定位稳定的观点出发，采用“一面两孔”定位，即以已加工的后平面和两个 9mm 孔为定位基准，这样，既增加了工件的稳定性，又兼顾了基准重合原则。为实现定位方案，所使用的定位元件：圆柱销和菱形销在后平面和 9mm 孔定位，可以限制工件的五个不定度，25mm 外圆柱下端面使用薄壁圆柱孔支承，限制工

34、件沿 Z 轴的移动不定度，从而达到完全定位。 确定夹紧方式和设计夹紧机构两个 9mm 孔中的圆柱销和菱形销共同承受钻孔时的切削扭矩。在钻9.8H12mm 孔时，由于孔径较小，切削扭矩和轴向力较小，并且轴向力可以使工19件夹紧，因此，在确定夹紧方式时就可以不考虑轴向切削力的影响，即可以不施加夹紧力来克服轴向切削力。但由于切削扭矩会使工件产生旋转，因此需要对工件施加向下压的夹紧力来克服切削扭矩。为便于操作和提高机构效率，采用压板夹紧机构，其力的作用点落在靠近加工孔的 120 圆弧端面上。 夹紧力计算计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。本工序在钻削加工过程中的切削力可以分解为切削扭矩和

35、轴向切削力，因轴向切削力的作用方向与夹具的夹紧方向相同，有助于工件的夹紧，因此，在计算夹紧力时可以不计算轴向切削力。而为保证夹紧可靠，应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力，即：KWWk其中，查机床夹具设计手册表 1-2-16543210KKKKKKKK得：、1.15、，5 . 10K2 . 11K2K0 . 13K3 . 14K0 . 15K0 . 16K所以，= 2.691。K查机床夹具设计手册表 1-2-7 得：pKsDM8 . 0221. 0查机床夹具设计手册表 1-2-8 得：031. 11902006 . 0pK由于钻头的直径为 d = 9.8mm，所以，(N mm

36、 )。59.10031. 143. 08 . 921. 08 . 02M2因此，实际所需要的夹紧力为：(N mm )。5 .28691. 259.10kW2夹紧机构采用压板机构，机构的传动效率为，螺母产生的夹紧力为：95. 00。)(21 tgtgLQFz夹20查机床夹具设计手册表 1-2-20，得： = 6.22mm，查表 1-2-21，得：= 3.675mm，查表 1-2-22，得，。z292 5092 18. 01tgf= 2810.23(N)(21 tgtgLQFz夹31.12675. 318. 022. 612045tg则作用在压板上的夹紧力为：0FLFl压夹夹紧机构受力如图 2 所

37、示。L=60F压F夹l=21图图 4 4 夹紧机构受力示意图夹紧机构受力示意图由公式得：0FL2810.23 21 0.95F934.4()60Nl夹压在工件上的夹紧力作用点到钻头在工件上加工时作用点的距离为压F49mm。因此，夹紧力产生的扭矩为： l(N mm )。31024. 84918. 04 .934FMlf压压2工件受力如图 3 所示。F钻F夹F压M压M切图图 5 5 工件受力示意图工件受力示意图因，故该铰链机构能满足钻孔加工要求。kW压M 加工误差分析用工件的“一面两孔”定位，使设计基准和工序基准重合，即遵守 “基准重合”和“基准统一”原则，以减少定位误差，所采用的定位元件为定位销

38、和菱形销，考21虑薄壁圆柱孔支承形状，将支承和夹具体铸成整体，即把支承铸成薄壁凸台。工件定位如图4 所示。圆柱销和菱形销的设计计算：两定位销中心距 LxL = Lxg式中，L 工件两基准孔的中心距。gL = L = 28mm。xg两定位销中心距公差Lx=LxLg3151式中，工件两基准孔的中心距公差。Lgd 1d 2D1D2B1min /22min /2LgLg(基准孔中心距)LxLx(基准孔中心距)b图图 6 6 工件定位示意图工件定位示意图= 0.025(mm)。LxLg31511 . 041圆柱销最大直径1d= 9mm，公差取 g6，所以，圆柱销直径为 mm。1d005. 0014. 0

39、9补偿值22(mm)min121LxLg式中，第一基准孔与圆柱销间最小配合间隙(mm)。min1(mm)123. 0005. 021025. 01 . 0菱形销宽度 B，b根据表 8：B = D 2 = 92 = 7(mm)；2B = 4mm。表表 8 8 菱形销尺寸表菱形销尺寸表D2 /mm36688202024243030404050B/mm2345568B/mmD20.5D21D22D23D24D25D25菱形销与基准孔的最小配合间隙min2=(mm)min2108. 09123. 04222Db式中，第二基准孔最小直径。2D菱形销最大直径（公差取 h6）2d= 90.108 = 8.8

40、92(mm)2d2Dmin2所以，菱形销直径为 mm。108. 0117. 09转角误差atgLtgdDdDa2min222min111式中，工件定位孔的直径公差；12DD、圆柱定位销的直径公差(mm)；1d菱形定位销的直径公差(mm)；2d23圆柱定位销与孔间的最小间隙(mm)；min1菱形定位销与孔间的最小间隙(mm)；2minL 中心距(mm)。所以，0036. 0282108. 0009. 0036. 0005. 0009. 0036. 0atg需要加工的孔的公差mm，由该误差引起的定位误差为 8= 036. 0atg8 0.0036= 0.028，该误差小于工件误差，即 0.0280

41、.036，方案可行。 钻套、钻模板设计为进行钻、铰加工，采用快换钻套，其孔径尺寸和公差如下：钻 9.8H12 孔：麻花钻的最大极限尺寸为 9.8+0.15mm，则钻孔时所配的钻套取规定的公差为 F8，即钻套尺寸为：9.95mm，圆整后可写成 10035. 0013. 0mm。030. 0008. 0粗铰 9.96H10 孔：铰孔选用 GB1133-84 中的标准铰刀改制而成，其尺寸为 9.96mm，按规定取铰孔时钻套的尺寸公差为 9.96+0.044G7，即钻套044. 0029. 0尺寸为：10.004mm，圆整后可写成 10mm。024. 0006. 0028. 0010. 0精铰 10F

42、9 孔：铰孔选用 GB1133-84 中的标准铰刀，其尺寸为10mm，按规定取铰孔时钻套的尺寸公差为 10+0.023G6，即钻套尺寸为：023. 0013. 010.023mm，圆整后可写成 10mm。017. 0006. 0040. 0029. 0钻套形状尺寸在机床夹具设计手册中查取。为了安装快换钻套，确定选取固定衬套与之相配合使用。设计钻模板：将钻套用衬套安装在钻模板上，钻模板通过销子和螺栓与夹具体连接。钻模板的尺寸与形状自行设计。 夹具精度分析机械加工中，保证加工出合格零件的必要条件是：加工误差不大于被加工零件相应的公差。加工误差来源于两大方面：一方面是与机床有关的误差称加工方24法误差；另一方面是与夹具有关的误差，而此误差可分为零件在夹具中的定位G误差、夹具的对刀或导向误差及夹具的制造及在机床上的安装误差。根DTA据误差的随机性的特点，按概率原理合成，根据生产实际情况，与夹具有关的误差占加工误差的绝大部分，故按机率相等的原理，取零件公差的 3/4 作为判别依据得到