主动锥齿轮轴承座工艺规程编制及钻模设计.doc

1、主动锥齿轮轴承座工艺规程编制及钻模设计0. 前 言机械制造工艺毕业设计是大学教育的最后一环，在整个教学环节中占有极为重要的地位。其目的是使学生获得工程师的基本训练。通过工艺毕业设计，还使我们在下述各方面得到训练：（1）能综合运用机械制造工艺及夹具课和所学过的其他课程的基本理论，正确地分析和解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线合理拟定等问题。从而保证零件的制造质量、生产率和经济性，达到优质，高产低消耗。（2）通过工艺装备的设计，进一步培养了我们的结构设计能力和制图能力。（3）通过整个毕业设计过程，学会了调查研究收集技术资料的方法，并能较熟练地使用有关的手册，图表资料及技术参考书。在接到毕

2、业设计任务书之后，对毕业设计题目的目的、内容和要求及进行的步骤方法有了一个了解之后，就开始调查研究和收集资料。（1）零件工作图；（2）产品验收的质量标准；（3）生产条件；（4）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。接着确定零件的生产类型，分析零件的结构工艺性。开始对零件机械加工工艺规程设计（1）绘制零件图，分析其作用和技术要求；（2）分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度及表面粗糙度，找出设计装配基准；（3）选择定位基准；（4）拟定工艺路线（主要是工序内容、数目和顺序）；（5）确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差；（6）选择各工序所用的加工设备、刀具、夹具、量具等；（7）计算切削用量；（

3、8）填写工序卡片。完成这些以后，就设计钻周边孔的专用夹具。首先，拟定方案，经分析对照选择其合理方案绘制夹具装配图，最后编写设计说明书。这次设计给我最深的体会就是在设计过程中必须认真、仔细，绝对不能马马虎虎，否则将会出现不应有的错误。1.零件的分析圆锥主动齿轮轴承座是某型大客车的一个组成零件，零件上有几个主要加工表面，其加工精度和表面粗糙度要求较高，所以必须考虑制造工艺要求，并从工艺观点去分析，评价它的结构。1.1 生产类型的确定生产类型对零件工艺过程有重要的影响，在着手编制零件工艺之前，必须先确定其生产类型。1.1.1.确定生产类型的依据生产纲领确定生产类型的主要依据是零件的年生产纲领，即包括

4、备品率和废品率在内的年产量。可按下式计算： 式中：N零件的生产纲领（件/年） Q产品的年生产量（台/年） n每台产品中，该零件的数量（件/台） 备品率 废品率零件生产纲领为5400件/年。1.1.2 生产类型的确定根据零件的生产纲领，该零件属于轻型零件，所以为大批生产类型。大批生产类型的工艺特征是每台设备常年生产某一种零件的某一工序，产品改型后原来的生产设备很难改装，生产组织常采用流水线或自动生产线，广泛采用高生产率的专用机床、组合机床、半自动或自动机床和自动生产线、复合刀具、成形刀具专用高效率量具或自动化量具，高效率专用夹具，工件在已调好的机床上加工，对毛坯要求高精度、余量小、大量采精铸件、

5、模锻件、冲压件等，有详细的工艺文件，每道工序都有工序调整卡。1.2 零件的分析1.2.1 零件的功用及其工作条件圆锥主动齿轮轴承座是680A型大客车的一个组成零件，它位于后桥壳的前端，用来支承减速器的主动锥齿轮，主减速器是用来降低转速，增大传至车轮的输出扭矩，以保证汽车在平坦良好的道路上具有足够的驱动力和适当的速度，还用来改变扭矩方向。为了使齿轮啮合传动时冲击和噪音较小和轻，使齿轮沿其长度方向磨损比较均匀，必须保证主动和从动锥齿轮有正确的相对位置。否则，齿轮只在部分长度上啮合传动，使轮齿受载恶化，为此在结构上要使主动和从动锥齿轮有足够的支承刚度使其在啮合传动中不致产生较大的变形而影响正常啮合，

6、主动锥齿轮轴的圆锥滚子轴承装配的预紧度决定于轴承内外圈的轴向相对位置。若过紧则传动效率低且加速轴承的磨损；太松则引起主动齿轮偏转晃动，破坏齿轮的正常啮合。轴承内会产生冲击。所以该零件的孔是与轴承外圈相配合的，要求精度也高，外圆柱面是与桥壳配合的，精度要求更高。1.2.2 零件的工艺性分析从零件图上可看出，它的加工部位可分为：12-孔，包括倒角0.545。2外圆柱面及端面。3外圆柱面及两端端面，倒角二个145和310。4径向孔。5周边孔、锪坡口、攻丝。以上各部分的要求为：12-孔，表面粗糙度，孔底表面粗糙度为，二孔同轴度公差为、圆跳动为0.05mm，底端面与孔中心线的垂直度由工艺来保证。2外圆柱

7、面表面粗糙度为，端面亦为，圆跳动为0.03mm，端面与外圆柱中心线垂直度要求由工艺来保证，倒角310的表面粗糙度为 。3外圆柱面（）表面粗糙度为 ，端面粗糙度 ，端面对底端面的平行度为0.15mm。4径向孔表面粗糙度为。5周边孔表面粗糙度为，8-位置度公差。由以上分析可知：对于孔与外圆柱表面这两个重要表面来说，可先选择其一进行加工，然后再以加工过的表面为基准加工另一表面，保证它的位置精度及其他要求。1.2.3 零件毛坯的选择工艺设计时，毛坯的选择是指确定毛坯的种类，制造方法以及余量确定后的毛坯形状尺寸。由于该零件的材料选择为QT400-10，所以选择铸件毛坯，考虑到零件生产纲领比较大，应采取精

8、度与生产率都比较高的毛坯制造方法。所以，采用熔模铸造的毛坯制造方法。2. 零件工艺路线的确定零件工艺路线的拟定是制造工艺过程的总体布局的非常关键的一步，它与定位基准的选择有密切关系。主要是选择各个表面的加工方法及其定位基准，确定各个表面的加工顺序，整个工艺过程中工序数目的多少以及各工序所用机床设备和工艺装备等。2.1 制定工艺路线2.1.1 制定工艺路线的依据应使零件上的各尺寸精度、位置精度表面粗糙度和各项技术要求均能得到保证。由于零件的生产纲领确定为大批生产，可以采用专用夹具、专用量具，以提高生产率和加工精度，且可使生产成本降低，以获得最好的经济效果。加工顺序按以下原则确定：先粗加工，后精加

9、工；先主要表面，后次要表面，先基准面，后其它面；先加工平面，后加工孔。2.1.2 两种工艺路线方案1工艺路线方案之一工序、车内孔，外圆，端面，倒角粗车外圆至粗车端面，保证尺寸粗车内孔，保证，倒角0.545,145、粗车、精车内孔，外圆，端面，倒角，车槽粗车端面，保证粗车端面，保证精车端面，保证粗车外圆，保证精车外圆，保证粗车内孔，保证，精车内孔，保证，倒角0.545,145，310车槽、精车内孔，保证，、钻径向孔、钻周边孔，、锪孔、坡口145、攻丝2-M12、粗磨、精磨外圆面及端面粗磨外园面及端面，保证尺寸，精磨外圆面及端面，保证尺寸，、清洗、终检2工艺路线方案之二工序、粗车内孔，外圆，端面，

10、倒角粗车外圆至粗车端面，保证尺寸粗车内孔，保证尺寸，倒角0.545,145、粗车、精车内孔，外圆，端面，倒角，车槽粗车端面，保证尺寸粗车端面，保证精车端面，保证粗车外圆，保证尺寸精车外圆，保证尺寸粗车内孔，保证，精车内孔，保证，倒角145，0.545,310车槽、精车内孔，保证，、钻径向孔、钻周边孔，、锪孔、坡口145、攻丝2-M12、清洗、终检2.1.3 工艺方案的比较与分析上述两方案相比较，它们都有以下特点：1工序集中我们知道工序集中在大批量生产中是工艺规程设计的一个重要原则，即把工步集中成若干工序，每个工序内尽可能多的工步，这样可有下列特点：便于采用高效机床，专用机床和专用工艺设备，大大

11、提高生产率。减少设备数目，从而减少操作工人和生产面积。由于减少了工件的安装次数，不仅有利于提高生产率，又因在一次安装下加工许多表面易于保证这些表面的相互位置精度。方案1比方案2多了一道工序粗磨、精磨外圆面及端面。由于外圆面及端面尺寸精度要求很高，表面粗糙度要求，所以若采用磨很容易保证要求。但若采用精车的方式也可以达到不过是困难大，这要求工人的技术水平很高，从而使经济性变差，所以通过这两种方案的比较，决定采用方案1。2定位面的选择定位面的选择将直接影响工件的加工精度。方案1中第工序，用铸造后的外圆定位夹紧，这样安装误差肯定大，所以只进行粗加工在第工序中即采用内孔定位夹紧。由于该内孔上一工序已加工

12、过了，所以提高了安装精度，然后第工序再利用第工序加工过了的外圆表面定位夹紧来精加工内孔。3合理选择刀具刀具耐用度问题也是大批量生产中的重要问题。刀具耐用度提高，不仅可以节约辅助工作时间，又可降低刀具的费用，而合理选择刀具、合理利用刀具是提高刀具耐用度的关键。如在方案1中第工序，粗车、精车分别采用两把刀具，分别采用合理的几何角度，以适应各自加工条件，若采用同一把刀来完成粗精加工，刀具磨损快，不易达到精度。2.2 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸机械加工余量对工艺过程有一定的影响,余量不够不能保证零件的加工质量，余量过大，不但增加机械加工的劳动量而且增加了材料、刀具、能源的消耗，从而增增加了成

13、本，所以必须合理地安排加工余量。本设计采用计算法计算一个重要表面的加工余量、工序尺寸，其它各表面均采用查表法确定各工序余量及工序尺寸。2.2.1 外圆面采用计算法计算加工余量、工序尺寸工序余量可按下式计算： 4P126其中：上工序表面微观不平度。上工序表面缺陷层深度。上工序空间偏差之和。本工序的安装误差。上工序的尺寸公差。铸件毛坯，级精度。 1P13表1-13 1P14 1P14表1-14 1P41表1-46（粗车时安装误差）粗车余量为粗车外圆：加工精度为12级 1P56表2-5RZ=50m T缺=50m 1P14表1-15K精=0.06 1P21表1-22=0.06164=9.84m=50m

14、（精车安装误差）精车余量为精车外圆：加工精度为10级 1P56表2-5Rz=25m T缺=25m 1P14表1-15=0.04164=6.56m 1P21表1-22=20m（粗磨安装误差）粗磨余量为粗磨外圆加工精度为8级 1P56表2-5RZ=5m T缸=25m 1P14表1-15a=0b=9m（精磨安装误差）精磨余量为精磨外圆加工精度为67级 1P56表2-5总余量：2Z总=2Z1+2Z2+2Z3+2Z4 =4.47+0.7+0.3+0.12 =5.59mm计算各工序尺寸精磨后外圆尺寸160mm 1600.014mm粗磨后外圆尺寸：160+0.12=160.12mm精车后外圆尺寸160.12

15、+0.3=160.42mm粗车后外圆尺寸160.42+0.7=161.12mm毛坯外圆尺寸161.12+4.47=165.59mm表 2.1160外圆面工序及工步余量组成(m)公差(m)计算余量(m)工序尺寸(mm)极限尺寸(mm)极限余量(m)RZT缺a最大最小最大最小毛坯8001644002000-165.59166.59164.59-粗车50509.84504004465161.12161.12160.7248654465精车25256.5620160702160.42160.42160.26862702粗磨515-963302160.12160.12160.06365302精磨-281

16、21160160.01159.991491212.2.2 用查表法确定其余各工序余量及工序尺寸1. 2-140mm孔内表面加工余量由于2-140mm孔深度其一为，另一为23，加工为自由尺寸公差，表面粗糙度孔为 ，孔底 面为 。 140内孔加工余量查表为2Z=5mm 1P45表1-49由参考书1表1-43知精车余量为：2Z2=0.40mm故，粗车余量为：2Z1=5-0.40=4.6mm各工序尺寸为：精车后孔尺寸为：140mm 粗车后孔尺寸为：140-0.4=139.6mm毛坯尺寸为139.6-4.6=135mm孔底余量为：2Z=5mm 1P45表1-49其中粗车余量为：2Z1=3.7mm 1P3

17、3表1-39精车余量为：2Z2=1.3mm所以：精车后孔深、 粗车后孔深、2. 端面的加工余量：在工序中，粗车端面，保证尺寸粗车余量为2Z=5mm 1P45表1-49在工序中，粗车端面，保证、粗车余量为2Z=5mm 2Z=3.3mm精车端面，保证精车余量为2Z=1.3mm 1P33表1-39在工序中，粗磨、精磨端面余量为2Z=0.4mm 1P33表1-393. 在工序中，粗车外圆至粗车余量为：2Z=5mm 1P45表1-492.2.3 轴向尺寸链计算：图2.1其中：Ai增环 Aj减环A=26+4+27=57BsA=+0.5+0+0=+0.5BxA=0-0.1-0.33=-0.43 图2.2B=

18、57-23-16=18BSB=+0.5+0.27=+0.77BxB=-0.43-0.33=-0.762.3 确定各工序工艺装备、切削用量2.3.1 工艺设备的选择1.机床的选择：要了解机床的主要规格及技术性能和价格，同时要注意：机床的主要规格尺寸应与工件的外廓尺寸相适应，即小工件应选小的机床，大工件应选大的机床，做到设备的合理使用。机床的精度要与工序要求的加工精度相适应。机床的生产率应与工件的生产类型相适应。单件小批生产时选择通用设备，大批大量生产选择高生产率专用设备。机床选择还应结合现场的实际情况，例如设备的类型、规格及精度状况，设备负荷的平衡状况以及设备的分布排列情况等。2.夹具的选择：单

19、件小批生产，应尽量选用通用夹具，为提高生产率应积极推广使用组合夹具，大批大量生产，应采用高生产率的气液传动的专用夹具，夹具的精度应与加工精度相适应。3.刀具的选择：刀具的选择包括材料、型号，主要切削角度，一般可采用标准刀具，必要时可采用各种高生产率的复合刀具及其它一些专用刀具，刀具的类型、规格及精度等级应符合加工要求。4.量具的选择：量具的精度必须与加工精度相适应，单件小批生产中应采用通用量具，如米尺与百分尺等。大批大量生产中应采用各种规格和一些高生产率的专用检具。2.3.2 切削用量的选择1.粗车切削用量选择：根据切削原理的分析，粗车时首先考虑选择一个尽可能大的切削深度ap，其次选择一个大的

20、进给量f，最后确定一个合适的切削速度。粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和机床夹具刀具工件系统的刚性来确定，在保留精加工必要余量的前提下，应尽量将粗加工余量一次切掉。只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑分几次走刀。粗加工时限制进给量提高的主要因素是切削力。因此，应根据机床夹具刀具工件系统（工艺系统）的刚性和强度来确定进给量。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量，在工艺系统刚性和强度较差的情况下，应适当减少进给量。具体选择时要考虑到机床进给机构的强度，刀杆尺寸、刀生厚度、工件的直径和长度等。粗加工时切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。合理选择切削速度一般不需要精确

21、计算，而是根据生产实践经验和有关资料确定。2.精车时切削用量的选择：精加工时加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量要小且均匀，因此选择精加工的切削用量时应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。精加工时切削深度应根据粗加工时留下的余量确定。通常希望、精加工余量不要留得太大，否则当吃刀深度ap较大时，切削力增加显著，影响加工质量。精加工时限制进给量的主要因素是表面粗糙度，进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大切削力上升，表面质量下降。切削速度提高时切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺，一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。只有

22、当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速。并避开积屑瘤产生范围。所以精加工时应选用较小的切削深度和进给量f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度，以保证加工精度和表面质量。同时满足生产率的要求。3.钻削用量的选择包括确定钻头直径D选取走刀量f和切削速度（或主轴转速n）。钻孔用于粗加工，根据选择切削用量原理、应尽可能选大直径钻头，选大的走刀量，再根据钻头的耐用度选用合适的钻削速度。这样才能使钻削效率最高。钻头直径由工艺尺寸要求确定，尽可能一次钻出所要求的孔。当机床性能不能胜任时，才采用先钻孔，再扩孔的工艺。增大f受到的限制主要是钻头强度和机床走刀机构的动力。有时也受工

23、艺性统刚性限制。钻削速度通常根据钻头的耐用度按经验选取。4.磨削切削用量的选择：可根据经验选取，一般精磨用量不应大于粗磨用量，粗磨时进给量一般不大于40mm/双行程 ,精磨进给量一般不大于20mm/双行程，磨削铸铁时，工件回转速度在建议范围内取上限。(1) 工序、车内孔、外圆、端面、倒角机床C620-1夹具、三爪卡盘各工步刀具、量具、切削用量粗车外圆至a.刀具：外圆车刀 YT15 kr=90kr=10rO=10 s=0 r=2.0刀杆尺寸2525mmb.量具：游标卡尺 0.02 0300c.切削用量：ap=5mm f=1.2mm/r 1P93表3-13 =1m/s 1P98表3-19按机床选取

24、：nw=96r/min 1P201附表4-3-1主切削力FZ=9.8CFZapXFZfyFZnkFZ 1P81表3-1 =9.88151.01.20.751.03（175/150）0.40.89 =4307.6(N)Pm=FZ10-3kw 1P83 =4307.61.0310-3kw =4.44kw7kw 1P200表4-3机床功率足够、安全。粗车端面，保证尺寸a.刀具：YT15，45端面车刀，刀杆尺寸2525mmkr=45、kr=10、ro=10、s=0、r=2.0b.量具，游标卡尺 0.02 0200c.切削用量：ap=5mm f=1.2mm/r =1.03m/s nw=96r/min粗车

25、内孔，保证尺寸、a.刀具：YT15，盲孔镗刀，刀杆尺寸2525mmb.量具：游标卡尺 0.02 0200c.切削用量：ap=4.6mm f=1mm/r 1P93表3-13V=1.03m/snw=96r/min倒角0.545、145a.刀具：YT15倒角专用刀具b.量具：c.切削用量：nw=460r/min(2) 工序、粗车、精车内孔、外圆、端面、倒角、车槽机床：C620-1夹具：三爪卡盘各工步刀具、量具、切削用量粗车端面，保证、a.刀具：YT15，45端面车刀，刀杆尺寸2525mmkr=45、kr=10、ro=10、s=0、r=2.0b.量具：游标卡尺 0.02 0200c.切削用量：ap=5

26、mm（右端角） f=1.2mm/r =1.00m/s nw=120r/min ap=3.3mm（中间端面） f=1.2mm/r=1.03m/s nw=96r/min精车端面，保证尺寸a.刀具：YT15，45端面车刀，刀杆尺寸2525mmkr=45、kr=10、ro=10、s=0、r=2.0b.量具：游标卡尺 0.02 0200c.切削用量：ap=1.3mmf=0.7mm/r 1P93表3-14=2m/s按机床选取：nw=185r/min粗车外圆，保证尺寸a.刀具：YT15，外圆车刀kr=90、kr=10、ro=10、s=0、r=2.0b.量具：游标卡尺 0.02 0200c.切削用量：ap=4

27、.47mm f=0.9mm/r 1P93表3-13 1P97表3-13 按机床选取：nw=150r/min 1P201表4-3-1精车外圆，保证尺寸a.刀具：YT15 外圆车刀kr=90、kr=10、ro=10、s=0、r=2.0刀杆尺寸2525mmb.量具：游标卡尺 0.02 0200c.切削用量：ap=0.7mm f=0.5mm/r 1P94表3-14 V=2m/s按机床选取：nw=230r/min 1P201表4-3-1粗车内孔，保证尺寸、a.刀具：YT15 盲孔镗刀，刀杆尺寸2525mmb.量具：游标卡尺 0.02 0200c.切削用量：ap=4.6mm f=1mm/r V=1.03m

28、/s nw=96r/min精车内孔，保证尺寸、a.刀具：YT15 盲孔镗刀，刀杆尺寸2525mmb.量具 专用量具，游标卡尺 0.02 0200c.切削用量：ap=0.4mm f=0.2mm/r 5P747表10-12 V=2m/s按机床选取nw=305r/min倒角0.545、145、310a.刀具：YT15倒角专用刀具b.量具：c.切削用量：nw=460r/min车槽a.刀具：YT15专用车槽刀b.量具：c.切削用量：nw=370r/min(3)工序：精车内孔，保证、机床：C620-1夹具：三爪卡盘a.刀具：YT15 盲孔镗刀，刀杆尺寸2525mmb.量具：专用量具 游标卡尺 0.02 0

29、200c.切削用量：ap=0.4mm f=0.2mm/r V=2.23m/s(4)工序，钻径向孔15机床：Z35摇臂钻床夹具：专用夹具刀具：15高速钢麻花钻头 W18Cr4V切削用量：ap=7.5mm f=0.65mm/r 1P118表3-38 V=0.35m/s 1P123表3-42按机床选取nw=420r/min 1P208表4-4-1(5)工序，钻周边孔8-13，3-10机床：Z35摇臂钻床夹具：专用夹具刀具：13高速钢麻花钻 W18Cr4V10高速钢麻花钻 W18Cr4V切削用量：13孔： ap=6.5mm f=0.6mm/r 1P118表3-38 1P120表3-40 按机床选取nw

30、=530r/min10孔：ap=5mmf=0.5mm/rV=0.36m/snw=530r/min校验钻床功率： 1P116表3-36钻15孔Pm=23.1426.27=1.15kw4.5kw 1P207表4-4所以机床功率足够安全钻13孔Pm=23.1418.78.83=1.04kw4.5kw所以机床功率足够安全(6)工序，锪孔8-13 3-10坡口145机床：Z512台式钻床夹具：刀具：90锥孔钻切削用量：nw=460r/min 1P211表4-6-1(7)工序 攻丝2-M12机床：Z525立式钻床刀具：高速钢机动丝锥W18Cr4V切削用量：V=0.148m/s 1P141表3-63按机床选

31、取：NW=272r/min 1P210表4-5-1(8)工序：粗磨，精磨外圆面及端面机床：M1331外圆磨床夹具：专用夹具量具：专用卡规刀具：GP46ZRAP45063305粗磨外圆面及端面，保证、切削用量：按机床选取砂轮转速：nw=1110r/min 1P218表4-10工件转速取：n=37（r/min）轴向进给量fa=(0.50.8)B 1P174 =0.563 =31.5mm 径向进给量 1P174 =0.02（mm）精磨外圆面及端面，保证、切削用量：砂轮转速nw=1110r/min V砂=26.1m/s工件转速n=115r/min 1P218表4-10fa=31.5mmfr=0.02m

32、m 1P176表3-1073. 夹具设计3.1 概述在机床上对零件进行机械加工时，为保证工件加工精度，首先要保证工件在机床上占有正确的位置，然后通过夹紧机构使工件的正确位置固定不动，这一任务就是由夹具完成。对于单件，小批生产，应尽量使用通用夹具，这样可以降低工件的生产成本，但由于通用夹具适用各种工件的装夹，所以，夹紧时往往较费时间并且操作复杂，生产效率低。本零件属于大批量生产，主要加工表面也可采用通用夹具，但钻周边孔时，仍使用通用夹具就显得有些不恰当，为了保证工件加工精度，提高生产效率，设计专用夹具就显得非常必要。夹具的构造各不相同，但都是由以下几部分组成的：定位元件：与工件定位基准面接触，使

33、工件相对于机床，刀具有正确位置的夹具元件；夹紧机构：是用来紧固工件的机构，以保证在加工过程中不因外力和振动而破坏工件定位时所占有的正确位置。对刀导向元件：是引导刀具并使刀具位置和方向都保持正确的元件。夹具体：是整个夹具的基础件夹具的所有元件和机构都安装在它的上面，使其成为一个整体。其它元件和机构。3.2 方案设计方案设计是夹具设计的第一步，也是夹具设计关键的一步，方案设计的好坏将直接影响工件的加工精度，加工效率，稍不注意就会造成不能满足工件加工要求，或加工精度不能达到设计要求。因此必须慎重考虑。设计方案的拟定必须遵循下列原则：定位装置要确保工作定位准确可靠，符合六点定位原理。夹具的定位精度能满

34、足工件加工精度的要求。夹具结构尽量简单，操纵力小而夹紧可靠，力争造价低。3.2.1 定位基准的选择：由零件图可知：钻孔有位置度要求，相对于轴线位置度公差为0.4，在前几道工序已加工好了外圆面及内孔且精度也比较高，考虑用此作为定位基准面。由于钻孔时周向也有一定要求，但要求精度不太高，属于自由公差所以还要考虑周向定位。若采用外圆面作为主要定位基准面，则必然是用套筒定位，由于外圆面与所钻孔的距离很小，Lmax=90-80-7=3（mm），故套筒壁厚最大只能是3mm，刚度、强度都相当差，同时周向定位不好解决。若采用内孔作为定位基准面，用园柱定位，周向定位可在定位园柱上端突出一个小块利用孔内缺槽来解决这

35、样就解决了外圆作为定位基准面所带来的问题。3.2.2 定位元件设计定位基准面确定为内孔，采用园柱销定位，它限制了、四个自由度，在园柱上端面突出一小块插到孔内缺槽内,限制了一个自由度,从而实现了加工该零件所必须限制的、五个自由度。3.2.3 定位误差分析工件在夹具中定位时，应保证原始基准处于理想的位置，但由于某些原因，往往工件的原始基准不可能完全处于理想的位置，而发生各种不同程度的位置变化，这种变化反映到工件加工中使工序尺寸产生误差，这个误差的最大值，称为定位误差。定位误差的分析与计算，在夹具设计中占有重要的地位。定位安装简图如下：（） （） （）图3.1其中小圆表示定位圆柱直径，大圆表示工件定

36、位孔直径。由于工件定位孔和定位圆柱直径均有制造误差（图c所示）当工件装在圆柱上加工时，孔与圆柱轴心线不重合。这是由于工件定位孔和心轴的制造误差及其配合间隙共同引起的，工件原始基准（孔中心）位移量的最大值就是此定位误差。设工件定位孔的直径为，圆柱直径为，配合间隙为，如图c所示，当孔与圆柱偏向一边接触，如图a所示，其定位误差为由于圆柱垂直安装，可能出现某些工件的孔与圆柱在一边接触，而另一些则在另一边接触，如图b所示，这时定位误差为工件定位直径为，圆柱直径为，则定位误差为：3.2.4 夹紧机构设计在加工过程中，为了保证工件定位时的位置不因工件的自重，切削力、振动和其它外力的作用而改变，必须将工件可靠

37、地紧固在定位元件上。把工件可靠地紧固在定位元件或其它支承上的夹具机构，称为夹紧机构。夹紧机构设计，常常与定位方案设计有着密切关系，在确定定位方案时，就要考虑夹紧方案；在夹紧方案设计过程中，又会进一步检查定位方案是否完善。因此，夹具设计中工件的定位和夹紧，是相互关联而又相互影响的两个重要问题。对夹紧机构的要求，大致有如下几点：工件被夹紧后，夹紧机构应使工件可靠地与定位元件接触，不应破坏定位精度。夹紧大小要适当，即夹紧力应足够大，能将工件可靠地夹紧。但又不能过大，以免压伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。为此，设计夹紧机构时，需要进行夹紧力的计算和正确地选择夹紧力的作用点和方向。夹紧机构应当操纵

38、方便，迅速、省力和安全可靠。夹紧机构应简单紧凑，容易制造维修方便和有足够的夹紧行程，应尽量选用标准夹紧元件。手动夹紧机构必须有较大的扩力装置和良好的自锁性能。钻削力的计算：轴向力： 1P116表3-36钻削扭矩：由于轴向力作用而且工件发生翻转，所以夹紧力必须保证不使其翻转。为了便于分析计算，可简化为下图所示。图3.2为了保证夹紧可靠，乘以安全系数作为实际所需夹紧力，即：K安全系数，一般取1.53，大值用于粗加工，小值用于精加工。取K=3Fj=31382=4146（N）采用螺栓M12夹紧，螺栓能提供的最大夹紧力，据按第四强度理论得出的螺栓螺纹部分的强度条件： 13P53（5-23式）计算。FO螺栓材料A3钢 14P204表3-7FO所以螺栓能够提供的夹紧力远远大于所需要的夹紧力，足够安全可靠。3.2.5 夹具设计及操作简要说明：根据钻床夹具的工作特点，钻套和钻模板是它的特