机械设计任务4.ppt

1、任务四5.能够编写钻床夹具的设计说明书。表4-1连杆大头圆柱孔的钻模设计任务表工件名称连杆机床型号Z550立式钻床材料20CrMnMo夹具类型专用钻模(设计任务)生产类型批量(10000 件/年)同时装夹工件数1件刀具硬质合金锥柄麻花钻20P30GB/T 109461989硬质合金锥柄麻花钻36P30GB/T 109461989工序内容及要求钻、扩连杆大头圆柱孔。钻孔?2mm，Ra125m；扩孔?mm，Ra63m工序零件图毛坯为模锻件，拔模角度为7，毛坯总长为20一、机床夹具的基础知识1.机床夹具在机械加工中的作用2.机床夹具的分类3.机床夹具的组成4.夹具设计的基本要求1.机床夹具在机械加工

2、中的作用1)工件在夹具中迅速、准确地定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的，因此不需要找正。2)能比较容易和稳定地保证加工精度。3)装夹迅速、方便，能减轻劳动强度，减少辅助时间，提高劳动生产率。4)能扩大机床的工艺范围。2.机床夹具的分类1)按夹具特点分为：通用夹具、专用夹具和可调夹具等。2)按使用机床分类：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、磨床夹具和刨床夹具等。3)按夹紧动力源分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具和电磁夹具等。图4-1机床夹具分类图2.机床夹具的分类表4-2机床夹具主要类型的特点及适用范围名称特点适用范围通用可调夹具通用性强，工件定位基准面形状简单，生产率低

3、单件、小批量生产。部分通用可调夹具已专业化生产，作为机床附件，如自定心卡盘、平口钳等2.机床夹具的分类表4-2机床夹具主要类型的特点及适用范围名称特点适用范围专用夹具针对某一工件的某一工序专门设计，结构紧凑，操作简便，生产率高，设计制造周期长。当产品更新或改进时，只要零件尺寸形状发生变化，夹具即报废成批及大量生产专业化可调夹具针对形状、尺寸、工艺要求相似的一组工件设计多品种成批生产，尤其是成组生产组合夹具由预先制造好的一套标准元件、合件组装成专门夹具，使用后即行拆开。元件、合件又可用于组装新的夹具新产品试制，单件小批量生产，也可用于成批生产3.机床夹具的组成图4-2钻模1钻套2钻模板3夹具体4

4、支承板5圆柱销6开口垫圈7螺母8螺杆9菱形销3.机床夹具的组成1)定位元件：与工件定位基准面接触的元件，用来确定工件在夹具中的位置。2)夹紧装置：压紧工件的装置，由多个元件组合而成。3)夹具体：基本骨架，连接所有夹具元件，使之成为一个夹具整体，并与机床有关部件相连，如图4-2所示的夹具体3。4)对刀导向元件：用于确定刀具相对夹具的正确位置和引导刀具进行加工。5)连接元件：确定夹具在机床上正确位置的元件，如定位键、定位销等。6)其他元件和装置：根据夹具上特殊需要而设置的元件和装置，如分度装置、上下料装置、吊装元件和工件的顶出装置等。4.夹具设计的基本要求1)整个设计过程要严肃认真、一丝不苟。2)

5、所设计的夹具必须满足零件加工工序的加工精度要求。3)所设计的夹具应与零件的加工生产率相适应。4)所设计的夹具必须具有性能可靠、使用安全，操作方便，有利于实现优质、高产、低耗，改善劳动条件，并提高标准化、通用化、系列化水平。5)所设计的夹具应具有良好的结构工艺性，即便于制造、调整、维修，且便于切屑的清理、排除。6)夹具设计必须保证图样清晰、完整、正确、统一。二、夹具设计的流程与内容1.设计的一般流程2.设计的步骤及其主要内容1.设计的一般流程图4-3夹具设计流程图2.设计的步骤及其主要内容(1)明确设计任务接到夹具设计任务书，应充分进行分析、研究，若有不妥之处，应提出修改意见，经审批后方可修改。

6、(2)收集原始资料1)夹具设计任务书。2)零件图、毛坯图和零件的工艺规程。3)夹具设计手册和典型夹具设计图样等相关资料。4)有关国家标准、行业标准和企业标准。5)实际工装的生产技术条件。(3)拟订夹具结构方案及绘制结构草图1)确定定位方案。2)选用夹紧机构。3)选用对刀-导向元件。2.设计的步骤及其主要内容4)确定其他元件或装置的结构形式。5)确定夹具体的结构尺寸和夹具的总体结构。6)绘制夹具结构草图。7)校核夹具的工作精度。(4)绘制夹具装配图夹具图样应符合GB/T 44574460机械制图和JB/T 9165.41998专用工艺装备设计图样及设计文件格式的规定。1)选定比例。2)合理地选择

7、和布置视图。3)画出工件轮廓图。4)画出整个夹具结构2.设计的步骤及其主要内容依据工序卡或设计任务书中的定位简图，参照结构草图中确定的定位元件结构，画出有关定位元件。按结构草图中确定的夹紧装置的具体结构和尺寸，画出夹紧装置。依据工序卡或设计任务书中的定位简图和结构草图，画出刀具的导向装置。参考结构草图和有关设计资料，确定并画出夹具体及其他零件。5)检查图面。6)标注夹具尺寸公差和技术要求。7)顺序标注夹具零件号。8)填写标题栏和材料明细表。2.设计的步骤及其主要内容(5)绘制零件图根据已绘制的夹具装配图，绘制夹具中的非标零件图。(6)审核图样夹具装配图和零件图绘制完毕后，为使夹具能够满足使用功

8、能要求，同时又具有良好的装配工艺性和加工工艺性，应对图样进行必要的审核。(7)编写夹具设计计算说明书夹具设计完成后，应整理编写夹具设计计算说明书，其主要内容包括：封面、夹具设计任务书、前言、目录、说明书正文、参考文献和结束语等，并按上述顺序进行装订。(8)标准化审查在夹具以及其他工艺装备设计完成，送交主管部门批准投入制造前，应由专职或兼职工艺标准化人员进行工艺文件标准化审查。三、工件的定位1.工件定位的基本原理2.定位基面及其与之对应的定位元件3.定位误差的分析与计算1.工件定位的基本原理(1)六点定位原理一个尚未定位的工件，其空间位置是不确定的。图4-4工件的六个自由度和六点定位原理(2)根

9、据工件加工要求确定应限制的自由度数工件定位时，影响加工精度要求的自由度必须限制，不影响加工精度要求的自由度可以限制也可以不限制，视具体情况而定。1.工件定位的基本原理1)定位副及其定位基面与限位基面。图4-5压板导向槽及磨平面的定位分析1.工件定位的基本原理2)完全定位和不完全定位。3)欠定位。4)过定位。图4-6工件的过定位分析(一)1.工件定位的基本原理图4-7工件的过定位分析(二)工件在夹具中的定位，可转化成在空间直角坐标系中用定位支承点限制工件自由度的方式来分析。1.工件定位的基本原理工件在定位时，应该限制的自由度项目或采取的定位支承点数目，完全由工件的加工要求确定。绝不允许欠定位，原

10、则上不允许过定位。(3)定位基准的选择及其定位符号当根据工件加工要求确定工件应限制的自由度项目之后，某一自由度的限制往往会有几个定位基准可供选择，这就出现了怎样正确选择定位基准的问题。1)基准。设计基准。设计图样上所采用的基准称为设计基准。设计基准是根据零件(或产品)的工作条件和性能要求而确定的。在设计图样上，以设计基准为依据，标出一定的尺寸或相互位置要求。1.工件定位的基本原理工艺基准。工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。在机械加工中，按其用途不同，工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。2)定位基准的选择。精基准的选择。选择精基准时应保证工件的加工精度，并使装夹方便可靠。为此一

11、般遵循以下原则：粗基准的选择。选择粗基准，应该保证所有加工表面都有足够的加工余量，而且各加工表面对非加工表面具有一定的位置精度。选择时应遵循下列原则：1.工件定位的基本原理图4-8套类零件的粗基准选择1.工件定位的基本原理图4-9床身加工辅助定位基准。1.工件定位的基本原理在生产实际中，有时工件上找不到合适的表面作为定位基准，为便于工件装夹和保证获得规定的加工精度，可以在制造毛坯时或在工件上允许的部位增设和加工出定位基准，如工艺凸台、工艺孔、中心孔等，这种定位基准称为辅助定位基准，它在零件的工作中不起作用，只是为了加工的需要而设置的。除不影响零件正常工作而允许保留的外，增设的辅助定位基准在零件

12、全部加工后，还须将其切除。3)标注定位符号。1.工件定位的基本原理表4-3定位支承符号定位支承类型符号独立定位联动定位标注在视图轮廓线上标注在视图正投影面标注在视图轮廓线上标注在视图正投影面固定式活动式1.工件定位的基本原理表4-4辅助支承符号独立支承联合支承标注在视图轮廓线上标注在视图正投影面标注在视图轮廓线上标注在视图正投影面2.定位基面及其与之对应的定位元件(1)工件以平面为定位基面时的定位元件常用的定位元件为主要支承和辅助支承。1)主要支承。固定支承：固定支承有支承钉(JBT 8029.21999)和支承板(JBT 8029.11999)两种形式，在使用过程中，它们都是固定不动的，其结

13、构形式如图4-10所示。图4-10a所示的平头支承钉适用于已加工平面的定位；图4-10b所示的球头支承钉适用于毛坯平面的定位；图4-10c所示的网纹头支承钉适用于工件的侧面定位，可防止工件滑动；图4-10d所示的简单型支承板适用于侧面和顶面的定位；图4-10e所示的带斜槽支承板适用于底面的定位，斜槽便于清屑。2.定位基面及其与之对应的定位元件图4-10支承钉和支承板调节支承(JBT 8026.161999)：工件在定位过程中，高度需要调整的支承称为调节支承，多用于未加工表面的定位，2.定位基面及其与之对应的定位元件以调节补偿各毛坯尺寸的误差。如图4-11所示为几种常用的调节支承。图4-11常用

14、的调节支承自位支承(浮动支承)：在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自位支承或浮动支承。主要用于毛坯面、阶梯面和环形平面的定位，其结构形式如图4-12所示。2.定位基面及其与之对应的定位元件其特点是支承本身在定位过程中随着工件定位基面位置的变化而自动调节。自位支承虽有多个支承点与工件接触，提高了工件装夹的刚度和稳定性，但其作用只能作为一个支承点，限制工件一个自由度。图4-12常用的自位支承2)辅助支承。2.定位基面及其与之对应的定位元件图4-13辅助支承的应用1支承环(限位基面)2短圆柱销3辅助支承2.定位基面及其与之对应的定位元件(2)工件以圆孔为定位基面时的定位元件常用的定位元件有定

15、位销和定位心轴等。1)定位销。固定式定位销(JBT 8014.21999)。图4-14所示为固定式定位销，有两种结构形式：A型称圆柱销，限制工件的两个移动自由度；B型称菱形销，限制工件的一个自由度。图4-14固定式定位销2.定位基面及其与之对应的定位元件可换式定位销(JBT 8014.31999)。大批大量生产时，为了便于定位销的更换，可采用可换式定位销。如图4-15所示为可换式定位销，它也有A型圆柱销和B型菱形销两种结构形式。圆锥定位销。当工件以圆孔的孔端口定位时，可选用圆锥销。如图4-16所示，工件圆孔以圆锥销定位，限制了工件的三个移动自由度、。其中，图4-16a所示用于粗基面定位；图4-

16、16b所示用于精基面定位。但单个圆锥销定位时容易倾斜，因此，圆锥销一般不单独使用。图4-17a所示为圆锥圆柱的组合心轴定位；图4-17b所示为活动锥销平面的组合定位；图4-17c所示为双圆锥组合定位，且其中一个必为活动锥销。2.定位基面及其与之对应的定位元件图4-15可换式定位销2.定位基面及其与之对应的定位元件图4-16圆锥定位销2.定位基面及其与之对应的定位元件图4-17圆锥销的组合定位2)定位心轴。圆柱心轴。图4-18所示为常用的三种圆柱心轴的结构形式。2.定位基面及其与之对应的定位元件图4-18圆柱心轴1引导部分2工作部分3传动部分2.定位基面及其与之对应的定位元件图4-19锥度心轴锥

17、度心轴。2.定位基面及其与之对应的定位元件如图4-19所示，工件在锥度心轴上定位，并靠工件定位圆孔与心轴限位圆柱面的弹性变形夹紧工件，这种定位方式的定心精度较高，可达0.020.01mm；但工件的轴向位移误差较大，适用于工件定位孔精度不低于IT7的精车和磨削加工。图4-20V形块2.定位基面及其与之对应的定位元件(3)工件以外圆为定位基面时的定位元件常用的定位元件有V形块、定位套和半圆孔定位座及定心夹紧装置等。1)V形块(JBT 8018.141999)。图4-21定位套2.定位基面及其与之对应的定位元件图4-22半圆孔定位座2)定位套。3)半圆孔定位座。3.定位误差的分析与计算(1)定位误差

18、的分析工件逐个在夹具中定位时，造成定位误差的原因有两个：一是定位基准与工序基准不重合，产生的基准不重合误差，用B表示；二是定位基准与限位基准不重合，产生的基准位移误差，用Y表示。1)基准不重合误差B。图4-23基准不重合误差3.定位误差的分析与计算2)基准位移误差Y。工件以平面定位时的基准位移误差：工件以平面定位时，由于平面定位副制造误差很小，其引起的基准位移误差可忽略不计，即基准位移误差为零。工件以圆孔定位时的基准位移误差：工件以圆孔在间隙配合的定位销(或心轴)上定位时，定位副有单边接触和任意边接触两种情况，产生的基准位移误差大小是不同的。图4-24圆柱孔与心轴固定单边接触的基准位移误差3.

19、定位误差的分析与计算工件以外圆柱面在V形块上定位时的基准位移误差。如图4-26所示，若不考虑V形块的制造误差，则工件轴线总是处于V形块的对称面上，这就是V形块的对中性。因此，在图示的水平方向上，工件定位基准不会产生基准位移误差。但在图示的垂直方向上，由于工件直径的误差，导致工件定位基准产生位置变化，其最大变化量图4-25圆柱孔与定位销任意3.定位误差的分析与计算图4-26外圆柱在V形块(2)定位误差的合成1)工序基准不在定位基面上。3.定位误差的分析与计算2)工序基准在定位基面上。设定位基准是理想状态，当定位基面上尺寸由最大实体尺寸变为最小实体尺寸(或由小变大)时，判断工序基准的变动方向。设工

20、序基准是理想状态，当定位基面上尺寸由最大实体尺寸变为最小实体尺寸(或由小变大)时，判断定位基准的变动方向。两者变动方向相同则取“”，反之则取“”。图4-27凸轮钻孔工序图及定位装置简图3.定位误差的分析与计算(3)定位误差分析及计算实例例4-1如图4-27所示，钻扩凸轮上的两小孔2?16mm，定位销直径为?0mm，求加工尺寸(1000.1)mm的定位误差。解：(1)基准不重合误差(2)基准位移误差(3)定位误差的合成四、工件的夹紧1.夹紧装置的组成及其设计原则2.确定夹紧力的基本原则3.基本夹紧机构1.夹紧装置的组成及其设计原则(1)夹紧装置的组成夹紧装置的组成如图4-28所示，由以下三部分组

21、成。1)动力源装置。图4-28夹紧装置的组成1气缸2斜楔3滚子4压板5工件2)传力机构。1.夹紧装置的组成及其设计原则3)夹紧元件。(2)夹紧装置的设计原则在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产率。1)工件不移动原则。2)工件不变形原则。3)工件不振动原则。4)安全可靠原则。5)经济实用原则。(3)夹紧符号夹紧符号按表4-5的规定表示。1.夹紧装置的组成及其设计原则表4-5夹紧符号夹紧动力源类型符号独立夹紧联合夹紧标注在视图轮廓线上标注在视图正投影面标注在视图轮廓线上标注在视图正投影面手动夹紧液压夹紧气动夹紧电磁夹紧2.确定夹紧力的基本原则(1)夹紧力的

22、方向1)夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向主要定位基面。图4-29夹紧力应指向主要定位基面2)夹紧力的方向应有利于减小夹紧力，以减小工件的变形、减轻劳动强度。2.确定夹紧力的基本原则图4-30夹紧力方向与夹紧力大小的关系3)夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向。2.确定夹紧力的基本原则图4-31夹紧力方向对工件变形的影响(2)夹紧力的作用点夹紧力作用点是指夹紧件与工件接触的一小块面积。2.确定夹紧力的基本原则1)夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内，应尽可能使夹紧点与支承点对应，使夹紧力作用在支承上。图4-32夹紧力作用点对工件稳定性的影响2.确定夹紧力的基本原则2)夹紧力的作用

23、点应选在工件刚性较好的部位。图4-33夹紧力作用点对工件变形的影响3)夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以防止工件产生振动和变形，提高定位的稳定性和可靠性。2.确定夹紧力的基本原则图4-34夹紧力作用点应靠近加工面(3)夹紧力的大小夹紧力的大小，对于保证定位稳定、夹紧可靠以及确定夹紧装置的结构尺寸等都有着密切的关系。2.确定夹紧力的基本原则图4-35增设辅助支承和辅助夹紧力1工件2辅助支承3刀具3.基本夹紧机构(1)斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构是利用楔块上的斜面直接或间接(如用杠杆)地将工件夹紧的机构。图4-36斜楔夹紧机构3.基本夹紧机构图4-37斜楔受力分析1)斜楔的夹紧力。解联立方程，得3.

24、基本夹紧机构2)斜楔的自锁条件。(2)螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构是由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的，采用螺旋直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧的工作机构。1)单个螺旋夹紧机构。图4-38单个螺旋夹紧机构3.基本夹紧机构2)螺旋压板夹紧机构。图4-39快速螺旋夹紧机构3.基本夹紧机构图4-40螺旋压板夹紧机构3)螺旋的夹紧力。3.基本夹紧机构图4-41夹紧状态下螺杆的受力分析3.基本夹紧机构表4-6螺杆端部的当量摩擦半径形式1234点接触平面接触圆周线接触圆环面接触简图r0Rtan 3.基本夹紧机构(3)偏心夹紧机构偏心夹紧机构是由偏心元件直接夹紧或与其他元件组合而实现对工件夹紧的机构，它是利用

25、转动中心与几何中心偏移的圆盘或轴作为夹紧元件。图4-42偏心夹紧机构五、常用钻模结构1.普通式钻模2.回转式钻模3.盖板式钻模4.翻转式钻模5.滑柱式钻模1.普通式钻模(1)非固定式普通钻模1)非固定式普通钻模。2)非固定式普通钻模的特点和用途在使用的过程中(不包括装、卸工件和切削过程)，夹具在机床上位置是可移动的。工件的移动方式有自由移动和可控移动两种。在小型工件上加工直径小于10mm的小孔或孔系，且钻模和工件的总质量小于15kg时，宜用自由移动式。在大型工件上加工直线排列的孔系时，宜用可控移动式。(2)固定式普通钻模1)固定式普通钻模。1.普通式钻模图4-43钻摇臂锁紧孔的固定式普通钻模1

26、夹具体2菱形销3夹紧手柄4转动垫圈5端面凸轮6定位心轴7夹紧杆8定位板9钻套10钻模板1.普通式钻模2)固定式普通钻模的特点和用途在使用的过程中，夹具在机床上的位置是固定的。适用于加工直径大于10mm的内孔，以及钻削扭矩较大和孔的加工精度要求较高的场合。适用于在单轴立式钻床上加工直径较大的孔，如配以多轴头还可加工平行孔系。在摇臂钻床、镗床和多轴专用钻床上可用来加工箱壁平行孔系。在钻床上安装固定式钻模时，先将装在主轴上的刀具或心轴伸入钻套中，使钻模处于正确位置，然后将其紧固。1.普通式钻模图4-44钻工件径向孔的回转式钻模1钻模板2夹具体3手柄4螺母5把手6对定销7圆柱销8螺母9快换垫圈10衬套

27、11钻套12螺钉2.回转式钻模(1)回转式钻模在中、小批量生产中，加工同一圆周上的平行孔系、同一截面的径向孔系或同一直线上的等距孔系时，钻模上应带有分度装置的钻模称为回转式钻模。(2)回转式钻模的特点和用途1)在使用的过程中(不包括装、卸工件和切削工件的过程)，工件在机床上的位置是可回转的。2)工件回转方式按钻模转轴位置可分为立轴式、卧轴式和斜轴式三种。3)通用分度转台已作为机床附件由专门厂家生产供应，设计时可根据工件的加工要求等，并查阅有关“夹具手册”选用相应的分度转台。2.回转式钻模4)适用于立式钻床、摇臂钻床和卧式钻床等钻床上，适用于加工工件的同一表面、同一圆周或几个面上的多个孔。3.盖

28、板式钻模(1)盖板式钻模钻模最原始的形式，就是把一块钻模板盖在大型工件上并压紧，便可将钻模板上的孔系复制在工件上。图4-45钻主轴箱7孔的盖板式钻模1支承钉2圆柱销3柱塞4钢球5螺杆6菱形销3.盖板式钻模(2)盖板式钻模的特点和用途1)它是无夹具体的特殊钻模，其定位元件、夹紧装置及钻套均设在钻模板上，钻模板在工件上装夹。2)为装卸方便，钻模质量应小于10kg，且应有手柄或手把。3)适用于钻孔后需要锪面、倒角和攻螺纹等情况。4)常用于床身、箱体等大型工件上的小孔加工，也可用于在中、小工件上钻孔。4.翻转式钻模(1)翻转式钻模翻转式钻模也属于一种非固定式钻模，工件一次性装夹到钻模中后，可以借助钻模

29、使用过程中的手动翻转，更换钻模相对刀具的加工方向和安装基面，从而可依次完成工件不同加工面上不同方位的孔加工。图4-46钻螺塞上六孔翻转式钻模1夹具体2夹紧螺母3钩形压板4.翻转式钻模(2)翻转式钻模的特点和用途1)在使用过程中(不包括装、卸工件和切削工件的过程)，工件在机床上的位置是可翻转的，其结构一般呈箱型，故又名箱型钻模。2)钻模连同工件的总质量不宜超过10kg，并装有手柄以便于翻转。3)主要用于加工小型工件不同表面上的孔。5.滑柱式钻模(1)滑柱式钻模滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具，它具有能够在两个滑柱的引导下进行上下移动的钻模板，在手动或气、液动力作用下，能够快速压紧工件。图

30、4-47手动双滑柱式钻模的通用结构1钻模板2滑柱3齿条柱4夹具体5套环6齿轮轴7手柄5.滑柱式钻模(2)滑柱式钻模的特点和用途1)滑柱式钻模操作方便、迅速，其通用结构已标准化、系列化，使用部门仅需设计定位、夹紧和导向元件，从而缩短了设计及制造周期。六、钻套及钻模板1.钻套2.钻模板结构形式的选择和设计1.钻套(1)标准钻套标准钻套分为固定钻套、可换钻套和快换钻套三种，如图4-48所示。图 4-48A1.钻套图4-48标准钻套1)固定钻套(JBT8045.11999)。2)可换钻套(JB/T 8045.21999)。1.钻套3)快换钻套(JB/T 8045.31999)。(2)特殊钻套因工件的形

31、状或被加工孔的位置需要而不能使用标准钻套时，需自行设计的钻套称为特殊钻套。4Z49A.TIF1.钻套图4-49常用的特殊钻套2.钻模板结构形式的选择和设计(1)固定式钻模板固定在夹具体上的钻模板称为固定式钻模板。图4-50固定式钻模板(2)铰链式钻模板当钻模板妨碍工件装卸时，可用如图4-51所示的铰链式钻模板。(3)可卸式钻模板可卸式钻模板适用于中小批量生产中，在钻孔后需继续进行锪孔、倒角及攻螺纹等工序或大型工件的局部加工。2.钻模板结构形式的选择和设计图4-51铰链式钻模板1铰链销2夹具体3铰链座4支承钉5钻模板6菱形螺母2.钻模板结构形式的选择和设计图4-52可卸式钻模板1夹紧拉杆2开口垫

32、圈3可卸钻模板4定位板5夹具体6夹紧气缸二、拟订钻模的结构方案1.拟订定位方案及其定位装置的结构2.拟订导向方案及导向装置4.拟订夹具体的结构1.拟订定位方案及其定位装置的结构(1)拟订加工连杆大头圆柱孔的定位方案根据本工序加工要求来分析其必须限制的自由度及其基准选择的合理性。1)定位方式。图4-53连杆钻扩大头圆柱孔工序定位夹紧方案简图2)基准的合理性及定位元件的基本结构1.拟订定位方案及其定位装置的结构为保证所钻孔轴线对底端面的垂直度要求，按“基准重合原则”，应选底端面作为定位基准。根据本工序的加工要求和加工过程，底端面应作为该工序的主要基准，设置三个限位点即限制三个自由度。具体而言，在连

33、杆两头的底端面处，设置两个等高的圆柱凸台作为定位元件。为保证所钻孔对小头圆柱孔的中心距要求，按“基准重合原则”，应选小头圆柱孔轴线作为定位基准，其定位基面为小头圆柱孔。根据加工要求，并结合上述主要基准的选择，小头圆柱孔应限制两个自由度。具体而言，此处可选定位销作为定位元件。1.拟订定位方案及其定位装置的结构经过上述的选用，现仅剩自由度未限制，即防转。从定位抽象角度看，连杆实现防转定位可有两种方案(但只可选择其中一种)。一是用一个活动薄V形块贴靠大头外圆，这一方案可以保证被加工孔轴线落在对称中心面上；二是用一个防转销贴靠大头的前(或后)素线，由于大头外圆的加工误差，故这一方案难以保证被加工孔轴线

34、落在对称中心面上。根据加工要求，应选择活动薄V形块贴靠大头外圆。(2)选择定位元件，确定定位装置1)大、小头底端面的定位元件。2)小头圆孔的定位元件。3)大头外圆的定位元件。1.拟订定位方案及其定位装置的结构图4-54连杆定位装置图1定位销2连杆3夹具体4活动V形块(3)分析计算定位误差1.拟订定位方案及其定位装置的结构1)Z方向的定位误差D。2)Y方向的定位误差D。3)X方向的定位误差D。2.拟订导向方案及导向装置图4-55钻、扩大头圆柱孔的导向装置1钻(扩)套2衬套3钻套螺钉4钻模板2.拟订导向方案及导向装置图4-56连杆夹紧装置简图1活动V形块2导板3压紧螺钉4螺钉支座5星形把手2.拟订

35、导向方案及导向装置3.拟订夹紧方案及夹紧装置的结构(1)拟订夹紧方案初步选定在连杆大头外圆的上端夹紧工件(图4-53)，夹紧力方向斜向下。(2)夹紧机构采用活动V形块4(图4-54)为夹紧元件。(3)夹紧的可靠性在钻床上钻削大头圆柱孔的加工过程中，工件受力的来源主要有两个：一个是钻削产生的，另一个是夹紧所产生的。三、绘制钻模结构草图图4-57钻模装配草图四、校核夹具的精度1.定位误差2.对刀误差T3.夹具的安装误差A4.夹具误差J5.加工方法误差G6.加工精度计算(表4-7)1.定位误差1)中心距尺寸的定位误差D=0.0365mm。2)被加工孔垂直度的定位误差D=0。3)被加工孔对称度的定位误

36、差D=0。4.夹具误差J(1)定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差J1夹具体上两凸台的限位基面与安装基准的平行度为0.02mm，其影响了中心距精度，也影响了被加工孔的垂直度和对称度。(2)定位元件相对于导向元件(包含导向元件之间)的尺寸或位置误差J21)定位元件与导向元件间的尺寸或位置误差。2)导向元件之间的尺寸或位置误差。(3)导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差J3导向孔与安装基准的垂直度为0.02mm，其影响了中心距精度，也影响了被加工孔的垂直度和对称度。(4)分度装置相对于定位元件、导向元件及安装基准的尺寸或位置误差F6.加工精度计算(表4-7)表4-7用固定式钻模在连杆上钻扩大孔

37、的加工精度计算加工要求误差计算误差名称中心距(102010)mm垂直度?020mm对称度05mm0036500000000=002=002+0058=002=002=0=002=002=002+0058=002(02/3)=0067(01/3)=0033(05/3)=01670102004301802001056.加工精度计算(表4-7)表4-7用固定式钻模在连杆上钻扩大孔的加工精度计算五、绘制夹具装配图图4-58六、绘制夹具零件图1.分析图4-59所示的定位方案是否合理。2.如图4-60所示，根据工件加工要求，分析各工序理论上应该限制哪些自由度？3.定位误差分析及计算。4.如图4-63所示，

38、进行夹紧与结构分析，并改错。5.如图4-64所示，本工序需在钢套上钻?5mm孔，应满足如下加工要求：6.试设计任务3(连杆加工工艺)中的精铰小头孔?220021mm工序的钻床夹具。1.分析图4-59所示的定位方案是否合理。图4-59定位方案分析2.如图4-60所示，根据工件加工要求，分析各工序理论上应该限制哪些自由度？图4-60限制自由度分析3.定位误差分析及计算。1)如图4-61所示的钻孔，保证对称度和A、B或C，其余表面均已加工，试计算当工件以外圆在90V形块或以内孔在?300心轴上定位时的定位误差。图4-61钻孔工序图3.定位误差分析及计算。2)加工如图4-62a所示的、孔，除保证图示要

39、求外，还要保证两孔中心连线对外圆中心线的对称度0.15mm，试分析图4-62be方案的定位误差。3.定位误差分析及计算。图4-62A3.定位误差分析及计算。图4-62定位误差分析1钻模板2V形块3水平限位面4铅垂限位面5活动V形块4.如图4-63所示，进行夹紧与结构分析，并改错。4-63A4.如图4-63所示，进行夹紧与结构分析，并改错。图4-63夹紧与结构分析(结构错误至少有6处)5.如图4-64所示，本工序需在钢套上钻?5mm孔，应满足如下加工要求：1)?5mm孔轴线到端面B的距离为(200.1)mm。2)?5mm孔对?20H7孔的对称度公差为0.1mm。3)已知工件材料为Q235A钢，批

40、量N=500件。图4-64钢套的钻孔工序图6.试设计任务3(连杆加工工艺)中的精铰小头孔?220021mm工序的钻床夹具。表4-8钻床夹具设计评分表项目权重优秀(90100分)良好(8090分)及格(6080分)不及格(60分)评分备注查 阅 收 集010能根据课题任务，独立查阅和收集资料，提出合理的完成任务的实施方案能查阅和收集教师指定的资料，提出合理的完成任务的实施方案能查阅和收集教师指定的资料，提出大体合理的完成任务的实施方案未能查阅和收集教师指定的资料，且实施方案不合理或没有实施方案6.试设计任务3(连杆加工工艺)中的精铰小头孔?220021mm工序的钻床夹具。表4-8钻床夹具设计评分

41、表定 位 设 计015能独立、合理地设计定位方案和定位结构，且定位误差分析和计算正确在教师的指导下，设计的定位装置合理，且分析和计算正确定位装置设计较不合理，或定位误差分析和计算较不正确未完成定位装置的设计，或未完成定位误差分析和计算夹 紧 设 计015能独立地按照夹紧装置的设计原则进行夹紧装置的设计能按照夹紧装置的设计原则进行夹紧装置的设计设计的夹紧装置基本符合夹紧装置的设计原则未完成夹紧装置的设计或不符合夹紧装置的设计原则6.试设计任务3(连杆加工工艺)中的精铰小头孔?220021mm工序的钻床夹具。表4-8钻床夹具设计评分表其他015能独立、合理地选用、设计和布置其他元件及装置能合理地选

42、用、设计和布置其他元件及装置其他元件及装置选用较不合理，或设计较不合理，或布置较不合理未完成其他元件及装置的选用，或设计，或布置的工作6.试设计任务3(连杆加工工艺)中的精铰小头孔?220021mm工序的钻床夹具。表4-8钻床夹具设计评分表项目权重优秀(90100分)良好(8090分)及格(6080分)不及格(60分)评分备注设 计 图 样020能独立绘制夹具装配图和夹具中的非标零件图，且其各部结构及其关系表达清晰在教师的指导下，绘制夹具装配图和夹具中的非标零件图能绘制夹具装配图和夹具中的非标零件图，但其各部结构及其关系表达较不清晰未完成夹具装配图或零件图的绘制6.试设计任务3(连杆加工工艺)

43、中的精铰小头孔?220021mm工序的钻床夹具。表4-8钻床夹具设计评分表设 计 说 明 书020说明书的结构严谨，逻辑性强，论述层次清晰，数据或公式等来源可靠，理论分析与计算正确，文字及语句准确、流畅，完全符合规范要求说明书的结构合理，逻辑合理，论述层次清晰，数据或公式等来源有依据，理论分析与计算基本正确，文字及语句准确、流畅，达到规范要求说明书的结构合理，论述层次基本清楚，数据或公式等来源不清，理论分析与计算基本正确，文理基本通顺，勉强达到规范要求结构及逻辑混乱，数据或公式等无任何依据，理论分析和计算有原则错误，文理表达不清，有较多错别字，达不到规范要求6.试设计任务3(连杆加工工艺)中的精铰小头孔?220021mm工序的钻床夹具。表4-8钻床夹具设计评分表创新005有重大改进或独特见解，有一定实用价值有一定改进或新颖的见解，实用性尚可无创新，且实用价值较低无创新，且无实用价值