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夹具定位方案设计


夹具定位方案设计: 如下图 1-1 所示, 在摇臂上铣槽。 根据工艺规程, 这是最后一道加工工序, 加工要求有: 槽宽 28.5 ± 0.1mm, 槽底面到 Φ 38f9mm 轴肩下圆环面的距离为 51 ± 0.8mm, 槽关于 Φ 28H11mm 孔中心线的对称度为 0.2mm,由于槽宽有铣刀保证,在才不做其定位分析。根据加工要求拟 定了以下三种定位方案。

>图 1-1 摇臂零件图

一、定位方案分析 1、 确定需要限制的自由度以及选择定位基面和定位 r r r 从加工要求考虑,需要限制 X、Y、Z 轴位置自由度 X 、 Y 、 Z 和绕 X、Y、Z 轴的转动

) ) ) 自由度 X 、 Y 、 Z 。工序基准为: Φ 38f9mm 轴肩下圆环面、 Φ 28 H11mm 孔中心线。
现拟定下面的三个定位方案。 方案一:示图 1-2 如下 如图 1-2 所示, 工件以 Φ 28mm 孔中心线为定位基准以及孔底面为定位基准, 用长销 Φ r r r ) ) 28 h11mm 与 Φ 28 H11mm mm 孔中心线配合限制了 X 、 Y 、 Z 、 X 、 Y 五个自由度,左右两

) 边用圆柱花纹压块实现定心夹紧,限制了 Z 一个自由度。由于尺寸 51 ± 0.8mm 的工序基准
r 是 Φ 38f9mm 轴肩下圆环面,而工件限制 Z 自由度的定位基面是 Φ 28H11mm mm 孔底面,定

位基准与工序基准不重合,不利于保证尺寸 51 ± 0.8mm。同时由于长销 Φ 28 h11mm 与 Φ 28 H11mm 孔中心线配合存在间隙,致使定位基面与限位基面不重合将不利于保证尺寸 51 ± 0.8mm 和槽关于 Φ 28 H11mm 孔中心线的对称度为 0.2mm。

图 1-2 定位方案一 方案二:如图 1-3 所示

r 图 1-3 以 Φ 38f9mm 轴肩下圆环面为定位基面,限制了 Z 一个自由度,用定位套 Φ 38H7 r r ) ) 和 Φ 38f9mm 圆柱面配合,以和 Φ 38f9mm 圆柱面为定位基面,限制了 X 、 Y 、 X 、 Y 四个

) 自由度,左右两边用圆柱花纹压块实现定心夹紧,限制了 Z 一个自由度。由于定位中心线
为 Φ 38f9mm 圆柱中心线,在此处定位中心线不重合,不利于保证槽关于 Φ 28 H11mm 孔中心 线的对称度为 0.2mm。定位套 Φ 38H7mm 和 Φ 38f9mm 圆柱面配合存在间隙将影响尺寸 51 ± 0.8mm 和槽关于 Φ 28 H11mm 孔中心线的对称度为 0.2mm,此方案也存在定位误差。

图 1-3 方案三:图 1-4 所示

定位方案二

r 图 1-4 以 Φ 38f9 轴肩下圆环面为定位基面,限制了 Z 一个自由度,于 Φ 38f9mm 圆柱面 r r ) ) 用 V 形块限制了 X 、Y 、 X 、 Y 四个自由度。由于定位中心线为 Φ 38f9mm 圆柱中心线,在
此处定位中心线不重合,不利于保证槽关于 Φ 28 H11mm 孔中心线的对称度为 0.2mm。V 形块 对中性好,因此易于保证对称度要求,但由于定位中心线为 Φ 38f9mm 圆柱中心线,在此处 定位中心线不重合,不利于保证槽关于 Φ 28 H11mm 孔中心线的对称度为 0.2mm。 (图 1-4)

比较上诉三种方案, 方案一和方案二结构都比较简单, 方案三的加紧机构将比较繁杂。 方案一和方案二都只需在 Φ 28 H11mm 孔的顶部用压块压紧,而方案三需要增加 V 形块定位 部分的加紧。由于切削用量较大,为了加紧可靠、保证加工刚性,使工件加工过程中不产生 振动,需在槽底附近设置辅助支承(加紧装置见装配工程图) 。 2、 计算定位误差 除槽宽 28.5 ± 0.1mm 由铣刀保证外, 本工序的主要加工要求是槽底面到 Φ 38f9mm 轴肩 下圆环面的距离为 51 ± 0.8mm,槽关于 Φ 28 H11mm 孔中心线的对称度为 0.2mm。其它要求未 注公差,因而只要计算上述两项加工要求的定位误差即可。 方案一定位误差分析: (1) 加工尺寸 51 ± 0.8mm 的定位误差 采用方案一是工序基准是 Φ 38f9mm 轴肩下圆环面,定位基准为 Φ 28 H11mm 孔中心线 以及孔底面均影响该项误差。 当考虑 Φ 28 H11mm 孔底面为定位基准时, 基准不重合。 尺寸 38 为自由公差在此取 IT14.

?B1 =0.62mm

, ?Y1 =0

当考虑 Φ 28 H11mm 孔中心线为定位基准时,定位基准与工序基准不重合,但是尺寸 51 ± 0.8mm 变化方向与 Φ 28 H11mm 孔尺寸变化方向垂直,所以基准不重合误差为 0。但是定 位基面 Φ 28 H11mm 内孔圆柱面与限位基面 Φ 28 h11mm 长销圆柱面不重合,其配合长度为 30,所以存在基准位移误差 ?Y2 配合存在最大配合间隙
X max

。其中长销 Φ 28 h11mm 的上偏

差是 0,下偏差是-0.13mm; Φ 28 H11mm 孔的上偏差是+0.13mm,下偏差是 0.误差示意图如 下图 1-5. X= ? α ,Y= ?Y2 /2,X0=
X max

tg?α = X max /(2*30)=(0.13+0.13)/60
=0.0043
?Y2 =2*36* tg?α =0.312 ?D2 = ?Y2 =0.312

综上可得: ?D = ?D2 + ?B1 =0.932 很明显此处 ?D 大于尺寸 51 ± 0.8mm 的公差 1.6mm 的 1/3。所以方案一定位误差太大,不 满足要求。

图 1-5 方案二定位误差分析: (1) 加工尺寸 51 ± 0.8mm 的定位误差 采用方案是工序基准是 Φ 38f9mm 轴肩下圆环面, 定位基准为 Φ 38f9mm 轴肩下圆环面 和 Φ 38H7mm 内孔面均影响该项误差。 考虑定位基准为 Φ 38f9mm 轴肩下圆环面,基准重合,基准不重合误差 ?Β =0;基准位 移误差 ?Υ =0;因此定位误差 ?D1 =0。 当考虑 Φ 38H7mm 外圆柱面为定位基准时,基准不重合,同上两尺寸变化方向垂直,基 准不重合误差为 0;但是存在基准位移误差。误差示意图与 1-5 相似。不同的是定位套 与外圆柱面得配合长度为 38. 38H7mm 内孔面得上偏差是+0.025, 下偏差为 0;Φ 38f9mm 外圆柱面上偏差为-0.025, 下偏差为-0.087.

tg?α = X max /(2*38)=(0.025+0.087)/(2*38)
=0.00147

?Y2 =2*36* tg?α =0.1061
(2) 槽关于 Φ 28 H11mm 孔中心线的对称度为 0.2mm 由于定位套与轴存在配合间隙,所以存在基准位移误差 ?Υ ,此外由于工序基准 为 Φ 28 H11mm 内孔中心线,定位基准是面 Φ 38 f9mm 外圆柱中心线,基准不重 合,存在基准不重合误差 ?Β 。 X= ? α ,Y= ?Y2 ,X0=
X max

tg?α =0.00147
?Υ =(30+51)* tg?α =0.119

假设 Φ 28 H11mm 内孔与 Φ 38 f9mm 外圆柱中心线的同轴度是 0.05. 则 ? D = ?Υ =0.119


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