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?,槽底面到?38f9mm轴肩下圆环面的距离为?,槽关于?28H11mm孔中心线的对称度为,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
???XY从加工要求考虑,需要限制X、Y、Z轴位置自由度、、Z和绕X、Y、Z轴的转动自由度X、Y、Z。工序基准为:?38f9mm轴肩下圆环面、?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?28mm孔中心线为定位基准以及孔底面为定位基准,用长
???????XYZYX销28 h11mm与28 H11mm mm孔中心线配合限制了、、、、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?的工序基准是
?38f9mm轴肩下圆环面,而工件限制Z自由度的定位基面是?28H11mm mm孔底面,定位基
?
准与工序基准不重合,不利于保证尺寸?。同时由于长销?28 h11mm与?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?和槽关于?28 H11mm孔中心线的对称度为。
图1-2 定位方案一 方案二:如图1-3所示
??Z 图1-3以38f9mm轴肩下圆环面为定位基面,限制了一个自由度,用定位套?38H7和?38f9mm圆柱面配合,以和?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?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?28 H11mm孔中心线的对称度为。定位套?38H7mm和?38f9mm圆柱面配合存在间隙将影响尺寸?和槽关于?28 H11mm孔中心线的对称度为,此方案也存在定位误差。
图1-3 定位方案二 方案三:图1-4所示
图1-4以?38f9轴肩下圆环面为定位基面,限制了Z一个自由度,于?38f9mm圆柱
?????面用V形块限制了X、Y、X、Y四个自由度。由于定位中心线为?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?28 H11mm孔中心线的对称度为。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?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?28 H11mm孔中心线的对称度为。(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?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?由铣刀保证外,本工序的主要加工要求是槽底面到?38f9mm轴肩下圆环面的距离为?,槽关于?28 H11mm孔中心线的对称度为。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?的定位误差
采用方案一是工序基准是?38f9mm轴肩下圆环面,定位基准为?28 H11mm孔中心线以及孔底面均影响该项误差。
当考虑?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= , ?Y1=0
当考虑?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?变化方向与?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?28 H11mm内孔圆柱面与限位基面?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
Xmax。其中长销?28 h11mm的上偏差是0,
下偏差是;?28 H11mm孔的上偏差是+,下偏差是0.误差示意图如下图1-5.
X=??,Y=?Y2/2,X0=
Xmax
tg??=Xmax/(2*30)=(+)/60
=
?Y2=2*36*tg??=
?D2=?Y2=
综上可得:?D=?D2+?B1=
很明显此处?D大于尺寸?的公差
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?的定位误差
采用方案是工序基准是?38f9mm轴肩下圆环面,定位基准为?38f9mm轴肩下圆环面和?38H7mm内孔面均影响该项误差。
考虑定位基准为?38f9mm轴肩下圆环面,基准重合,基准不重合误差??=0;基准位移误差??=0;因此定位误差?D1=0。
当考虑?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+,下偏差为0;?38f9mm外圆柱面上偏差为,下偏差为.
tg??=Xmax/(2*38)=(+)/(2*38)
=
?Y2=2*36*tg??=
(2) 槽关于?28 H11mm孔中心线的对称度为
由于定位套与轴存在配合间隙,所以存在基准位移误差??,此外由于工序基准为?28 H11mm内孔中心线,定位基准是面?38 f9mm外圆柱中心线,基准不重合,存在基准不重合误差??。 X=??,Y=?Y2,X0=
Xmax
tg??=
??=(30+51)*tg??=
假设?28 H11mm内孔与?38 f9mm 外圆柱中心线的同轴度是. 则
?D=??=