套筒工艺及铣床夹具设计(6)

1.保证相互位置精度

要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求，通常可采用下列三种工艺方案：

(1)在一次安装中加工内外圆表面与端面。这种工艺方案由于消除了安装误差对加工精度的影响，因而能保证较高的相互位置精度。在这种情况下，影响零件内外圆表面间的同轴度和孔轴线与端面的垂直度的主要因素是机床精度。该工艺方案一般用于零件结构允许在一次安装中，加工出全部有位置精度要求的表面的场合。为了便于装夹工件，其毛坯往往采用多件组合的棒料，一般安排在自动车床或转塔车床等工序较集中的机床上加工。图7-69所示的衬套零件就是采用这一方案的典型零件。

(2)全部加工分在几次安装中进行，先加工孔，然后以孔为定位基准加工外圆表面。用这种方法加工套筒，由于孔精加工常采用拉孔、滚压孔等工艺方案，生产效率较高，同时可以解决镗孔和磨孔时因镗杆、砂轮杆刚性差而引起的加工误差。当以孔为基准加工套筒的外圆时，常用刚度较好的小锥度心轴安装工件。小锥度心轴结构简单，易于制造，心轴用两顶尖安装，其安装误差很小，因此可获得较高的位置精度

(3)全部加工分在几次安装中进行，先加工外圆，然后以外圆表面为定位基准加工内孔。这种工艺方案，如用一般三爪自定心卡盘夹紧工件，则因卡盘的偏心误差较大会降低工件的同轴度。故需采用定心精度较高的夹具，以保证工件获得较高的同轴度。较长的套筒一般多采用这种加工方案

根据对套筒零件图的分析，此零件工序铣圆弧槽比较重要，因为它的精度较高，操作难度大，此外还有内孔加工，精度要求比较高，先要粗磨，再精磨，最后还有研磨，从而保证内孔直径为?250+0.021，其粗糙度为Ra=0.2。综上所述，内

孔加工这块工序比较重要，还有就是铣削圆弧键槽也比较重要，所以需要使用专用的夹具来保证工件的加工。

3.3 加工余量的确定

一．加工余量：指加工过程中所切去的金属层厚度。余量有总加工余量和工序余量之分。总加工余量（亦称毛坯余量）：由毛坯转变为零件的过程中，在某加工表面上切除金属层的总厚度，称为该表面的总加工余量（亦称毛坯余量）。

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一般情况下，总加工余量并非一次切除，而是分在各工序中逐渐切除，故每道工序所切除的金属层厚度称为该工序加工余量（简称工序余量）。工序余量：是相邻两工序的工序尺寸之差，毛坯余量是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。由于工序尺寸有公差，故实际切除的余量大小不等。

二．影响加工余量的因素主要影响因素分单项介绍如下：（1）前工序形成的表面粗糙度和缺陷层深度（Ra和Da） （2）前工序形成的形状误差和位置误差（△x和△w） 综上所述，影响工序加工余量的因素可归纳为下列几点：（1）前工序的工序尺寸公差（Ta）。 （2）前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷层深度（Ra+Da）。（3）前工序形成的形状误差和位置误差（△x、△w）。（4）本工序的装夹误差（εb）。

本设计各工序的加工余量：

粗车端面外圆及切断：端面加工余量2mm，外圆加工余量2.5mm； 精车端面：加工余量0.7mm； 镗孔?25：加工余量4mm； 半精车外圆：加工余量1.4mm; 镗内孔?25：加工余量1.35mm; 精磨端面：加工余量0.3mm； 精磨外圆：加工余量0.1mm; 粗磨内孔：加工余量0.2mm; 精磨内孔：加工余量0.1mm; 研磨内孔：加工余量0.1mm。

3.4 尺寸链计算

渗氮前内孔?25的直径为?24.690?0.039，渗氮后磨孔到?24.890?0.039。渗氮后孔

内径的渗氮层深度需在0.2～0.4mm范围内。

尺寸链计算，如图3.22所示：

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图3.22 尺寸链

从尺寸关系可以看出，渗氮深度0.20+0.2（双边为0.40+0.4）是加工间接保证的设计尺寸，是封闭环，它和渗氮前后的磨孔?24.690?0.039，?24.890?0.039以及渗氮工序的渗入深度t2（双边为t）组成为尺寸链。

因此

0.4=24.69+t-24.89， 0.4=0.039+ES（t）-0， 0=0+EI（t）-0.039, 得出 t=0.6mm ES（t）=0.361mm EI（t）=0.039mm

所以 t=0.6+0.361+0.039 （双边）

t2=0.3+0.1805+0.0195 或 t2=0.32～0.48mm (单边)

及渗氮工序的渗氮层深度为0.32～0.48mm

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第四章 铣床夹具设计

4.1 定位装置的设计

定位装置的作用是使工件在夹具中占据正确位置，铣圆弧键槽R10mm,其夹具如图4-1所示，夹具上的定位键3、定位销5、六角螺钉7、定位销8都是定位元件，通过它们使工件在夹具中占据正确的位置，采取这种定位装置，是因为此工件精度要求高，所以必须多限制几个自由度，此套夹具中，一共限制了5个自由度，包括XYZ方向的移动以及X轴及Z轴方向的转动.

4.2夹紧装置的设计

在机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力、惯性力等的作用。为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动和位移，在夹具结构中必须设置一定的夹紧装置将工件可靠地夹牢。工件定位后将工件固定并使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。夹紧装置的设计和选择是否合理，将直接影响工件的加工质量和生产率。夹紧装置的组成一般分为动力装置、夹紧元件、中间传力机构，作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等）作用时不能离开已经占据的正确位置。如夹具图4-1所示，图中的定位销5起轴向定位、压板6和V型块将零件固定，同时因为工件的特殊性及精度高的要求，T型螺栓4将其压紧，而活节螺栓与上部的螺栓是一个整体，灵活性强，方便工件的翻转以及拆卸。

4.3绘制夹具总图

如图4-1夹具图所示

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图4-1 夹具图

4.4夹具操作简述

首先所有零件，包括夹具本身轻拿轻放，擦拭干净，保证没有其他杂物影响装配；然后，将V型块通过件7和件8将其固定，螺钉拧紧；再将件5定位销嵌入夹具底板中，保证高度；将工件套筒放到V型块中间，上铰链螺栓、压板，将铰链螺栓拧紧；然后将对刀块按照需要固定在夹具体上；最后将定位键固定在夹具体上边。

4.5夹具精度校核

影响3.7?0.01的误差分析。

1．基准不重合误差?定基=0.016mm

2．由于这里是平面定位，定位误差?定位很小，可以忽略不计。

3．因为夹紧力所引起的变形对该原始尺寸没有影响，则夹紧所致的误差?夹紧忽

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