夹具定位方案设计.doc

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，加工规定有：槽宽28.50.1mm，槽底面到38f9mm轴肩下圆环面的距离为510.8mm，槽关于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。根据加工规定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、 拟定需要限制的自由度以及选择定位基面和定位
从加工规定考虑，需要限制X、Y、Z轴位置自由度、、和绕X、Y、Z轴的转动自由度、、。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，限制了一个自由度。由于尺寸510.8mm的工序基准是38f9mm轴肩下圆环面，而工件限制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510.8mm。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510.8mm和槽关于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
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、、、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0.2mm。定位套38H7mm和38f9mm圆柱面配合存在间隙将影响尺寸510.8mm和槽关于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 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，限制了一个自由度，于38f9mm圆柱面用V形块限制了、、、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0.2mm。V形块对中性好，因此易于保证对称度规定，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朴，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，而方案三需要增长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，需在槽底附近设立辅助支承（加紧装置见装配工程图）。
2、 计算定位误差
除槽宽28.50.1mm由铣刀保证外，本工序的重要加工规定是槽底面到38f9mm轴肩下圆环面的距离为510.8mm，槽关于28 H11mm孔中心线的对称度为0.2mm。其它规定未注公差，因而只要计算上述两项加工规定的定位误差即可。
方案一定位误差分析：
（1） 加工尺寸510.8mm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.

=0.62mm , =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510.8mm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配合存在最大配合间隙。其中长销28 h11mm的上偏差是0，下偏差是-0.13mm；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=,Y=/2,X0=
=/（2*30）=（0.13+0.13）/60
=0.0043
=2*36*=0.312
==0.312
综上可得：=+=0.932
很明显此处大于尺寸510.8mm的公差
1.6mm的1/3。所以方案一定位误差太大，不
满足规定。

图1-5
方案二定位误差分析：
（1） 加工尺寸510.8mm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=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+0.025，下偏差为0；38f9mm外圆柱面上偏差为-0.025，下偏差为-0.087.
=/（2*38）=（0.025+0.087）/（2*38）
=0.00147
=2*36*=0.1061
（2） 槽关于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，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=,X0=
=0.00147
=（30+51）*=0.119
假设28 H11mm内孔与38 f9mm
外圆柱中心线的同轴度是0.05.
则
==0.119