任务实施：油槽加工工件的定位限制与装置设计优化

②油槽半径为3mm，其圆心在外圆柱面上。油槽长度为170mm。

③油槽与键槽的对称中心平面在同一平面。

（1）确定定位方案及定位装置设计

1）确定定位方案

根据键槽的加工要求，需限制除绕轴心线旋转外的其余5个自由度。其平行度与对称度的工序基准均为外圆轴心线，轴向长度60±0.4mm的工序基准为工件的右端面。根据基准重合原则，选择工件的轴心线作为主要定位基准，限制4个自由度，选择工件的右端面作为止推定位基准，限制轴向移动自由度。

根据油槽的加工要求，应限制工件的6个自由度。仍然选择工件的轴心线作为主要定位基准，限制4个自由度，选择工件的左端面作为止推定位基准，限制轴向移动自由度，保证油槽与键槽的对称中心平面在同一平面，采用键槽的中心平面作为定位基准，限制工件绕轴心线转动的自由度，实现完全定位。

2）定位装置设计

图6.38　V形块及其定位高度

工件的轴心线作为定位基准时，其定位基面为外圆柱表面。为了便于工件的装卸，选择定位元件为90°V形块，其开口尺寸和高度尺寸采用标准尺寸，根据公式

H定＝H＋0.707d－0.5N＝

42＋0.707×70.8－0.5×68＝58.06

取公差为±0.02，其余尺寸结合实际情况确定。其结构与尺寸如图6.38所示。

由于工件的轴向尺寸较大，选择两短V形块组合的形式实现定位。左右端面作为定位基准时选择定位元件为支承钉，由于采用两把刀具同时加工，加工长度相差112mm，因此，支承钉Ⅰ和支承钉Ⅱ的距离应是112mm。键槽的中心平面作为定位基准时选择φ10h8防转销3与键槽两侧面的配合，实现防转。定位元件的布置情况如图6.39所示。

图6.39　定位装置

1—支承钉Ⅰ；2—支承钉Ⅱ；3—防转销；
4—V形块Ⅰ；5—V形块Ⅱ；6—V形块Ⅲ；7—V形块Ⅳ

（2）对刀方式的选择

由于加工精度不高，选择对刀装置对刀，考虑夹具的结构紧凑，采用侧装对刀块，塞尺厚度为5h6，如图6.40所示。考虑装夹工件的方便，将对刀装置安在夹具的右侧。

（3）确定夹紧方案

由于同时夹紧两件，且工件的定位采用两短V形块组合的形式。根据夹紧力的着力点应对准支承的原则，结合操作方便和提高加工效率，采用联动夹紧机构和机动夹紧，如图6.40所示。应根据切削力的大小确定夹紧力的大小，确定力源装置。

（4）设计夹具体及夹具总体结构

如图6.40所示，由于夹具体的结构复杂，同时考虑夹具的强度、刚度和工艺性要求，采用铸造夹具体，应结合夹具体的设计要求进行合理设计。为了保证夹具的各项精度，装配时必须保证总装图中所要求的尺寸精度和位置精度。

（5）夹具误差分析

①定位误差ΔD

ΔD＝ΔY－ΔB＝（0.013 4－0.009 5）mm＝0.003 9mm＜0.19／3mm

②夹具的位置误差

如图6.40所示，由于V形块的中心高与尺寸64.8h11无关，故

图6.40　车床座套筒键槽与油槽铣床夹具

1—夹具体；2—滑动杠杆；3—螺杆；4—承压钉；5—液压缸；6—对刀块；7—压板；
8，9，10，11—V形块；12—防转销；13，14—止推销

ΔA＝0

③对刀误差ΔT

ΔT＝（0.03＋0.008）mm＝0.038mm

④加工方法误差ΔG

可设ΔG＝0.19mm×1／3＝0.063mm。按式（3.2）得

故满足加工要求。

2）对于对称度误差0.1mm

①定位误差ΔD

由于对称度的工序基准是φ70.8h6轴心线，定位基准也是此轴心线，所以ΔB＝0；又由于V形块的对中性好，ΔY＝0，故

ΔD＝0(www.xing528.com)

②夹具的安装误差ΔA

影响对称度的夹具安装误差有V形块中心轴线对定位键侧面B的平行度0.015mm（见图6.40），故ΔA1＝0.015mm；定位键的联接误差（是由定位键与T形槽的最大间隙引起的误差）：如图6.40所示，由于两定位键的距离是400mm，而键的长度是282mm，故

故

ΔA＝ΔA1＋ΔA2＝（0.015＋0.038）mm＝0.053mm

③对刀误差ΔT

ΔT＝（0.12＋0.008）mm＝0.020mm

④加工方法误差ΔG

可设ΔG＝0.1mm×1／3＝0.003mm。按式（3.2）得

满足加工要求。

3）对于平行度误差0.08mm

①定位误差ΔD

与对称度同理，基准重合，故ΔB＝0；又由于φ70.8h6锥度很小，引起的平行度误差很小忽略不计，ΔY＝0，故

ΔD＝0

②夹具的安装误差ΔA

如图6.40所示，夹具安装时用心轴校正，保证V形块中心线与机床的平行度0.05mm，故

ΔA＝0.05mm

③对刀误差ΔT

应为对到尺寸与平行度没有关系，故

ΔT＝0

④加工方法误差ΔG

可设ΔG＝0.08mm×1／3＝0.027mm。按式（3.2）得

（0.03＋0.027）mm＝0.057mm＜0.08mm

故满足加工要求。

（6）夹具在机床上的安装、调试

夹具装配检验合格后，必须正确安装在机床上才能保证加工精度。如图6.40所示的车床尾座套筒键槽与油槽铣床夹具，是通过夹具体下表面与工作台接触限制3个自由度，夹具体底面的定位键与机床T形槽配合限制两个自由度。然后通过放在V形块上的心棒检验、校正各精度，保证V形块的定位中心与机床的进给方向平行。如果安装时图6.40的平行度0.05mm超差，可通过修磨V形块上的淬硬垫块修正，直到达到要求。