任务实施：保证精度的误差计算及加工要求满足

如图6.41所示为摇臂。本工序的加工内容和要求如下：

②保证φ14mm孔轴心线与孔φ31H7孔轴心线的垂直度0.20mm。

③保证φ14mm孔轴心线与A面的距离13±0.1mm。

（1）确定定位方案及定位装置设计

1）确定定位方案

根据加工要求，该零件除了可不限制沿φ14mm孔轴线方向的自由度之外，其余5个自由度必须要限制才能满足加工要求。

方案1：如图6.59（a）所示，根据基准重合原则，长圆柱销1与工件φ31H7孔接触定位，限制4个自由度；工件A面与长圆柱销1小端面接触，限制1个自由度；支承钉2与工件小头外圆侧面接触，限制1个自由度。

图6.59　定位方案

1—长圆柱销；2—支承钉；3—菱形销；4—短圆柱销

方案2：如图6.59（b）所示，工件A面与短圆柱销4大端面接触，限制3个自由度；工件φ31H7孔与短圆柱销4接触，限制两个自由度；φ20H7孔的中心线用菱形销3定位，限制1个自由度。

方案3：如图6.59（c）所示，综合以上两个方案，长圆柱销1与工件φ31H7孔接触定位，限制4个自由度；工件A面与长圆柱销1小端面接触，限制1个自由度；φ20H7孔的中心线用菱形销3定位，限制1个自由度。

对比分析以上3个方案，由于小头外圆非加工面，铸件的误差大，用支承钉在其侧面定位时，不能保证φ14H7轴心线与孔φ20H7保持位置关系。因此，方案1不合理；用方案2基准不重合，不利于保证加工孔与φ31H7孔轴心线的垂直度；方案3综合了前两个方案的优点，便于保证各尺寸和位置误差。

2）定位装置设计

采用如图6.59（c）所示带台阶的长圆柱销，限制5个自由度（小端面限制1个自由度，长销限制4个自由度），用菱形销限制一个自由度。

（2）确定导向方案

因为该夹具只钻削φ14mm一个孔，采用固定式钻套精度高。由于工件小，装夹方便，钻模板2为固定式结构，如图6.60所示。刀具选用φ14F8麻花钻。

（3）确定夹紧方案

夹紧装置如图6.61所示。用螺旋夹紧机构，结构简单、装夹方便。夹紧螺钉2从长定位销1中心的孔中穿过，用尾部的压紧螺母5夹紧工件。夹紧螺钉头的尺寸小于φ31mm，只要松开压紧螺母5取下开口垫圈3就可顺利安装工件。

图6.60　导向装置

1—长圆柱销；2—钻模板；
3—菱形销；4—钻套

图6.61　夹紧装置

1—长定位销；2—夹紧螺钉；3—开口垫圈；
4—手柄；5—夹紧螺母

（4）夹具结构和尺寸标注

如图6.62所示为摇臂零件的钻模。转动手柄1松开压紧螺母4，转下开口垫圈8并装入工件，使其在有台阶的圆柱定位销6和菱形销2上定位，转上开口垫圈8并夹紧工件。

由于夹具体结构较复杂，用铸件比较合理。

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）误差分析

①定位误差ΔD

ΔD＝ΔY＝（0.025＋0.016）mm＝0.041mm

图6.62　摇臂钻床夹具

1—手柄；2—菱形销；3—钻套；4—压紧螺母；5—钻模板；6—圆柱定位销；
7—压紧螺钉；8—开口垫圈；9—夹具体

②夹具的位置误差ΔA

如图6.61所示，夹具装配时的技术要求为20.15±0.02mm，故

ΔA＝0.04mm

③导向误差ΔT

由于钻套的尺寸为φ14F8（φ14＋0.027mm），由有关资料查得麻花钻的尺寸为φ14－0.022mm（磨损量0.006mm），故

（尺寸20，3，30分别是钻套长度、排屑空间、孔深）④加工方法误差ΔG

可设

ΔG＝0.20mm×1／3＝0.067mm

按式（3.2）得

故满足加工要求。

2）尺寸13±0.15mm(www.xing528.com)

①定位误差ΔD

由于基准重合又是平面定位，所以ΔB＝0，ΔY＝0，故

ΔD＝0

②夹具的位置误差

如图6.61所示，夹具装配时的技术要求为16±0.02mm，故

ΔA＝0.04mm

③导向误差ΔT

也是由于钻套φ14＋0.027mm与麻花钻φ14－0.022mm（磨损量0.006mm）的影响，故

④加工方法误差ΔG，可设

按式（3.2）得

故满足加工要求。

3）与φ31H7孔轴心线的垂直度0.20mm

①定位误差ΔD

由于基准重合，所以ΔB＝0。

又由于定位孔的尺寸是φ31H7（φ31＋0.025mm），定位销的尺寸是φ31h6（φ31－0.016mm），故

ΔD＝ΔY＝（0.025＋0.016）mm＝0.041mm

②夹具的位置误差

如图6.61所示，定位销和钻套与A面的平行度都为0.015mm，故

ΔA＝（0.015＋0.015）mm＝0.03mm

③导向误差ΔT

④加工方法误差ΔG

可设

ΔG＝0.15mm×1／3＝0.05mm

按式（3.2）得

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6.62所示的摇臂钻床夹具，与机床的联接是通过夹具体9下表面与机床工作台接触限制3个自由度定位的。另外几个自由度的限制在夹具安装时通过调整实现的。将夹具放于工作台上，把安装在主轴上的麻花钻插入钻套3的孔中，使机床主轴的中心与钻套的中心自动对正，然后用压板压紧。