零件定位分析：如何实现φ9H7孔中心线与对称中心线的对齐

如图6-25所示车床顶尖套筒零件，工件的外圆及端面均已加工，本工序的加工要求铣削键槽12F9 和R3 油槽，保证满足以下几项。

（1）键槽深度为64.8h11，轴向长度60±0.4 mm，键槽中心平面与工件外圆轴心线的对称度为0.1 mm，平行度为0.08 mm。

（2）油槽半径为3 mm，其圆心在外圆柱面上。油槽长度为170 mm。

（3）油槽与键槽的对称中心平面在同一平面。

一、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±0.4 mm 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。

图6-38　V 形块及其定位高度

2.定位装置设计

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112 mm，所以支承钉Ⅰ和支承钉Ⅱ的距离应是112 mm。键槽的中心平面作为定位基准时选择φ12h8 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

二、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。

三、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，根据夹紧力的着用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液压夹紧，如图6-40所示。

四、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。

五、夹具误差分析

1.对于尺寸(www.xing528.com)

（1）定位误差ΔD。由于尺寸64.8h11 mm 的工序基准是的素线，定位基准是其中心线，所以ΔB=0.019 mm/2=0.009 5 mm，V 形块定位时，ΔY=（0.707×0.019）mm=0.013 4 mm，故

ΔD=ΔY- ΔB=(0.0134-0.009 5)mm=0.003 9 mm ＜0.19/3 mm

（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ΔA=0

（3）对刀误差ΔT。对刀块垂直方向尺寸为24.4± 0.015 mm，塞尺厚度尺寸为，所以ΔT=（0.03+0.008）mm=0.038 mm。

（4）加工方法误差ΔG。对于普通铣床，根据经验可设ΔG=0.19 mm×1/3=0.063 mm。

按式（3-2）得

满足加工要求。

2.对于对称度误差0.1 mm

（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

（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0.015 mm（如图6-40所示），故ΔA1=0.015 mm；定位键的连接误差（是由定位键与T 型槽的最大间隙引起的误差）：由于（如图6- 40所示）两定位键的距离是400 mm，而键的长度是282 mm，故

故

ΔA=ΔA1+ΔA2=(0.015+0.038)mm=0.053 mm。

（3）对刀误差ΔT。对刀块水平方向尺寸为，塞尺厚度尺寸为，故

ΔT=(0.12+0.008)mm=0.020 mm。

（4）加工方法误差ΔG。对于普通铣床，根据经验可设ΔG=0.1 mm×1/3=0.033 mm。

按式（3-2）得

满足加工要求。

六、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所示平行度0.03 mm 超差，可通过修磨V 形块上的淬硬垫块修正，直到达到要求。