钻模设计示例 毕业答辩重点.docx
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钻模设计示例毕业答辩重点
钻模设计示例----Shijinhui
图3—36为托架工序图，工件的材料为铸铝，年产l000件，已加工面为≠33h7孔及其两端面a、c和距离为44mm的两侧面8。
本工序加工两个ml2mm的底孔≯l0．1mm，试设计钻模。
图3—36托架工序图
一、工艺分析
1．工件加工要求
1）φ10.1mm孔轴线与φ33h7孔轴线的夹角为25°土20′。
2）φ10.1mm孔到φ33h7孔轴线的距离为88.55土0.15mm。
3）两加工孔对两个rl8mm轴线组成的中心面对称（未注公差）。
此外，105mm的尺寸是为了方便斜孔钻模的设计和计算而必须标注的工艺尺寸。
2．工序基准
根据以上要求，工序基准为φ33h7孔、a面及两个rl8mm的中间平面。
3．其它一些需要考虑的问题
为保证钻套及加工孔轴线垂直于钻床工作台面，主要限位基准必须倾斜，主要限位基准相对钻套轴线倾斜的钻模称为斜孔钻模；设计斜孔钻模时，需设置工艺孔；两个10．1mm孔应在一次装夹中加工，因此钻模应设置分度装置；工件加工部位刚度较差，设计时应考虑加强。
二、托架斜孔分度钻模结构设计
1．定位方案和定位装置的设计
方案l：
选工序基准φ33h7孔、a面及rl8mm作定位基面。
如图3-37a所示，以心轴和端面限制五个自由度，在r18mm处用活动v形块l限制一个角度自由度z。
加工部位设置两个辅助支承钉2，以提高工件的刚 a）
度。
此方案由于基准完全重合而定位误差小，但夹紧装置与导向装置易互相干扰，而且结构较大。
方案2：
选φ33h7孔、c面及r18mm作定位基面。
其结构如图3-22b所示，心轴及其端面限制五个自由度，用活动v形块l
限制z。
在加工孔下方用两个斜楔作辅助支承。
此方案虽然工序基准a与定位基准c不重合，但由于尺寸l05mm精度不高，故影响 图3-37托架定位方案
不大；此方案结构紧凑， 1一活动v形块2一辅助支承钉3一斜楔辅助支承
工件装夹方便。
为使结构设计方便，选甩第二方案更有利。
2．导向方案
由于两个加工孔是螺纹底孔，装卸方便的情况下，尽可能选用固定式钻模板。
导向方案如图33-38a所示。
3．夹紧方案
为便于快速装卸工件，采用螺钉及开口垫圈夹紧机构，如图3—38b所示。
4．分度方案
由于两个φ10.1mm孔对φ33h7孔的对称度要求不高（未标注公差），设计一般精度的分度装置即可。
如图3-38c所示，回转轴l与定位心轴做成一体，用销钉与分度盘3连接，在夹具体6的回转套5中回转。
采用圆柱对定销2对定、锁紧螺母4锁紧。
此分度装置结构简单、制造方便，能满足加工要求。
5．夹具体
选用铸造夹具体，夹具体上安装分度盘的表面与夹具体安装基面b成25°±l07′倾斜角，安装钻模板的平面与8面平行，安装基面8采用两端接触的形式。
在夹具体上设置工艺孔。
图3—23托架导向、夹紧、分度方案
1一回转轴2一圆柱对定销3一分度盘4一锁紧螺母
5回转套 6一夹具体
图3—39是托架钻模的总图。
由于工件可随分度装置转离钻模板，所以装卸很方便。
技术要求
工件随分度盘转离钻模板后再进行装夹。
工件在定位夹紧后才能拧动辅助支承旋扭，拧紧力应适当，夹具的非工作表面喷涂灰色漆。
图3—39托架钻模总图
活动v形块2一斜楔辅助支承3夹具体4一钻模板5钻套6定位心轴7一夹紧螺钉8一开口垫圈9一分度盘l0一圆柱对定销ll一锁紧螺母
三、斜孔钻模上工艺孔的设置与计算
在斜孔钻模上，钻套轴线与限位基准倾斜，其相互位置无法直接标注和测量，为此常在夹具的适当部位设置工艺孔，利用此孔间接确定钻套与定位元件之间的尺寸，以保证加工精度。
如图3—39，在夹具体斜面的侧面设置了工艺孔φ10h7。
105可直接钻出；又因批量不大，故宜选用固定钴套。
在工件设置工艺孔应注意以下几点：
1）工艺孔的位置必须便于加工和测量，一般设置在夹具体的暴露面上。
2）工艺孔的位置必须便于计算，一般设置在定位元件轴线上或钻套轴线上，在两者交点上更好。
3）工艺孔尺寸应选用标准心棒的尺寸。
本方案的工艺孔符合以上原则。
工艺孔到限位基面的距离为75mm。
通过图3—40的几何关系，可以求出工艺孔到钻套轴线的距离x
x=bd-bfcosa
=[af一（oe—ea）tga]cosa
=[88.5-（75-1）tg25°]cos25°=48.94mm
在夹具制造中要求控制75±0.05mm及48.94±0.05mm这两个尺寸，即可间接地保证88.5土0.15mm的加工要求 图3-40用工艺孔确定钻套位置
四、夹具总图技术要求的标注
如图3—39所示，主要标注如下尺寸和技术要求：
1）最大轮廓尺寸sl：
355mm、150mm、312mm。
2）影响工件定位精度的尺寸、公差sd。
定位心轴与工件的配合尺寸φ33g6。
3）影响导向精度的尺寸、公差st，钻套导向孔的尺寸、公差φl0.1f7。
4）影响夹具精度的尺寸、公差sj。
工艺孔到定位心轴限位端面的距离l=75±0.05mm；
工艺孔到钻套轴线的距离x=48.94±0.05mm；
钻套轴线对安装基面b的垂直度0.05mm；
钻套轴线与定位心轴轴线间的夹角25°±l0′;
回转轴与夹具体回转套的配合尺寸φ30h7/g6；
圆柱对定销l0与分度套及夹具体上固定套的配合尺寸φl2h7/g6。
5）其它重要尺寸。
回转轴与分度盘的配合尺寸φ30ki7/g6；
分度套与分度盘9及固定衬套与夹具体3的配合尺寸φ28h7/n6；
钻套5与钻模板4的配合尺寸φ15h7/n6；
活动v形块l与座架的配合尺寸60h8/f7等。
6）需标注的技术要求：
工件随分度盘转离钻模板后再进行装夹；工件在定位夹紧后才能拧动辅助支承旋钮，拧紧力应适当；夹具的非工作表面喷涂灰色漆。
4、工件的加工精度分析
本工序的主要加工要求是：
尺寸88．5±015和角度25°±20′。
加工孔轴线与两个r18mm半圆面的对称度要求不高，可不进行精度分析。
（1）定位误差δd
工件定位孔为φ33h7（
），圆柱心轴为φ33g6（
）在尺寸88.5mm方向上的基准位移误差为
△y=xmax=（0.025十0.025）mm=0.05mm
工件的定位基准c面与工序基准a面不重合，
定位尺寸s=104±o.06mm，因此
△b′=0.1mm
如图3-41a所示，△b′对尺寸88．5mm形成的误差为
△b=△b′tgα=0.10tg25°mm=0．047mm
因此尺寸88.5mm的定位误差为
△d=△y+△b=（0.05+0.047）mm=0.097mm
（2）对刀误差△t
因加工孔处工件较薄，可不考虑钻头的偏斜。
钻套导向孔尺寸为φ10f7
；钻头尺寸为φ10
mm。
对刀误差为
△t′=（0.028+0.036）mm=0.064mm
在尺寸88．5ram方向上的对刀误差如图3-41b所示
△t=△t′cosα=0.064cos25°mm=o.058mm
（3）安装误差 δa=0
（4）夹具误差山它由以下几项组成：
图3—41各项误差对加工尺寸的影响
1）尺寸l的公差δl=±0.05mm，如图3-41c所示，它在尺寸88．5mm方向上产生的误差为
△j1=δltg25°=0.046mm
2）尺寸δx的公差，δx=±0.05mm，它在尺寸88．5mm方向上产生的误差为
△j2=δxcosa=0.1cos25°=0.09mm
3）钻套轴线对底面的垂直度δ⊥=0.05mm，它在尺寸88．5mm方向上产生的误差为;
△j3=coδ⊥cosa=0.05cos25°=0.045mm
4）回转轴与夹具体回转套的配合间隙给尺寸88.5mm造成的误差;
△j4=xmax=（0.021+0.02）=0.041mm
5）钻套轴线与定位心轴轴线的角度误差△ja=±10′，它直接影响25°±20′的精度。
6）分度误差盘仅影响两个rl8mm的对称度，对88.5mm及25°均无影响。
（5）加工方法误差盘对于孔距88.5±0.15mm，△g=0.3／3=0.1mm；对角度25°±20′, △gα=40′／=l3.3′。
具体计算列于表3-1中。
表3-l托架斜孔钻模加工精度计算
加工要求
误差计算
误差名称、
角度25°±20′
孔距88.5±015mm
定位误差△d
o
△d=△b+△y=（0.05+0047）mm
=0.097mm
对刀误差△t
（不考虑钻头偏斜）
△t=△t′cosα=0.064cos25°=o.058mm
夹具误差△j
△ja=±0′
∑△=
=
=0.118mm
加工方法误差△g
△ga=40′／=l3.3′
△g=0.01mm
加工总误差∑△
∑△=
∑△=
=
=0.192
夹具精度储备jc
jca=40′-16′=24′>o
jc=（0.3一o.192）=0.108mm>0
经计算，该夹具有一定的精度储备，能满足加工尺寸的精度要求。
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