车床转盘零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

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1、闽南理工学院毕业设计（论文）题 目 车床转盘零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计 系 别 光电系 专 业 模具设计与制造 班 级 三班 学 号 081014344 姓 名 吴端磊 指导教师 鸥文辉 完成时间 2011-5 评定成绩 教务处制年 月 日闽南理工学院毕业设计（论文）专用笺+摘 要为适应配套大型转盘的需求, 研制开发了ZP495型转盘。该转盘的设计制造保留了传统系列转盘的特点, 同时又从底座与锥齿轮副的加工工艺、润滑系统、密封结构、主补心结构等方面进行了创新设计。其中润滑方式采用小齿轮飞溅润滑, 在输入轴两侧增加辅助油箱, 且主、辅油箱相互连通; 转台与底座间的动密封采用2道迷宫盘密

2、封, 输入轴端部动密封采用2道唇形密封圈; 考虑到转盘通径大, 首创性地设计出整体式补心。试验表明, ZP495型转盘的方案可行, 结构合理, 工作可靠, 主要技术指标达到了设计要求。转盘工艺是一种特殊的旋压方式, 因其具有工作效率高、工作质量稳定、几何形状准确, 且易于实现自动化生产, 而被应用于需要对工件缩口的搪竞、铝制品行业。但又因为转盘及擀刀的设计缺乏理论依据, 往往凭设计制造者的实践经验反复修正定型, 由于没有最佳的模型, 重复性、互换性差, 给维修、调整带来麻烦。关键词：转盘;性能参数;结构特点;模拟试验 ABSTRACTDrill a machine kit for the or

3、ientation super deep well large turn the need of dish, developed to develop a ZP495 type to turn dish. The design manufacturing that should turn dish reserved the characteristics that the traditional series turns dish, at the same time again from the processing of the base and the awl wheel gear pai

4、r craft, lubricate system and sealed completely a structure, lord to repair heart structure etc. to carry on a creative design. Lubricate the way adoption denticle round to splash lubrication among them, at input stalk two sides increase to lend support to fuel tank, and lord, assist fuel tank to co

5、nnect mutually; Turn Taiwan and moving of base to seal completely to adopt 2 maze dishes to seal completely, input stalk to carry a department to move to seal completely to adopt 2 lips forms to seal completely a turn; In consideration of turning a dish the path is big, found sex ground to design a

6、whole type to repair heart. Experiment enunciation, ZP495 type the project that turn dish can go, structure reasonable, work credibility, the main technique index sign comes to a design to request.Turning the dish craft is a kind of special to press a way, because it has a work efficiency, work the

7、quality is stable and several what the shape is accurate, and be easy to carry out automation production, but drive applied in need to shrink an ocular Tang Jing and aluminum product to the work piece profession. But again because turn the design of dish and Xian knife to lack a theory basis, usuall

8、y with design manufacturing of fulfillment experience again and again revise already set, in order to having no the best model, repeated, compatibility bad, give maintain, adjust bring trouble.Keyword: Turn dish; Function parameter; Structure characteristics; Imitate to experiment目 录1绪 论12、ZP495型转盘2

9、2.1 技术分析22.1.1 结构22.1.2工作原理22.1.3主要技术参数22.2关键零部件的创新设计32.2.1底座32.2.2 锥齿轮副32.2.3润滑系统32.2.4密封结构32.2.5主补心的设计42.3试验情况42.3.1空运转试验42.3.2最大静载荷试验42.3.3现场试验43、车床转盘零件的旋压工艺装备63.1 转盘旋压工艺的一般形式63.2 转盘的工艺设计74、车床转盘零件的夹具设计.114.1机床夹具设计的基本要求和一般步骤114.1.1对专用夹具的基本要求114.1.2专用夹具设计步骤114.2车床转盘零件的铣床夹具设计134.3车床转盘零件的钻床夹具设计174.3.

10、1工件的加工工艺性分析184.3.2定位元件的选择与设计18总 结24致 谢25参考文献261绪 论针对机械驱动转盘传动链长、部件多、整机质量大和在钻台布置困难等问题, 设计了液压转盘。液压转盘通过行星减速器与液压马达相连, 驱动转盘的液压系统由主液压回路、散热补油和过载保护回路、控制回路、制动回路等组成, 采用了先进的闭式液压系统。它不仅解决了早期液压转盘存在的油路过热和液压元件寿命低的问题, 而且性能完全满足车床对转盘的要求。转盘旋压工艺是一种特珠的旋压方式, 因其具有工作效率高、工作质量稳定、几何形状准确, 且易于实现自动化生产, 而被应用于需要甘工件编口的据党、, 铝制品行业。但又因为

11、转盘及拼刀的设计缺乏理论依据, 往往凭设计制造者的实践经验反复修正定型, 由于没有最佳的模型, 重复性、互换性差, 给维修、调整一带来麻烦, 我们仔细分析了应用转盘旋压工艺制造缩口铝瓶的工作机理, 找出了进行转盘排刀设计的简单方法, 用它来指导工作, 获得良好的效果。2、ZP495型转盘2.1 技术分析21.1 结构ZP495型转盘主要由底座、转台装置、主补心、主补心装置、锥齿轮副、主轴承、输入轴总成、主油箱、辅助油箱、制动块、上盖等零部件组成, 结构如图1所示。2.1.2工作原理转盘是是通过1对锥齿轮副实现减速, 使转台获得一定范围内的转速和扭矩输出, 驱动钻具进行钻井作业的设备。在工作时,

12、由转盘驱动方钻杆而旋转; 起下钻和下套管时, 它要承托全部重力, 完成卸钻头、卸扣, 处理事故时倒扣、进扣等辅助工作。通常需要配套驱动装置通过链轮或法兰传递动力驱动输入轴, 进而带动转盘工作。2.1.3主要技术参数通孔直径: 1 25713 mm;最大静载荷: 9 000 kN;最大扭矩: 64 400 Nm;最高工作转速: 300 r /min;转盘中心到输入链轮第1 排齿的中心距离:1 651 mm;外形尺寸: 3 015 mm 2 254 mm 819 mm。2.2关键零部件的创新设计在研制过程中, 宝石机械公司经过充分调研论证, 在借鉴传统系列转盘在加工工艺、现场使用、材料特性等成熟技

13、术基础上, 综合考虑后对以下零部件全部或部分进行了创新设计。2.2.1底座底座是由高强度的钢板与铸钢件壳体焊接构成的箱体结构。考虑到内部壳体结构复杂, 采用合金钢铸造构成。而外围矩形墙板采用力学性能较高的厚钢板制作。并且在其内部采用普通钢板增加支撑板, 这样底座整体的强度高、刚度大。在焊接底座内设有左、右2 个凸轮式锁紧装置, 可将转台在正、反2个转向锁住, 以适应采用井下钻具钻井或特殊钻井作业时承受反扭矩的需要。同时使用有限元分析技术, 优化设计了底座关键部位的结构, 在保证整体强度和刚度的前提下, 达到质量最轻。2.2.2 锥齿轮副锥齿轮副由1对相互啮合的大齿圈和小齿轮组成, 作为转盘的重

14、要传动件, 特别是与转台装配的大齿圈, 由于其外径达1196 m, 传递扭矩大, 考虑到国内现有机床加工难度大, 超过现有工装的装夹范围, 普通刀具容易烧损, 需要制备专用工装和刀具等问题, 笔者经过调研、分析和探索, 最终设计采用齿形制为等高齿的弧齿锥齿轮副。2.2.3润滑系统由于锥齿轮副的线速度较高, 载荷较大, 齿形较深, 且输入轴端头的轴承转速较高, 良好的润滑和散热对齿轮和轴承的使用寿命至关重要。考虑以上诸多因素, 利用小齿轮高速转动时产生的自然泵效应, 润滑方式采用小齿轮飞溅润滑, 在输入轴两侧增加辅助油箱, 主油箱和辅助油箱相互连通, 这样既增加了油箱容量, 又拓宽了润滑通道,

15、从而较好地促进了润滑油的流动和散热; 同时也对弧齿面间的动压油膜的建立极为有利, 较厚的油膜可以提高抗胶合能力, 提高承载能力, 减少摩擦损耗, 提高传动效率。2.2.4密封结构转台与底座之间的动密封采用2 道迷宫盘密封, 考虑到大齿圈线速度较高, 壳体内的润滑油有可能在大齿圈的高速离心力作用下甩出壳体, 于是在内侧密封槽内钻有回流孔, 这样既有效地防止钻井液进入壳体, 同时也防止润滑油流出壳体之外。输入轴端部动密封采用2道唇形密封圈, 2道密封之间开有引流孔, 以至于穿过第1道密封的润滑油有一定的泄漏量能够回到油箱, 起到自润滑作用,以保证摩擦面的冷却与润滑; 同时第2道密封也起到防止钻井液

16、和杂质进入输入轴总成内部。此外,转盘静密封均采用O形密封圈。2.2.5主补心的设计考虑到ZP495 型转盘的通径大, 且充分利用传统系列转盘的各种补心, 为此首创性地设计出了整体式补心, 根据补心的受载特征和驱动部位, 优化了主补心的内腔结构, 使其在满足功能的前提下, 达到减轻质量的目的。主补心与转台之间采用4个圆柱销相连接, 以传递扭矩。这样可以依据具体的工况需求, 而采用不同的补心组合, 从而提高了现有补心的利用率。2.3试验情况2007年10月该转盘制造组装完毕后, 在宝石机械公司自主开发的加载试验机上进行了空运转试验和最大静载荷试验。空运转试验的目的是检验转盘转台、主轴承、锥齿轮副、

17、传动轴总成等旋转件运转是否平稳, 有无卡阻与异常响声。最大静载荷试验用于检验转台、主补心、主轴承、底座等主承载件承受最大静载荷的能力。试验有一套严格的试验规程, 以检验转盘各零部件设计的可靠性。2.3.1空运转试验转盘空运转时间共6 h, 其中以100 r /min运转2 h; 以180 r /min运转3 h; 300 r /min运转1 h。在运转过程中, 各旋转件运转平稳, 没有卡阻与异常响声, 噪声最高为81 dB。此外制动装置摘挂到位, 操作灵活、可靠, 各密封部位没有渗、漏油现象, 完全达到设计试验参数的规定范围。2.3.2最大静载荷试验当时环境温度为9 , 转台在静止(即转速为0

18、) 状态下, 在其上从载荷2 250 kN 开始分5级, 逐级加载到最大静载荷9 000 kN, 每级保持5min, 然后拆卸各零部件进行探伤检测, 结果显示满足试验要求; 待重新组装完后再运转3 h, 最终检测其噪声最高为82 dB。检测轴承温度55 ,油封处温度73 , 达到设计试验参数的规定范围。2.3.3现场试验上述试验表明, 新开发的ZP495 型转盘达到设计技术参数要求。该转盘于2008年3月在四川省绵竹市孝德镇川科1井进行现场工业性试验, 这口井原设计井深为8 875 m, 后设计井深改为7 540m, 经过218 d的良好运转, 日前三开钻进顺利结束。油田检测结果显示各方面技术

19、指标、工作性能和安全可靠性较好地满足了现场需要。3、车床转盘零件的旋压工艺装备3.1 转盘旋压工艺的一般形式转盘旋压一般是在专用机床上进行的,其上有 夹持工件旋转时车头；尾架杆能带动安装在杆端的芯模、顶杆沿机床轴线移动的尾架体；旋转轴线与机床轴线平行的刀盘及驱动机构等几个主要功能部件（见图2）。工件周向运动与转盘的周向运动相向。转盘在小于270的圆周范围内装有一定数量的擀刀刀片立平面与转盘轴线夹一个角度, 轴向宽度就是工件的旋压长度。转盘旋转一周为一个加工周期, 旋压完成一个工件。芯模起衬托作用, 同时兼压紧工件（在特定条件下, 可不用芯模）。 图2 转盘旋压工艺示意图3.2 转盘的工艺设计这

20、里首先讨论旋压工件的被旋压区域的轮廓线, 它是连接大直径的筒体和小直径的口部的一段光滑连续线段, 通常是圆弧之间或圆弧直线之间的组合而成, 一般能用具体的数据表示出来（见图3）, 而转盘上的刀片是螺旋样的安装在转盘上的, 如果旋压是只有一个道次, 刀片随转盘作周向运动,刀唇与旋压工件的接触点就会沿工件的轮廓线滑动,使工件旋压成形。 图3 。我们设想, 将转盘柱面展开为M平面,刀片同时展开在这个平面上, 如图4所示,AB为刀唇展开线。N为垂直于M平面, 且转盘轴线在这个平面上, 将刀唇线投影到N面上, 得ab, 不难看出ab即为旋压工件的轮廓线, 建立了这样的空间关系之后, 我们就能很容易地使工

21、件上轮廓线转化为刀片唇线。图4 柱面展开示意图设某缩口的工件的轮廓线如图5所示, 首先估计出转盘柱面与工件柱面之间的距离（由刀片的最小结构尺寸确定）, 并以此为基本数值, 求工件旋压部分轮廓线沿一轴向若干坐标点对转盘柱面距离的变化量,即图中00、11、2288 再用这些数据作图求得刀片的唇线, 如图5（） , 以已求得的曲率半径5 作圆弧, 弦长为1/cos（1为片的轴向宽度, 一般亦为刀盘的轴向宽度）, 并将弧长按所求变量数目等分, 然后把各等分点径线分别加上相应的变量求得若干点（图中0、1、2、8点）, 用光滑曲线连之, 即为刀片唇线, 图中用粗线描出的图形即为刀片图样。图5实际上转盘旋压

22、也类似于旋轮旋压, 要多次逐步旋压成形, 一个道次使工件收缩一定的量, 若干道次使工件旋压成形, 但每个道次的旋压机理是一样的, 刀唇轮廓线的设计也一样, 关键确立每道次缩口时, 工件过渡轮廓线的形状, 通常应将每道次缩口系数控制在0.60.8, 材质塑性好取小值, 反之取大值, 取值尽可能大, 可以防止材料失稳起绝（因为这时工件的材料受二向压应力）。如图6中虚线所示, 将一定的缩口量分若干次进行旋压。一次缩口用一把擀刀,最终要把全轮廓精旋一遍, 排刀的数量确定以后, 就可以确立转盘直径等设计参数。 图6 分道次示意图另外, 擀刀是有一定厚度的, 刀唇口是一个光滑圆柱面, 如图7剖面所示, 以

23、上设计出来的唇线只是这个唇边的一条母线, 从剖面上看, 是一个点, 对整个唇边, 需应用包络圆的概念对刀片实际形状修正, 工作中这个包络圆与工件母线的吻合点是变化的,在修正唇沿中要充分注意。 图74、车床转盘零件的夹具设计4.1机床夹具设计的基本要求和一般步骤4.1.1对专用夹具的基本要求1.保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2.提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。3. 工艺性好 专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。专

24、用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。4. 使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5. 经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。4.1.2专用夹具设计步骤1.明确设计任务与收集设计资料夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加

25、工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。2.拟订夹具结构方案与绘制夹具草图1） 确定工件的定位方案，设计定位装置。2） 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。3） 确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。4） 确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。5） 确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装元件等。6） 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。7） 绘制

26、夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。进行必要的分析计算工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案。3.审查方案与改进设计夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。4.绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用1：1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。夹具总图绘制次序如下：1） 用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置

27、上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上的线条。2） 依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。3） 标注必要的尺寸、公差和技术要求。4） 编制夹具明细表及标题栏。完整的夹具装配总图的参阅“夹具图册”中的图。5.绘制夹具零件图夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。4.2车床转盘零件的铣床夹具设计1 铣车床转盘上平面夹具设计本夹具主要用来铣车床转盘上平面。由于加工本道工序的工序简图可知。粗、精铣车床转盘上平面时，上平面尺寸为22778mm，粗糙度要求，车床转盘上平面与直径30孔轴线垂直度的要求，本道工序

28、是对直径30与上平面进行粗加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。2定位基准的选择由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面，设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的平行度，便可保证平行度的要求。在本工序只需保证下平面放平就行，保证下平面与两定位板正确贴合就行了。为了提高加工效率，现决定用两把铣刀车床转盘的上平面同时进行铣加工。同时进行采用手动夹紧。3定位元件的设计本工序选用的定位基准为下平面与侧定位，属于不完全定位,所以相

29、应的因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图8所示。图8 带大端面的短圆柱销固定挡销的结构如图9所示。图9 固定挡销4铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的，用于定位螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆

30、(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()其回归方程为 FjktTs其中Fj螺栓夹紧力(N)； kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N5夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台U形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。定向键的结构如图10所示。图10 定向键夹具U型槽的结构如图11所示。图11 U型槽主要结构尺寸参数如下表1所示。螺栓直径

31、12143020表1 U型槽的结构尺寸对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成车床转盘上平面尺寸为22778mm的加工，所以选用直角对刀块。根据GB224380直角对到刀块的结构和尺寸如图12所示。图12 直角对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如图13所示。图13 平塞尺塞尺尺寸如表2所示。表2 平塞尺结构尺寸公称尺寸H允差dC3-0.0060.256夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式铣床上加工车床转盘上平面，工件以与此相平行的下平面为及其侧面和水平面底为定位基准，在短销、支承板和支承钉上实现定位。采用转动压柱夹紧工件。当加工完一边，可松开螺母来加工另一边。如夹

32、具装配图所示。4.3车床转盘零件的钻床夹具设计4.3.1工件的加工工艺性分析因采用立式钻床，待加工孔处于水平位置。若设平行于待加工孔的面分别为顶面和底面，则使多孔那面为底面，即定位基准面。以基准面上的直径为30与35的两孔以及基准面定位。钻模板应垂直与定位基准面，钻套中心线与待加工孔中心线同轴。夹紧件由工件顶面向定位基准面夹紧。采用螺旋夹紧机构。4.3.2定位元件的选择与设计1.定位元件的选择工件在夹具中位置的确定，主要是通过各种类型的定位元件实现的。在机械加工中，虽然被加工工件的种类繁多和形状各异，但从它们的基本结构来看，不外乎是由平面、圆柱面、圆锥面及各种成形面所组成。工件在夹具中定位时，

33、可根据各自的结构特点和工序加工精度要求，选择其上的平面、圆柱面，圆锥面或它们之间的组合表面作为定位基准。为此，在夹具设计中可根据需要选用各类型的定位元件。在夹具设计中常用于圆孔表面的定位元件有定位销、刚性心轴和锥度心轴等。工件以圆孔表面定位时使用定位销定位；套类零件，为了简化定心装置，常常采用刚性心轴作为定位元件；为消除工件与心轴的配合间隙，提高定心定位精度，在夹具设计中还可选用小锥度心轴。在此次设计中，根据泵体盖的结构特点采用一面两孔定位。如图2-1为工件在夹具中的定位方式简图在夹具中，工件以圆孔表面定位时使用的定位销一般有固定式和可换式两种。在大批量生产中，由于定位销磨损较快，为保证工序加

34、工精度需定期维修更换，此时常采用便于更换的可换式定位销。图14所示为常用的固定式定位销的典型结构9。当被定位工件的圆孔尺寸较小时，可选图中(a)所示的定位销结构。这种带有小凸肩的定位销结构，与夹具体连接时稳定牢靠。当被定位工件的圆孔尺寸较大时，选用图中(b)所示的结构即可。若被定位工件同时以其上的圆柱孔和端面组合定位时，还可选用带有支撑垫圈的定位销结构。支撑垫圈与定位销可做成整体式的，也可做成组合式的。为保证定位销在夹具上的位置精度，一般与夹具的连接采用过盈配合。可换式定位销如图15所示，为了便于定期更换，在定位销与夹具体之间装有衬套，定位销与衬套内径的的配合采用间隙配合，而衬套与夹具体则采用

35、过度配合。由于这种定位销与衬套之间存在装配间隙，故其位置精度较固定式定位销低。为了便于工件的顺利装入，上述定位销的定位端头部均加工成的大倒角。各种类型定位销对工件圆孔定位时限制的自由度，应视其与工件定位孔的接触长度而定，一般选用长定位销时限制四个自由度，短定位销时则限制两个自由度。若采用削边销，则分别限制两个或一个自由度。当采用图 所示的锥面定位销定位时，则相当于三个支撑点，限制三个自由度。 图14 固定式定位销Fig.14 Stationary positioning pin 图15 可换式定位销及锥面定位销Fig.15 The replacing positioning pin and t

36、he conical surface positioning pin在固定式和可换式中，为适应以工件上的两孔一起定位的需要，应在两个定位销中采用一个削边定位销。直径为350mm的削边定位销都做成菱形。2定位误差的分析夹具的作用首先是要保证工序加工精度，在设计夹具选择和确定工件的定位方案时，根据工件定位原理选用相应的定位元件外，还必须对选定的工件定位方案能否满足工序加工精度要求作出判断。为此，就需对可能产生的定位误差进行分析和计算。定位误差是指由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。对某一定位方案，经分析计算其可能产生的定位误差，只要小

37、于工件有关尺寸或位置公差的-，一般即认为此定位方案能满足该工序的加工精度要求。工件在夹具中的位置是由定位元件确定的，当工件上的定位表面一旦与夹具上的定位元件相接触或相配合，作为一个整体的工件的位置也就确定了。但对于一批工件来说，由于在各个工件的有关表面之间，彼此在尺寸及位置上均有着在公差范围内的差异，夹具定位元件本身和各定位元件之间也具有一定的尺寸和位置公差。这样一来，工件虽已定位，但每个被定位工件的某些具体表面都会有自己的位置变动量，从而造成在工序尺寸和位置要求方面的加工误差。由此可知，定位误差是指工件在用调整法加工时，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。即定位误差主

38、要是由基准位置误差和基准不重合误差两项组成。根据定位误差的上述定义，在设计夹具时，对任何一个定位方案，可通过一批工件定位时的两个极端位置，直接计算出工序基准的最大变动范围，即为该定位方案的定位误差。在机械加工中，有很多工件是以多个表面作为定位基准，在夹具中实现表面组合定位的。采用表面组合定位时，由于各个定位基准面之间存在着位置偏差，故在定位误差的分析和计算时也必须加以考虑。为了便于分析和计算，通常把限制不定度最多的主要定位表面成为第一定位基准，然后再依次划分为第二、第三定位基准。一般来说，采用多个表面组合定位的工件，其第一定位基准的位置误差最小，第二定位基准次之，而第三定位基准的位置误差最大。

39、3.定位误差的计算在本次设计中采用一面两孔组合定位。采用工件上一面两孔组合定位时，根据工序加工要求可能采用平面为第一定位基准，也可能采用其中某一个内孔为第一定位基准。图16所示为一长方体工件及其在一面两销上的定位情况，因系采用短定位销，故工件底面1为第一定位基准，工件上的内孔及分别为第二和第三定位基准。一批工件在夹具中定位时，工件上作为第一基准的底面1没有基准位置误差。由于定位孔较浅，其内孔中心线由于内孔与地面垂直度误差而引起的基准位置误差也可忽略不计。但作为第二、第三定位基准的、，由于与定位销的配合间隙及两孔、两销中心距误差引起的基准位置误差必须考虑。图16长方体工件在夹具中一面两销上的定位

40、Fig.16 The cubic work piece located in the jig with one plant and two positioning pin根据上述，确定本次夹具设计采用底面为第一基准面，两孔分别为第二和第三基准面。两定位销的尺寸及定位误差的计算如下：图17 一面两孔式，第二、第三定位基准的位置和角度误差10Fig.2-4 At the same time two types, second, third localization datum position and angle error根据图17有：1) 两定位销中心距 =14.5式中 工件两定位孔的中心距2

41、) 两定位销中心距的公差 式中 工件两定位孔的中心距公差中心距公差 则两定位销中心 3) 圆柱销直径的公称值=5式中 与圆柱销相配合的工件定位孔的最小直径(mm)公差选取：4) 菱形销宽度 表2-1 及的推荐值(mm)Tab.2-1 b and B recommended value(mm)定位孔直径3668820234-0.5-1-2 =5，因此得：=2, =0.55) 补偿距离 (mm) (2-2)式中 夹具圆柱销与其相配合的工件定位孔间的最小间隙(mm)圆柱销的尺寸为，根据GB180179知该即尺寸为5-0.006 -0.0017。由此可得 (mm)则 (mm)6) 菱形销圆弧部分与其相

42、配合的工件定位孔间的最小间隙 (mm)式中 与菱形销相配合的工件定位孔的最小直径(mm)7) 菱形销最大直径 (mm)公差选取h58) 两定位销所产生的最大角度定位误差式中 夹具圆柱销与其配合的工件定位孔间的最大间隙；夹具菱形削与其配合的工件定位孔间的最大间隙应保证；则 由于待加工孔未对其形位公差，因此允许些许偏差。总 结在论文过程中我们通过市场调研、查阅大量的文献资料。对以前所学课程也是一个综合应用的过，提高了我们对这些软件的应用能力。通过了本次设计我们已初步掌握了工程技术人员的设计思想，掌握了通讯的相关知识。在设计中，通过查阅网络资料，向在外面工作和实习的同学和老师请教，最大可能地了解实际

43、生产中的情况。在设计中广泛采用标准件。设计参数的选择不局限于课本和老资料，而是根据实际情况来选择和使用。总之，我认为，这次毕业论文虽然还有一些的错误和缺陷,但是发现了这些不足，才使自己通过这次论文学到更多的知识，把自己的工作能力提高到一个更进高的层次。经历就有感悟，在这个忙碌充实的探索过程中收益匪浅，同时也暴露出了自身不成熟的地方，简单的总结如下：1、对待问题过于冲动，缺乏理性思考，思想不够成熟。这需要我们对整个项目有一个宏观的把握和分析。2、设计过程中涉及到的某些基础知识不够扎实。3、切忌主观，多多交流。虽然我们缺乏经验，但在设计的每一个阶段都积极地请教导师或者与本小组的其他成员进行交流，大

44、量的查阅专业书刊，以获得更好的宏观把握性，这也是我的设计思想得以顺利执行的关键因素。4、学会找资料，自己解决问题。5、忌讳盲目的追求技巧。这一点是我们曾经吃亏的地方。解决一个问题，不要过于注重技巧，更重要的是实效性。为了表现自己不俗的技艺而故弄玄虚，最终只会影响整体的性能。致 谢经过了差不多半年的时间，终于比较圆满完成了毕业设计任务。回顾这半年来的日日夜夜，感觉经过了一场磨练，通过图书、网络、老师、同学等各种可以利用的方法，巩固了自己的专业知识。对所学知识的了解和使用都有了更加深刻的理解。此时此刻，我要特别感谢我的导师和公司经理的精心指导，不仅指导我们解决了关键性技术难题，更重要的是为我们指引

45、了设计的思路并给我们讲解了设计中用到的实际工程设计经验，从而使我们设计中始终保持着清晰的思维也少走了很多弯路，也使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决实际问题的能力。不仅如此，老师的敬业精神更是深深的感染了我，鞭策着我在以后的工作中爱岗敬业，导师是真真正正作到了传道、授业、解惑。同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助，感谢院系领导对我们毕业设计的重视和关心，为我们提供了作图工具和场所，使我们能够全身心的投入到设计中去，为更好、更快的完成毕业设计提供了重要保障。参考文献1 李佳明1最新钻井工具手册M .北京: 石油工业出版社, 2003: 6 - 912 李继志, 陈荣振1石油钻采设备及工

46、艺概论M 1东营: 石油大学出版社, 199213 AP I Spec 7K, Specification forDrilling andWell Servi2cing Equipment ( PSL1and PSL2) S. 4 崔旭芳， 周英. 数控回转工作台的原理和设计J. 砖瓦，2008（6）：23-275 朱国力，龚时华，李斌. 七轴五联动螺旋桨加工机床控制系统关键技术J. 华中科技大学学报(自然科学版), 2007（3）：77-79.6 赵群. 加工中心回转工作台部件的结构分析J. 现代制造工程，2002（5）：35-36.7 杜玉湘，陆启建，刘明灯. 五轴联动数控机床的结构和应用

47、J.机械制造与自动化，2008（3）：14-16.8 盛伯浩, 唐华. 高效柔性制造技术的特征与发展 J .航空制造技术, 2003( 3) : 20-24.9 汤辉, 费业泰. 转台数字化测控系统的设计 J . 工具技术, 2005, 39( 11) : 68-70.10王永章, 杜君文, 程国全. 数控技术M . 北京: 高等教育出版社, 2001.11马平, 陈振环, 李劼科. 零传动机床的高速直线进给单元的伺服动刚度研究 J . 中国机械工程, 2004, 15( 7) : 575􀀁581.12肖曙红, 张伯霖, 郑时雄. 直线电机直接驱动进给单元刚度研究 J . 机械工艺师, 2001( 4) : 5-7.13苏玉鑫, 段宝岩, 南仁东, 等. 提高直接驱动电动机系统刚度的机电一体化设计 J . 机械工程学报,2001, 37( 8) : 76-80.14王成元, 周美文, 郭庆鼎. 矢量控制交流伺服驱动电动机 M . 北京: 机械工业出版社, 1994第 26 页 共26 页