加工曲拐上端面油孔夹具设计

本夹具主要用来钻、扩油孔φ8mm，油孔倾斜的角度不一样，曲拐上端处的 油孔较深选择钻头时要选择较为合理的，强度硬度还有长度都要考虑清楚，曲拐 上顶面油孔并应与顶面成 40^o角，加工到本道工序前要完成曲拐的粗、精磨。因此 本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求。以及如 何提高劳动生产率，降低劳动强度。

4.1.1 定位基准的选择

由零件图可知，油孔位于零件曲拐上，其尺寸精度要求和表面粗糙度要求不 高，曲拐上顶面油孔并应与顶面成 40^o角。为了保证所钻、扩的孔与顶面顶面成 40^o角并保证油孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根 据基准重合、基准统一原则。在选择油孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道 工序即粗、精磨顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工 油孔的定位基准应选择曲轴两端轴中心线作为主要定位基面以限制工件的四个自 由度，用支承板在曲拐端面限制工件的一个自由度。

4.1.2 切削力的计算与夹紧力分析

由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩加工，而钻削力远远大于扩的切削力。

因此切削力应以钻削力为准。由《切削手册》得：

钻削力 F =26Df^0.8HB^0.6 钻削力矩 0.6

8 . 0 9 .

10D1 f HB T =

式中：D=8mm ^{max 1}

(

)

(

)

3 3

HB=HB − HB −HB = − − = 0.25 1

f = mm r⋅ ⁻

0.8 0.6

26 12 0.15 243 1802.5

F= × × × = N

mm N T =10×12^1.9×0.15^0.8×232^0.6 =6488.8 ⋅

当用两把刀具同时钻削时：

N F

F′=2 =2×1802.5=2605

mm N T

T′=2 =2×6488.8=12977.6 ⋅

本道工序加工油孔时，工件前后两轴承放在两 V 形块上。再使工作台面上升 一段距离。夹紧力方向与钻削力方向不同。有 40^o的夹角的偏向，所以夹紧力

'

1 40

F =F COS ^o =^1995.5N F₂ =F^'sin 40^o =1674.5。

4.1.3 夹紧元件及动力装置确定

由于空气压缩机曲轴的生产量很大，采用手动夹紧的夹具虽然结构简单，在 生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采 用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，夹紧可靠，方便实用。

本道工序夹具的夹紧元件选用两个 V 形块、一个支承板来对曲轴定位。再用 一个直压板对工件夹紧，从倾斜方向夹紧工件。但工件仍可绕轴心线转动所以采 用了一个支承板来限制它的转动。由于夹紧力方向与钻削力方向不同，轴心线方 向上受到力的作用，所以用一个支承板来定位。

根据工件的直径 D=95mm 可知 V 形块的结构尺寸如下：

表 4-1 V 形块的各参数

D

H d₁

d2 h

h1 l A2 L A1

50

>80-100

12 18 12 30 15 25 140 20

V 形块设计如图

图 4-1 V 形块图

4.1.4 钻套、衬套及夹具体设计

工艺孔的加工需钻、扩两次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结 构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔 8mm 分钻、

扩两个工步完成加工。即先用φ7mm的麻花钻钻孔，根据 GB1141—84 的规定钻头 上偏差为零，故钻套孔径为φ7F 8mm即 7⁺⁰₀^._.⁰³⁴₀₁₆mm

φ + 。再用φ8mm标准扩孔钻扩孔，

根据 GB1141—84 的规定φ 8 mm 扩孔钻的尺寸为 8⁺⁰₀^._.⁰¹⁵₀₀₈mm φ + 。

图 4-2 长型快换钻套图 工艺孔钻套结构参数如下表：

表 4-2 钻套结构参数 D

d H

公称尺寸 允差 ¹

D D2 h

h1 m

m1 _r α

8 60 12

+0.018 +0.007

26 22 10 4 7 7 16 50°

衬套选用固定衬套其结构如图所示：

图 4-3 固定衬套图 其结构参数如下表：

表 4-3 固定衬套结构参数

d D

公称尺寸 允差 H

公称尺寸 允差

C C₁

12

+0.034 +0.016

20 18

+0.023 +0.012

0.5 2

夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些 主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图 2 所示。

4.1.5 夹具精度分析

利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工 系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹 具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。

由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主 要定位基面，故定位误差

dw

∆ 很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证两油 孔尺寸φ8mm。直径为φ8mm，并采用钻套，导套孔径为d =φ8mm，外径为

mm

D=12⁺₊⁰₀^._.⁰¹⁸₀₇ 同轴度公差为φ0.005mm。固定衬套采用孔径为φ12⁺₊⁰₀^._.⁰³⁴₀₁₆mm，同轴 度公差为φ0.005mm。

该油孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）各孔的实际轮廓受最 大实体实效边界的控制即受直径为φ8 φ0.1 φ7.9 的理想圆柱面的控制。（2）

各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸φ8mm。（3）当各孔的实际轮廓偏