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1、钻模设计示例钻模设计示例图 336 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l01mm，试设计钻模。图 336 托架工序图一、工艺分析1工件加工要求1) 10.1mm 孔轴线与 33h7 孔轴线的夹角为25土 20。2) 10.1mm 孔到 33h7 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33h
2、7 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 4101mm 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 33h7 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
3、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 33h7 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
4、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338b 所示。4分度方案由于两个 10.1mm 孔对 33h7 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 25l07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
5、体上设置工艺孔。图 323 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 339 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 339 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
6、，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339，在夹具体斜面的侧面设置了工艺孔10h7。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340 的几何关系，可以求出工艺孔到钻套轴线的距离xx = bd - bfcosa=a
7、f 一(oeea)tgacosa=88.5-（75-1)tg25cos25=48.94mm在夹具制造中要求控制750.05mm 及 48.940.05mm 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 339 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33g6。 3) 影响导向精度的尺寸、公差st，钻套导向孔的尺寸、公差l0.1f7。4) 影响夹具精度的尺寸、公差sj。工艺孔到定位心轴限位端
8、面的距离l=750.05mm；工艺孔到钻套轴线的距离x= 48.940.05mm；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25l0;回转轴与夹具体回转套的配合尺寸30h7/g6；圆柱对定销 l0 与分度套及夹具体上固定套的配合尺寸l2 h7/g6。 5) 其它重要尺寸。回转轴与分度盘的配合尺寸30ki7/g6；分度套与分度盘9 及固定衬套与夹具体3 的配合尺寸 28 h7/n6；钻套 5 与钻模板 4 的配合尺寸 15 h7/n6；活动 v 形块 l 与座架的配合尺寸60 h8/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
9、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885015 和角度 2520。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 d工件定位孔为 33h7( )，圆柱心轴为 33g6( )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=104o.06mm，因此b=0.1mm 如图 3-41a 所示， b对尺寸 885mm 形成的误差为 b=btg=0.10tg25mm=0
10、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10f7 ；钻头尺寸为 10 mm。对刀误差为t=(0.028+0.036)mm=0.064mm在尺寸 885ram 方向上的对刀误差如图3-41b 所示t=tcos=0.064cos25mm=o.058mm(3)安装误差 a=0 (4)夹具误差山它由以下几项组成：图 341 各项误差对加工尺寸的影响1)尺寸 l 的公差 l=0.05mm，如图 3-41c 所示，它在尺寸885mm 方向上产生的误差为j1=ltg25=0
11、.046mm2) 尺寸 x 的公差， x=0.05mm，它在尺寸 885mm 方向上产生的误差为j2 =x cosa=0.1cos25=0.09mm3) 钻套轴线对底面的垂直度=0.05mm，它在尺寸 885mm 方向上产生的误差为 ;j3=cocosa=0.05cos25=0.045mm4) 回转轴与夹具体回转套的配合间隙给尺寸88.5 mm 造成的误差 ;j4=xmax=(0.021+0.02)=0.041mm5) 钻套轴线与定位心轴轴线的角度误差ja=10，它直接影响 2520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
12、盘对于孔距88.50.15mm，g=0.33=0.1mm；对角度 2520, g=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 2520孔距 88.5015mm定位误差dod=b+y =(0.05+0047)mm =0.097mm对刀误差t(不考虑钻头偏斜)t=tcos=0.064cos25=o.058mm夹具误差jja=0= = =0.118mm加工方法误差gga=40=l3.3g=0.01mm加工总误差= = = =0.192夹具精度储备 jcjca=40-16=24ojc=(0.3 一 o.192)=0.108mm0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。
