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夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配,決定設(shè)計(jì)第1道工序粗銑孔的大端端面的銑床夾具。
1 問題的提出
本夾具主要用于粗銑孔的大端端面,精度要求不高,為此,只考慮如何提高生產(chǎn)效率上,精度則不予考慮。我們以Φ110外圓及其端面、55外圓作為定位基準(zhǔn)。
2 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理,否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?;鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求,從保證零件的加工精度要求出發(fā),合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求,也沒有較高的平行度和對稱度要求,所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高加工精度。以Φ110的外圓面及其端面作為定位基準(zhǔn),R27.5的外圓面作為輔助基準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)工件的完全定位。
3 切削力及夾緊力計(jì)算
(1)刀具: 采用W18Cr4V套式面銑刀
機(jī)床: X52K立式升降銑床
工件在加工時(shí),受到切削合力F的作用,F(xiàn)可分解為水平和垂直方向的切削分力F和F,F(xiàn)和F可通過切向銑削力F分別乘一個(gè)系數(shù)來得到。在對稱銑削的情況下,F(xiàn)=(1~1.2)F,F(xiàn)=(0.2~0.3)F
F=9.81
式中 F——銑削力,N
C——影響系數(shù),大小與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān);
a——銑削寬度,mm
a——每齒進(jìn)給量,mm/齒
d——銑刀直徑,mm
a——銑削深度,mm
Z ——銑刀齒數(shù)
K——修正系數(shù)
已知 a=3,a=140,a=0.2,d=160,Z=16,C=68.3,
則 K=(
F=9.8168.330.2160140160.965=11539N
故水平分力F=1.1 F=12692N,垂直分力F=0.3 F=3462N
由于工件主定位面是下端面,故選擇夾緊力的作用方向?yàn)樗椒较蜃饔糜谙露嗣嫔?。?dāng)夾緊力水平作用于工件上時(shí),所需要的計(jì)算夾緊力F為
F= F+=12692+=30902(N)
實(shí)際所需夾緊力與計(jì)算夾緊力之間的關(guān)系為
F=K F=2.530902=77255(N)(K為安全系數(shù),見表3-1中K=2.5)
夾緊機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的夾緊力F
F=
式中 ——夾緊機(jī)構(gòu)效率,取0.9
F——螺栓的許用夾緊力,N
選定==100,當(dāng)螺桿螺紋公稱直徑為M20時(shí),
查表可得F=188410N,所以
F=2 F=21884100.9=339138N
F > F
經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠,
4 定位誤差分析
(1) 定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為兩固定V型塊和一檔銷
(2) 一批工件在卡具中定位時(shí),各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致,因此使加工后,各工件加工尺寸的不一致,而形成誤差,即工件定位時(shí)造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。
形成原因有兩個(gè),一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。
根據(jù)零件圖可知,T=0.28mm, Td=0.25mm,,。
已知孔的形狀公差為0.28,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,易知此結(jié)果符合。
5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了兩個(gè)半圓弧定位和夾緊工件,主要的作用力為螺栓與螺母的配合,此夾具夾緊力不大,故用手動(dòng)搬手即可夾緊。
夾具裝配圖附圖如下
夾具體附圖如下