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第1章 工序30 粗銑圓弧底面夾具設(shè)計(jì)
1.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來(lái)工序30 粗銑圓弧底面,要滿(mǎn)足對(duì)稱(chēng)度要求以及其兩邊的平行度要求。在銑此粗銑圓弧底面時(shí),為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí),應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
1.2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(méi)有較高的技術(shù)要求,也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱(chēng)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。Φ19的孔和其兩端面都已加工好,為了使定位誤差減小,選擇已加工好的φ19孔和其端面作為定位精基準(zhǔn),來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具,以?xún)烧{(diào)節(jié)支撐釘銷(xiāo)和已加工好的φ19孔的以及φ19孔端面作為定位夾具。
為了提高加工效率,縮短輔助時(shí)間,決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。
1.3 切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具:錯(cuò)齒三面刃銑刀(硬質(zhì)合金)
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中: 修正系數(shù)
z=24
代入上式,可得 F=889.4N
因在計(jì)算切削力時(shí),須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中:為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
(2)夾緊力的計(jì)算
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘: 公稱(chēng)直徑d=20mm,材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)
螺釘疲勞極限:
極限應(yīng)力幅:
許用應(yīng)力幅:
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=2.5~4 取[s]=4
得
滿(mǎn)足要求
經(jīng)校核: 滿(mǎn)足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠,使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力
1.4 誤差分析與計(jì)算
(1)定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷(xiāo),孔與銷(xiāo)間隙配合。
(2) 工件的工序基準(zhǔn)為孔心,當(dāng)工件孔徑為最大,定位銷(xiāo)的孔徑為最小時(shí),孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷(xiāo)配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)所以工件上孔與夾具上的定位銷(xiāo)保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷(xiāo)中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷(xiāo)中心連線方向相同,則其定位誤差為: Td=Dmax-Dmin
本工序采用一定位銷(xiāo),一擋銷(xiāo)定位,工件始終靠近定位銷(xiāo)的一面,而擋銷(xiāo)的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷(xiāo)正上方,進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是,由于加工是自由公差,故應(yīng)當(dāng)能滿(mǎn)足定位要求。
⑵ 夾緊誤差 :
其中接觸變形位移值:
查[5]表1~2~15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差:通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差:取
誤差總和:
從以上的分析可見(jiàn),所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。
1.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
1.5.1定位銷(xiāo)選用
本夾具選用一可換定位銷(xiāo)和固定棱形銷(xiāo)來(lái)定位,其參數(shù)如下表:
表5.1 定位銷(xiāo)
d
H
D
公稱(chēng)尺寸
允差
19
19
15
~0.011
22
5
1
4
M19
4
1.5.2 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩,可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷,加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖5.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4:
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱(chēng)尺寸
允差d
允差
公稱(chēng)尺寸
允差D
18
~0.019
~0.035
19
19
4
19
1.5
18
+0.019
5
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成,用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示:
圖5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5:
表5.5 塞尺
公稱(chēng)尺寸H
允差d
C
3
~0.006
0.19
1.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述,應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式,在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小,經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動(dòng)夾緊方式(螺旋夾緊機(jī)構(gòu))。這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過(guò)程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換定位銷(xiāo)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
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