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1、 第四章 等臂杠桿加工Ф25mm孔夾具設(shè)計(jì) 4.1 加工孔Ф25mm夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來(lái)擴(kuò)、鉸大孔?？壮叽缇纫鬄?，表面粗糙度要求為，其軸線是以后、兩個(gè)孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序?yàn)榈缺鄹軛U加工的第三道工序，本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.1.1定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖2-1可知，兩孔位于零件圓端面和寬臺(tái)肩上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并且孔中心軸線為后續(xù)各孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此需要其與端面有一定的垂直度要求。為了保證所擴(kuò)、鉸的孔與側(cè)面垂直并保

2、證孔能在后續(xù)的孔加工工序中使各孔的加工余量均勻，根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇外圓端面及表面為主要定位基準(zhǔn)限制工件的五個(gè)自由度，用一個(gè)活動(dòng)V形塊限制另外一個(gè)自由度實(shí)現(xiàn)完全定位，采用與活動(dòng)V形塊相連的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。 圖2-1 定位分析圖 4.1.2定位誤差分析 由本夾具的定位分析圖可看出孔的位置由外圓來(lái)保證，而外圓由鑄造得到，所以良好的鑄造及端面銑削精度是孔壁厚均勻的保證。 4.1.3切削參數(shù)和機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算與夾緊力分析 孔加工 一、擴(kuò)孔：

3、（1）擴(kuò)孔鉆選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆，其幾何參數(shù)選擇為：、、、、 （2）擴(kuò)孔切削用量： 1．確定進(jìn)給量：查表得取0.7~0.84mm/r，根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。 2. 確定切削速度及 查表得 查表得修正系數(shù)：、 故 根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，選擇 這時(shí)實(shí)際擴(kuò)孔速度為 3．機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算 ，， 由，得 又有 ，，帶入公式得到： 二、 鉸孔 （1）粗鉸 1鉸刀：選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金機(jī)鉸刀，其幾何參數(shù)選擇為：、、。 2粗鉸切削用量： ①．確定進(jìn)給量：查表得取0.9~1.4mm/r，根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。 ②.

4、 確定切削速度及 查表得 查表得修正系數(shù)：、 故 根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，選擇 這時(shí)實(shí)際擴(kuò)孔速度為 ③．機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算 ，， 由，得 又有 ，，帶入公式得到： (2) 精鉸 1鉸刀：選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金機(jī)鉸刀，其幾何參數(shù)選擇為：、、。 2精鉸切削用量： ①．確定進(jìn)給量：查表得并根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取。 ②. 確定切削速度及 查表得 查表得修正系數(shù)：、 故 根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，選擇 這時(shí)實(shí)際擴(kuò)孔速度為 ③．機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算 ，， 由，得 又有 ，，帶入公式得到： 根據(jù)以上計(jì)算，切削用量及

5、機(jī)動(dòng)時(shí)間如下： 擴(kuò)孔： 粗鉸： 精鉸： 本道工序加工時(shí)，由于孔支撐面與擴(kuò)、鉸進(jìn)給方向相同、對(duì)于孔這一懸臂結(jié)構(gòu)采用了推引式輔助支承，使得夾緊力只需提供用于平衡加工時(shí)的扭矩即可，又由于夾緊采用了可提供較大夾緊力的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，因此進(jìn)行夾緊力計(jì)算可以省略。 4.2鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 4.2.1鉆套、襯套設(shè)計(jì) 1、孔鉆套的設(shè)計(jì) 孔的加工需擴(kuò)、粗鉸、精鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套。其結(jié)構(gòu)如下圖2-2所示，以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：孔分?jǐn)U、粗、鉸三個(gè)工步完成加工。即先用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，再用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金機(jī)鉸刀粗鉸孔,根據(jù)GB1133-84

6、可知，最后用硬質(zhì)合金機(jī)鉸刀精鉸孔。 圖 2-2 快換鉆套圖 鉸孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 2-1 鉸工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表(mm) d H D 公稱尺寸 允差 25 25 35 0.025 0.009 52 46 12 5.5 21 21 32.5 2、孔襯套的設(shè)計(jì) 依據(jù)鉆套的設(shè)計(jì)可選擇襯套，固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示： 圖 2-3 固定襯套圖 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表 2-2 固定襯套數(shù)據(jù)表(mm) d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 35 +0.050

7、+0.025 16 48 +0.033 +0.017 1 3 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫(huà)出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。 4.2、鉆模板及夾具的設(shè)計(jì) 鉆模板用于固定襯套、確定鉆孔位置，其形狀尺寸與夾具體密切相關(guān)。夾具體需要考慮零件的形狀并將零件的定位、夾緊元件在滿足加工要求的基礎(chǔ)上聯(lián)成一個(gè)整體。夾具圖如圖2-6所示 圖2-6 夾具體 4.3夾具精度分析 利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后

8、，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。 本道工序加工中主要保證大孔尺寸及其表面粗糙度、小孔尺寸及其表面粗糙度，以及兩孔平行度公差。 孔的尺寸，由選用的鉸刀尺寸為所以滿足要求，由于采用粗、精鉸加工能滿足表面粗糙度的要求。 如圖2-7所示，為鉆套的極限最大直徑，為鉸刀的最小極限尺寸，為兩者之間的最大間隙，為鉆套長(zhǎng)度，為由于鉆套和鉸刀之間存在間隙而產(chǎn)生的軸線間最大夾角。則兩孔軸線間平行度誤差計(jì)算如下： 圖 2-7 鉸刀與鉆套間隙關(guān)系 兩孔軸線品行度誤差為=+ 其中為兩孔之間鉆套裝配后允許的平行度誤差，為由于兩鉸刀與鉆套間存在間隙而產(chǎn)生的平行度誤差，

9、下面對(duì)進(jìn)行計(jì)算 對(duì)于小孔有： ，由前面分析知，，則，。計(jì)算后得到 對(duì)于 大孔有： ，由前面分析知，，則，。計(jì)算后得到 由此得到Ф25mm、Ф10mm兩孔軸線的最大夾角為算得，則兩孔的平行度誤差為： == 則=+=0.04+0.044=滿足要求。 2.4本章小結(jié) 在本章中，夾具主要用來(lái)加工等臂杠桿Ф25mm的孔。首先應(yīng)明確本夾具中的夾緊定位機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行等臂杠桿Ф25mm的孔加工工序時(shí)，外圓端面已經(jīng)精銑。本道工序的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇表面粗糙度為的外圓端面和外圓表面以此限制工件的五個(gè)自由度，用一個(gè)活動(dòng)V形塊限制另一個(gè)自由度的同時(shí)加緊工件，采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。然后按照有關(guān)公式進(jìn)行切削參數(shù)的計(jì)算，然后對(duì)鉆床夾具必不可少的鉆套和襯套及鉆模板和夾具體進(jìn)行設(shè)計(jì)，還應(yīng)對(duì)夾具精度進(jìn)行分析。 夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。是能否高效、便捷生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。所以對(duì)夾具設(shè)計(jì)也是非常重要的。 7