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第2章 搖臂支架銑兩耳朵端面夾具設(shè)計
2.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗、精銑銑兩耳朵端面,要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時,為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時,應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
2.2定位基準(zhǔn)的選擇
首先必須明確其加工時應(yīng)如圖所示,這樣水平放置,便于加工。那么要使其完全定位,可以采用:一面加支撐板和滑動V型塊定位,這樣既簡單又方便。一底面限制的自由度有3個,限制兩個自由度,一個滑動V型塊限制限制一個自由度,為使定位可靠,加工穩(wěn)定,我所設(shè)計的定位方案,總共限制了工件的全部6個自由度,屬于完全定位。
在該定位方案中,一個支撐面頂住,限制了z軸的移動,z軸的旋轉(zhuǎn),y軸的旋轉(zhuǎn)三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動,x軸的移動,一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉(zhuǎn),這樣6個自由度全部被限制
根據(jù)上面敘述選擇方案。
2.3 切削力及夾緊分析計算
刀具:錯齒三面刃銑刀(硬質(zhì)合金)
刀具有關(guān)幾何參數(shù):
由參考文獻[5]5表1~2~9 可得銑削切削力的計算公式:
有:
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值,即:
安全系數(shù)K可按下式計算:
式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻[5]1~2~1可知其公式參數(shù):
由此可得:
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
選用夾緊螺釘夾緊機 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: 公稱直徑d=20mm,材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限:
極限應(yīng)力幅:
許用應(yīng)力幅:
螺釘?shù)膹姸刃:耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=2.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核: 滿足強度要求,夾具安全可靠,
使用快速螺旋定位機構(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
由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
2.4 誤差分析與計算
為了滿足工序的加工要求,必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示:
由參考文獻[5]可得:
⑴ 兩V型塊定位誤差 :
其中:
,
,
,
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
⑷ 夾具相對刀具位置誤差:取
誤差總和:
從以上的分析可見,所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
2.5 零、部件的設(shè)計與選用
定向鍵與對刀裝置設(shè)計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺的T型槽,使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時,螺栓夾緊夾具可以降低負荷,加強加工夾具牢固。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖2.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=14mm 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
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
14
~0.012
~0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成,用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示:
圖2.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5:
表2.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
~0.006
0.25
2.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
當(dāng)夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時,影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換V型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式,在夾緊和松開工件時比較費時費力。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大,在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。由于該工件體積小,經(jīng)過方案的認真分析和比較,選用了手動夾緊方式(螺旋夾緊機構(gòu))。
此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時,影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換V型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
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