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1、 第四章 等臂杠桿加工Ф25mm孔夾具設(shè)計 4.1 加工孔Ф25mm夾具設(shè)計 本夾具主要用來擴、鉸大孔。孔尺寸精度要求為，表面粗糙度要求為，其軸線是以后、兩個孔的設(shè)計基準(zhǔn)。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序為等臂杠桿加工的第三道工序，本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 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、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，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)限制工件的五個自由度，用一個活動V形塊限制另外一個自由度實現(xiàn)完全定位，采用與活動V形塊相連的螺旋夾緊機構(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)和機動時間的計算與夾緊力分析 孔加工 一、擴孔：

3、（1）擴孔鉆選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆，其幾何參數(shù)選擇為：、、、、 （2）擴孔切削用量： 1．確定進給量：查表得取0.7~0.84mm/r，根據(jù)Z535機床說明書，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機床說明書，選擇 這時實際擴孔速度為 3．機動時間計算 ，， 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)合金機鉸刀，其幾何參數(shù)選擇為：、、。 2粗鉸切削用量： ①．確定進給量：查表得取0.9~1.4mm/r，根據(jù)Z535機床說明書，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機床說明書，選擇 這時實際擴孔速度為 ③．機動時間計算 ，， 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)合金機鉸刀，其幾何參數(shù)選擇為：、、。 2精鉸切削用量： ①．確定進給量：查表得并根據(jù)Z535機床說明書，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機床說明書，選擇 這時實際擴孔速度為 ③．機動時間計算 ，， 由，得 又有 ，，帶入公式得到： 根據(jù)以上計算，切削用量及

5、機動時間如下： 擴孔： 粗鉸： 精鉸： 本道工序加工時，由于孔支撐面與擴、鉸進給方向相同、對于孔這一懸臂結(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構(gòu)，因此進行夾緊力計算可以省略。 4.2鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計 4.2.1鉆套、襯套設(shè)計 1、孔鉆套的設(shè)計 孔的加工需擴、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間。根據(jù)工藝要求：孔分?jǐn)U、粗、鉸三個工步完成加工。即先用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆擴孔，再用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金機鉸刀粗鉸孔,根據(jù)GB1133-84

6、可知，最后用硬質(zhì)合金機鉸刀精鉸孔。 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 依據(jù)鉆套的設(shè)計可選擇襯套，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)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。 4.2、鉆模板及夾具的設(shè)計 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 利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(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)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后

8、，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進行精度分析和誤差計算。 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、下面對進行計算 對于小孔有： ，由前面分析知，，則，。計算后得到 對于 大孔有： ，由前面分析知，，則，。計算后得到 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構(gòu)，在進行等臂杠桿Ф25mm的孔加工工序時，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自由度，用一個活動V形塊限制另一個自由度的同時加緊工件，采用螺旋夾緊機構(gòu)。然后按照有關(guān)公式進行切削參數(shù)的計算，然后對鉆床夾具必不可少的鉆套和襯套及鉆模板和夾具體進行設(shè)計，還應(yīng)對夾具精度進行分析。 夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對加工質(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。所以對夾具設(shè)計也是非常重要的。 7