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四、專用夾具設計
為了提高勞動生產率,保證加工質量,降低勞動強度,需要設計專用夾具。
按照畢業(yè)設計任務書要求,設計前軸梁φ16mm鉆夾具。
本夾具將用于搖臂鉆床Z3025Bx10。刀具為選擇錐柄麻花鉆,錐柄擴孔復合鉆,擴孔時倒角,選用錐柄機用鉸刀。
4.1、問題的提出:
本夾具主要用來鉆、擴、鉸φ16mm有一定的精度要求,因此,在本道工序加工時,主要應考慮如何保證加工質量,其次才是提高勞動生產率,降低勞動強度。
4.2、夾具設計:
4.2.1、定位基準的選擇:
方案一:以兩彈簧座的四個側面作為粗基準,再用兩個短V形塊支承兩彈簧座背面夾緊。
2、
方案二:以φmm主銷孔及下端面為基準,兩鋼板彈簧座側面為輔助支承裝夾緊。
要加工的兩孔都有一定的精度要求,方案一以未加工的表面作為粗基準,不能滿足。方案二是以精加工后的主銷孔作為精基準,由零件圖可知,φ16mm孔表面有精度要求,為了使加工精度能夠達到要求,應該選擇主銷孔定位的專用夾具。根據六點定位原則,方案一可取。兩鋼板彈簧座側面定位選擇可調支承,主銷孔定位選擇定位銷。為了提高加工效率,縮短輔助時間,準備采用氣動夾緊。
4.2.2、導向元件:
對于鉆夾具,應正確的選擇鉆套的型式和結構尺寸。當工件上被加工的孔需要在一次裝夾下依次進行鉆、擴、鉸孔加工時,由于刀具直徑逐次增大,需采用外徑相同
3、而內孔尺寸隨刀具變更的鉆套來引導刀具,所以選擇快換鉆套。
4.2.3、夾緊力的確定:
(1) 夾緊力方向的確定
確定原則:夾緊力的方向應有利于工件的準確定位,一般要求主夾緊力應垂直于第一定位基準面;夾緊力的方向應與工件剛度高的方向一致,以利于減少工件的變形;夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致,有利于減小夾緊力。
本次設計采用與工件端面垂直方向為夾緊力方向。
(2)夾緊力作用點的選擇
選擇原則:夾緊力的作用點應與支承點對應,或在支承點確定的區(qū)域內;夾緊力的作用點應選擇在工件剛度高的部位;夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位
本次設計的夾緊力作用點靠近零件軸線均勻分布,滿足
4、要求。
(3)夾緊力大小的確定
在計算夾緊力時,將夾具和工件看作一個剛性系統(tǒng),易切削力的作用點、方向和大小處于最不利于夾緊時的狀況為工件受力狀況。根據切削力、夾緊力以及夾緊機構具體尺寸,列出工件的靜力平衡方程式,求出理論夾緊力,再乘以安全系數,作為實際所需夾緊力。
本次設計的夾緊力由計算得出。
4.2.4、切削力和夾緊力的計算:
刀具:錐柄麻花鉆、錐柄擴孔復合鉆、錐柄機用鉸刀
刀具材料:高速鋼
查《機械加工工藝師手冊》表17-16、表17-17得,
鉆孔時: 切削力Fτ=667df0.7KF
式中:d=15.5mm
f=0.25mm (每轉進給量)
5、 KF=()0.75=1
計算得:切削力Fτ=667x15.5x0.250.7x1= 3917.56(N)
在計算切削力時,必須考慮安全系數,安全系數
K=K1K2K3K4
式中:K1-----------------基本安全系數,1.2
K2-----------------加工性質系數,1.0
K3 ----------------刀具鈍化系數,1.3
K4-----------------斷續(xù)切削系數。1.2
則F’=1.2x1.0x1.3x1.2x3917.56= 7333.67(N)
夾緊力在此夾具中,只是為了防止工件在加工過程
6、中的振動和轉動,因此可以很小。
4.3、定位誤差的分析:
工件的主要公差要求為表面粗糙度。φ16mm孔內表面粗糙度為Ra=6.3um。
夾具的主要定位元件是一根銷,該銷的尺寸和公差現(xiàn)定與零件在工作時與其相配的軸的尺寸與公差相同。查表得,φ孔的基本偏差為H7,與之配合的基軸制軸的基本偏差為h6,查表,即為φ
定位銷與零件的最大間隙為
max=0.03-(-0.019)=0.049mm
而零件要求的最小偏差為
min=0-0=0mm
因此最大間隙滿足精度要求。
4.4、夾具操作簡要說明:
如上所述,在設計夾具時,為提高勞動生產率,應首先著眼于機動夾緊,本道工序的鉆床夾具就是選擇了氣動夾緊方式。夾具體通過T形塊固定在搖臂鉆床的工作臺上,在加工時,先松掉螺栓,取下鉆模,將工件主銷孔穿過定位銷放在支承板上,鋼板彈簧座側面靠在支承板凸起處,再套上鉆模,找準位置,擰緊螺栓,將鉆頭對準鉆套進行加工,即可加工出孔。然后取下快換鉆套和襯套,換上擴孔鉆和鉸刀,即可進行擴孔和鉸孔的加工了,加工完成后松掉螺栓,取下鉆模。
夾具裝配圖及相關零件圖見附圖。
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