K375-U形撥叉加工工藝及鉆擴鉸Φ20孔夾具設計參考素材
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第3章 鉆擴鉸20孔夾具設計3.1設計要求為了提高勞動生產,保證加工質量,降低勞動強度,需要設計專用夾具。上面即為鉆擴鉸20孔的專用夾具,本夾具將用于Z3050搖臂鉆床。本夾具無嚴格的技術要求,因此,應主要考慮如何提高勞動生產率,降低勞動強度,精度不是主要考慮的問題。3.2夾具設計3.2.1 定位基準的選擇為了提高加工效率及方便加工,決定材料使用高速鋼,用于對進行加工,準備采用手動夾緊。工件的工序基準、已加工表面決定了機床夾具的方位方案,如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等;定位方案的選擇依據六點定位原理和采用的機床加工方法,定位方案不一定要定六個自由度,但要完全定位。工件的待加工表面是選擇機床、刀具的依據。確定夾緊機構要依據零件的外型尺寸,選擇合適的定位點,確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構不能與刀具的運動軌跡相沖突。選擇40外圓面以及兩側端面做為定位基準進行加工。3.2.2 切削力及夾緊力的計算 1) 計算最大切削力 = 小于拉床額定拉力, 則: =根據工件受力切削力、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,再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即:安全系數K可按下式計算有:式中:為各種因素的安全系數,查參考文獻5表可得: 所以有: 該孔的設計基準為中心軸,故以回轉面做定位基準,實現“基準重合”原則;參考文獻,因夾具的夾緊力與切削力方向相反,實際所需夾緊力F夾與切削力之間的關系F夾KF軸向力:F夾KF (N)扭距:Nm由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結構簡單、操作方便,決定選用螺旋夾緊機構。3.3定位誤差的分析(1) V型塊定位誤差注:V型塊夾角=90?;鶞饰灰普`差:工件以外圓柱面在V型塊定位,由于工件定位面外圓直徑有公差D,因此對一批工件來說,當直徑由最小DD變大到D時,工件中心(即定位基準)將在V型塊的對稱中心平面內上下偏移,左右不發(fā)生偏移,即工件由變大到,其變化量(即基準位移誤差)從圖(a)中的幾何關系退出:Y=基準不重合誤差:從圖(b)中設計基準與定位基準不重合,假設定位基準不動,當工件直徑由最小DD變到最大D時,設計基準的變化量為,即基準不重合誤差B=。從圖(c)中可知,設計基準為工件的下母線。即,上述方向由a到a與定位基準變到的方向相反,故其定位誤差D是Y與B之差. D=YB=0.207D=0.2070.01=0.00207D=0.00207T 即滿足要求 夾緊誤差 : 其中接觸變形位移值: 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差:通常不超過 夾具相對刀具位置誤差:取誤差總和:從以上的分析可見,所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.3機床夾具的總體形式機床夾具的總體形式一般應根據工件的形狀、大小、加工內容及選用機床等因素來確定。夾具的組成歸納為:1)定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。2)夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。3)導向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。4) 動力裝置在成批生產中,為了減輕工人勞動強度,提高生產率,常采用氣動、液動等動力裝置。5) 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體,并通過它將整個夾具安裝在機床上。6)其他元件及裝置 根據加工需要來設置的元件或裝置。2.3.1確定夾具體:夾具體上一般不設定位和定向裝置,特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時,但夾具體底板上一般都設有翻邊或留一些平臺面,以便夾具在機床工作臺上固定。夾具體一般是設計成平板式(有些夾具體鑄造成特殊形狀),保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構和聯接體,并于機床可靠聯接。2.3.2確定聯接體:聯接體是將導向裝置與夾具體聯接的工件,設計時主要考慮聯接體的剛性,合理布置聯接體的位置,給定位元件、夾緊機構留出空間。此夾具體的聯接裝置通過內六角螺栓和圓柱銷來定位,考慮到剛性問題,在相對應的位置上在用一個聯接體支承鉆套板,同樣用內六角螺栓定位。2.4繪制夾具零件圖對裝配圖中需加工的零件圖均應繪制零件圖,零件圖應按制圖標準繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。1.零件圖盡可能按1:1繪制。2.零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術要求應根據裝配圖上的配合種類、位置精度、技術要求而定。3.零件的其他尺寸,如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應標注完整。4.零件圖名稱:零件圖1定位軸 零件圖2支柱 零件圖3夾具體零件圖4鉆模板2.5 繪制夾具裝配圖 1.裝配圖按1:1的比例繪制,用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結構及夾具的工作原理。2.視工件為透明體,用雙點劃線畫出主要部分(如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面)。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置的位置。3.按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構。4.畫出夾具體及其它聯接用的元件(聯接體、螺釘等),將夾具各組成元件聯成一體。此機床夾具要用到的零件如下:(1) 螺紋加緊機構壓板 (2) 六角螺母-C級 (3) 雙頭螺柱(4) 定心軸1(5) 六角螺母-C級(6)定位大平面(7)六角螺母-C級 (8)開口墊圈 8(9)銷軸(10)后支柱(11)內六角圓柱頭螺釘 (12)后支柱 (13)內六角圓柱頭螺釘 (14)圓柱銷(15)開口銷(16)夾具體(17)圓柱螺旋壓縮彈簧5.標注必要的尺寸、配合、公差等(1)夾具的外形輪廓尺寸,所設計夾具的最大長、寬、高尺寸。(2)夾具與機床的聯系尺寸,即夾具在機床上的定位尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。(3)夾具與刀具的聯系尺寸,如用對刀塊塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸及公差。(4)夾具中所有有配合關系的元件間應標注尺寸和配合種類。(5)各定位元件之間,定位元件與導向元件之間,各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差。6.夾具裝備圖上應標注的技術要求(1)定位元件的定位面間相互位置精度。 (2)定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。 (3)定位表面與導向元件工作面間的相互位置精度。 (4)各導向元件的工作面間的相互位置精度。 (5)夾具上有檢測基準面的話,還應標注定位表面,導向工作面與該基準面間的位置精度。 對于不同的機床夾具,對于夾具的具體結構和使用要求,應進行具體分析,訂出具體的技術要求。設計中可以參考機床夾具設計手冊以及同類的夾具圖樣資料。7.對零件編號,填寫標題欄和零件明細表: 每一個零件都必須有自己的編號,此編號是唯一的。在工廠的生產活動中,生產部件按零件編號生產、查找工作。 完整填寫標題欄,如裝配圖號、名稱、單位、設計者、比例等。 完整填寫明細表,一般來說,加工工件填寫在明細表的下方,標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意,不能遺漏加工工件和標準件、配套件。8.機床夾具應滿足的基本要求包括下面幾方面:1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關鍵是正確的定位、夾緊和導向方案,夾具制造的技術要求,定位誤差的分析和驗算。2)夾具的總體方案應與年生產綱領相適應 在大批量生產時,盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構和動力裝置,提高自動化程度,符合生產節(jié)拍要求。在中、小批量生產時,夾具應有一定的可調性,以適應多品種工件的加工。3)安全、方便、減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮,必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣,要有合適的工件裝卸位置和空間,使工人操作方便。大批量生產和工件笨重時,更需要減輕工人勞動強度。4)排屑順暢 機床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度,切屑的熱量使工件和夾具產生熱變形,影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間,降低生產率。因此夾具設計中要給予排屑問題充分的重視。5)機床夾具應有良好的強度、剛度和結構工藝性 機床夾具設計時,要方便制造、檢測、調整和裝配,有利于提高夾具的制造精度。3.5夾具設計及操作的簡要說明由于是大批大量生產,主要考慮提高勞動生產率。因此設計時,需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計,用移動夾緊的大平面定位三個自由度,定位兩個自由度,用定位塊定位最后一個轉動自由度。此時雖然有過定位,但底面是經精銑的面,定位是允許的。
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