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1、一、概述
機(jī)床夾具是在金屬切削加工中,用以準(zhǔn)確的確定工件位置,并將其牢固地加緊,以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是:可靠的保證工件的加工質(zhì)量,提高加工效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能,因此,機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。
二、設(shè)計(jì)目的
1) 綜合運(yùn)用已學(xué)過的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)及有關(guān)課程的理論知識(shí)以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得實(shí)際知識(shí),根據(jù)被加工零件的要求,設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具。
2)培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力,掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和步驟。
3)學(xué)會(huì)使用各種手冊(cè)、圖冊(cè)、設(shè)計(jì)表格、規(guī)范等各種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)資料,能夠做到熟練運(yùn)用。
4)能熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)課程中的基本理論,正確地
2、解決一個(gè)零件在加工中的加工基準(zhǔn)的選擇;定位、夾緊;加工方法選擇以及合理安排工藝路線,保證零件的加工質(zhì)量。
5)進(jìn)一步培養(yǎng)機(jī)械制圖、分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文件等基本技能。
三、被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及指定工序的加工要求
被加工零件為一個(gè)輸出軸,材料為45鋼
如圖所示:
工序13 銑鍵槽至尺寸
被加工零件整體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,此零件具有軸盤類結(jié)合的結(jié)構(gòu),中批生產(chǎn),精度要求較高,故加工過程分為粗加工階段,半精加工階段和精加工階段,以保證加工精度要求。大椎內(nèi)孔雖然距軸端為40mm,仍可用頂尖孔定位,保證各部位置精度,使裝夾方便。由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn),加工中需要使用中心架裝夾。要求Φ75+0.0
3、23 +0.003mm,外圓在每一批加工中的工序尺寸要一致,以減少裝夾工件的找正時(shí)間。配鉆工序,應(yīng)在裝配時(shí)與結(jié)合件一起加工,不能作單獨(dú)加工。
本次題目是設(shè)計(jì)加工輸出軸工序13,即銑鍵槽的專用夾具。此鍵槽相對(duì)中心有0.08mm的對(duì)稱度要求,寬度160 -0.05mm,軸底端到鍵槽底端500 -0.17mm,軸的前端為此鍵槽的定位基準(zhǔn),由于是階梯軸,夾緊部分可由后面的外圓來承擔(dān)。
四、設(shè)計(jì)方案的討論
首先來確定定位方案和夾緊方案,一般來說,銑鍵槽只需限制5個(gè)自由度,即軸向旋轉(zhuǎn)的自由度無需消除,但由于軸末端的外圓上有10個(gè)均布的Φ20的孔,并且有位置度要求,所以為了銑這鍵槽必須限制6個(gè)自由度。
4、
方案一 由于銑鍵槽這道工序在這整個(gè)輸出軸加工工序中比較靠后,所以可以利用以加工部位進(jìn)行定位。由于軸末端10個(gè)孔已加工完,可以“一面兩銷”限制6個(gè)自由度進(jìn)行定位,1個(gè)大平面限制3個(gè)自由度,1個(gè)短銷限制2個(gè)自由度,再加1個(gè)削邊銷限制1個(gè)自由度,總共6個(gè)自由度全部消除,為了能夠承受加工時(shí)的切削力,所以在有鍵槽的外圓下端使用調(diào)節(jié)支撐釘作輔助支撐,2個(gè)銷為非標(biāo)準(zhǔn)件可以擰上螺母用來夾緊。
方案二 考慮到輸出軸本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),屬于軸類零件,故采用2個(gè)短V型塊限制4個(gè)自由度,在軸的前端加上支撐釘限制1個(gè)自由度,使輸出軸不能左右移動(dòng),最后利用軸末端已加工好的孔使用定位插銷,限制1個(gè)自由度,使之不能軸向
5、旋轉(zhuǎn)。夾緊裝置采用鉸鏈壓緊裝置。
經(jīng)比較方案一雖然一面兩銷的定位方案比較容易,但是為了夾緊,2個(gè)銷使用的是非標(biāo)準(zhǔn)件,另外鍵槽的定位基準(zhǔn)是軸的前端,如果使用方案一,基準(zhǔn)不重合,造成過大的定位誤差。而定位方案二比較合理,不但消除所有的自由度,并且在前端使用支撐釘定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,減少了定位誤差,夾緊方式可靠。故最終采用方案二作為定位夾緊方案。
五、夾具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的論述
V形塊 V形塊是用的最廣泛的外圓表面定位元件,不論定位基面是否經(jīng)過加工,不論是完整的圓柱面還是局部圓弧都可以采用V形塊定位,其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)中性好,即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線隊(duì)中在V形塊兩斜面的對(duì)稱平面上,而不受定位基面直徑誤差
6、的影響,并且安裝方便,在V形塊定位時(shí),工件具有自動(dòng)對(duì)中作用。V形塊的材料是20鋼。滲碳淬火60-64HRC,滲碳深度0.8-1.2mm。這里采用2個(gè)短V形塊,相當(dāng)于1個(gè)長(zhǎng)V形塊限制4個(gè)自由度。
支承釘 采用固定支承,即高度尺寸固定,不能調(diào)整的支承。這里采用平頭支承釘,與工作接觸面大,常用于定位平面較光滑的工件,即適用于精基準(zhǔn)或已加工表面。這類固定支承釘,一般用碳素工具鋼T8經(jīng)熱處理至55-60HRC。與夾具體采用H7/r6過盈配合,當(dāng)支承釘磨損后,較難更換。若需更換支承釘?shù)膽?yīng)加襯套。
定位插銷 定位銷以H7/r6配合直接壓入夾具體孔中,直徑大于16mm的定位銷,用20鋼,滲碳淬火53
7、-58HRC。這里使用削邊銷,只消除1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
對(duì)刀塊 借助對(duì)刀裝置確定刀具相當(dāng)夾具定位元件的位置,此位置一般固定在夾具體上,由于鍵槽的深度和寬度2個(gè)方向上有要求,所以采用直角對(duì)刀塊。
定位塊 借助定位鍵確定夾具在工作臺(tái)上的位置,定位鍵上部的寬度與夾具體底部的槽采用H7/h6配合,下部寬度依據(jù)銑床工作臺(tái)T形槽規(guī)格決定,亦采用H7/h6配合。二定位鍵組合,起到夾具在銑床上的定向作用,切削過程中也能承受切削扭矩,從而增加了切削穩(wěn)定性。
鉸鏈?zhǔn)綂A緊裝置 采用鉸鏈壓板壓在外圓上,使用手柄螺母鎖緊,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,拆卸方便,夾緊可靠。
六、定位誤差的計(jì)算
加工鍵槽有2個(gè)尺寸要求,1個(gè)是鍵
8、槽寬度相對(duì)中心線的對(duì)稱度要求,由于此次定位方案使用V形塊定位,通過V形塊的對(duì)中性,對(duì)工件沒有影響,所以定位誤差為0.
另一個(gè)是深度,有定位誤差
V形塊 △jb=0.02/2=0.01
△jw=0.02/(2*sin(90/2))=0.014
△dw=0.014-0.01=0.004
七、夾具使用說明
松開手柄壓緊螺母,翻上鉸鏈壓板,放入工件,先靠上支承釘,再在已加工好的Φ20孔上插入定位插銷,最后蓋上壓板,擰緊手柄壓緊螺母。
八、夾具非標(biāo)零件加工工藝過程
零件名稱:夾具體 材料:鑄鐵 生產(chǎn)綱領(lǐng):?jiǎn)蝹€(gè)
9、 單位:mm
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
鑄
鑄造毛坯
2
熱處理
時(shí)效處理
3
銑
銑底面面至相關(guān)尺寸要求
臥式銑床
4
鉆
鉆各檔孔至尺寸
鉆床
5
鉗
攻4處M10孔
2處M14
4處M6
鉗臺(tái)
6
磨
精磨Φ12,2-Φ8,
2-Φ10,2-Φ6至要求
內(nèi)圓磨床
7
銑
銑4凸臺(tái)平面及耳座
立式銑床
8
鉗
去毛刺
9
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)、清洗、入庫
九、小結(jié)
本次夾具設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)習(xí)了《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》進(jìn)行了教學(xué)實(shí)習(xí),及學(xué)習(xí)了一些其他專業(yè)課以后
10、所進(jìn)行的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。不僅培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)的能力而且得到了工程設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)中要求綜合運(yùn)用已學(xué)過的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)及有關(guān)課程的理論知識(shí),以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)際知識(shí),根據(jù)被加工零件的要求,設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理又保證加工質(zhì)量的夾具。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,的確讓本人熟悉并學(xué)會(huì)了借助各種手冊(cè)、圖冊(cè)、設(shè)計(jì)表格、畫圖規(guī)范等各種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)資料來達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。并且,本次的課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步培養(yǎng)了本人在機(jī)械制圖、分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文摘的能力。
十、主要參考資料
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