組合專機-劉文日--鉆孔組合機床設(shè)計,組合,專機,劉文,鉆孔,機床,設(shè)計 大連海洋大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 夾具設(shè)計 3 夾具設(shè)計 機床夾具設(shè)計在組合機床設(shè)計中占有重要的地位。它的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。 本夾具主要是用來鉆沿φ305圓周方向性四等分平均分四個M8螺紋底孔孔， 整個需要加工的孔的位置尺寸用機床和夾具就能直接保證。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何保證垂直度要求的前題下，提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。為了很好利用工廠實際設(shè)備和提高生產(chǎn)率，設(shè)計專用夾具進(jìn)行加工。 3.1 機床夾具的概述 3.1.1機床夾具的組成 (1)定位元件和定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置，如V形塊，定位銷，凡是夾具都有定位元件，它是實現(xiàn)夾具基本功能的元件。 (2)夾緊元件和夾緊裝置 用于固定工件以獲得的正確位置的元件或裝置。工件在夾具定位之后引進(jìn)加工之前必須將工件夾緊，使其在加工時在切削力的作用下不離開已獲得的定位，有時同一個元件既能定位，也具有夾緊的雙重功效。 (3)導(dǎo)向元件 確定刀具的位置并引導(dǎo)刀具的元件，它也可以供鉆鏜類夾具在機床上安裝時做基準(zhǔn)找正用。 (4)夾具體 夾具體也稱為夾具本體，用于將各種元件，裝置連于一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上，一般采用鑄鐵制造，它是保證夾具的剛度和改善夾具動力學(xué)特性的重要部分。如果夾具體的剛性不好，加工時將要引起較大的變形和震動，產(chǎn)生較大的加工誤差。 3.1.2機床夾具的類型 機床夾具的種類很多，形狀千差萬別，為了設(shè)計和制造方便，一般按某一屬性進(jìn)行分類，如按所使用的機床分：車床夾具，銑床夾具，鏜床夾具，磨床夾具和鉆床夾具。 3.2工件結(jié)構(gòu)特點分析 在對離合器壓盤結(jié)構(gòu)分析及所要求加工的4個M8螺紋底孔孔所處的特殊位置，要達(dá)到了要求的精度并不困難，可以采用支承板以底面為主定位面，保證兩端面與底面之間的垂直度要求。 3.3工件定位方案和定位元件的設(shè)計 工件在夾具中的定位就是要確定工件與夾具定位元件的相對位置，并通過到向元件或?qū)Φ堆b置來保證工件與刀具之間的相對位置，從而滿足加工精度的要求，工件在夾具中的定位一定要通過定位元件，并以六點定位原理分析所限制工件的自由度。本夾具采用了大平面、擋銷、心軸定位，其中大平面限制了三個自由度分別是X、Y、Z方向的移動；擋銷限制了一個旋轉(zhuǎn)自由度；心軸限制了兩個自由度。 3.4夾緊方案和夾緊元件的設(shè)計 工件在切削過程中會受到切削力、慣性力等作用，因此必須夾緊以保證定位，典型的夾緊裝置是由夾緊元件、中間傳力機構(gòu)和動力源裝置所組成。夾緊元件是執(zhí)行夾緊的最終元件，是直接與零件接觸來完成夾緊的。中間傳力機構(gòu)是傳傳遞動力源裝置的力到夾緊元件來完成夾緊，它可以改變夾緊力的大小、方向和使夾緊具有自鎖性能。動力裝置是產(chǎn)生夾緊力的動力源，所產(chǎn)生的力稱為原始力。 夾緊裝置在夾緊過程中有一定的要求： (1)夾緊裝置應(yīng)保證工件定位，而不能破壞工件的定位。 (2)夾緊力的大小應(yīng)能保證工件在加工時的位置不變，同時又不能使工件產(chǎn)生變形。 (3)夾緊力的方向應(yīng)和切削力方向相應(yīng)，使夾緊力減小。 (4)夾緊裝置的動作應(yīng)迅速、方便、安全。 (5)夾緊裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理、制造方便。 由于該道工序是鉆φ6.5孔，此零件屬于中批量生產(chǎn)，并且切削力較小，所以力求夾具設(shè)計簡單，降低成本的原則。則本夾具采用螺栓夾緊及一個壓環(huán)夾緊。 3.5夾具的性能及優(yōu)點 （1）剛性好 該夾具在高轉(zhuǎn)速、大吃刀的情況下不會產(chǎn)生振動，自動定心效果優(yōu)于三爪卡盤。套筒用鑄鐵件制造，無薄弱環(huán)節(jié)。整個機構(gòu)不存在剛性不足、偏載和偏心現(xiàn)象。 （2）應(yīng)用范圍廣 此夾具更換不同直徑的彈簧套筒，可以加工不同直徑的同類產(chǎn)品，通用性好。 （3）精度保證較高 使用可脹心軸車床夾具，消除了工件的定位間隙，有效地保證了被加工零件的位置精度。經(jīng)實驗證明其定位精度可達(dá)0.01mm。 3.6夾具體的設(shè)計 夾具體的設(shè)計是整個夾具的基礎(chǔ)零件，定位元件、夾緊裝置、連接元件、導(dǎo)向元件或?qū)Φ堆b置等都要求裝在它上面，因此夾具體是一個復(fù)雜而又重要的零件，而且必須滿足一定的要求： 1）夾具體要有足夠的剛度，承受夾緊力及加工時的切削力，一般夾具體為鑄件，但也可是焊接件。 2）夾具體一般應(yīng)考慮搬運的吊裝問題，以方便夾具的安裝對于小規(guī)模當(dāng)然可以不考慮吊裝，但也應(yīng)該考慮搬運的問題。 3）夾具體上應(yīng)考慮排屑和清理切屑方便。 4）夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)考慮夾具體的穩(wěn)定性，夾具底面可以做的稍大些。 5）由于夾具體一般都比較復(fù)雜，故要考慮結(jié)構(gòu)工藝性，對加工和安裝都應(yīng)該合理、方便。則該夾具體的基本要求為：1060590。 3.7誤差的分析與計算 該夾具以底平面、上端面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。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)定的工序公差。 M8螺紋孔軸線與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由《互換性與技術(shù)測量》表可知： ?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為 由《機床夾具設(shè)計手冊》可得： ① 定位誤差（兩個垂直平面定位）： ② 夾緊誤差 ： (3.1) 其中接觸變形位移值： (3.2) 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ③ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： (3.3) 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。 3.8夾具精度分析計算 夾具精度計算是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機床上加工工件時，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，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有： 1）因工件在夾具中定位不準(zhǔn)確，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差Δdw。 2）因夾具在機床上安裝不準(zhǔn)確，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差Δa。 3）因刀具相對夾具位置不準(zhǔn)確，或刀具與導(dǎo)向、對刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差Δt。 4）因機床精度、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差Δg。 為了使夾具能加工出合格的工件，上述各項誤差的總和應(yīng)不超過工序尺寸（或位置要求）的公差Δk。即 Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk (3.4) 上式稱為誤差計算不等式，其中各項誤差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸（包括位置精度要求）不止一個，則只有在每個工序尺寸的誤差計算不等式都能滿足要求時，所設(shè)計的夾具才能保證加工要求。 對夾具而言， 1） 工件在夾具中的定位誤差在前面已經(jīng)分析。即Δdw=0.07mm。 2） 夾具的安裝誤差Δa，夾具的安裝誤差是夾具在機床上安裝時，因夾具的安裝面偏離了規(guī)定的位置，從而使原始基準(zhǔn)發(fā)生移動而在工序尺寸產(chǎn)生的偏差，采用定位鍵進(jìn)行定位，則安裝誤差Δa=0.005mm。 3） 刀具位置誤差Δt的確定，刀具位置誤差是刀具相對于夾具位置不準(zhǔn)確引起的誤差，或刀具與導(dǎo)向、對刀元件間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差，這項誤差又稱刀具調(diào)整誤差，則Δt=0.07mm。 4） 加工方法誤差Δg，因為加工方法誤差具有很大的偶然性，很難進(jìn)行精確的計算，因此常?。?/3~1/2）Δk作為加工方法和精度儲備之用，則Δg=0.62=0.3m。 所以,按概率法相加得 (3.5) 經(jīng)過計算則這個定位方式是可行的，滿足夾具精度要求，整個夾具設(shè)計合理。 3.9 夾具操作的簡要說明 5） 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該請注意在保證加工要求的前題下，盡量提高勞動生產(chǎn)率。 6） 為此，根據(jù)本夾具的特點，應(yīng)采用手動夾緊較為方便。所以基本的操作為： 7） 將工件裝在心軸上，并保證擋銷和工件凸塊接觸，然后放上壓環(huán)，擰緊螺母。從而達(dá)到夾緊的要求。加工完后取工件時，則和前面的步驟剛好相反。 8） 夾具的裝配圖見附錄。 - 37 -