夾具設(shè)計(jì)部分

三、夾具的設(shè)計(jì)本次的夾具為—工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）而設(shè)計(jì)的。本工序所加工的孔是位于Φ30凸臺(tái)平面內(nèi)，孔徑不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大等原因，采用翻轉(zhuǎn)式鉆模。這道工序所加工的孔在Φ30凸臺(tái)平面上，且與土臺(tái)面垂直，平行度△A=0.1。根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案有：工件以Φ25＋0.052mm孔及端面和水平面底、Φ30的凸臺(tái)分別在臺(tái)階定位銷、支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。鉆Φ8（H7）mm孔時(shí)工件為懸臂，為防止工件加工時(shí)變形，采用了螺旋輔助支承，當(dāng)輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。2、選擇定位元件（1）選擇帶臺(tái)階面的定位銷，作為以φ25H9孔及其端面的定位元件。定位副配合取。（2）選擇可調(diào)支承釘為φ8（H7）孔外緣毛坯一側(cè)防轉(zhuǎn)定位面的定位元件,用鎖緊螺的端面增設(shè)一螺旋輔助支承，輔助支承與工件接觸后，用螺母將其鎖緊。3、計(jì)算夾緊力并確定螺桿直徑），需夾緊力與切削力F之間的關(guān)系為：=KF，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻(xiàn)得，當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時(shí)，由前面的計(jì)算可知F=1279N。所以，=KF=1279×3N=3837N，由此可以知道，選擇一個(gè)M30的螺旋輔助支承。一是為了承受切削力的沖擊，二是為了防止工件在加工時(shí)變形，因?yàn)殂@φ8（H7）孔時(shí)，工件為懸臂。4、定位誤差計(jì)算（1）加工φ8H7時(shí)孔距尺寸84±0.2mm的定位誤差計(jì)算，由于基準(zhǔn)重合，故：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。而基準(zhǔn)位移誤差為定位孔(φ25H9)與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為φ其基準(zhǔn)也符合設(shè)計(jì)要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸84±0.2mm的定位要求。（2）加工φ8H7孔時(shí)軸線平行度0.15mm的定位誤差計(jì)算，由于基準(zhǔn)重合，故：0.015+0.015=0.03mm故:0.052+0.052mm=0.104mm所以有：0.03+0.104mm=0.134mm此方案能滿足平行度0.15mm的定位要求。二、夾具設(shè)計(jì)1、定位基準(zhǔn)的選擇本夾具用于在搖臂鉆床上加工后托架的三桿孔，工件以底平面限制三個(gè)自由度、側(cè)面和蓋板平面為定位基準(zhǔn)。為了縮短輔助時(shí)間，采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。2、切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：硬質(zhì)合金刀具，φ24mm，Z=4mm①切削力查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-9,得銑削力計(jì)算公式：SZz式中P───鉆削力t───鉆削深度，72mmSz───每齒進(jìn)給量，0.15mmD───鉆刀直徑，24mmB───鉆削寬度，1.5mmZ───鉆刀齒數(shù)，4所以：P=490X241.0X0.150.74X24-1.0X1.50.9X4=856(N)②夾緊力查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-11,查得工件以孔定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式：式中Q───夾緊力K───安全系數(shù)D───工件與支撐面接觸的最大長(zhǎng)度，120mmu1───工件與支撐面之間的摩擦系數(shù)，0.2u2───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù)，0.16D1───壓板直徑，36mmD2───支撐面直徑，50mmd───支撐釘?shù)闹睆剑?0mm其中K0───基本安全系數(shù)，1.2K1───加工性質(zhì)，1.2K3───切削特點(diǎn)，1.0K4───夾緊力的穩(wěn)定性，1.3K5───手動(dòng)夾緊時(shí)的手柄位置，1.0K6───僅有力矩時(shí)工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支撐面接觸的情況，1.0所以：K=1.2X1.2X1.3X1.0X1.3X1.0X1.0=2.4336則所需夾緊力Q=4436(N)查《機(jī)床夾具手冊(cè)》表1-2-26，查得螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的計(jì)算公式：式中WQ───產(chǎn)生的夾緊力MK───實(shí)際所需夾緊力，4436Nr1───螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑，0φ1───螺桿端部與工件間的摩擦角，a───螺紋升角，00471r2───螺紋中徑一半，11.6751φ2───螺旋副當(dāng)量摩擦角，80321η0───除夾緊機(jī)構(gòu)之外的效率，0.85~0.95WQ=計(jì)算得出WQ=6989N大于所需夾緊力4436N，故本夾具可安全工作。3、定位誤差的分析①零件圖樣上規(guī)定φ40mm與其位置公差0.10的轉(zhuǎn)角公差為750，故要求φ30mm的公差小于750，則符合要求。②零件圖樣上規(guī)定φ30.2mm與其位置公差0.10的轉(zhuǎn)角公差為1000，故要求φ25.5mm的公差小于1000，則符合要求。③零件圖樣上有φ40mm的孔以A面為基準(zhǔn)的平行度要求為100：0.07，則為35mm時(shí)為0.0245,與其要求公差為0.014,則符合要求。④零件圖樣上有φ30.2mm，以A、B為基準(zhǔn)的平行度要求分別為100：0.07和100:0.08,算得結(jié)果分別為：0.024和0.028，也是符合要求。6夾具的設(shè)計(jì)6.1設(shè)計(jì)主要問(wèn)題的提出為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具，經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第8道工序——銑寬為18H11mm槽的銑床夾具。本夾具將用與X62W臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工。本夾具主要用來(lái)銑寬為18H11mm的槽，采用寬為15mm的精密級(jí)高速鋼直齒三面刃銑刀，二次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。6.2夾具設(shè)計(jì)過(guò)程6.2.1定位基準(zhǔn)的分析由零件圖可知，18H11槽設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右端面為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工了的右端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。6.2.2切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀銑刀參數(shù)：L=10D=100mmd=30mmro=15°ao=12°an=6°Z=24Fc=CFcapfZ0.65ae0.83d0-0.83ZKFc（由《金屬切削原理與刀具》表15.7查得）CFc=282ap=10mmfZ=0.02mm/sae=25mmdo=100Z=24kFc=(HB/198)0.55解得Fc=200N在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)K=k1k2k3k4查資料，有：k1為基本安全系數(shù)1.5k1為加工性質(zhì)系數(shù)1.1k1為刀具鈍化系數(shù)1.1k1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1切削力為F=K×Fc=1.5×1.1×1.1×1.1×200=400N實(shí)際夾緊力為Fj=FK/U1U2=400/0.5=800N，其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1U2=0.5螺母選用M16X1.5細(xì)牙三角螺紋，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》螺紋聯(lián)接的預(yù)緊力公式，產(chǎn)生其中：T=19000N.Md2=14.8mmψ=2029,D0≈1.5dfc=1.5φv=arctan1.155f(f為摩擦系數(shù)，無(wú)潤(rùn)滑時(shí)f≈0.1～0.2)解得F0=10405N此時(shí)螺母的夾緊力F0已大于所需的800(N)的加緊力，故本夾具可安全工作。6.2.3定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無(wú)極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。6.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.