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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。
由指導老師的分配,決定設計第1道工序粗銑孔的大端端面的銑床夾具。
1 問題的提出
本夾具主要用于粗銑孔的大端端面,精度要求不高,為此,只考慮如何提高生產效率上,精度則不予考慮。我們以Φ110外圓及其端面、55外圓作為定位基準。
2 定位基準的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理,否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?;鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求,從保證零件的加工精度要求出發(fā),合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求,也沒有較高的平行度和對稱度要求,所以我們應考慮如何提高勞動效率,降低勞動強度,提高加工精度。以Φ110的外圓面及其端面作為定位基準,R27.5的外圓面作為輔助基準,實現工件的完全定位。
3 切削力及夾緊力計算
(1)刀具: 采用W18Cr4V套式面銑刀
機床: X52K立式升降銑床
工件在加工時,受到切削合力F的作用,F可分解為水平和垂直方向的切削分力F和F,F和F可通過切向銑削力F分別乘一個系數來得到。在對稱銑削的情況下,F=(1~1.2)F,F=(0.2~0.3)F
F=9.81
式中 F——銑削力,N
C——影響系數,大小與實驗條件有關;
a——銑削寬度,mm
a——每齒進給量,mm/齒
d——銑刀直徑,mm
a——銑削深度,mm
Z ——銑刀齒數
K——修正系數
已知 a=3,a=140,a=0.2,d=160,Z=16,C=68.3,
則 K=(
F=9.8168.330.2160140160.965=11539N
故水平分力F=1.1 F=12692N,垂直分力F=0.3 F=3462N
由于工件主定位面是下端面,故選擇夾緊力的作用方向為水平方向作用于下端面上。當夾緊力水平作用于工件上時,所需要的計算夾緊力F為
F= F+=12692+=30902(N)
實際所需夾緊力與計算夾緊力之間的關系為
F=K F=2.530902=77255(N)(K為安全系數,見表3-1中K=2.5)
夾緊機構所能產生的夾緊力F
F=
式中 ——夾緊機構效率,取0.9
F——螺栓的許用夾緊力,N
選定==100,當螺桿螺紋公稱直徑為M20時,
查表可得F=188410N,所以
F=2 F=21884100.9=339138N
F > F
經校核: 滿足強度要求,夾具安全可靠,
4 定位誤差分析
(1) 定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為兩固定V型塊和一檔銷
(2) 一批工件在卡具中定位時,各個工件所占據的位置不完全一致,因此使加工后,各工件加工尺寸的不一致,而形成誤差,即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。
形成原因有兩個,一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。
根據零件圖可知,T=0.28mm, Td=0.25mm,,。
已知孔的形狀公差為0.28,根據經驗公式,易知此結果符合。
5 夾具設計及操作簡要說明
如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了兩個半圓弧定位和夾緊工件,主要的作用力為螺栓與螺母的配合,此夾具夾緊力不大,故用手動搬手即可夾緊。
夾具裝配圖附圖如下
夾具體附圖如下