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4 銑尺寸80面夾具設(shè)計(jì)
4.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來(lái)粗、精銑尺寸80面,該尺寸80面對(duì)孔的中心線要滿足對(duì)稱度要求以及其尺寸80面兩邊的平行度要求。在銑此尺寸80面時(shí),為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí),應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.2定位基準(zhǔn)的選擇
由于是第一道工序,所以定位基準(zhǔn)只能采用毛坯表面進(jìn)行定位;選擇32*90平面進(jìn)行定位,可控制零件的Z移動(dòng)、X轉(zhuǎn)動(dòng)、Y轉(zhuǎn)動(dòng)等3個(gè)自由度;右端42平面與32右面之間的距離位22,故可采用2個(gè)定位銷進(jìn)行定位,可控制其Y軸移動(dòng)、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)自由度;X軸移動(dòng)自由度可通過(guò)V型塊定Φ82外圓。
4.3 切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具:錯(cuò)齒三面刃銑刀(硬質(zhì)合金)
刀具有關(guān)幾何參數(shù):
由參考文獻(xiàn)[5]5表1~2~9 可得銑削切削力的計(jì)算公式:
有:
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值,即:
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算:
式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn)[5]1~2~1可知其公式參數(shù):
由此可得:
所以
用氣動(dòng)元件作為夾緊元件,活塞桿是氣缸傳遞力的主要零件,它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動(dòng)沖擊等多種作用,必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。其材料取Q235鋼。
在這取負(fù)載約為10000N,初選氣缸的設(shè)計(jì)壓力P1=3MPa,為了滿足工作這里的氣缸課選用單桿式的,并在快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接,則氣缸無(wú)桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應(yīng)滿足A1=2A2(即氣缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應(yīng)滿足:d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖,氣缸需保持一定的背壓,暫取背壓為0.5MPa,并取氣缸機(jī)械效率。則氣缸上的平衡方程
故氣缸無(wú)桿腔的有效面積:
氣缸直徑
氣缸內(nèi)徑:
按GB/T2348-1980,取標(biāo)準(zhǔn)值D=80mm;因A1=2A,故活塞桿直徑d=0.707D=56mm(標(biāo)準(zhǔn)直徑)
則氣缸有效面積為:
現(xiàn)設(shè)計(jì)一種機(jī)構(gòu),設(shè)夾緊機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的夾緊力為,鉸鏈壓板的受力分析如下圖2.10所示:
圖2.10受力分析
由受力分析計(jì)算得:
= (選定=)【6】
式中,—夾緊機(jī)構(gòu)效率,取值為0.9;
—螺栓的許用夾緊力,單位:。
當(dāng)螺桿的螺紋公稱直徑為M12時(shí),可查表得:=5620N。
所以,==2=2×5620×0.9=10116N
因>=9015N,故夾緊機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。
4.4 誤差分析與計(jì)算
該夾具以一面兩銷定位,兩定位銷孔尺寸公差為。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)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示:
由參考文獻(xiàn)[5]可得:
⑴ 定位誤差 :
其中:
,
,
,
⑵ 夾緊誤差 :
其中接觸變形位移值:
查[5]表1~2~15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差:通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差:取
誤差總和:
從以上的分析可見(jiàn),所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
4.5.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來(lái)定位,其參數(shù)如下表:
表5.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
14~18
16
15
~0.011
22
5
1
4
M12
4
表5.2 定位棱銷
d
H
d
公稱尺寸
允差
40~50
20
22
+0.034
~0.023
65
5
3
8
1
6
1.5
4.5.2夾緊裝置的選用
該夾緊裝置選用移動(dòng)壓板,其參數(shù)如表5.3:
表6.3 移動(dòng)壓板
公稱直徑
L
6
45
20
8
19
6.6
7
M6
5
4.5.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩,可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷,加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖6.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4:
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
~0.012
~0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成,用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如圖6.3所示:
圖5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5:
表5.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
~0.006
0.25
4.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述,應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式,在夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小,經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動(dòng)夾緊方式(螺旋夾緊機(jī)構(gòu))。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過(guò)程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
首先將定位銷,V型塊,壓緊螺釘壓塊等部件安裝到夾具體上,然后將夾具安裝到機(jī)床上并找正。
安裝零件時(shí)首先將32*90平面與定位面進(jìn)行貼合,同時(shí)將其尺寸32的右面與2個(gè)定位銷貼合,再將Φ82外圓與V型塊貼合,然后擰緊螺釘,壓緊即可。
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