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夾具設(shè)計(jì)
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。由指導(dǎo)老師的分配,決定設(shè)計(jì)第20道工序銑基準(zhǔn)面A的夾具設(shè)計(jì)
1.1 問題的提出
本夾具主要用于銑基準(zhǔn)面A,因?yàn)榛鶞?zhǔn)面A與基準(zhǔn)C(即Φ25.5H8孔中心線)垂直度公差為0.03,且基準(zhǔn)A的平面度公差為0.01/100,精度要求較高,設(shè)計(jì)夾具時(shí)要特別注意。
1.2 定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)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(zhì)量?;鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求,也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求,所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高加工精度。此為第二道加工工序,我們選擇已經(jīng)加工好基準(zhǔn)C(即Φ25.5H8孔中心線)與其端面做為定位基準(zhǔn),對(duì)應(yīng)元件為圓柱銷,夾具體上Φ80的凸臺(tái),共限制五個(gè)自由度,另一個(gè)自由度則是由活動(dòng)V型塊來完成。
1.3 定位元件的設(shè)計(jì)
本工序的定位基準(zhǔn)為Φ66端面、Φ25.5H8孔及Φ24的外圓面,對(duì)應(yīng)的定位元件為夾具體上Φ80的凸臺(tái)、圓柱銷及活動(dòng)V型塊。
1.4 定位誤差分析
一批工件在卡具中定位時(shí),各個(gè)工件所占據(jù)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(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。
形成原因有兩個(gè),一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。
根據(jù)零件圖可知,T=0.28mm, Td=0.25mm,,。
已知孔的形狀公差為0.28,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,易知此結(jié)果符合。
1.5 切削力的計(jì)算與夾緊力分析
刀具: 采用端銑刀 φ30mm z=24,
機(jī)床: X52K立式銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中: 修正系數(shù)
z=24
代入上式,可得 F=889.4N
因在計(jì)算切削力時(shí),須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中:為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
夾緊力的計(jì)算
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘: 公稱直徑d=12mm,材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)
螺釘疲勞極限:
極限應(yīng)力幅:
許用應(yīng)力幅:
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠,
1.6 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。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖 1.1 夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下:
表 1.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
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
-0.014
-0.045
25
12
5
6.6
6.8
17
+0.023
6
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成,用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
由于本道工序是用來銑基準(zhǔn)面A,所以選用方形對(duì)刀塊。方形對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示:
圖1.2 方形對(duì)刀塊
塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如下圖所示:
圖 1.3 平塞尺圖
塞尺尺寸為:
表 1.2 平塞尺尺寸表
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
1.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于操作,降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了活動(dòng)V型塊的夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃。邢髁π?,所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
夾具裝配圖如下:
夾具體附圖如下