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4 粗銑右端面專用夾具設計
為了提高勞動生產率,保證加工質量,降低勞動強度。在加工此零件時,需要設計專用夾具。
利用本夾具主要用來粗銑右端面,要滿足對稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此面時,為了保證技術要求,最關鍵是找到定位基準。同時,應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。
4.1定位基準的選擇
首先必須明確其加工時應如圖所示,這樣水平放置,便于加工。那么要使其完全定位,可以采用:
在該定位方案中,一個支撐面頂住,一個支撐面 有一組(2塊支撐板B型支承板JB/T 8029.1-1999限制了z軸的移動,z軸的旋轉,y軸的旋轉三個移動自由度。
4.2 切削力及夾緊分析計算
刀具:錯齒三面刃銑刀(硬質合金)
刀具有關幾何參數:
由參考文獻[5]5表1~2~9 可得銑削切削力的計算公式:
有:
根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值,即:
安全系數K可按下式計算:
式中:為各種因素的安全系數,查參考文獻[5]1~2~1可知其公式參數:
由此可得:
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結構簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構。
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面右的摩擦系數,取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘: 公稱直徑d=20mm,材料鋁合金鋼 性能級數為6.8級
螺釘疲勞極限:
極限應力幅:
許用應力幅:
螺釘的強度校核:螺釘的許用切應力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經校核: 滿足強度要求,夾具安全可靠,
使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊,調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力
由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結構簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構。
4.3 誤差分析與計算
會產生如下誤差:
(1)V型塊定位誤差:
注:V型塊夾角α=90°。
基準位移誤差:
工件以外圓柱面在V型塊定位,由于工件定位面外圓直徑有公差δD,因此對一批工件來說,當直徑由最小D-δD變大到D時,工件中心(即定位基準)將在V型塊的對稱中心平面內右下偏移,左右不發(fā)生偏移,即工件由變大到,其變化量(即基準位移誤差Δ)從圖(a)中的幾何關系退出:
ΔY==
基準不重合誤差:
從圖(b)中設計基準與定位基準不重合,假設定位基準不動,當工件直徑由最小D-δD變到最大D時,設計基準的變化量為,即基準不重合誤差ΔB=。
從圖(c)中可知,設計基準為工件的下母線。即,右述方向由a到a′與定位基準變到的方向相反,故其定位誤差ΔD是ΔY與ΔB之差.
ΔD=ΔY-ΔB=-=0.207δD=0.207×0.01=0.00207
ΔD=0.00207<T 即滿足要求
(2) 夾緊誤差 :
其中接觸變形位移值:
查[5]表1~2~15有。
(3) 磨損造成的加工誤差:通常不超過
(4)夾具相對刀具位置誤差:取
誤差總和:
從以右的分析可見,所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.4 定向鍵與對刀裝置設計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。通過方向鍵的協(xié)調與銑床工作臺的T型槽,使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產生的扭矩銑削時,螺栓夾緊夾具可以降低負荷,加強加工夾具牢固。
根據GB2207—80定向鍵結構如圖所示:
圖3.1 夾具體槽形與螺釘
根據T形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結構尺寸如表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
14
~0.012
~0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成,用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺,其結構如圖5.3所示:
圖3.3 平塞尺
塞尺尺寸參數如表5.5:
表3.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
~0.006
0.25
4.5 夾具設計及操作的簡要說明
當夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時,影響定位、夾緊的可靠。
應該注意提高生產率,但該夾具設計采用了手動夾緊方式,在夾緊和松開工件時比較費時費力。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大,在機床夾具中很廣泛的應用。由于該工件體積小,經過方案的認真分析和比較,選用了手動夾緊方式(螺旋夾緊機構)。
此外,當夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時,影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換支撐板。以便隨時根據情況進行調整換取。