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四、專用夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。
按照畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書要求，設(shè)計前軸梁φ16mm鉆夾具。
本夾具將用于搖臂鉆床Z3025Bx10。刀具為選擇錐柄麻花鉆，錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆，擴(kuò)孔時倒角，選用錐柄機(jī)用鉸刀。
4.1、問題的提出：
本夾具主要用來鉆、擴(kuò)、鉸φ16mm有一定的精度要求，因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何保證加工質(zhì)量，其次才是提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。
4.2、夾具設(shè)計：
4.2.1、定位基準(zhǔn)的選擇：
方案一：以兩彈簧座的四個側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，再用兩個短V形塊支承兩彈簧座背面夾緊。
2、
方案二：以φmm主銷孔及下端面為基準(zhǔn)，兩鋼板彈簧座側(cè)面為輔助支承裝夾緊。
要加工的兩孔都有一定的精度要求，方案一以未加工的表面作為粗基準(zhǔn)，不能滿足。方案二是以精加工后的主銷孔作為精基準(zhǔn)，由零件圖可知，φ16mm孔表面有精度要求，為了使加工精度能夠達(dá)到要求，應(yīng)該選擇主銷孔定位的專用夾具。根據(jù)六點(diǎn)定位原則，方案一可取。兩鋼板彈簧座側(cè)面定位選擇可調(diào)支承，主銷孔定位選擇定位銷。為了提高加工效率，縮短輔助時間，準(zhǔn)備采用氣動夾緊。
4.2.2、導(dǎo)向元件：
對于鉆夾具，應(yīng)正確的選擇鉆套的型式和結(jié)構(gòu)尺寸。當(dāng)工件上被加工的孔需要在一次裝夾下依次進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔加工時，由于刀具直徑逐次增大，需采用外徑相同
3、而內(nèi)孔尺寸隨刀具變更的鉆套來引導(dǎo)刀具，所以選擇快換鉆套。
4.2.3、夾緊力的確定：
(1) 夾緊力方向的確定
確定原則：夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面；夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形；夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。
本次設(shè)計采用與工件端面垂直方向?yàn)閵A緊力方向。
（2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇
選擇原則：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支承點(diǎn)對應(yīng)，或在支承點(diǎn)確定的區(qū)域內(nèi)；夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在工件剛度高的部位；夾緊力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)盡可能靠近切削部位
本次設(shè)計的夾緊力作用點(diǎn)靠近零件軸線均勻分布，滿足
4、要求。
（3）夾緊力大小的確定
在計算夾緊力時，將夾具和工件看作一個剛性系統(tǒng)，易切削力的作用點(diǎn)、方向和大小處于最不利于夾緊時的狀況為工件受力狀況。根據(jù)切削力、夾緊力以及夾緊機(jī)構(gòu)具體尺寸，列出工件的靜力平衡方程式，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需夾緊力。
本次設(shè)計的夾緊力由計算得出。
4.2.4、切削力和夾緊力的計算：
刀具：錐柄麻花鉆、錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆、錐柄機(jī)用鉸刀
刀具材料：高速鋼
查《機(jī)械加工工藝師手冊》表17-16、表17-17得，
鉆孔時： 切削力Fτ=667df0.7KF
式中：d=15.5mm
f=0.25mm （每轉(zhuǎn)進(jìn)給量）
5、 KF=()0.75=1
計算得：切削力Fτ=667x15.5x0.250.7x1= 3917.56（N）
在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)
K=K1K2K3K4
式中：K1-----------------基本安全系數(shù)，1.2
K2-----------------加工性質(zhì)系數(shù)，1.0
K3 ----------------刀具鈍化系數(shù)，1.3
K4-----------------斷續(xù)切削系數(shù)。1.2
則F’=1.2x1.0x1.3x1.2x3917.56= 7333.67（N）
夾緊力在此夾具中，只是為了防止工件在加工過程
6、中的振動和轉(zhuǎn)動，因此可以很小。
4.3、定位誤差的分析：
工件的主要公差要求為表面粗糙度。φ16mm孔內(nèi)表面粗糙度為Ra=6.3um。
夾具的主要定位元件是一根銷，該銷的尺寸和公差現(xiàn)定與零件在工作時與其相配的軸的尺寸與公差相同。查表得，φ孔的基本偏差為H7，與之配合的基軸制軸的基本偏差為h6，查表，即為φ
定位銷與零件的最大間隙為
max=0.03-(-0.019)=0.049mm
而零件要求的最小偏差為
min=0-0=0mm
因此最大間隙滿足精度要求。
4.4、夾具操作簡要說明：
如上所述，在設(shè)計夾具時，為提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先著眼于機(jī)動夾緊，本道工序的鉆床夾具就是選擇了氣動夾緊方式。夾具體通過T形塊固定在搖臂鉆床的工作臺上，在加工時，先松掉螺栓，取下鉆模，將工件主銷孔穿過定位銷放在支承板上，鋼板彈簧座側(cè)面靠在支承板凸起處，再套上鉆模，找準(zhǔn)位置，擰緊螺栓，將鉆頭對準(zhǔn)鉆套進(jìn)行加工，即可加工出孔。然后取下快換鉆套和襯套，換上擴(kuò)孔鉆和鉸刀，即可進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸孔的加工了，加工完成后松掉螺栓，取下鉆模。
夾具裝配圖及相關(guān)零件圖見附圖。
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汽車前軸鉆孔夾具設(shè)計(共4頁)
