銑槽專用夾具設計
1、問題的提出
本夾具主要用來銑深9.5mm，寬6mm的槽，為了保證加工，最關鍵就是找到定位基準。同時，選擇夾緊方案，考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
2、問題的提出與研究原始質(zhì)料
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
本夾具主用用來銑槽，本工序的加工條件為X52K銑床，工件其他部位均已達到設計圖樣的要求。尺寸精度和表面粗糙度要求都不高。此套夾具設計中應重點考慮垂直度公差0.1，因此，在本工序加工中，應主要考慮孔軸線的位置要求，確定合適的定位基準，同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
3、定位基準的選擇
出于定位簡單和快速的考慮，選擇孔和它的一端面為定位基準面，先用心軸和端面定位，限制5個自由度，但工件繞X軸轉(zhuǎn)動的自由度沒有限制。再用定位銷對下端孔進行完全定位，限制其繞X軸轉(zhuǎn)動的自由度。裝夾卸載方便，減少了工作量。本工序采用孔和端面為基準定位，使加工基準和設計基準統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。
4、夾緊方案選擇
由于工件體積較小，工件材料易切削，所需夾緊力不大。經(jīng)過方案的認真分析和比較，使用螺旋夾緊機構(gòu)進行夾緊。這種夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中有很廣泛的應用。
根據(jù)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(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下：
圖4.1 移動壓板受力簡圖
由表得：原動力計算公式
即：
由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
8、定位誤差分析
由于加工基準和設計基準重合，所以能很好的保證了加工精度。
該夾具以一面兩銷定位。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。
與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
1 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
得
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
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
9 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，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖5.1 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。
由于本道工序是完成槽銑加工，所以選用對刀塊。根據(jù)GB2243—80對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖5.2所示：
圖5.2 對刀塊
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3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
7、夾具設計及操作的簡要說明
通過孔和端面及下方定位銷來裝工件，再用氣缸來夾緊。再利用對刀塊對刀，然后就可以加工。
此外，工作過程中出現(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，心軸采用可換的，以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整。