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第2章 鉆?10孔夾具設(shè)計(jì)
2.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來?10孔,加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時,應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。
2.2定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知:在對?10孔進(jìn)行加工前,底平面進(jìn)行了粗、精銑加工,孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工,進(jìn)行了粗、精鏜加工。因此,定位、夾緊方案有:
方案Ⅰ:選底平面、工藝孔和大頭孔定位,即一面、心軸和棱形銷定位,夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔,以便刀具能加工工件上的小孔。
方案Ⅱ:選一面兩銷定位方式,工藝孔用短圓柱銷,用棱形銷定位,夾緊方式用操作簡單,通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。
分析比較上面二種方案:方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的,,且定位與夾緊應(yīng)分開,因夾緊會破壞定位。心軸上的開孔也不利于排銷。
通過比較分析只有方案Ⅱ滿足要求,孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差,選擇小頭孔和大頭孔來定位,從而保證其尺寸公差要求。
圖中對孔的的加工沒有位置公差要求,所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鉆模,從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制6個自由度。
2.3切削力及夾緊力的計(jì)算
鉆該孔時選用:鉆床Z525,刀具用高速鋼刀具。
由參考文獻(xiàn)[5]查表可得:
切削力公式:
式中
查表得:
其中:
即:
實(shí)際所需夾緊力:由參考文獻(xiàn)[5]表得:
有:
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有:
式中:為各種因素的安全系數(shù),見參考文獻(xiàn)[5]表 可得:
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)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(jī)構(gòu)。
取,,
查參考文獻(xiàn)[5]1~2~26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算:
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得:
其中:
螺旋夾緊力:
由上述計(jì)算易得:
因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
2.4誤差分析與計(jì)算
該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn),要求保證被加工和孔粗糙度為12.5。該孔次性加工即可滿足要求。
由參考文獻(xiàn)[5]可得:
⑴ 兩定位銷的定位誤差 :
其中:
,
,
,
且:L=103mm ,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:
2.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
2.5.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位,其參數(shù)如表2.1和2.2:
表2.1可換定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
14~18
16
15
~0.011
22
5
1
4
M12
4
表2.2 固定棱形銷
d
H
d
公稱尺寸
允差
27
20
22
+0.034
~0.023
65
5
3
8
1
6
1.5
2.5.2 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套(其結(jié)構(gòu)如下圖所示)以減少更換鉆套的輔助時間。
圖2.1 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表2.4:
表2.4 鉆套
d
H
D
公稱尺寸
允差
5
12
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖2.2 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表2.5:
表2.5 固定襯套
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
12
+0.034
+0.016
12
18
+0.023
+0.012
0.5
2
鉆模板選用固定式鉆模板,用4個沉頭螺釘和2個錐銷定位于夾具體上。
2.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、兩孔為定位基準(zhǔn),在定位環(huán)上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。