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1、第四章 等臂杠桿加工25mm孔夾具設(shè)計(jì)4.1 加工孔25mm夾具設(shè)計(jì)本夾具主要用來擴(kuò)、鉸大孔?？壮叽缇纫鬄?，表面粗糙度要求為，其軸線是以后、兩個(gè)孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序?yàn)榈缺鄹軛U加工的第三道工序，本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。4.1.1定位方案的分析和定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖2-1可知，兩孔位于零件圓端面和寬臺(tái)肩上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并且孔中心軸線為后續(xù)各孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此需要其與端面有一定的垂直度要求。為了保證所擴(kuò)、鉸的孔與側(cè)面垂直并保證孔能在后續(xù)的孔加工工序中使各孔
2、的加工余量均勻，根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇外圓端面及表面為主要定位基準(zhǔn)限制工件的五個(gè)自由度，用一個(gè)活動(dòng)V形塊限制另外一個(gè)自由度實(shí)現(xiàn)完全定位，采用與活動(dòng)V形塊相連的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊。圖2-1 定位分析圖4.1.2定位誤差分析由本夾具的定位分析圖可看出孔的位置由外圓來保證，而外圓由鑄造得到，所以良好的鑄造及端面銑削精度是孔壁厚均勻的保證。4.1.3切削參數(shù)和機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算與夾緊力分析孔加工一、擴(kuò)孔：（1）擴(kuò)孔鉆選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆，其幾何參數(shù)選擇為：、（2）擴(kuò)孔切削用
3、量： 1確定進(jìn)給量：查表得取0.70.84mm/r，根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取。 2. 確定切削速度及 查表得 查表得修正系數(shù)：、故根據(jù)Z535機(jī)床說明書，選擇這時(shí)實(shí)際擴(kuò)孔速度為3機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算，由，得又有 ，帶入公式得到：二、 鉸孔（1）粗鉸 1鉸刀：選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金機(jī)鉸刀，其幾何參數(shù)選擇為：、。2粗鉸切削用量： 確定進(jìn)給量：查表得取0.91.4mm/r，根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取。 . 確定切削速度及 查表得 查表得修正系數(shù)：、故根據(jù)Z535機(jī)床說明書，選擇這時(shí)實(shí)際擴(kuò)孔速度為機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算，由，得又有 ，帶入公式得到：(2) 精鉸 1鉸刀：選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金機(jī)鉸刀，其幾何參數(shù)選擇為：、。2精鉸切
4、削用量： 確定進(jìn)給量：查表得并根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取。 . 確定切削速度及 查表得 查表得修正系數(shù)：、故根據(jù)Z535機(jī)床說明書，選擇這時(shí)實(shí)際擴(kuò)孔速度為機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算，由，得又有 ，帶入公式得到： 根據(jù)以上計(jì)算，切削用量及機(jī)動(dòng)時(shí)間如下： 擴(kuò)孔：粗鉸：精鉸：本道工序加工時(shí)，由于孔支撐面與擴(kuò)、鉸進(jìn)給方向相同、對(duì)于孔這一懸臂結(jié)構(gòu)采用了推引式輔助支承，使得夾緊力只需提供用于平衡加工時(shí)的扭矩即可，又由于夾緊采用了可提供較大夾緊力的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，因此進(jìn)行夾緊力計(jì)算可以省略。4.2鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)4.2.1鉆套、襯套設(shè)計(jì)1、孔鉆套的設(shè)計(jì)孔的加工需擴(kuò)、粗鉸、精鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快
5、換鉆套。其結(jié)構(gòu)如下圖2-2所示，以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：孔分?jǐn)U、粗、鉸三個(gè)工步完成加工。即先用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，再用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金機(jī)鉸刀粗鉸孔,根據(jù)GB1133-84可知，最后用硬質(zhì)合金機(jī)鉸刀精鉸孔。圖 2-2 快換鉆套圖鉸孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表 2-1 鉸工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表(mm)dHD公稱尺寸允差2525350.0250.0095246125.5212132.52、孔襯套的設(shè)計(jì)依據(jù)鉆套的設(shè)計(jì)可選擇襯套，固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示：圖 2-3 固定襯套圖其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表 2-2 固定襯套數(shù)據(jù)表(mm)dHDC 公稱尺寸允差公稱尺寸允差35+0.050+0.025164
6、8+0.033+0.01713夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。 4.2、鉆模板及夾具的設(shè)計(jì)鉆模板用于固定襯套、確定鉆孔位置，其形狀尺寸與夾具體密切相關(guān)。夾具體需要考慮零件的形狀并將零件的定位、夾緊元件在滿足加工要求的基礎(chǔ)上聯(lián)成一個(gè)整體。夾具圖如圖2-6所示圖2-6 夾具體4.3夾具精度分析利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。本道工序加工中主要保證大孔尺
7、寸及其表面粗糙度、小孔尺寸及其表面粗糙度，以及兩孔平行度公差?？椎某叽纾蛇x用的鉸刀尺寸為所以滿足要求，由于采用粗、精鉸加工能滿足表面粗糙度的要求。如圖2-7所示，為鉆套的極限最大直徑，為鉸刀的最小極限尺寸，為兩者之間的最大間隙，為鉆套長度，為由于鉆套和鉸刀之間存在間隙而產(chǎn)生的軸線間最大夾角。則兩孔軸線間平行度誤差計(jì)算如下：圖 2-7 鉸刀與鉆套間隙關(guān)系兩孔軸線品行度誤差為=+其中為兩孔之間鉆套裝配后允許的平行度誤差，為由于兩鉸刀與鉆套間存在間隙而產(chǎn)生的平行度誤差，下面對(duì)進(jìn)行計(jì)算對(duì)于小孔有： ，由前面分析知，則，。計(jì)算后得到對(duì)于 大孔有：，由前面分析知，則，。計(jì)算后得到由此得到25mm、10m
8、m兩孔軸線的最大夾角為算得，則兩孔的平行度誤差為：=則=+=0.04+0.044=滿足要求。 2.4本章小結(jié)在本章中，夾具主要用來加工等臂杠桿25mm的孔。首先應(yīng)明確本夾具中的夾緊定位機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行等臂杠桿25mm的孔加工工序時(shí)，外圓端面已經(jīng)精銑。本道工序的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇表面粗糙度為的外圓端面和外圓表面以此限制工件的五個(gè)自由度，用一個(gè)活動(dòng)V形塊限制另一個(gè)自由度的同時(shí)加緊工件，采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。然后按照有關(guān)公式進(jìn)行切削參數(shù)的計(jì)算，然后對(duì)鉆床夾具必不可少的鉆套和襯套及鉆模板和夾具體進(jìn)行設(shè)計(jì)，還應(yīng)對(duì)夾具精度進(jìn)行分析。夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，夾具對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響。是能否高效、便捷生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。所以對(duì)夾具設(shè)計(jì)也是非常重要的。7
等臂杠桿夾具設(shè)計(jì)
