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3 鏜孔夾具設計
3.1 研究原始質料
利用本夾具主要用來加工鏜孔Φ32孔,加工時除了要滿足粗糙度要求外,還應滿足兩孔軸線間公差要求。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。
3.2 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知:在對鏜孔進Φ32孔行加工前,底平面進行了粗、精銑加工,底面孔進行了鉆、擴加工。因此,定位、夾緊方案有:
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,通用性較強的移動壓板來夾緊。
鏜孔進Φ32孔時為了使定位誤差達到要求的范圍之內,采用一面兩銷的定位方式,這種定位在結構上簡單易操作。一面即底平面。
3.3切削力及夾緊力的計算
鏜刀材料:(硬質合金鏜刀)
刀具的幾何參數:
由參考文獻[5]查表可得:
圓周切削分力公式:
式中
查[5]表得: 查[5]表 取
由表可得參數:
即:
同理:徑向切削分力公式 :
式中參數:
即:
軸向切削分力公式 :
式中參數:
即:
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可按下式計算有::
式中:為各種因素的安全系數,查參考文獻[5]表可得:
所以有:
該孔的設計基準為中心軸,故以回轉面做定位基準,實現“基準重合”原則; 參考文獻,因夾具的夾緊力與切削力方向相反,實際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關系F夾=KF
軸向力:F夾=KF (N)
扭距:
Nm
在計算切削力時必須把安全系數考慮在內,安全系數
由資料《機床夾具設計手冊》查表可得:
切削力公式: 式(2.17)
式中
查表得:
即:
實際所需夾緊力:由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得:
安全系數K可按下式計算,由式(2.5)有::
式中:為各種因素的安全系數,見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 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,決定選用螺旋夾緊機構。
3.4 誤差分析與計算
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:
⑴ 兩定位銷的定位誤差 :
其中:
,
,
,
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。
3.5定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來定位,其參數如下表:
表3.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
8
16
15
~0.011
22
5
1
4
M12
4
3.6 夾具設計及操作的簡要說明
為提高生產率,經過方案的認真分析和比較,選用了手動夾緊方式(螺旋機構)。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。
此外,當夾具有制造誤差,工作過程出現磨損,以及零件尺寸變化時,影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象,選用可換定位銷。以便隨時根據情況進行調整換取。