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三、夹具的设计本次的夹具为一工序IX钻、粗、精皎2X^8H7小孔使尺寸达到
①8H7而设计的本工序所加工的孔是位于
①30凸台平面内,孔径不大,工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因,采用翻转式钻模
1、确定设计方案这道工序所加工的孔在中30凸台平面上,旦与土台面垂直,平行度△A=
0.1o根据工件结构特点,其定位方案有工件以中25+
0.052mm孔及端面和水平面底、中30的凸台分别在台阶定位销、支承钉上实现完全定位钻中8H7mm孔时工件为悬臂,为防止工件加工时变形,采用了螺旋辅助支承,当辅助支承与工件接触后,用螺母锁紧
2、选择定位元件1选择带台阶面的定位销,作为以25II9孔及其端面的定位元件定位副配合取2选择可调支承钉为68H7孔外缘毛坯一•侧防转定位面的定位元件,用锁紧螺母将其锁紧,防止在加工孔时出现扭转,限制工件六个自由度为增加刚性,在O8H7的端面增设一螺旋辅助支承,辅助支承与工件接触后,用螺件将其锁紧
3、计算夹紧力并确定螺杆直径参考文献机械加工工艺手册,因夹具的的夹紧力与切削力方向相反,实际所需夹紧力F央与切削力F之间的关系为F央二KF,式中的K为安全系数由参考文献得,当夹紧力与切削力方向相反时,取K=3由前面的计算可知F-1279No所以,喋二佥二1279乂3单3837网由此可以知道,选择一个M30的螺旋辅助支承一是为了承受切削力的冲击,二是为了防止工件在加工时变形,因为钻117孔时,工件为悬臂
4、定位误差计算1加工巾8H7时孔距尺寸84±
0.2mm的定位误差计算,由于基准重合,故
0.015+
0.2=
0.215mm,
0.015-
0.2=-
0.185mm,上下偏差为
0.215--
0.185=
0.4mm,符合尺寸要求而基准位移误差为定位孔O25H9与定位销的最大间隙,故定位销取直径为25H9,尽量减少位移误差故25-25=0,上偏差:
0.052-
0.052=0mm,T偏差0-0=0mmo其基准也符合设计要求由此可知此定位方案能满足尺寸84±
0.2mm的定位要求2加工48H7孔时轴线平行度
0.15mm的定位误差计算,由于基准重合,故
0.015+
0.015=
0.03mm而基准位移误差是定位孔*25H9与定位面间的垂直度误差故:
0.052+
0.052mm=
0.104mm所以有
0.03+
0.104mm=
0.134mm此方案能满足平行度
0.15mm的定位要求
二、夹具设计
1、定位基准的选择本夹具用于在摇臂钻床上加工后托架的三杆孔,工件以底平面限制三个自由度、侧面和盖板平面为定位基准为了缩短辅助时间,采用螺旋夹紧机构
2、切削力及夹紧力的计算刀具硬质合金刀具,624mm,Z=4mm
①切削力查《机床夹具设计手册》表1-2-9,得铢削力计算公式式中P-------钻削力t---------钻削深度,72mm Sz-------每齿进给量,
0.15mm D--------钻刀直径,24mm B--------钻削宽度,
1.5mm Z--------钻刀齿数,4所以:P=490X2410X
0.150-74X2410X
1.5°-9X4=856N
②夹紧力查《机床夹具设计手册》表1-2-11,查得工件以孔定位时所需夹紧力计算公式:3K・P・D Q=-d3庆—/油苹Z万可式中Q-------夹紧力K--------安全系数D--------工件与支撑面接触的最大长度,120mm Ui-------工件与支撑面之间的摩擦系数,
0.2u2--------工件与夹紧元件之间的摩擦系数,
0.16Di-------压板直径,36mm D2-------支撑面直径,50mm d---------支撑钉的直径,20mm安全系数K=KOK1K2K3K4K5K6其中Ko---------基本安全系数,
1.2Ki---------加工性质,
1.2K2--------刀具钝化程度,
1.3K3--------切削特点,
1.0K4-------夹紧力的稳定性,
1.3K5-------手动夹紧时的手柄位置,
1.0K6-------仅有力矩时工件回转时工件与支撑面接触的情况,
1.0所以K=
1.2X
1.2X
1.3X
1.0X
1.3X
1.0X
1.0=
2.4336则所需夹紧力Q=4436(N)查《机床夹具手册》表1-2-26,查得螺旋夹紧机构夹紧力的计算公式%=MK[r l•电但+缪g(a+尾)]式中WQ----产生的夹紧力MK----实际所需夹紧力,4436N r1--------螺杆端部与工件间的当量摩擦半径,03------螺杆端部与工件间的摩擦角,a---------螺纹升角,0°47】r2--------螺纹中径一半,
11.675奴-----螺旋副当量摩擦角,8°32】〃---除夹紧机构之外的效率,
0.85P.95WQ=计算得出WQ=6989N大于所需夹紧力4436N,故本夹具可安全工作
3、定位误差的分析
①零件图样上规定040mm与其位置公差
0.10的转角公差为75°,故要求(I)30mm的公差小于75°,则符合要求
②零件图样上规定
030.2mm与其位置公差
0.10的转角公差为100°,故要求
625.5mm的公差小于100°,则符合要求
③零件图样上有4)40mm的孔以A面为基准的平行度要求为
1000.07,则为35mm时为
0.0245,与其要求公差为
0.014,则符合要求
④零件图样上有4)
30.2mm,以A、B为基准的平行度要求分别为
1000.07和100:
0.08,算得结果分别为
0.024和
0.028,也是符合要求6夹具的设计
6.1设计主要问题的提出为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具,经过与指导老师协商,决定设计第8道工序一一铢宽为18Hllmni槽的铢床夹具本夹具将用与X62W卧式铁床刀具为高速钢直齿三面刃铁刀,来对工件进行加工本夹具主要用来铁宽为18Hllmm的槽,采用宽为15mm的精密级高速钢直齿三面刃饨刀,二次饨削,所以主要应该考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度
6.2夹具设计过程
6.
2.1定位基准的分析由零件图可知,18H11槽设计基准为花键孔中心线和工件的右端面为定位基准因此选用工件以加工了的右端面和花键心轴的中心线为主定位基准
6.
2.2切削力及夹紧力的计算刀具高速钢直齿三面刃铳刀供刀参数L=10D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=24j—j厂/»
0.
650.837—
0.83r-^(由《金属切削原理与刀具》表
15.7查得)CFc=282ap=10mm fZ=
0.02mm/s ae=25mm do=100Z=24Fc=CF apfz aed.ZKF kFc=HB/198055解得Fc=200N在计算切削力时,必须考虑安全系数安全系数K=k.k2k3ki查资料,有虹为基本安全系数
1.5虹为加工性质系数
1.1虹为刀具钝化系数
1.1k为断续切削系数
1.1切削力为F=K XFc=
1.5X
1.1X
1.1X
1.1X200=400N实际夹紧力为Fj=FK/U1U2M00/
0.5=800N,其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数,U1U2=O.5螺母选用M16X
1.5细牙三角螺纹,由《机械设计》螺纹联接的预紧力公式,产生的加紧力为F°=2T/[d2tan(“+亿,)+方、言JJ]其中T=19000N.M d2=
14.8mm w=2°20D^^5d fc=i,5代=arctan
1.155/(f为摩擦系数,无润滑时fW.l〜
0.2)解得F0=10405N此时螺母的夹紧力F0巳大于所需的800(N)的加紧力,故本夹具可安全工作
6.
2.3定位误差分析由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合,故轴向尺寸无基准不重合度误差径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差,故径向尺寸无基准不重合度误差即不必考虑定位误差,只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度
6.
2.4夹具设计及操作说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫块,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铁削加工结果,本夹具总体的感觉还比较紧凑夹具上装有对刀块装置,可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀(与塞尺配合使用);同时,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置,以有利于铢削加工。