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鉆孔夾具設計
1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來加工鉆6-M8螺紋底孔,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(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準。同時,應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
2 定位、夾緊方案的選擇
由零件圖可知:在對加工鉆6-M8螺紋底孔加工前,122X96平面進行了粗、精銑加工,底面4-Φ10.5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,通用性較強的鉸鏈移動壓板來夾緊。
鉆6-M8螺紋底孔為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi),采用一面兩銷的定位方式,這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即底平面。
3切削力及夾緊力的計算
刀具:M8的底孔鉆頭 D=6.8。
則軸向力:見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中: C=420, Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù),1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù),1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時 T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。
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:
該孔的設計基準為中心軸,故以回轉(zhuǎn)面做定位基準,實現(xiàn)“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(guān)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(shù)考慮在內(nèi),安全系數(shù)
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(shù)K可按下式計算,由式(2.5)有::
式中:為各種因素的安全系數(shù),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(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。
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(guān)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。
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(shù)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
6 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用
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6.1 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表6.4:
表6.4 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6.2 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表6.5:
表6.5 固定襯套
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
6.8
+0.034
+0.016
12
10
+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。
7夾具設計及操作的簡要說明
為提高生產(chǎn)率,經(jīng)過方案的認真分析和比較,選用了手動夾緊方式(螺旋機構(gòu))。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大,在機床夾具中很廣泛的應用。
此外,當夾具有制造誤差,工作過程出現(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,選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。