CA6140車床杠桿夾具設(shè)計(jì)

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1、 目錄 1．定位基準(zhǔn)的選擇。 2．切削力的計(jì)算與夾緊力分析。 3．夾緊元件及動(dòng)力裝置確定。 4．鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)。 5. 夾具體的設(shè)計(jì)。 6. 固定支撐板。 7. 定位板。 8. 夾具精度分析。 9. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明。 10. 小結(jié)。 11. 參考文獻(xiàn)。 專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工杠桿零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工工藝孔Φ25夾，加工工藝孔的夾具將用于組合鉆床，刀具分別為麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀對工件上的工藝孔進(jìn)行加工。 加工工藝孔Φ25夾

2、具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來鉆、擴(kuò)、鉸工藝孔Φ25。這個(gè)工藝孔有尺寸精度要求為+0.023，表面粗糙度要求，表面粗糙度為，與頂面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本到工序?yàn)楦軛U加工的第二道工序，加工到本道工序時(shí)只完成了杠桿下表面的粗、精銑。因此再本道工序加工時(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。 1．定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，工藝孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與頂面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余

3、量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑Φ25下表面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇選用Φ45外圓面作為定位基準(zhǔn)，用V型塊定位限制4個(gè)自由度。再以Φ25下表面加定位板作為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度。 為了提高加工效率，根據(jù)工序要求先采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆刀具對工藝孔Φ25進(jìn)行鉆削加工；然后采用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆對其進(jìn)行擴(kuò)孔加工；最后采用標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀對工藝孔Φ25進(jìn)行鉸孔加工。準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊方式夾緊。 2．切削力的計(jì)算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)、鉸加工，

4、而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。 由參考文獻(xiàn)得： 鉆削力 鉆削力矩 式中： 本道工序加工工藝孔時(shí)，工件的Φ45外圓面與V形塊靠緊。采用帶光面壓塊的壓緊螺釘夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，該機(jī)構(gòu)主要靠壓緊螺釘夾緊，屬于單個(gè)普通螺旋夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)可查得夾緊力計(jì)算公式： 式（3.1） 式中： —單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）； —原始作用力（N）； —作用力臂（mm）；

5、 —螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm）； —螺桿端部與工件間的摩擦角（）； —螺紋中徑之半（mm）； —螺紋升角（）； —螺旋副的當(dāng)量摩擦角（）。 由式（3.1）根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表1-2-23可查得點(diǎn)接觸的單個(gè)普通螺旋夾緊力： 3．夾緊元件及動(dòng)力裝置確定 由于杠桿的生產(chǎn)量很大，采用手動(dòng)夾緊的夾具結(jié)構(gòu)簡單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動(dòng)力裝置采用手動(dòng)夾緊。采用手動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。 本道工序夾具的夾緊元件選用帶光面壓塊的壓緊螺釘。旋緊螺釘使其產(chǎn)生的力通過光面壓

6、塊將工件壓緊。帶光面壓塊的壓緊螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)尺寸如下； 4．鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔Φ25mm分鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工步完成加工。鉆、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ18.9mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ24.9mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——Φmm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。 根據(jù)參考文獻(xiàn)可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)尺寸如下； 根據(jù)參考文獻(xiàn)固定V型塊的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 鉆模板選用固定式鉆模板，工件以底面及Φ45外圓面分別靠在夾具支架

7、的定位快及V型塊上定位，用帶光面壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊。 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。 5.夾具體的設(shè)計(jì) 在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到定位板、夾緊裝置、及零件的大小綜合設(shè)計(jì)零件的形狀及尺寸如下： 6 。固定支撐板 因要固定快換鉆套，因此根據(jù)先前設(shè)計(jì)的夾具體的尺寸，合理安排固定支撐板 的固定鉆模板的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸如下：

8、 7.定位板 零件在加工時(shí)，因用 V型塊固定自由度不夠定位，加定位板。考慮到零件的形狀，為保證加工時(shí)零件的穩(wěn)定性，故定位板的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸如下； 8.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)對所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。 由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重

9、合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差很小可以忽略不計(jì)。本道工序加工中主要保證工藝孔尺寸Φmm及表面粗糙度。本道工序最后采用鉸加工，選用標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀，直徑為Φmm，并采用鉆套，鉸刀導(dǎo)套孔徑為，外徑為同軸度公差為。固定襯套采用孔徑為，同軸度公差為。 該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。即要求：（1）各孔的實(shí)際輪廓受最大實(shí)體實(shí)效邊界的控制即受直徑為的理想圓柱面的控制。（2）各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸。（3）當(dāng)各孔的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)可將偏離量補(bǔ)償給位置度公差。（4）如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)體狀態(tài)即其實(shí)際直徑為時(shí)，相對于最大實(shí)體尺寸的偏

10、離量為，此時(shí)軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大值。即孔的位置度公差最小值為。 工藝孔的尺寸，由選用的鉸刀尺寸滿足。 工藝孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步鉆、擴(kuò)、鉸滿足。 影響兩工藝孔位置度的因素有（如下圖所示）： （1）鉆模板上兩個(gè)裝襯套孔的尺寸公差： （2）兩襯套的同軸度公差： （3）襯套與鉆套配合的最大間隙： （4）鉆套的同軸度公差： （5）鉆套與鉸刀配合的最大間隙： 所以能滿足加工要求。 9.夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 鉆鉸Φ25孔的夾具如夾具裝配圖ZJZ-01所示。裝卸工件時(shí)，先將工件放在定位塊上；再把工件向固定V行塊靠攏，用帶光面壓塊的壓緊螺釘將工件夾緊；然后加工工件。當(dāng)工件加工完后，將帶光面壓塊的壓緊螺釘松開，取出工件。 10.小結(jié) 對專用夾具的設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的給以性能。本夾具設(shè)計(jì)可以反應(yīng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。 下圖為裝配之后的圖，包括定位元件、夾緊元件、定位板、快換轉(zhuǎn)套、夾具體等。 裝配總圖如下；