4铣削槽口专用夹具设计
4.1工件的加工工艺分析
工件已加工过的大小头孔径分别为φ47.5错误!未找到引用源。mm和φ15.5错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。mm,两孔中心距为62±0.05mm错误!未找到引用源。,大、小头厚度均为错误!未找到引用源。7.2mm。如图1。 1设计内容
根据连杆加上工艺过程中铣槽工序(图1)的需要,设计一套专用夹具。工件在其上第一工位加工完毕后,旋转90°进行第二次装夹,完成第二工位的加工。该夹具应保证零件加工精度,并具有定位准确、装卸工件迅速、效率高及操作方便等优点。
图1
在加工槽口时。槽口的宽度由刀具直接保证,而槽口的深度和位置则和设计的夹
具有关。槽口的位置包括两方面的要求:
(1)槽口的中心面应通过φ47.5错误!未找到引用源。mm的中心线,但没有在工序图上提出,说明此项要求精度较低,因此可以不作重点考虑。
(2)要求槽口的中心面和两孔中心线所在的平面的夹角为45°±30′。为保证槽口的深度错误!未找到引用源。.9mm和夹角45°±30′,需要分析与这两个要求有关的夹具精度。
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4.2确定夹具的结构方案
4.2.1确定定位方案,设计定位元件
在槽口深度方面的工序基准是工件的相应端面。从基准重合的要求出发,定位基准最好选择此端面。但由于要在此端面上开槽,开槽时,此面必须朝上,相应的夹具定位势必要设计成朝下,这对定位、夹紧等操作和加工都不方便。因此,定位基准选在与槽相对的那个端面比较合适。由于槽深的尺寸公差较大(0.2mm),而基准不重合造成的误差仅为0.1mm,所以这样选择定位基准是可以的。
在保证夹角45°±30′方面,工序基准是双孔中心线所在的平面,所以定位工件采用一圆柱销和一菱形销最为简便。由于槽开在大头端面上,槽的中心面应通过孔错误!未找到引用源。的φ47.5mm中心线,这说明大头孔还是槽口的对称中心面的工序基准。因此,应选择大头孔φ47.5mm错误!未找到引用源。作主要定位基准,定位元件选择短圆柱销(限制两个自由度)。而小头孔φ15.5mm错误!未找到引用源。作次要定位基准,定位元件选择菱形销(限制一个自由度).
在每个工件上铣八个槽,除正反两面分别装卸加工外,在同一面的四个槽的加工也可采用两种方案:一是采用分度机构在一次装夹中加工,由于不能夹紧大头端,夹具结构比较复杂,但可获得较高的槽与槽间的位置精度;另一方案是采用两次装夹工件,通过两个菱形定位销分别定位,由于受两次装夹定位误差的影响,获得的槽与槽间的位置精度较低。鉴于本夹具设计中槽与槽间的位置精度要求不高(夹角45°±30′),故可采用第二种方案。
4.2.2夹紧方案选择及夹紧机构设计
本设计的夹紧机构采用螺钉压板较为合适。可供选择的夹紧部位有两个方案:一是压在大端上,需要两个压板(让开加工位置);另一是压在杆身上,此时只需一个压板。前者的缺点是夹紧两次,后者的缺点是加紧点离加工面较远,而且压在杆身中部可能引起工件的变形。考虑到铣削力较大,故采用第一种方案。
4.2.3夹具对定位方案的确定
夹具的设计除了考虑工件在夹具上的定位之外,还要考虑夹具如何在机床上定位,以及刀具相对夹具的位置如何确定。
对设计中铣床夹具,在机床的定位是以夹具体的底面放在铣床工作台面上,再通过两个定向键与机床工作台的T型槽相连接来实现,两定向键之间的距离应尽可能远些。刀具相对夹具位置采用直角对刀块及厚度为5mm的塞尺来确定,以保证加工槽面的对称度及深度要求。
4.3夹紧力计算和定位误差分析
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4.3.1夹紧力计算
根据单位切削力计算公式错误!未找到引用源。 kc?130?k 查表得 k?1 0.313af 故 k?267.3
根据切削力计算公式Fc?ap?f?kc 得切削力为 Fc=1069.2 故切削力取 1100N
根据夹紧力的计算公式,每个压板需给工件的夹紧力为错误!未找到引用源。
式中K为安全系数取K=1.6,f为工件与定位元件之间的摩擦因数,取f=0.5 故错误!未找到引用源。=1760N。取错误!未找到引用源。=1800N 即每个压板需给工件的压紧力为1800N时满足要求。
4.3.2定位误差分析
本设计中采用一圆柱销一菱形销定位工件,平面内定位销相对工件孔的移动定位误差由基准孔D和定位销d之间的配合间隙来决定,其移动定位误差为:
圆柱销 Δ错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=0.0475+0.01+0.028=0.0855mm
菱形销 Δ错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=0.0155+0.01+0.054=0.0795mm
两孔轴线连线的角度误差错误!未找到引用源。 =1.33 满足定位精度要求。
4.4确定夹具的主要尺寸、公差和技术要求
如图5所示,在该夹具总图中需标注有关尺寸,公差及技术要求:
4.4.1夹具总图应标尺寸,公差
(1)夹具最大轮廓尺寸:268mm×220mm×80mm (2)定位元件的定位尺寸及各定位元件间的位置尺寸为错误!未找到引用源。 φ47.5、φ错误!未找到引用源。 15.562及62±0.05。
(3)夹具定向槽与夹具定向键的配合为错误!未找到引用源。 。
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卡具设计说明书
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