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1、
減速器箱體鏜夾具設(shè)計(jì) 1
減速器箱體鏜夾具設(shè)計(jì)
1 鏜床夾具設(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,需要設(shè)計(jì)專用夾具。
這里介紹對(duì)工序: 精鏜 ?62H7軸承孔的鏜床夾具。 本夾具將用于 T68 臥式鏜床。刀具為硬質(zhì)合金鏜刀,對(duì)該孔進(jìn)行加工。
2 工件加工工藝分析
加工內(nèi)容:精鏜減速箱體上與 ?17.5H
2、7 定位基準(zhǔn)孔相互垂直的 ?62H7孔,為了保證其加工精度,在鏜孔前所有的表面均已加工達(dá)到規(guī)定的尺寸和位置精度
要求。
鏜模要保證以下精度: 該孔的內(nèi)壁粗糙度要求為 1.6 ,并且該孔的尺寸的下偏差均為 0mm,上偏差均為 0.03mm。
3 定位方案及定位元件設(shè)計(jì)
根據(jù)零件結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)出:定位方案為一面兩銷定位 .
底面 A 面由于之前已經(jīng)加工了,故可以用它做為定位方案的一面。這樣可
以限制 Z 方向的移動(dòng)與 X, Y 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)圓柱銷限制了 Y 向的移動(dòng)和 X 向的移動(dòng)。另外 , 還有 Z 向的轉(zhuǎn)動(dòng)未限制。因此在零件的左前端面加一支撐
3、釘來(lái)限
制 Z 向的轉(zhuǎn)動(dòng)。故 , 該工件的六個(gè)自由度被完全限制了。同時(shí),此方案采用菱形銷可以很好解決誤差的問(wèn)題,將定位面和定位銷和夾具體做成一體可使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,其作用和定位原理如上所述。
4 夾緊方案及夾緊元件設(shè)計(jì)
由于該工序?yàn)榭准庸?,在鏜削時(shí),切向力垂直于底座,可以幫助工件夾緊。
根據(jù)工件加工分析,兩端面均有孔需要鏜削加工,所以軸向力只有用兩個(gè)相互
垂直的壓板(螺旋式)的加緊力和工件自身的重力一起產(chǎn)生的摩擦力來(lái)克服。
整個(gè)夾緊力壓在表面上。整個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)采用回轉(zhuǎn)壓板式螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。這里采
用手動(dòng)方式壓緊,手動(dòng)夾緊簡(jiǎn)單、方便。故此時(shí)選擇手動(dòng)式壓板的夾緊
4、機(jī)構(gòu)作
為此鏜孔的夾緊機(jī)構(gòu)。此時(shí)不需要對(duì)夾緊力進(jìn)行計(jì)算。
鏜套的設(shè)計(jì)
鏜套的結(jié)構(gòu)型式和精度直接影響被加工孔的精度。常用的鏜套有以下兩類:
①固定式鏜套
固定式鏜套與鉆套基本相似,它固定在鏜模的導(dǎo)向支架上而不隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)。鏜桿與鏗套之間有相對(duì)移動(dòng)和相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),使接觸面之間產(chǎn)生摩擦和磨損。圖 4.1 所示是固定式鏜套的兩種結(jié)構(gòu),其中 A 型鏜套無(wú)潤(rùn)滑裝置,易于磨損,
只適用于低速償削。 B 型鏜套帶有潤(rùn)滑油杯, 鏜套內(nèi)孔上有油槽. 可注油脂潤(rùn)滑,加工時(shí)可適當(dāng)提高切削速度。
固定式鏗套的優(yōu)點(diǎn)是外形尺寸?。?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.鏜套中心
5、位置精度高。 因此.一般擴(kuò)孔、鏜孔時(shí).廣泛應(yīng)用固定式饅套。固定式錘套結(jié)構(gòu)巳標(biāo)準(zhǔn)化,可查閱有關(guān)手冊(cè)。
圖 4.1 固定式鏜套
②回轉(zhuǎn)式鏜套
回轉(zhuǎn)式鏜套帶有可旋轉(zhuǎn)部分。鏜桿與鏜套之間只有相對(duì)移動(dòng)而無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、使兩者之間的摩擦磨損大大降低.避免了高速鏜孔時(shí)因發(fā)熱而出現(xiàn)的“咬死”現(xiàn)象。因此、回轉(zhuǎn)式鏜套一般應(yīng)用在高速錘孔或因鏜桿直徑較大時(shí)線速度超過(guò) 20m/min 的場(chǎng)合。
6、
根據(jù)回轉(zhuǎn)部分安裝的位置不同.可分為內(nèi)滾式回轉(zhuǎn)鏜套和外滾式回轉(zhuǎn)鏜套。
圖 4.2 所示是在同一根鏜桿上采用兩種回轉(zhuǎn)式鏜套的結(jié)構(gòu)。 圖中的后導(dǎo)向 a‘采用的是內(nèi)滾式鏜套。前導(dǎo)向 b 采用的是外滾式鏜套。
圖 4.2 回轉(zhuǎn)式鏜套
在鉆床夾具中,鉆套一般布置在被加工孔的前面.而鏜模上鏜套的位置則應(yīng)按零件結(jié)構(gòu)和加工要求確定。表 4—1 所示為鏗套的布置形式與持點(diǎn)。
故可參照文獻(xiàn)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表
8046.1-1995 ),其鏜套的長(zhǎng)度可以
7、計(jì)算得:
8-70
選擇:鏜套(
JB/T
62的鏜套長(zhǎng)度
L (1.5 ~ 2) d
(1.5 ~ 2)52
78 ~ 104mm
。取 90mm
引導(dǎo)形式:
①單面前導(dǎo)向
其結(jié)構(gòu)如下圖
4.3 所示:
圖 4.3 單面前導(dǎo)向
鏜套在刀具前方,鏜桿與機(jī)床主軸剛性連接,適用與加工 D>60mm,L
8、
其結(jié)構(gòu)如下圖 4.4 所示:
圖 4.4
單面雙導(dǎo)向
兩個(gè)鏜套布置在工件的一側(cè),鏜桿與機(jī)床主軸浮動(dòng)連接,
L (1.5 : 5)l ,
H1 H2
(1: 2)d
故在本設(shè)計(jì)中采用前種方式:
h
(0.5 ~ 1) D (0.5 ~ 1)62 31 ~ 62,取 40
切削力及夾緊力計(jì)算
切削力:
根據(jù)文獻(xiàn) <<金屬切削原理 >>查表 4— 1 得:
切削力公式:
9、
FZ
9.81 CFZ apxFZ f y FZ (60
)nFZ kFZ
式(4.1)
式中
ap 0.1mm f
0.15mm/ r
根據(jù)文獻(xiàn) <<金屬切削原理 >>查表 4— 1 得:
CFZ 92 , xFZ 1.0 , yFZ 0.75 , nFZ 0
根據(jù)文獻(xiàn) <<金屬切削原理 >>查表 4— 3 得: K FZ
(HB )0.8
1.04
190
將以上數(shù)據(jù)帶入式( 3.3 )得切削力如下:
即: FZ 9.81 CFZ apxFZ f y FZ (60 )
10、nFZ kFZ 22.53N
在計(jì)算切削力時(shí),必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K
K1K2K3K4 。
其中: K1 為基本安全系數(shù)
2.0 ;
K 2 為加工性質(zhì)系數(shù)
1.1 ;
K 3 為刀具鈍化系數(shù)
1.1 ;
K 4 為動(dòng)力源波動(dòng)系數(shù) 1.5 。
所以 F KFv 2 1.1 1.1 1.5 22.53 81.78( N )
夾緊力:
根據(jù)文獻(xiàn) <<金屬切削原理 >>查表 1-2-35 得:
M Q
Wo ?[r tg
1
r
11、ztg(
2 )]
式(4.2)
式中:
o ——除螺旋外機(jī)構(gòu)的效率,其值為
0.85 ~ 0.95 ,取為
0.9 。
r ——螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑( mm) , 其值視螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定參見(jiàn)根據(jù)文獻(xiàn) <<機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè) >>查表 1-2-20 。取為 r =0
1 ——螺桿端部與工件間的摩擦角(。 )。 1 =0
2
——螺旋副的當(dāng)量摩擦角(。 ), 2
arctg
tg 2 ,式中
2 為螺旋副的摩
cos
12、
擦角(。),
為螺紋牙型半角(。 ),參見(jiàn)根據(jù)文獻(xiàn) <<機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè) >>查表
1-2-22 。
=0,
。
2
=8 32
圖 4.5 夾緊力受力分析圖
根據(jù)工件受力切削力、 夾緊力的圖 4.5 ,找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。
單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按下式計(jì)算:
Wo
13、
QL
式(4.3)
r tg 1
rZ tg(
2
)
式中: Wo —單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力;
Q —原始作用力;
L —作用力力臂;
—螺紋升角;由根據(jù)文獻(xiàn) <<機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè) >>查表 1-2-21 得:
10 22
rz —螺紋中徑之半; 由根據(jù)文獻(xiàn) <<機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè) >>查表 1-2-21
得: rz 6.675
其余符號(hào)意義與以前相同
由以上數(shù)值可以算得夾緊力如下:
Wo
QL
1088.16 459.74
0.001
14、
429.43N
r tg 1 rZ tg(
2
)
0
6.675tg9o54
則
M Q Wo ?[r tg
1
rztg(
2 )]
468.8[0
6.675tg9o54] 500.27N
由上述計(jì)算易得: M Q F
所以此時(shí)的夾緊機(jī)構(gòu)滿足要求
因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是滿足要求的。
5 鏜桿的直徑與長(zhǎng)度
鏜桿的直徑一般取孔徑的 0.7 到 0.8 倍左右。采用前后雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu),鏜桿的工作長(zhǎng)度最好等于導(dǎo)向部分直徑的 10 倍,最大不超過(guò) 20 倍。
?62: 鏜桿直徑 43
15、.2-49.6 取為 45
此時(shí)鏜桿的大致長(zhǎng)度可算得為 675mm。
6 夾具體的設(shè)計(jì)
夾具體底座的長(zhǎng)度根據(jù)工件的尺寸與鏜套的長(zhǎng)度尺寸來(lái)確定。鏜模與孔端面之間的距離取為 40mm夾.具體底座的尺寸為:
長(zhǎng): 500mm
寬: 362mm
至于夾具體的高度要根據(jù)箱體的高度來(lái)確定。
7 鏜套的設(shè)計(jì)
采用回轉(zhuǎn)式鏜套
回轉(zhuǎn)式鏜套帶有可旋轉(zhuǎn)部分。鏜桿與鏜套之間只有相對(duì)移動(dòng)而無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、使兩者之間的摩擦磨損大大降低.避免了高速鏜孔時(shí)因發(fā)熱而出現(xiàn)的“咬死”現(xiàn)象。因此、回轉(zhuǎn)式鏜套一般應(yīng)用在高速錘孔或因鏜桿直徑較大時(shí)線速度超過(guò) 2
16、0m/min 的場(chǎng)合。而在這次的設(shè)計(jì)中,考慮到孔的分布情況,鏜套的引導(dǎo)形式采
用雙面單導(dǎo)向,并且采用滾動(dòng)式回轉(zhuǎn)鏜套。
?62 鏜套長(zhǎng)度: 0.75d=46.2mm(滾動(dòng)式)
8 夾具精度分析計(jì)算
定位誤差計(jì)算
定位誤差( dw)=基準(zhǔn)不重合誤差( dw) +基準(zhǔn)位移誤差( jy )
基準(zhǔn)不重合誤差( dw):
在此夾具中定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是重合的,所以基準(zhǔn)不重合誤差為 0。因此只要計(jì)算基準(zhǔn)位置誤差。
基準(zhǔn)位置誤差:
該項(xiàng)誤差等于孔銷配合的最大間隙( H7/n6),即:
dw= jw= D1max - d1min =(0.03-0.015)mm=0.015mm
9 鏜孔夾具的裝配說(shuō)明
鏜孔夾具中所要鏜的孔是一水平放置的孔,所以此時(shí)只需要一個(gè)鏜桿就可
以了。在加工時(shí),旋緊螺母夾緊螺旋壓板,使擺動(dòng)壓塊夾緊工件進(jìn)行鏜孔。在
鏜孔時(shí),兩刀具的旋轉(zhuǎn)直徑要與孔的直徑匹配。