銑槽專用夾具設(shè)計(jì)
1、問(wèn)題的提出
本夾具主要用來(lái)銑深9.5mm，寬6mm的槽，為了保證加工，最關(guān)鍵就是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，選擇夾緊方案，考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
2、問(wèn)題的提出與研究原始質(zhì)料
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。
本夾具主用用來(lái)銑槽，本工序的加工條件為X52K銑床，工件其他部位均已達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣的要求。尺寸精度和表面粗糙度要求都不高。此套夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮垂直度公差0.1，因此，在本工序加工中，應(yīng)主要考慮孔軸線的位置要求，確定合適的定位基準(zhǔn)，同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3、定位基準(zhǔn)的選擇
出于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮，選擇孔和它的一端面為定位基準(zhǔn)面，先用心軸和端面定位，限制5個(gè)自由度，但工件繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度沒(méi)有限制。再用定位銷對(duì)下端孔進(jìn)行完全定位，限制其繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。裝夾卸載方便，減少了工作量。本工序采用孔和端面為基準(zhǔn)定位，使加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。
4、夾緊方案選擇
由于工件體積較小，工件材料易切削，所需夾緊力不大。經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，使用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。這種夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中有很廣泛的應(yīng)用。
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，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。即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]表可得：
所以有：
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過(guò)弧形壓塊壓緊工件，受力簡(jiǎn)圖如下：
圖4.1 移動(dòng)壓板受力簡(jiǎn)圖
由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式
即：
由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
8、定位誤差分析
由于加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以能很好的保證了加工精度。
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(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
1 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
得
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(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
9 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖5.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
由于本道工序是完成槽銑加工，所以選用對(duì)刀塊。根據(jù)GB2243—80對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖5.2所示：
圖5.2 對(duì)刀塊
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示：
圖5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表5.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
7、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
通過(guò)孔和端面及下方定位銷來(lái)裝工件，再用氣缸來(lái)夾緊。再利用對(duì)刀塊對(duì)刀，然后就可以加工。
此外，工作過(guò)程中出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，心軸采用可換的，以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。