K626-彎臂撥叉零件加工工藝及鉆Φ18孔夾具設(shè)計【版本2】【含三維SW】
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三 鉆孔夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配工序的鉆Φ18孔的鉆床夾具。
3.1鉆床的概述
鉆床是用途廣泛的孔加工機床.其主要加工方法是用鉆頭在實心材料上鉆孔,主要用來加工外形復(fù)雜,沒有對稱回轉(zhuǎn)軸線的孔、 一般直徑不大,精度不太高的子L,如連桿、蓋板、箱體、機架等零件上的單孔和孔系.也可以通過鉆孔,擴孔,鉸孔的工藝手段加工精度要求較高的孔,利用夾具還可加工要求一定相互位置精度的孔系,另外鉆床還可進行攻螺紋,锪孔和锪端面等工作,鉆床在加工時,工件一般不動,刀具則面作旋轉(zhuǎn)主運動. 一面作軸向進給運動.鉆床的加工方法及其所需運動如圖8-1所示。
a)鉆孔(b)擴孔(c)鉸孔 (d)攻螺紋(e)锪埋頭孔f锪埋頭孔 (g)锪端面
鉆床的主要類型有臺式鉆床丶立式鉆床丶搖臂鉆床丶銑鉆床和中心孔鉆床等。鉆床的主參數(shù)一般為最大鉆孔直徑。鉆床夾具,一般習(xí)慣上稱為鉆模。它是在鉆床上進行孔的鉆、擴?鉸、锪、攻螺紋的機床夾具.使用鉆模加工時,是借助于鉆套確定刀具的位置和引導(dǎo)刀具的進給方向.?被加工孔的尺寸精度主要是由刀具本身的精度來保證。而孔的坐標(biāo)位置精度,則由鉆套在夾具上的位置精度來確定,并能防止刀具在加工過程中發(fā)生傾斜。因此,在結(jié)構(gòu)上都設(shè)置安裝鉆套的鉆模板,有固定式,分度式、蓋板式、翻轉(zhuǎn)式和滑柱式等主要類型。
3.2問題的提出
本夾具主要用于鉆Φ18孔,精度要求不高,和其他面沒有任何為主度要求,為此,只考慮如何提高生產(chǎn)效率上,精度則不予考慮。
3.3定位基準(zhǔn)的選擇
基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能,基準(zhǔn)分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。
1. 設(shè)計基準(zhǔn)
在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn),稱為設(shè)計基準(zhǔn)。
2. 工藝基準(zhǔn)
零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn),稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同,又分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。
(1)裝配基準(zhǔn)
裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn),稱為裝配基準(zhǔn)。
(2)測量基準(zhǔn)
測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn),稱為測量基準(zhǔn)。
(3)工序基準(zhǔn)
在加工工序中,用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn),稱為工序基準(zhǔn)。
(4)定位基準(zhǔn)
工件定位時所采用的基準(zhǔn),稱為定位基準(zhǔn)。
本道工序鉆Φ18孔,精度不高,因此我們采用已加工好的Φ32孔及端面定位,因為孔徑自身較小,切削力較小,因此不在采用其他的輔助定位,開口墊圈的壓緊力即可以滿足要求。
3.4定位方案的設(shè)計
定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等,他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素”。
1. 工件及平面定位
(1) “主要支承” 主要支撐也就是在零件加工中起定位的作用,也能限制自由度
1) “固定支承
2) “可調(diào)支承”
3) “自位支承”
(2) 輔助支承 主要用來提高零件安裝的穩(wěn)定性
1)“螺旋式輔助支承”
2)“自位式輔助支承”
3)“推引式輔助支承”
4)“液壓鎖緊的輔助支承”
2. 工件以圓柱空定位
(1)圓柱銷
(2)圓錐銷
(3)圓柱心軸
3、 工件以外圓柱面定位
(1)在V形塊中定位
(2)在圓孔中定位
(3)在半圓孔和圓錐孔中定位
根據(jù)上述表述,我們是在圓孔中定位,采用心軸和削邊銷作為定位元件。
3.5夾緊方案的設(shè)計
在機械加工中,工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上,使工件在加工過程中,不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動,以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置,即稱為夾緊裝置。
1. 斜楔夾緊結(jié)構(gòu)
2. 螺旋夾緊結(jié)構(gòu)
(1)單個螺旋夾緊結(jié)構(gòu)
(2)螺旋開口墊圈夾緊結(jié)構(gòu)
(3)偏心夾緊機構(gòu)
當(dāng)加工尺寸的工序基準(zhǔn)是中心要素(軸線、中心平面等)撕,為使基準(zhǔn)重合以減少定位誤差,可以采用定位夾緊機構(gòu),所以,定心夾緊機構(gòu)主要用于要求準(zhǔn)確定心或?qū)χ械膱龊?。定心夾緊機構(gòu)可分為以下幾種:
(1)螺旋式定心夾緊機構(gòu)
(2)杠桿式定心夾緊機構(gòu)
(3)楔式定心夾緊機構(gòu)
(4)彈簧筒夾式定心夾緊機構(gòu)
(5)膜片卡盤定心夾緊機構(gòu)
(6)波紋套定心夾緊機構(gòu)
(7)液性塑料定心夾緊機構(gòu)
根據(jù)本次夾具定位方式,采用的心軸和削邊銷定位,心軸一般都是配合開口墊圈,螺母夾緊工件,因此采用單個螺旋夾緊結(jié)構(gòu)夾緊工件。
3.6切削力和夾緊力的計算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工,鉆削力。由《切削手冊》得:
鉆削力 式(5-2)
鉆削力矩 式(5-3)
式中:
代入公式(5-2)和(5-3)得
本道工序加工工藝孔時,夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
3.7鉆模板的選擇
鉆床夾具簡稱鉆模,主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種。
(1)固定式鉆模 在使用中,這類鉆模在機床上的位置固定不動,而且加工精度較高,主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。
固定鉆模的結(jié)構(gòu)如下
(2)回轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模上有分度裝置,因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向或徑向孔系。
回轉(zhuǎn)鉆模也就是帶分度機構(gòu)的鉆模,經(jīng)典的機構(gòu)如下
翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔,孔徑小于f8~f10mm。它可以減少安裝次數(shù),提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡單,加工鉆模一般手工進行翻轉(zhuǎn),所以夾具及工件應(yīng)小于10 kg為宜。翻轉(zhuǎn)鉆模板的經(jīng)典結(jié)構(gòu)如下
蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體,其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾,適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便,易清除切屑;但是每次夾具需從工件上裝卸,較費時,故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過10 kg。
蓋板鉆模板的借構(gòu)如下
滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點,生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。
滑柱鉆模板的結(jié)構(gòu)如下
鉸鏈?zhǔn)姐@模 鉸鏈鉆模板是用鉸鏈把鉆模板和夾具體連接起來,如圖,使模板可以繞鉸銷旋轉(zhuǎn)提高工件安裝的敞開性,以利于工件在本工位上孔的多工序加工如鉆孔,攻絲,锪平面。
鉸鏈鉆模板的經(jīng)典借構(gòu)如下
綜上所述我們選擇固定鉆模板比較合適,
因為我們采用側(cè)面和底面定位,使用固定鉆模板就可以滿足要求,因此我們采用固定鉆模板。
詳情請見下圖
固定鉆模板靠2個圓柱銷定位在夾具體上,2個內(nèi)六角螺釘壓緊在夾具體上,實現(xiàn)對固定鉆模板的定位。
3.8鉆套的設(shè)計
鉆床的導(dǎo)向部分就是鉆套
鉆套根據(jù)加工的孔的情況不同,又分為以下幾種鉆套
固定鉆套(JB/T 8045.1-1999)
可換鉆套(JB/T 8045.2-1999)
快換鉆套(JB/T 8045.3-1999)
特殊鉆套
特殊鉆套又分為好幾個類型根據(jù)孔的距離不同,因為我們加工的孔不夠特殊,因此特殊鉆套就不在介紹。
鉆套的尺寸公差及材料
在選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的鉆套時,鉆套導(dǎo)引孔的尺寸與公差帶須由設(shè)計者決定
可按下述原則來確定導(dǎo)引孔的尺寸與公差帶
其余結(jié)構(gòu)尺寸
①鉆套導(dǎo)引孔直徑的基本尺寸
②因為由鉆套導(dǎo)引的刀具,應(yīng)等于所導(dǎo)引刀具的最大極限尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化,都是鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等定尺寸的刀具,所以鉆套導(dǎo)引孔與刀具的配合.
③鉆套導(dǎo)引孔與刀具之間,應(yīng)按基軸制來選定,應(yīng)保證有一定的配合間隙,?以防止兩者發(fā)生卡住或咬死,一般根據(jù)所導(dǎo)引的刀具和加工精度要求來選取導(dǎo)引孔的公差選用97,精鉸時選用96,鉆孔和擴大時選用F7
④當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸H7或H9孔時,則可不必按刀具最大尺寸來計算。直接按孔的基本尺寸,分別選用F7或E7, 作為導(dǎo)引孔的基本尺寸與公差。
⑤由于標(biāo)準(zhǔn)鉆頭的最大尺寸都是所加工孔的基本尺寸,基本尺寸取公差帶為F7即可,故鉆頭的導(dǎo)引孔就只須按孔的
⑥如果鉆套導(dǎo)引的不是刀具的切削部分,而是刀具的導(dǎo)柱部分°這時也可按基孔制的相應(yīng)配合選取為: H7/f74H7/96,H6/95
下面一一介紹下上面3種的標(biāo)準(zhǔn)的鉆套及其使用地方
固定鉆套(JB/T 8045.1-1999)
固定鉆套分為帶肩鉆套和不帶肩的
具體結(jié)構(gòu)如下圖
固定鉆套的特點如下
鉆套直接壓入鉆模板或夾具體上,其外圓與鉆模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨損后不易更換。適用于中、小批生產(chǎn)的鉆模上或用來加工孔距甚小以及孔距精度要求較高的孔。為了防止切屑進入鉆套孔內(nèi),鉆套的上、下端應(yīng)稍突出鉆模板為宜,一般不能低于鉆模板。
因為我們是批量生產(chǎn),因此在此場合固定鉆套不使用
可換鉆套(JB/T 8045.2-1999)
可換鉆套的結(jié)構(gòu)如下圖
可換鉆套的使用特點如下
鉆套1裝在襯套2中,而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板3中。鉆套由螺釘4固定。以防止它轉(zhuǎn)動。鉆套與襯套間采用F7/m6或F7/k6配合,以便于鉆套磨損后迅速更換。 適于大批量生產(chǎn)
快換鉆套(JB/T 8045.3-1999)
快換鉆套的結(jié)構(gòu)如下圖
當(dāng)要取出鉆套時,只要將鉆套朝逆時針方向轉(zhuǎn)動使螺釘頭部剛好對準(zhǔn)鉆套上的削邊平面,即可取出鉆套。適用于同一個孔需經(jīng)多種工步加工的工序
綜上所述我們采用固定鉆套,選擇直徑為18mm的固定鉆套。
3.8定位誤差分析
(1)移動時基準(zhǔn)位移誤差
式中: ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
代入得: ==
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
式中: ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中:
則代入得:
則:
經(jīng)檢驗合格。
3.9夾具設(shè)計及操作的簡要說明
使用心軸和削邊銷定位,開口墊圈的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用固定鉆套,保證導(dǎo)向的精度,這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率,適合于大批量生產(chǎn)。
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彎臂撥叉
零件
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工藝
18
夾具
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K626-彎臂撥叉零件加工工藝及鉆Φ18孔夾具設(shè)計【版本2】【含三維SW】,版本2,含三維SW,K626,彎臂撥叉,零件,加工,工藝,18,夾具,設(shè)計,版本,三維,SW
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