組合專(zhuān)機(jī)-劉文日--鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)

組合專(zhuān)機(jī)-劉文日--鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì),組合,專(zhuān)機(jī),劉文,鉆孔,機(jī)床,設(shè)計(jì) 大連海洋大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 夾具設(shè)計(jì) 3 夾具設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中占有重要的地位。它的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。 本夾具主要是用來(lái)鉆沿φ305圓周方向性四等分平均分四個(gè)M8螺紋底孔孔， 整個(gè)需要加工的孔的位置尺寸用機(jī)床和夾具就能直接保證。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何保證垂直度要求的前題下，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。為了很好利用工廠實(shí)際設(shè)備和提高生產(chǎn)率，設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具進(jìn)行加工。 3.1 機(jī)床夾具的概述 3.1.1機(jī)床夾具的組成 (1)定位元件和定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置，如V形塊，定位銷(xiāo)，凡是夾具都有定位元件，它是實(shí)現(xiàn)夾具基本功能的元件。 (2)夾緊元件和夾緊裝置 用于固定工件以獲得的正確位置的元件或裝置。工件在夾具定位之后引進(jìn)加工之前必須將工件夾緊，使其在加工時(shí)在切削力的作用下不離開(kāi)已獲得的定位，有時(shí)同一個(gè)元件既能定位，也具有夾緊的雙重功效。 (3)導(dǎo)向元件 確定刀具的位置并引導(dǎo)刀具的元件，它也可以供鉆鏜類(lèi)夾具在機(jī)床上安裝時(shí)做基準(zhǔn)找正用。 (4)夾具體 夾具體也稱(chēng)為夾具本體，用于將各種元件，裝置連于一體，并通過(guò)它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上，一般采用鑄鐵制造，它是保證夾具的剛度和改善夾具動(dòng)力學(xué)特性的重要部分。如果夾具體的剛性不好，加工時(shí)將要引起較大的變形和震動(dòng)，產(chǎn)生較大的加工誤差。 3.1.2機(jī)床夾具的類(lèi)型 機(jī)床夾具的種類(lèi)很多，形狀千差萬(wàn)別，為了設(shè)計(jì)和制造方便，一般按某一屬性進(jìn)行分類(lèi)，如按所使用的機(jī)床分：車(chē)床夾具，銑床夾具，鏜床夾具，磨床夾具和鉆床夾具。 3.2工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 在對(duì)離合器壓盤(pán)結(jié)構(gòu)分析及所要求加工的4個(gè)M8螺紋底孔孔所處的特殊位置，要達(dá)到了要求的精度并不困難，可以采用支承板以底面為主定位面，保證兩端面與底面之間的垂直度要求。 3.3工件定位方案和定位元件的設(shè)計(jì) 工件在夾具中的定位就是要確定工件與夾具定位元件的相對(duì)位置，并通過(guò)到向元件或?qū)Φ堆b置來(lái)保證工件與刀具之間的相對(duì)位置，從而滿(mǎn)足加工精度的要求，工件在夾具中的定位一定要通過(guò)定位元件，并以六點(diǎn)定位原理分析所限制工件的自由度。本夾具采用了大平面、擋銷(xiāo)、心軸定位，其中大平面限制了三個(gè)自由度分別是X、Y、Z方向的移動(dòng)；擋銷(xiāo)限制了一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度；心軸限制了兩個(gè)自由度。 3.4夾緊方案和夾緊元件的設(shè)計(jì) 工件在切削過(guò)程中會(huì)受到切削力、慣性力等作用，因此必須夾緊以保證定位，典型的夾緊裝置是由夾緊元件、中間傳力機(jī)構(gòu)和動(dòng)力源裝置所組成。夾緊元件是執(zhí)行夾緊的最終元件，是直接與零件接觸來(lái)完成夾緊的。中間傳力機(jī)構(gòu)是傳傳遞動(dòng)力源裝置的力到夾緊元件來(lái)完成夾緊，它可以改變夾緊力的大小、方向和使夾緊具有自鎖性能。動(dòng)力裝置是產(chǎn)生夾緊力的動(dòng)力源，所產(chǎn)生的力稱(chēng)為原始力。 夾緊裝置在夾緊過(guò)程中有一定的要求： (1)夾緊裝置應(yīng)保證工件定位，而不能破壞工件的定位。 (2)夾緊力的大小應(yīng)能保證工件在加工時(shí)的位置不變，同時(shí)又不能使工件產(chǎn)生變形。 (3)夾緊力的方向應(yīng)和切削力方向相應(yīng)，使夾緊力減小。 (4)夾緊裝置的動(dòng)作應(yīng)迅速、方便、安全。 (5)夾緊裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理、制造方便。 由于該道工序是鉆φ6.5孔，此零件屬于中批量生產(chǎn)，并且切削力較小，所以力求夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，降低成本的原則。則本夾具采用螺栓夾緊及一個(gè)壓環(huán)夾緊。 3.5夾具的性能及優(yōu)點(diǎn) （1）剛性好 該夾具在高轉(zhuǎn)速、大吃刀的情況下不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，自動(dòng)定心效果優(yōu)于三爪卡盤(pán)。套筒用鑄鐵件制造，無(wú)薄弱環(huán)節(jié)。整個(gè)機(jī)構(gòu)不存在剛性不足、偏載和偏心現(xiàn)象。 （2）應(yīng)用范圍廣 此夾具更換不同直徑的彈簧套筒，可以加工不同直徑的同類(lèi)產(chǎn)品，通用性好。 （3）精度保證較高 使用可脹心軸車(chē)床夾具，消除了工件的定位間隙，有效地保證了被加工零件的位置精度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明其定位精度可達(dá)0.01mm。 3.6夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)是整個(gè)夾具的基礎(chǔ)零件，定位元件、夾緊裝置、連接元件、導(dǎo)向元件或?qū)Φ堆b置等都要求裝在它上面，因此夾具體是一個(gè)復(fù)雜而又重要的零件，而且必須滿(mǎn)足一定的要求： 1）夾具體要有足夠的剛度，承受夾緊力及加工時(shí)的切削力，一般夾具體為鑄件，但也可是焊接件。 2）夾具體一般應(yīng)考慮搬運(yùn)的吊裝問(wèn)題，以方便夾具的安裝對(duì)于小規(guī)模當(dāng)然可以不考慮吊裝，但也應(yīng)該考慮搬運(yùn)的問(wèn)題。 3）夾具體上應(yīng)考慮排屑和清理切屑方便。 4）夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)考慮夾具體的穩(wěn)定性，夾具底面可以做的稍大些。 5）由于夾具體一般都比較復(fù)雜，故要考慮結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工和安裝都應(yīng)該合理、方便。則該夾具體的基本要求為：1060590。 3.7誤差的分析與計(jì)算 該夾具以底平面、上端面為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿(mǎn)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)定的工序公差。 M8螺紋孔軸線與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由《互換性與技術(shù)測(cè)量》表可知： ?。ㄖ械燃?jí)）即 ：尺寸偏差為 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得： ① 定位誤差（兩個(gè)垂直平面定位）： ② 夾緊誤差 ： (3.1) 其中接觸變形位移值： (3.2) 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) ③ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： (3.3) 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。 3.8夾具精度分析計(jì)算 夾具精度計(jì)算是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗(yàn)夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機(jī)床上加工工件時(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，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有： 1）因工件在夾具中定位不準(zhǔn)確，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差Δdw。 2）因夾具在機(jī)床上安裝不準(zhǔn)確，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差Δa。 3）因刀具相對(duì)夾具位置不準(zhǔn)確，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差Δt。 4）因機(jī)床精度、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差Δg。 為了使夾具能加工出合格的工件，上述各項(xiàng)誤差的總和應(yīng)不超過(guò)工序尺寸（或位置要求）的公差Δk。即 Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk (3.4) 上式稱(chēng)為誤差計(jì)算不等式，其中各項(xiàng)誤差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸（包括位置精度要求）不止一個(gè)，則只有在每個(gè)工序尺寸的誤差計(jì)算不等式都能滿(mǎn)足要求時(shí)，所設(shè)計(jì)的夾具才能保證加工要求。 對(duì)夾具而言， 1） 工件在夾具中的定位誤差在前面已經(jīng)分析。即Δdw=0.07mm。 2） 夾具的安裝誤差Δa，夾具的安裝誤差是夾具在機(jī)床上安裝時(shí)，因夾具的安裝面偏離了規(guī)定的位置，從而使原始基準(zhǔn)發(fā)生移動(dòng)而在工序尺寸產(chǎn)生的偏差，采用定位鍵進(jìn)行定位，則安裝誤差Δa=0.005mm。 3） 刀具位置誤差Δt的確定，刀具位置誤差是刀具相對(duì)于夾具位置不準(zhǔn)確引起的誤差，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差，這項(xiàng)誤差又稱(chēng)刀具調(diào)整誤差，則Δt=0.07mm。 4） 加工方法誤差Δg，因?yàn)榧庸し椒ㄕ`差具有很大的偶然性，很難進(jìn)行精確的計(jì)算，因此常?。?/3~1/2）Δk作為加工方法和精度儲(chǔ)備之用，則Δg=0.62=0.3m。 所以,按概率法相加得 (3.5) 經(jīng)過(guò)計(jì)算則這個(gè)定位方式是可行的，滿(mǎn)足夾具精度要求，整個(gè)夾具設(shè)計(jì)合理。 3.9 夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 5） 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該請(qǐng)注意在保證加工要求的前題下，盡量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 6） 為此，根據(jù)本夾具的特點(diǎn)，應(yīng)采用手動(dòng)夾緊較為方便。所以基本的操作為： 7） 將工件裝在心軸上，并保證擋銷(xiāo)和工件凸塊接觸，然后放上壓環(huán)，擰緊螺母。從而達(dá)到夾緊的要求。加工完后取工件時(shí)，則和前面的步驟剛好相反。 8） 夾具的裝配圖見(jiàn)附錄。 - 37 -