K513-泵蓋車(chē)2-Φ28孔夾具設(shè)計(jì)【車(chē)兩孔夾具設(shè)計(jì)】[中心距45]【含CAD高清圖紙和說(shuō)明書(shū)】
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3車(chē)2-Φ28孔夾具設(shè)計(jì) 3.1 車(chē)床夾具設(shè)計(jì)要求說(shuō)明 車(chē)床夾具主要用于加工車(chē)2-Φ28孔。 因而車(chē)床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。 角鐵式車(chē)床夾具 在車(chē)床上加工殼體、支座、閥體、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時(shí),由于零件形狀較復(fù)雜,難以裝夾在通用卡盤(pán)上,因而須設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀,故稱其為角鐵式車(chē)床夾具。 花盤(pán)式車(chē)床夾具 這類(lèi)夾具的夾具體稱花盤(pán),上面開(kāi)有若干個(gè)T形槽,安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件,可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類(lèi)夾具不對(duì)稱,要注意平衡。 (2) 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件,常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車(chē)床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),夾具做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 由于后一類(lèi)夾具應(yīng)用很少,屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車(chē)床主軸上的專(zhuān)用夾具,所以零件在車(chē)床上加工用專(zhuān)用夾具。 3.2車(chē)床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) (1)定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí),要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合,夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí),則應(yīng)以?shī)A具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來(lái)確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn),故在加工過(guò)程中工件除受切削力矩的作用外,整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用,轉(zhuǎn)速越高離心力越大,這些力不僅降低夾緊力,同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此,夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力,自鎖性能好,以防止工件在加工過(guò)程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具,夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 (2)夾具與機(jī)床主軸的連接 車(chē)床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此,要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車(chē)床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類(lèi)車(chē)床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接,用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車(chē)床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小,其它專(zhuān)用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式: 1)對(duì)于徑向尺寸D<140mm,或D<(2~3)d的小型夾具,一般用錐柄安裝在車(chē)床主軸的錐孔中,并用螺桿拉緊,如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具,一般用過(guò)渡盤(pán)與車(chē)床主軸軸頸連接。過(guò)渡盤(pán)與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 圖1-b所示的過(guò)渡盤(pán),其上有一個(gè)定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合,并用螺紋和主軸連接。為防止停車(chē)和倒車(chē)時(shí)因慣性作用使兩者松開(kāi),可用壓板將過(guò)渡盤(pán)壓在主軸上。專(zhuān)用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過(guò)渡盤(pán)的凸緣上,用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度,可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。 對(duì)于車(chē)床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu),如圖1-c所示,過(guò)渡盤(pán)在其長(zhǎng)錐面上配合定心,用活套在主軸上的螺母鎖緊,由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高,但端面要求緊貼,制造上較困難。 圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過(guò)渡盤(pán)連接的方式。過(guò)渡盤(pán)推入主軸后,其端面與主軸端面只允許有0.05~0.1mm的間隙,用螺釘均勻擰緊后,即可保證端面與錐面全部接觸,以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 圖1 車(chē)床夾具與機(jī)床主軸的連接 過(guò)渡盤(pán)常作為車(chē)床附件備用,設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過(guò)渡盤(pán)凸緣確定專(zhuān)用夾具體的止口尺寸。過(guò)渡盤(pán)的材料通常為鑄鐵。各種車(chē)床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸,可查閱有關(guān)手冊(cè) 3.3 定位機(jī)構(gòu) 由零件圖分析孔的加工要求,必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸,得出,夾具必須限制工件的六個(gè)自由度,才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計(jì)夾具模型如下: 選擇定位元件為:一個(gè)端面,2個(gè)定位銷(xiāo)。一個(gè)端面限制了X,Y,Z方向的移動(dòng)自由度,1個(gè)圓柱銷(xiāo)X,Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,1個(gè)菱形銷(xiāo)限制了Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。可見(jiàn),定位方案選擇合理。 3.4夾緊機(jī)構(gòu) 選擇工件的夾緊方案,夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn),夾得勞,夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí),要合理確定夾緊力的三要素:大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下: 1. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置; 2. 夾緊力要適當(dāng),既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng),又不因夾緊力過(guò)大而使工件表面損傷、變形。 3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。 4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單,制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質(zhì),確定夾緊動(dòng)力源類(lèi)型為手動(dòng)夾緊,夾緊裝置為壓板,壓緊力來(lái)源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見(jiàn)夾具裝配圖和零件圖。 3.5切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具:粗車(chē)毛坯為HT200,可以選擇YT15硬質(zhì)合金刀具—內(nèi)孔車(chē)刀(鏜刀)。 依據(jù),根據(jù)表1.3,車(chē)刀幾何形狀如表12 表12 車(chē)刀幾何形狀角度 刀角名稱 符號(hào) 范圍 取值 主偏角 kr 30~45 45 副偏角 10~15 15 前角 5~10 10 后角 5~8 5 刃傾角 0 0 倒棱前角 -10~ -15 -10 倒棱寬度 0.4[(0.3~0.8)f] 1 0.4~0.8 0.5 切削力:查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》P37表,得車(chē)削切削力計(jì)算公式: 圓周分力 徑向分力 軸向分力 其中——切削深度 2.3mm f——進(jìn)給量 0.16mm Vc—切削速度 60m/min Kp—修正系數(shù)1.08 所以切削時(shí)的各切削力 = 566.8N =801.5N = 416.4N 精車(chē)切削力: ——背吃刀量0.5mm f——每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 0.13mm Vc—切削速度38m/min Kp—修正系數(shù) 1.08 所以切削時(shí)的各切削力 = 105.45N = 57.23N = 97.96N 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: 假設(shè)擰緊螺旋力 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3.1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)。 3.5零件的車(chē)床夾具的加工誤差分析 工件在車(chē)床夾具上加工時(shí),加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示,在夾具上加工時(shí),尺寸的加工誤差的影響因素如下所述: (1)定位誤差 由于端面既是工序基準(zhǔn),又是定位基準(zhǔn),基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時(shí),定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的,基準(zhǔn)位移誤差為零。因此,尺寸的定位誤差等于零。 (2)夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差,以及限位基面相對(duì)安裝基面C的平行度誤差是0.01. (3)安裝誤差 因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合,夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。 (4)加工方法誤差 如車(chē)床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動(dòng)、車(chē)床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長(zhǎng)度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 零件的車(chē)床夾具總加工誤差是: 精度儲(chǔ)備: 故此方案可行。 3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 (1)應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面,如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面,應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定,鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理,焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。 (2)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng),夾具體應(yīng)有足夠的壁厚,剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。 (3)應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且各表面間的相互位置精度要求高,因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性,應(yīng)做到裝卸工件方便,夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下,應(yīng)盡量能減輕重量,縮小體積,力求簡(jiǎn)單。 (4)應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過(guò)程中,切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周?chē)?,如不及時(shí)排除,切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度,切屑的拋甩可能纏繞定位元件,也會(huì)破壞定位精度,甚至發(fā)生安全事故。因此,對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況,可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間:對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況,一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 (5)在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí),夾具的重心應(yīng)盡量低,支承面積應(yīng)足夠大,安裝基面應(yīng)有較高的配合精度,保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空,大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸,然后繪制夾具總圖。詳見(jiàn)繪制的夾具裝配圖。 3.7 零件的車(chē)床專(zhuān)用夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明 (1)夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便,懸臂尺寸要短,重心盡可能靠近主軸。 (2)當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí),將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng),影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn),特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此,對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具,要有平衡要求。平衡的方法有兩種:設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中,常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。 9壓縮包目錄 | 預(yù)覽區(qū) |
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