行程次数i:i?1 基本工时:tj1?l?l1?l260?3.7?4??1?0.16minfm420
机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计,可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。
5. 夹具设计
车床夹具主要用于零件的旋转表面以及端面。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。
5.1 车床夹具的主要类型
(1) 安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多,有通用的三爪卡盘、四爪卡盘,花盘,顶尖等,还有自行设计的心轴;专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转,刀具做进给运动。
定心式车床夹具 在定心式车床夹具上,工件常以孔或外圆定位,夹具采用定心夹紧机构。
角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时,由于零件形状较复杂,难以装夹在通用卡盘上,因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状,故称其为角铁式车床夹具。
花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘,上面开有若干个T形槽,安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件,可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称,要注意平衡。
(2) 安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件,常常将夹具安装在托板上。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动,夹具做进给运动。
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由于后一类夹具应用很少,属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具,所以阀体零件在车床上加工用专用夹具。
5.2阀体零件的车床专用夹具的总体设计
(1) 夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便,悬臂尺寸要短,重心尽可能靠近主轴。 (2) 当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时,将产生较大的离心力和振动,影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产,特别是在转速较高的情况下影响更大。因此,对于重量不对称的夹具,要有平衡要求。平衡的方法有两种:设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中,常用适配的方法进行夹具的平衡工作。
(3)为了保证安全,夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此,还应该注意防止切削和冷却液的飞溅问题,必要时应该加防护罩。
5.3 4×φ4的孔夹具
工序尺寸精度分析:由工序图可知此工序的加工精度要求不高,具体加工要求如下:钻4×φ4孔,无其它技术要求,该工序在摇臂钻床上加工,零件属成批量生产。定位方案确定:根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件五个自由度,即x移动、x转动、y转动、y移动、z转动,但为了方便的控制刀具的走刀位置,还应限制z移动,因而工件的六个自由度都被限制,由分析可知要使定位基准与设计基准重合。选下端面为定位基准,采取一面两孔定位限制移动。具体结构如下: 1、选择定位元件:
由于本工序的定位面是下端面及平面上2个φ5的孔作为定位基准,所以夹具上相应的定位元件选为一个定位平面和两个孔。定位误差分析计算:分析计
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算孔的尺寸5的定位误差:用下端面定位,工件定位面是外圆表面,定位元件的定位工作面是φ5外圆面,定位基准是外圆母线,当发生变化时其中心线在定位孔内左右移动。定位误差计算如下: △jb=1/2T(d)= 1/2x0.021=0.0105
△db=1/2(△D+△d+△min)=(0.021+0.015+0.023)/2=0.0295 △dw=△jb+△db-=0.04≤T/3 所以满足要求。
2. 夹紧方案及元件确定
(1)计算切削力及所需加紧力:
工件在加工时所受的力有加紧力J、切削力F和工件重力G,三者作用方向一至,由机床夹具设计手册表1-2-7得切削力的计算公式: Fx=667DsKp=667x4x700x650/726≈1083N 实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为: F=KFx(K由表1-2-2查得为1.15)=1.15Fx==1245.45N (2)设计钻套,连接元件及夹具体,钻模板:
由于此工件是成批量生产,固选用GB2264-80可换钻套,选用活动式钻模板。
根据钻床T型槽的宽度,决定选用GB2206-80宽度B=6,公差带为h6的A型两个定位键来确定夹具在机床上的位置。夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体,并在夹具体底部两端设计出供T型槽用螺栓紧固夹具用的U型槽耳座。
0.70.75.4 镗φ20孔夹具
镗床夹具又称镗模它主要用于加工相体,支架等工件上的单孔或孔系。镗
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模不仅广泛用于一般镗床和镗孔组合机床上也可以用在一般车床、铣床和摇臂钻床上,加工有较高精度要求的孔或孔系。镗床夹具,除具有定位元件、加紧机构和夹具体等基本部分外,还有引导刀具的镗套。而且还像钻套布置在钻模板上一样,镗套也按照被加工孔或孔系的坐标位置,布置在一个或几个专用的镗孔的位置精度和孔的几何形状精度。因此,镗套、镗模支架和镗杆是镗床夹具的特有元件。根据基准面重合的原则,选定底面定位基准,限制三个自由度,工序孔限制三个自由度,实现定位。由于定位基准是经过加工过的光平面,故定位元件等用夹具体把两个定位元件联成一体,工件放在上面,使重力与加紧方向一致。本夹具属于单支承前引导的镗床夹具,本就加以说明介绍。 单支承前引导的镗床夹具,既镗套位于被加工孔的前方,介于工件与机床主轴之间,主要用于加工D<90mm。 (一)夹紧力大小的确定原则
夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸,保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形,影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧,在加工过程中容易发生工件位移,从而破坏工件定位,也影响加工精度,甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。
计算夹紧力时,通常将夹具和工件看成一个刚性系统,然后根据工件受切削力、夹紧力(大工件还应考虑重力,运动的工件还需考虑惯性)后处于静力平衡条件,求出理论夹紧力,为了安全起见再乘以安全系数K。
W?kW`
式中W`——计算出的理论夹紧力; W——实际夹紧力;
K——安全系数,通常k=1.5~3.当用于粗加工时,k=2.5~3,用于精加工时k=1.5~2.
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(二)在分析受力时,往往可以列出不同的工件静平衡方程式。这时应选产生
夹紧力最大的一个方程,然后求出所需的夹紧力。如图所示垂直方向平衡式为 W=1.5KN;水平方向可以列出:W?1.5KN/f,f 为工件与定位件间的摩擦系数,一般0.15,即W=10KN;对o点取矩可得下式
W?KN??2l??l22?0.5l?l2?l2?0.5l2l?
?3.2KN比较上面三种情况,选最大值,既W=10KN。
(三)上述仅是粗略计算的应用注意点,可作大致参考。由于实际加工中切削力是一个变值,受工件材料性质的不均匀、加工余量的变动、刀具的钝化等因素影响,计算切削力大小的公式也与实际不可能完全一致,故夹紧力不可能通过这种计算而得到结果。生产中也有根据一定生产实际经验而用类比法估算夹紧力的,如果是一些关键性的重要夹具,则往往还需要通过实验的方法来确定所需夹紧力。
表5-1 削边销尺寸参考表(mm)
d >3~6 >6~8 >8~20 >20~25 >25~32 >32~40 >40~50 >50 d-1 2 3 d-2 3 4 d-3 3 5 d-4 3 5 d-5 4 6 d-5 5 8 -- -- 14 B d-0.5 b 1 2 b 1计算定位误差:由于孔定位有旋转角度误差?a,使加工尺寸产生定位误差?D1和
?D2,应考虑较大值对加工尺寸的影响。两个方向上的偏转其值相同。因此,
只对一个方向偏转误差进行计算。
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