【K013-8】液压泵盖工艺及铣底面夹具设计.rar

第 3 章 铣底面夹具设计 3.1 设计要求 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面 即为铣床夹具(铣底面)的专用夹具，本夹具将用于 X52K 铣床。 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动 强度，精度不是主要考虑的问题。 3.2 夹具设计 3.2.1 定位基准的选择 为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工， 准备采用手动夹紧。 由零件图可知：在对底面进行加工前，另一反面平面进行了粗、精铣加工，进行 了粗、精加工。因此，定位、夹紧方案有： 方案Ⅰ：选底平面、和侧面定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来 夹紧。 方案Ⅱ：选一面两销定位方式，2 面用挡销，夹紧方式用操作简单，通用性较强 的移动压板来夹紧。 分析比较上面二种方案：方案Ⅱ中的定位是不正确的，挡销的位置是固定，且定 位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。 通过比较分析只有方案Ⅰ满足要求，孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选择外 圆和侧面支撑钉来定位，从而保证其尺寸公差要求。 为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。 3.2.2 切削力及夹紧力的计算 刀具：立铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 015001顶 刃 0n侧 刃 601~5 ''30rK2.5Lm2Z.8/famzmap.2 由参考文献[5]5 表 1～2～9 可得铣削切削力的计算公式： 0.8.10.pzFafDBzn 有： .9.8.1.10.135254836.2()N 2 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬 间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数 作为实际所需夹紧力的数值，即： FKW 安全系数 K 可按下式计算： 6543210 式中： 为各种因素的安全系数，查参考文献[5]1～2～1 可知其公式参数：6~ 123456.,.0,.,3KK 由此可得： 110.31.056 所以 845()WFN 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定 选用手动螺旋夹紧机构。 夹紧力的确定 夹紧力方向的确定 夹紧力应朝向主要的定位基面。 夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。 (1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变 形变形对加工精度的影响。 c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。 (3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、 离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。 但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且， 切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能 进行粗略的估算。 估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力； 二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。 估算的步骤： 3 a.建立理论夹紧力 FJ 理与主要最大切削力 FP 的静平衡方程：FJ 理=Ф (FP)。 b.实际需要的夹紧力 FJ 需，应考虑安全系数，FJ 需=KFJ 理。 c.校核夹紧机构的夹紧力 FJ 是否满足条件：FJFJ 需。 夹具的夹紧装置和定位装置 [1] [2] 夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研 究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。 仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹 紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。 夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重 力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件 的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。 一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用 力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。 考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。 螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他 元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。 螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原 理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是 通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。 典型的螺旋夹紧机构的特点： （1）结构简单； （2）扩力比大； （3）自琐性能好； （4）行程不受限制； （5）夹紧动作慢。 夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传 动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和 定心作用。 工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件 的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的 圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压 板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的 对称中心在规定位置上。 查参考文献[5]1～2～26 可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹 4 紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： )(210 tgtQLWz 式中参数由参考文献[5]可查得： 6.2.76zr901052'29 其中： 3()Lm)(8N 螺旋夹紧力： 04. 该夹具采用螺旋夹紧机构， 由上述计算易得： KW 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定 选用手动螺旋夹紧机构。 3.3 定位误差的分析 为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺 寸公差。 gwj 与机床夹具有关的加工误差 ，一般可用下式表示：j MjjWDAZWj   由参考文献[5]可得： ⑴定位误差 ： 11minDWd 2i 2min. DdJarctgL 其中： ，10.52Dm20D ，d .3d ， inin4 ⑵ 夹紧误差 ： cos)(minaxyj 其中接触变形位移值： 1()(9.62nHBZyRaZkNl 查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym ⑶ 磨损造成的加工误差： 通常不超过Mj5. 5 ⑷ 夹具相对刀具位置误差： 取ADm01. 误差总和： 0.853jw 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 3.4 夹具设计及操作的简要说明 由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。