拖拉機半軸殼端面鉆孔夾具設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-10-03 13:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，夾具完全定位，并力求遵循基準(zhǔn)重合原則，可以減少定位誤差的影響。完全定位一個工件需要限制 6 個自由度，其中包括 3 個移動自由度和 3 個旋轉(zhuǎn)自由度。有些工序可以要求不滿 6 個自由度進行定位，諸如在鉆孔夾具設(shè)計中沿刀具方向的自由度可以不限制。 本工序 所要求的基準(zhǔn)在前面的車削加工中已經(jīng)很好的得到了保證 ,在鉆床上加工該工件 ,那么首要就是工件要將其中的一個端面放置在一個基準(zhǔn)面上 ,這樣就使得工件的一個移動自由度、兩個轉(zhuǎn)動自由度得到了限制。那么所要求加工的孔的垂直方向的位置就保證了。那么還有其它 3 個自由度，其中包括一個繞 z 軸的旋轉(zhuǎn)、繞 y 的移動和繞 x 的移動。 由于工件的兩個端面上的兩組孔在兩個圓周上均布，那么加工時就可以有兩種方式來加工，一是刀具位置固定不動，只上下移動，工件繞一個基準(zhǔn)中心旋轉(zhuǎn)進行加工；二是工件位置固定不動，使用搖臂鉆床進行加工，需要對刀；刀具位置 只上下移動，工件和夾具一起移動，并使用對刀裝置進行加工。那么在這里就考慮了兩種方案進行分析比較： 拖拉機前驅(qū)半軸殼夾具 設(shè)計 8 方案一 選用一標(biāo)準(zhǔn)工作臺，標(biāo)準(zhǔn)工作臺上有分度裝置。將工件的一端面放置在基準(zhǔn)面上，限制工件的 3 個自由度（兩個旋轉(zhuǎn)和一個移動）；采用一彈簧活動錐銷限制工件的兩個自由度（兩個移動）；使用 v 塊與工件的懸梁定位，來確定第一個孔的位置。加工完第一個孔之后則旋轉(zhuǎn)工件接著加工以后的孔。示意圖如下： 定位v 塊基準(zhǔn)平面彈簧活動錐銷 方案二 分別針對大小兩個端面的尺寸加工兩塊蓋板式鉆模。工件的其中 一個端面放置在基準(zhǔn)平面上，由此限制了工件的 3 個自由度（ 2 個旋轉(zhuǎn)和 1 個移動自由度），另外一個端面上放上相匹配的可卸式鉆模板，鉆模板的中心有一個與被加工端面上階梯圓相互配合的圓，與圓同心的Φ 125mm 或Φ 144mm 的圓周上有一組 6 個或 8 個均布的孔。鉆模板與工件的加工表面貼牢，鉆模板的內(nèi)圓限制工件的 2 個自由度（ 2 個移動），通過鉆套來對刀后進行加工。其示意圖如下： 拖拉機前驅(qū)半軸殼夾具 設(shè)計 9 鉆套定位v 塊鉆模板基準(zhǔn)平面 方案比較： 方案一通過分析這種定位方案可知道，這種方案在加工時的效率更高，第一個孔加工完 之后可以依靠分度裝置來找準(zhǔn)其它孔的位置。但是這中方案的旋轉(zhuǎn)中心是工件的內(nèi)孔，而工件階梯圓的內(nèi)孔又是不被加工的部位，因而這里采用的基準(zhǔn)是粗基準(zhǔn)，造成基準(zhǔn)與設(shè)計的基準(zhǔn)不重合。 方案二這種方案很好的遵循了基準(zhǔn)重合原則，工件的定位誤差較小。但是這種方案當(dāng)中需要加工兩塊鉆模板，工件在加工時要求加工完一個端面以后，將工件反轉(zhuǎn)過來加工另外一個端面時鉆模板要換，搬上搬下比較費力，而且經(jīng)常拆卸鉆模板，造成加工的效率不高。 結(jié)合工件的生產(chǎn)，工件如果屬于大批量生產(chǎn)的話，考慮到以生產(chǎn)效率為主，先對工件的階梯內(nèi)圓進行加工，然后采用方 案一以提高生產(chǎn)。如果工件中小批量生產(chǎn)的話，采用方案二，就可以很好的保證工件的加工了。 因為工件為中小批量生產(chǎn)，所以定位方案選擇方案二。 確定夾緊方案，設(shè)計夾緊機構(gòu) 鉆削力的計算 由已知工件的材料為球墨鑄鐵，刀具材料為高速鋼可拖拉機前驅(qū)半軸殼夾具 設(shè)計 10 得到計算公式： 鉆削力 ffffz F y FFFF C d f K? —— 其中 CFf =420, d= mm ， zFf=1, yFf=, f= mm， KFf=1 那么 Ff= N 鉆削力矩 CCcz M y M cc M MM C d f K? —— 其中 CM c = ,d = mm， zMC=2, f= yMC =, KFf=1 那么 M= N m 可見 刀具鉆削產(chǎn)生的鉆削力 和鉆削力矩都不是很大。 夾緊力的計算 查閱工具書 ,m16 的螺母所能達到的夾緊力是 4020 N,由于工件端面所加工的孔所在的圓周比兩個端面直徑要小，即鉆削力作用在工件的支撐端面范圍內(nèi) ,沿垂直方向是沒有力矩作用的 . 依靠端面和鉆模板與工件端面之間 的摩擦力要保證工件旋轉(zhuǎn)的限制 ,而由摩擦力產(chǎn)生的力矩是 M=μ FnL=4020**=45 N*m,可見夾緊是沒有問題 . 夾緊方案選擇和設(shè)計 工件在夾具中的裝夾是由定位和夾緊這兩個過程緊密聯(lián)系在一起的，定位的目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位，在大多數(shù)的場合下還是無法進行加工的，因而還需要在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件實行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。 對于夾緊方案的選擇，若生產(chǎn)批量較小時采用螺釘夾緊比較合適，不管是從經(jīng)濟上還是操作上來比 較；若生產(chǎn)批量較大時，則采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)或氣動、液動夾緊機構(gòu)較為合適。本設(shè)計中前面的定位方案已經(jīng)選擇了中小批量生產(chǎn)，因此這里也選擇和前者相拖拉機前驅(qū)半軸殼夾具 設(shè)計 11 符合的，采用螺釘夾緊。另外，因為工件和體積大而笨重，又是小孔加工，采用蓋板式最為適宜。 夾緊力作用點的選擇： （ 1）、 夾緊力的作用點應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不致引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)。 （ 2）、 夾緊力的作用點，應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。 （ 3）、 夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近工件加工表面，以提高定位穩(wěn)定性和夾緊可靠性。 由于工件的高度達到了 300 多毫米，工件的夾 緊最好采用中間夾緊，這樣就可以使得夾緊力的作用點能更好的保持工件的穩(wěn)定，切削力矩能更好的限制。那么，這里所設(shè)計的夾緊方案如示意圖： 螺母螺母夾緊桿基準(zhǔn)平面壓板 由于工件的加工表面要放置鉆模板，那么壓板只能壓在鉆模板表面，通過螺母對壓板的壓緊，進而對工件進行壓緊。由于防止工件繞 z 軸的旋轉(zhuǎn)只能靠壓板與加工表面和基準(zhǔn)面與另外一個端面的摩擦力來
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