【文章內(nèi)容簡介】 允差 18 + 0 24 25 + + 1 鉆模板選用懸掛式鉆模板，在本夾具中選用的是氣動滑柱式鉆模板。利用夾具體內(nèi)安裝氣缸，使滑柱帶動升降板上升或下降由于氣缸始終作用故不需要自鎖機構。 夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設計好后 即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結構見夾具裝配圖 2 所示。 夾具精度分析 利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(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系。因此在夾具設計中，當結構方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計算。 由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準與加工基準重合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差 wd? 很小可以忽略不計。本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸 ?? 及位置度公差 及表面粗糙度 m? 。本道工序最后采用精鉸加工，選用 GB1141— 84 鉸刀，直徑為 ??? ，并采用鉆套，湖南文理學院 畢業(yè)設計（論文） 19 鉸刀導套孔徑為 mmd ???? ，外徑為 mmD ??? 同軸度公差為? 。固定襯套采用孔徑為 ??? ，同軸度公差為 ? 。 該工藝孔的位置度應用的是最大實體要求。即要求：（ 1）、各孔的實際輪廓受最大實體實效邊界的控制即受直徑為 ??? ?? 的理想圓柱面的控制。（ 2）、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實體實效尺寸 mm12? 。（ 3）、當各孔的實際輪廓偏離其最大實體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實體尺寸 mm12? 時可將偏離量補償給位置度公差。（ 4）、如各孔的實際輪廓處于最小實體狀態(tài)即其實際直徑為 ? 時，相對于最大實體尺寸 mm12? 的偏離量為 ? ，此時軸線的位置度誤差可達到其最大值 mm1 2 2 ??? ?? 。即孔的位置度公差最小值為 ? 。 工藝孔的尺寸 ?? ，由選用的鉸刀尺寸 ??? 滿足。 工藝孔的表面粗糙度 m? ，由本工序所選用的加工工步鉆、擴、鉸滿 足。 影響兩工藝孔位置度的因素有（如下圖所示）： （ 1）、鉆模板上兩個裝襯套孔的尺寸公差： ?? （ 2）、兩襯套的同軸度公差： ?? （ 3）、襯套與鉆套配合的最大間隙： ???? （ 4）、鉆套的同軸度公差： ?? （ 5）、鉆套與鉸刀配合的最大間隙： ???? mmmmd w 22524232221 ??????????????? 所以能滿足加工要求 。 夾具設計及操作的簡要說明 鉆鉸工藝孔的夾具如夾具裝配圖 2 所示。裝卸工件時，將小車拉出到支架01 上，小車帶有四個滾輪 04，可沿兩條圓柱導軌靈活移動。工件裝上后卡在三湖南文理學院 畢業(yè)設計（論文） 20 個斜塊 24 中間。將小車連同工件推入夾具中時，螺釘 23 起限位作用。小車由滑柱 08 及彈簧 21 支承，夾緊工件時，小車可以壓縮彈簧而自動下降。由于本工序在頂面鉆鉸孔，除了頂面已經(jīng)加工以外，其余表面均尚未加工，為了保證所鉆鉸的孔與頂面垂直并保證兩工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各主要支承孔的加工余量均勻，所以鉆鉸孔工序的定位選擇頂面作為主要定位 基面以限制工件的三個自由度，以兩個同軸的主要支承孔限制工件的兩個自由度，再用工件端面限制一個自由度。本夾具采用活柱鉆模板向下運動夾緊工件，鉆模板裝在四根滑柱 10 和 22 上，兩根對角安裝的滑柱 10 與氣缸活塞相連，滑柱下移時，既可夾緊工件，操作時，先接通氣缸使氣缸活塞及心軸推動兩個短錐銷進入工件孔中，從水平方向夾緊工件。由于夾緊缸由彈簧 18 支承并安裝在滑柱上，當活柱鉆模板下降夾緊工件時，錐銷連同氣缸可以和工件一起下降。心軸裝在滾針軸承及推力軸承上，即使水平方向已夾緊工件，但工件仍可繞心軸的中心轉(zhuǎn)動。當滑柱 22 下降時，鉆模板、工件也一起下降并迫使小車下降，工件則壓在兩個浮動 V 形塊 06 上，兩浮動 V 形塊 06 通過杠桿 07 的轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)自位。加工完后，滑柱升起，由彈簧 21 將小車和工件托起，拉出小車即可卸下工件。 粗銑前后端面夾具設計 本夾具主要用來粗銑汽車變速箱箱體前后端面。由加工本道工序的工序簡圖可知。粗銑前后端面時，前后端面有尺寸要求 ? ，前后端面與工藝孔軸線分別有尺寸要求 ?? 。以及前后端面均有表面粗糙度要求 Rz50。本道工序僅是對 前后端面進行粗加工。因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。 定位基準的選擇 在進行前后端面粗銑加工工序時，頂面已經(jīng)精銑，兩工藝孔已經(jīng)加工出。因此工件選用頂面與兩工藝孔作為定位基面。選擇頂面作為定位基面限制了工件的三個自由度，而兩工藝孔作為定位基面，分別限制了工件的一個和兩個自由度。即兩個工藝孔作為定位基面共限制了工件的三個自由度。即一面兩孔定湖南文理學院 畢業(yè)設計（論文） 21 位。工件以一面兩孔定位時，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為支承板，兩銷為一短圓柱銷和一削邊銷 。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀對汽車變速箱箱體的前后端面同時進行粗銑加工。同時為了縮短輔助時間準備采用氣動夾緊。 定位元件的設計 本工序選用的定位基準為一面兩孔定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進行設計。 由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距 gL 。 mmL g 22 ??? 由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為 mmLg ???? 所以 兩工藝孔的中心距為 ? ，而兩工藝孔尺寸為?? 。 根據(jù)《機床夾具設計手冊》削邊銷與圓柱銷的設計計算過程如下： 定位銷中心距基準孔中心距 （ 1）、確定兩定位銷中心距尺寸 xL 及其偏差 Lx? xL = gL = Lx? mmLg )31~51( ???? ? （ 2）、 確定圓柱銷直徑 1d 及其公差 1d? mmDd 1211 ?? （ 1D — 基準孔最小直徑） 1d? 取 f7 湖南文理學院 畢業(yè)設計（論文） 22 所以圓柱銷尺寸為 ?? （ 3）、 削邊銷的寬度 b 和 B （由《機床夾具設計手冊》） mmb 4? mmDB 1022 ??? （ 4）、削邊銷與基準孔的最小配合間隙 2? 212)2(2Db LgLx ????? ?? 其中： 2D — 基準孔最小直徑 1? — 圓柱銷與基準孔的配合間隙 mm0 1 )20 2 (422 ???????? （ 5）、削邊銷直徑 2d 及其公差 mmDd ?????? 按定位銷一般經(jīng)濟制造精度，其直徑公差帶為 6h ，則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為 mm0 ?? 。 （ 6）、補償值 ? mmLxLg m i n1 ???????? ??? 定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為： （ 1）、移動時基準位移誤差 yj?? yj?? m in111 XDd ????? = 0 .0 1 60 .0 2 70 .0 0 9 ?? = (2)、轉(zhuǎn)角誤差 L XDdXDdtg 2 m i n222m i n111 ??????????? ? 其中： )2(2 m in1m in2 XX LgLx ??? ?? 湖南文理學院 畢業(yè)設計（論文） 23 ?? ???????? ?tg ??? ? 銑削力與夾緊力計算 根據(jù)《機械加工工藝手冊》可查得： 銑削力計算公式為 圓周分力 Fzfp kZdaaaFz ??? ? 查表可得： mmd 3200 ? 12?Z mma 192?? zmmaf /? mmap 3? ?Fzk 代入得 2 0121 9 ???????? ?zF = 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為：?EL FF ?EV FF ?Ex FF NFF EL 6 6 3 3 ????? NFF EV ???? NFF Ex 7 6 3 3 ???? 當用兩把銑刀同時加工時銑削水平分力 NFF LL 3 3 6 6 62239。 ???? 銑削加工產(chǎn)生的水平分力應由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。 即： ???FFL39。 （ ?? ） NFF L 1777 8 39。 ????? 計算出的理論夾緊力 F 再乘以安全系數(shù) k 既為實際所需夾緊力 39。F 即： kFF?39。 取 k=2 NF 3 5 5 5 61 7 7 7 8239。 ???? 定向鍵與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中 ，一般使用兩個。其距離盡可能布置的湖南文理學院 畢業(yè)設計（論文） 24 遠些。通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù) GB2207— 80 定向鍵結構如圖所示： 夾具體槽形與螺釘 o 根據(jù) T 形槽的寬度 a=16mm 定向鍵的結構尺寸如下： B L H h D 1h 夾具體槽形尺寸 2B 2h 公稱尺寸 允差 d 允差 4d 公稱尺寸 允差 D 16 25 10 4 12 16 + 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是完成汽車變速箱箱體前后端面的粗銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù) GB2243— 80 直角對到刀塊的結構和尺寸如圖所示： 裝配時絞 湖南文理學院 畢業(yè)設計（論文） 25 塞尺選用平塞尺，其結構如圖所示： 標記四周倒圓 塞尺尺寸為： 公稱尺寸 H 允差 d C 3 夾緊裝置及夾具體設計 為了提高生產(chǎn)效率，縮短加工中的輔助時間。因此夾緊裝置采用氣動夾緊裝置。工件在夾具上安裝好后，氣缸活塞帶動壓塊從上往下移動夾緊工件。 根據(jù)所需要的夾緊力 NF 3555639。? ，來計算氣缸缸筒內(nèi)徑 0D 。 氣缸活塞桿推力 ?? PDQ 420? 其中： P— 壓縮空氣單位壓力 （取 P=6 公斤力 / 2厘米 ） ?— 效率 （取 .90?? ） 39。?? FQ 220 厘米??????? ??PQD ? 厘米 取 300?D 厘米 =300mm 因此氣缸選用管接式法蘭氣缸，其結構如下圖所示： 湖南文理學院 畢業(yè)設計（論文） 26 （行程）最小 1— 活塞桿 2— 前蓋 3— 密封圈 4— 缸筒 5— 活塞 6— 后蓋 其主要結構參數(shù)如下表： D C 1D 2D 3D 4D D 公稱尺寸 公差 300 1040 40 80 190 350 ?M 英寸1d 2d ?L l 1l ? 公稱尺寸 孔數(shù) 39。39。2/1Z M16 4 230 35 25 39。3022? 壓塊選用結構如圖所示： 主要結構尺寸如下表： 湖南文理學院 畢業(yè)設計（論文） 27 d D H 1d 2d l 1l C M24 36 28 26 20 17.5 12.5 2 夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián) 成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結構夾具裝配圖 3 所示。 夾具設計及操作的簡要說明 本夾具用于汽車變速箱箱體前后端面的粗銑。夾具的定位采用一面兩銷，定位可靠，定位誤差較小。其夾緊采用的是氣動夾緊，夾緊簡單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件用吊環(huán)在夾具體上安裝好后，壓塊在氣缸活塞的推動下向下移動夾緊工件。當工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件，即可取下工件。由于本夾具用于變速箱體端面的粗加工，對其進行精度分析無太大意義。所以就略