【文章內(nèi)容簡介】 10001000 rd vn ????? ? 非通孔 m i )47814781( 2228)11( 11 ??????? nnp llt 工序 21：擴孔 擴 φ 至 φ 查參考文獻表 f 取 rmm mmdDa p ????? 走刀長度 l=410mm 查參考文獻表 T=30min 查參考文獻表 ?VC ?vz ?vx ?vy ?m 根據(jù) 含全套圖紙 值得下載 m i mkfaT dCV vyzxpm zV vv v ????????? ???? m i rd vn ????? ? m 10 ???? nflt 3 夾具設(shè)計 3． 1 夾具設(shè)計的基本要求和步驟 夾具設(shè)計的基本要求 a)能穩(wěn)定保證工件的加工精度； b)能提高機械加工的勞動生產(chǎn)率，降低工件的制造成本； c)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，省力和安全； d)便于排屑； e)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，便于夾具的制造、裝配、檢驗、調(diào)整和維修。 設(shè)計時，應(yīng)在保證加工精度的前提下，綜合考慮生產(chǎn)率、經(jīng)濟性 和勞動 條件等項因素。 夾具設(shè)計的步驟 夾具設(shè)計一般按以下的步驟設(shè)計進行： a)研究原始資料，明確設(shè)計任務(wù)； b)確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖； c)繪制夾具總裝配圖； d)繪制夾具零件圖。 3． 2 定位機構(gòu)設(shè)計及夾緊裝方案確定 定位元件設(shè)計 工件在夾具中的定位應(yīng)符合定位原理。被加工零件為機體，零件形狀較為復雜，左右后三面均為加工面。根據(jù)工序加工要求，工件在夾具定位有兩種方案可供選擇。 方案一：如圖 31 所示 基于 ProE 平臺的柴油機機體工藝及三面精鏜夾具設(shè)計 14 圖 31 三面定位示意圖 以底平面為主要定位基準，以支承板來限制 3個自由度；右面以一個定位塊，限制 2個自由度；后面以一個支承釘限制 1個自由度 ，從而完全定位。 方案二：如圖 32 所示 圖 32 一面兩孔定位示意圖 以底面為定位基準，以兩孔兩銷共限制 6 個自由度。 兩方案都是按基準重合的原則確定的。這樣的優(yōu)點有：不存在基準不重合誤差，有利于保證加工精度；夾緊點靠近切削點，夾緊力方向與切削力方向相反，可以抵消一部分切削力，有利于提高工件被夾緊時的剛性。方案一的優(yōu)點：三面定位較為均布，三面的定位元件所分擔的載荷較小，箱體也不易在加工時變形；支 撐塊接觸面積大，磨損較小，使用壽命長；裝卸工件簡單，簡化了夾具結(jié)構(gòu)；易于保證加工精度。缺點是：所有定位塊安裝時需配磨，以保證所有定位塊等高，安裝調(diào)試較為復雜；也在一定程度上提高了成本。方案二的優(yōu)點：底面的兩銷承受了大部分的載荷，因此易于磨損；箱體底面沒有預(yù)留定位孔，加工定位孔還需考慮被加工零件的要求，復雜了加工程序，復雜了夾具結(jié)構(gòu)，延長了裝卸的輔助時間和過程，同時也相應(yīng)的提高了加工成本；安裝調(diào)試較為費時。 零件的形狀結(jié)構(gòu)較為復雜，所需夾具相應(yīng)地也很復雜。從夾具的加工，安裝，調(diào)試，拆卸的可行性和易行性考慮；從加工時的易于操作性和精度保證的容易程度上來考慮；加之考慮兩個方案的優(yōu)缺點，及加工的具體情況，方案一為佳，故含全套圖紙 值得下載 選擇方案一。 確定加緊方案 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置，在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時防止或減小振動。它通常是一種機構(gòu)，包括夾緊元件、增力及傳動裝置以及動力裝置等。 主夾緊機構(gòu)主要通過夾緊油缸，連板，鉤形螺栓，墊片，螺釘實現(xiàn) 夾緊。夾緊機構(gòu)采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)，因為如果剛性壓板，則工件所受的夾緊力就有可能不一致，甚至沒有夾到，這樣就會影響加工精度。因此為了均勻的夾緊工件，夾緊元件必須做成浮動的或者能自動調(diào)節(jié)。本夾緊元件采用球面墊片和錐面墊片使其能自動調(diào)節(jié)，從而使夾緊力能夠均勻。并且在鉤形螺栓上開了槽，使其能夠上下運動時，能使鉤形螺栓轉(zhuǎn)動，從而方便工件安裝，提高工作效率。 左輔助夾緊機構(gòu)主要通過夾緊油缸、推板來實現(xiàn)夾緊。左夾緊機構(gòu)夾緊油缸活塞應(yīng)和推桿在同一軸線上，這樣可以防止推杠在加緊過程中卡死，從而損壞機床。 前輔助夾緊機構(gòu)通過夾緊 油缸和壓板實現(xiàn)夾緊。在壓板推回時應(yīng)注意壓板頂端高度低于支承板的高度，從而使工件在安放過程中不于壓板發(fā)生碰撞。 圖 33 夾緊方案 3． 3 夾緊力的計算 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成上一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大型工件還應(yīng)考慮工件重力，運動的工件還應(yīng)考慮慣性力等）的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。 根據(jù) 文獻 [2]189 頁 查得夾緊力公式 的 計算公式如下 12()kKFWNuu? ? （ 31） 式中 kW — 實際所需的夾緊力 ()N ； 基于 ProE 平臺的柴油機機體工藝及三面精鏜夾具設(shè)計 16 K — 安全系數(shù)； F — 切削力 ()N 1u — 夾緊元件與工件表面間的摩擦系數(shù)； 2u — 工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)； 根據(jù) 文獻 [2]187 頁表 查得安全系數(shù) K 按下式計算 6543210 KKKKKKKK ? （ 32） 式中 0K ~ 6K 為各種因素的安全系數(shù)： 0K ：考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)，取 0K =； 1K ：加工性質(zhì)，精加工取 1 ? ； 2K ：刀具鈍化程度，取 2 ? ； 3K ：切削特點，連續(xù)切削取 3 ? ； 4K ：夾緊力的穩(wěn)定性，機動夾緊取 4 ? ； 5K ：夾緊時手柄位置 ，操作方便取 5 ? ； 6K ：僅有力矩作用于工件時與支承面接觸情況，接觸點穩(wěn)定取 6 ? 。 6543210 KKKKKKKK ? ? ? ? ? ? ? ? ? 主要夾緊機構(gòu)夾緊力： （數(shù)據(jù)見表 21） 22(1 1 7 .7 6 3 9 .5 ) 2 4 .9 8 2 .1 3FN? ? ? ? 1 .2 8 2 .1 31 1 1 .9 60 .1 8 0 .7kWN???? 左輔助夾緊機構(gòu)夾緊力： ? 1 . 2 3 9 . 55 3 . 8 60 . 1 8 0 . 7kWN???? 前輔助夾緊機構(gòu)夾緊力： ? 1 . 2 2 4 . 93 3 . 9 50 . 1 8 0 . 7kWN???? 3． 4 夾緊油缸的選擇 根據(jù)文獻 [2]806 頁推力工作時缸徑 1. 13 ( )kWD mmp? （ 33） 式中 kW — 活塞最大作用力（ N ）； ??；含全套圖紙 值得下載 p— 油缸工作壓力（ MPa），夾緊油缸一般取 （ MPa）； p 取 5 MPa； 主要夾緊機構(gòu)缸徑計算： 11 1. 96D =1. 13 5? ? 取后法蘭式夾緊油缸 T5034Ⅰ：缸徑 45mm ，行程 35mm ，推力 245N ， 能滿足要求。 左輔助夾緊機構(gòu)缸徑計算： = 5? ? 取地腳式夾緊油缸 T5024Ⅰ：缸徑 45mm ，行程 30mm ，中心高 50 mm ， 推力 245N ，能滿足要求。 前輔助夾緊機構(gòu)缸徑計算： = 5? ? 取地腳式夾緊油缸 T5024Ⅰ：缸徑 45mm ，行程 30mm ，中心高 50 mm ， 推力 245N ，能滿足要求。 故根據(jù)主夾緊機構(gòu)的油缸行程和鉤形螺栓的運動方式，確定主夾緊機構(gòu)的鉤形螺栓的槽旋轉(zhuǎn) 90 度，長度為 35mm ，鉤形螺栓總長為 341mm 。 根據(jù)前輔助夾緊機構(gòu)的中心高和行程，接頭長為 40mm ，推桿長為 240mm 。 根據(jù)前輔助夾緊機構(gòu)的中心高和行程，前夾緊機構(gòu)的壓板總長 150mm ，寬50mm ，槽的長度為 65mm 。 3． 5 導向裝置的設(shè)計 由于切削速度比較大，同時為了保證加工精度，鏜套采用固定式鏜套。因為其結(jié)構(gòu)簡單，同軸度好。為了增加鏜桿剛性， 1， 2,3,6 孔采用雙支承結(jié)構(gòu)。支承分別裝在工件的兩側(cè)，鏜桿與機床主軸用浮動卡頭連接，這樣可以保證加工孔的同軸度。 基于 ProE 平臺的柴油機機體工藝及三面精鏜夾具設(shè)計 18 圖 34 鏜套結(jié)構(gòu)圖 3． 6 夾具體的設(shè)計 夾具體是用來將夾具的各個部分聯(lián)結(jié)成整體的元件，它是夾具上最大的和最復雜的元件。在它上面要安裝定位元件、夾緊裝置、刀具引導件以及其它各種裝置和元件。此外，在夾具體上還應(yīng)有夾具在機 床上安裝用的定位部分，以保證夾具在機床上獲得所需的相互位置，夾具體也是承受負荷最大的元件，承受著工作時的切削力、夾緊力等。 夾具體設(shè)計的基本要求有： a)有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性； b)有足夠的強度和剛度； c)結(jié)構(gòu)工藝性好； d)排屑方便； e)保證裝卸工件方便； f)在機床上安裝穩(wěn)定可靠。 本設(shè)計方案中的夾具體材料為 HT200，基本尺寸： 11001100314mm，底部設(shè)計排屑裝置。 夾具體主要尺寸參數(shù)的選擇 夾具體壁厚 35mm ； 夾具體加強 筋厚度 25mm ； 含全套圖紙 值得下載 圖 35 夾具體結(jié)構(gòu)圖 3． 7 鏜模架的設(shè)計 鏜模架是用來安裝鏜套的，保證其導向準確的。綜合考慮到其剛度和強度要求，及被加工的零件的尺寸和被加工孔的相對位置。 圖 36 鏜模架結(jié)構(gòu)圖 鏜模架孔位置計算 0L 基于 ProE 平臺的柴油機機體工藝及三面精鏜夾具設(shè)計 20 3L 2L 1L 圖 37 鏜模架各孔高度尺寸鏈 尺寸鏈方程： 0 3 1 2()L L L L? ? ? （ 34） 0L 表示工件各孔的高度， 1L 表示夾具凸臺高度， 2L 表示支承板高度， 3L 表示鏜模架各孔的高度 ,其中 0L 是封閉環(huán)。定位基準為鏜模架定位銷和底面。 以知數(shù)據(jù)如下： 封閉環(huán)的極限偏差 1 孔 Φ 52： 01 010 .0 2 6 0 .0 2 6E S m m E I m m? ? ? ?， ； 2孔 Φ 52： 02 020 .0 1 7 0 .0 1 7E S m m E I m m? ? ? ?， ； 3孔 Φ 195： 03 030 .0 2 0 0 .0 2 0E S m m E I m m? ? ? ?， ； 4孔 Φ 37： 04 040 .0 2 0 0 .0 2 0E S m m E I m m? ? ? ?， ； 5孔 Φ 25： 05 050 .0 1 7 0 .0 1 7E S m m E I m m? ? ? ?， ； 6孔 Φ 57： 06 060 .0 1 5 0 .0 1 5E S m m E I m m? ? ? ?， ； 封閉環(huán)的中間偏差 01 1 ( 0 . 0 2 6 0 . 0 2 6 ) 02 mm? ? ? ? ； 02 1 ( 0 . 0 1 7 0 . 0 1 7 ) 02 mm? ? ? ? ； 03 1 ( 0 . 0 2 0 0 . 0 2 0 ) 02 mm? ? ? ? ； 04 1 ( 0 . 0 2 0 0 . 0 2 0 ) 02 mm? ? ? ? ；