【導(dǎo)讀】蚄羈膃薇螆膇蒂薆羈罿蒈薆肁芅莄薅螀肈芀薄袃芃膆薃羅肆蒅薂蚅芁莁蟻螇肄芇蝕衿芀膃蝕肂肅薁蠆螁羅蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿膅蚅螈蒄螄袀膇莀螄羃羀芆螃螞膆節(jié)螂襖聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋莆袁肅膄蒅羃芁蒃蒄蚃肅荿蒃裊艿蒞蒂羈膂芁蒂肀羅薀蒁螀膀蒅蒀袂羃莁葿羄膈芇薈蚄羈膃薇螆膇蒂薆羈罿蒈薆肁芅莄薅螀肈芀薄袃芃膆薃羅肆蒅薂蚅芁莁蟻螇肄芇蝕衿芀膃蝕肂肅薁蠆螁羅蕆蚈襖膁莃蚇羆羄艿蚆蚆腿膅蚅螈蒄螄袀膇莀螄羃羀芆螃螞膆節(jié)螂襖聿薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋莆袁肅膄

　　

【正文】 用 45 鋼或 40Cr 鋼制造。 導(dǎo)向套的選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工要求，本次設(shè)計(jì)中采用一把鏜桿上安裝兩把鏜刀同時(shí)對兩個(gè)主銷孔進(jìn)行加工，由于兩個(gè)主銷孔孔間距為 ，所以采用前后雙導(dǎo)向的導(dǎo)向裝置。因?yàn)榍邢魉俣却笥?30m/min，所以采用滾動(dòng)鏜套。我們知道，滾動(dòng)鏜套一般分為“內(nèi)滾式”和“外滾式”兩種。由于加工鏜孔直徑大于鏜套內(nèi)徑，回轉(zhuǎn)鏜套均采用“外滾式”，在本次設(shè)計(jì)中前后導(dǎo)套都采用了“外滾式”導(dǎo)向。 采用“外滾式”導(dǎo)向進(jìn)行鏜孔時(shí)，在鏜桿進(jìn)入導(dǎo) 套時(shí)，為了使鏜刀能順利地進(jìn)入引刀槽中而不發(fā)生碰撞，必須具備如下兩個(gè)基本條件：一是鏜桿在引進(jìn)或退出時(shí)，必須停止其 21 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使鏜刀以固定的方位進(jìn)入或退出導(dǎo)套；二是必須在鏜桿與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)套問設(shè)置定向鍵，以保證工作過程中鏜刀與引刀槽的正確位置關(guān)系，此定向鍵同時(shí)也起著保證加工精度穩(wěn)定性的作用。 具有引刀槽的“外滾式”導(dǎo)向，其定向鍵的形式有兩種： (1)具有尖頭定向鍵的“外滾式”導(dǎo)向； (2)具有彈簧鉤頭鍵的“外滾式”導(dǎo)向；在本鏜床的設(shè)計(jì)中，主銷孔加工鏜桿的導(dǎo)向均采用了具有尖頭定向鍵的“外滾式”導(dǎo)向。由于具有彈簧鉤頭鍵的“外滾 式”導(dǎo)向借助導(dǎo)向套的鉤頭鍵與鏜桿上的鍵槽相連接，保證鏜刀與引刀槽的相互位置關(guān)系，這樣鏜桿端部不必具有螺旋導(dǎo)引從而可減短曲軸軸瓦孔加工鏜桿的設(shè)計(jì)長度，有利于鏜桿的加工。但由于其結(jié)構(gòu)尺寸較大，受孔間距離的限制而不能采用。具有尖頭定向鍵的“外滾式”導(dǎo)向，其定向鍵為尖頭鍵。采用這種定向鍵的“外滾式”導(dǎo)向裝置，鏜桿必須具有螺旋導(dǎo)引端，當(dāng)不轉(zhuǎn)動(dòng)的鏜桿進(jìn)入導(dǎo)套時(shí)，如果其鍵槽同導(dǎo)套上尖頭鍵的相互位置不對時(shí)，鏜桿端部的螺旋面便拔動(dòng)鍵而迫使導(dǎo)套回轉(zhuǎn)一定的角度，使鍵順利的進(jìn)入鍵槽中，同時(shí)保證了鏜刀以準(zhǔn)確的角度位置順利的進(jìn)入導(dǎo)套的 引導(dǎo)槽中。 根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊》 P64，采用“外滾式 ” 導(dǎo)向精加工時(shí)，采用單列向心球軸承。再根據(jù) P65 裝單列向心球軸承的“外滾式”導(dǎo)向選取參數(shù)。完成導(dǎo)向套的設(shè)計(jì)。 表 3 外滾式的主要參數(shù) 定位元件設(shè)計(jì) 定位裝置包括包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置。如前所 22 述，本次設(shè)計(jì)夾具采用的定位原理為一面兩銷定位。 平面定位 平面定位采用支承板定位。由于與支承板接觸的工件的面的寬度為 長度為120mm，并且表面粗糙度 。根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊的表 2110 選 取支承板的型號(hào)為 B20x85 GB 22361991。 在本次設(shè)計(jì)中需采用兩個(gè)支承板分別支承工件的兩邊，且本次加工生產(chǎn)要求同時(shí)加工兩個(gè)工件，因而在夾具設(shè)計(jì)中需同時(shí)裝夾兩個(gè)工件，采用 4個(gè)支承板。在設(shè)計(jì)中采用多個(gè)支承板定位一個(gè)面時(shí)，必須保證一組支承板等高。故支承板的工作面，裝配后在一道工序中精磨，保證等高。一組支承板，與精基準(zhǔn)面接觸形成平面定位副，相當(dāng)于三個(gè)支承釘或三個(gè)點(diǎn)定位副，限制三個(gè)自由度。 圓柱面定位 本次是設(shè)計(jì)采用以轉(zhuǎn)向節(jié)φ 55 軸部的圓柱面定位，限制工件的兩個(gè)自由度。工件外圓柱面定位主要采用 襯套來定位。襯套安裝在夾具體上，所以夾具體需要預(yù)留一個(gè)襯套安裝孔。 圓柱孔定位 本次設(shè)計(jì)采用輪轂安裝面上的孔定位，由于前兩個(gè)定位元件已定位了工件的 5個(gè)自由度，所以圓柱孔只用定位工件的一個(gè)自由度，因而采用削邊銷進(jìn)行圓柱孔的地位。 誤差分析 造成零件加工誤差是由多種因素構(gòu)成的 , 這里僅驗(yàn)算工件的安裝誤差 , 它包括定位誤差和夾緊誤差 ,因夾緊力不大 , 且夾緊力與支撐面垂直 , 夾緊變形誤差很小 , 因此只對定位誤差進(jìn)行討論。兩孔 (φ 41) 與其他部分的位置誤差主要是與軸心線之間 9176。角度誤差。角度誤差 要求為177。 30′。由工件定位面的位置度而引起角度誤差 α = arctgΔ / a = 177。 ′ 式中Δ ——— 定位面的位置度公差 ,Δ = mm。 a ——— 定位面寬度 , a = 55 mm。 因定位軸與定位軸套之間存在間隙 ,造成轉(zhuǎn)角 δ = arctg( D d) / L = 177。 ′ 式中 D — 定位軸套最大值 , D = φ 55 + 0. 25 。 d — 定位軸套最小值 , d = φ 55 0. 35。 L — 定位軸長 , L = 53 mm。 由工件定位誤差引起的最大轉(zhuǎn)角誤差 A = ′ + ′ = ′ 30′ / 3 23 因轉(zhuǎn)角誤差小于公差的 1/ 3 , 所以滿足定位要求。 綜上所述 ,此夾具實(shí)現(xiàn)了正確的定位 ,滿足了加工尺寸及位置要求 ,因此是合理的。 夾緊裝置的設(shè)計(jì) 夾緊裝置一般由力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)、夾緊原件和夾緊機(jī)構(gòu)所組成。設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)一般應(yīng)滿足一下基本條件。 夾緊過程中不改變工件定位時(shí)所占據(jù)的正確位置。 夾緊力的大小適當(dāng)，既要保證加工過程中工件不會(huì)產(chǎn)生位移和振動(dòng)，又要使工件不產(chǎn)生不允許的變形或損傷， 夾緊裝置的自動(dòng)化程度，應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。 結(jié)構(gòu)要簡 單，力求體積小、重量輕、并有足夠的強(qiáng)度；工藝性好便于制造與維修。 使用性能好、操作方便、省力、安全可靠。 夾緊力的確定 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具與工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受的切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮工件重力、慣性力等）的作用狀況，找出在加工中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力。即 由于鏜削加工的切削力不大，所以采用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)壓板同時(shí)夾緊兩個(gè)工件的制動(dòng)器安裝孔端面。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 用螺桿直接夾緊或與其他元件組合實(shí) 現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu)，稱為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性好、夾緊可靠、增力比大、行程不受限制等優(yōu)點(diǎn)，在夾具中得到廣泛的應(yīng)用，所以本次設(shè)計(jì)也采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 夾緊力的計(jì)算 Wk=WK ? ?0 012 kW W N??? 39。39。0 1 2 1 2 01[ 39。 t a n t a n ( ) ] 2 [ 39。 t a n t a n ( ) ]Q z k zT W r r W r r? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 式中： Wk— 實(shí)際所需夾緊力； W— 理論夾緊力；在一定條件下，由靜力平衡算出； K— 為安全系數(shù)；查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》 表 121:k0=， k1=， k2=， k3=，k4=， k5=， k6=；安全系數(shù) k=k0k1k2k3k4k5k6= 根據(jù)規(guī)定，選取 。 24 0W — 單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（ N）； r’ — 螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（ mm）；其值視螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定，見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表 129； r’ = 1? — 螺桿端部與工件間的摩擦角； 1? =0 2r — 螺旋副的當(dāng)量摩擦角，見表 129； 2r =9176。 5039。 2r — 螺紋中徑之半（ mm）； 2r =； ? — 螺紋升角，見表 1210； ? =14939。 ； 0? — 螺旋機(jī) 構(gòu)的效率，其值為 ～ ；取 0? =。 夾緊元件選擇 參照以上計(jì)算結(jié)果選取螺栓： M16；許用夾緊力為 10300N；加在螺母上的夾緊扭矩為() 螺母選擇 M16 的六角頭螺母，采用扳手?jǐn)Q緊；手柄長度為 190mm；作用力為 100N；夾緊力為 7870N。 壓板選擇：為了方便工件的裝卸，采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板式，壓板采用 16x100 的直壓板。 彈簧選擇： 圓柱螺旋壓縮彈簧。 夾緊機(jī)構(gòu)如下圖所示，其工作原理是：工件安放后，轉(zhuǎn)動(dòng) 直壓板，擰緊螺母，對工件進(jìn)行壓緊，工件加工完成后，松開螺母，壓板在彈簧的作用下離開工件表面，轉(zhuǎn)動(dòng) 90176。，取出工件。 圖 3 夾緊機(jī)構(gòu) 25 其他裝置的設(shè)計(jì) 其他裝置包括除以上定位夾緊等元件外的所有元件。在本次設(shè)計(jì)中包括鏜套支座、夾具體、底座、工件換位機(jī)構(gòu)。 鏜套支座的設(shè)計(jì) 鏜套支座的設(shè)計(jì)主要根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》上鏜套支座參數(shù)來設(shè)計(jì)的。在本次設(shè)計(jì)中，考慮到兩個(gè)工件同時(shí)加工，各端面需 2 個(gè)鏜套，為了保證兩個(gè)鏜套的位置精度以及使安裝方便，將鏜套支座設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)安裝孔的支座。其外形如下圖所示。為了提 高支座的剛性，可以將支座的厚度增加。同時(shí)在中間加兩個(gè)定位銷孔。 圖 4 鏜套支座結(jié)構(gòu)圖 換位裝置的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中還有一個(gè)難點(diǎn)是工件換位裝置的設(shè)計(jì)。因?yàn)殓M削加工時(shí)，我采用的方案是雙鏜刀同時(shí)加工兩個(gè)同直徑的孔，所以為了讓前一把鏜刀到達(dá)待加工位置，鏜桿需偏心通過主銷孔的前孔。為了實(shí)現(xiàn)這一工藝要求，我需設(shè)計(jì)個(gè)換位裝置，在工件安裝后讓其在鏜刀方向（豎直方向）上偏 35mm，待鏜刀到達(dá)待加工位置時(shí)讓工件回到定位基準(zhǔn)面再加緊，加工。 關(guān)于換位裝置的設(shè)計(jì)，我有三種方案。 方案一：采用凸輪機(jī)構(gòu)使上夾具體整體上偏 。其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 26 圖 5 換位裝置設(shè)計(jì)方案一 工作原理：將偏心輪安裝在軸上，通過軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)偏心輪旋轉(zhuǎn)，頂起夾具體及工件。該方案主要考慮保證工件的位置。通過將夾具體一起頂起，包括夾具體上的定位元件一起頂起，從而保證工件的位置。經(jīng)老師的指導(dǎo)，不用將夾具體整體頂起，只用將工件頂起即可，因?yàn)楣ぜ斊鸷蟮奈灰浦黄x了 35mm，除了不與支承板接觸外，定位銷還能保證其不回轉(zhuǎn)。 方案二：通過分析工件可支承的部位，選擇將其底部頂起，因?yàn)樵摬课唤佑|面積較大，易于實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)