【正文】 平 衡 即 公式 45 銑削力矩的計算根據(jù)《切削用量簡明手冊》得 46 其中 682 18 16 設(shè) 015 725 所以 切削力矩 2 夾緊力的計算由 V 形塊定位夾緊力計算公式得 公式 47 得 取 K 20 df 025 得 由于該夾具采用雙壓板夾緊機構(gòu)故每支壓板只承受總夾緊力的一半所以每根夾緊螺栓所承受的夾緊力 3 選擇夾緊螺栓直徑根據(jù)夾緊力方向和作用點的選擇原則銑削鍵槽垂直進刀時切削力與夾緊力方向相同和分別作用在定位支撐 A和 B兩 V形塊上切削扭矩 M 切使工件轉(zhuǎn)動為防止工件發(fā)生轉(zhuǎn)動夾具 夾緊機構(gòu)應(yīng)有足夠的摩擦力矩與之平衡 銑削時若兩壓板與工件接觸處的摩擦力矩忽略不計銑削鍵槽切入最深處時軸向力最大為最不利因素假若作用在 P點如圖 42所示將此處作為驗算依據(jù)在垂直于銑刀軸線的平面內(nèi)根據(jù)力矩平衡原理對支點 B 取矩即 求得 又根據(jù)圖 43 由力矩平衡原理得 采用對頂螺栓其夾緊力達3510N 遠遠大于所需夾緊力故夾緊力安全 圖 43 銑削受力 圖 44 夾緊力 對刀元件連接元件及夾具體 51 對刀元件 銑床夾具的對刀元件是對刀塊和塞尺對刀時銑刀與對刀塊的對刀面不能接觸留有一定的間 距用塞尺檢驗調(diào)整銑刀的位置來實現(xiàn)對刀確定夾具與刀具間的相對位置查文獻 1 對刀塊采用 JBT803131999 用于加工銑槽的對 刀如圖 51 圖 51 對刀塊 52 定位鍵 銑床夾具與銑床工作臺連接使夾具的位置與工作臺縱向進給方向平行夾具的主要連接表面與夾具體的底平面采用定位鍵連接兩個定位鍵安裝在夾具底面的縱向槽中用開槽圓柱頭螺釘固定定位鍵是連接元件通過定位鍵與銑床工作臺T 形槽的配合確定夾具在機床上的正確位置定位鍵還可承受切削扭矩減輕夾具固定螺栓的負荷加強夾具在加工過程中的穩(wěn)定性查文獻 1 定位鍵采用JBT80161999 其參數(shù)查附表 9 如圖 52 所示 圖 52 定位鍵 53 夾具體 夾具體是整個夾具的基礎(chǔ)和骨架夾具體的形狀和尺寸主要取決于工件的外輪廓尺寸和各類元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)其形狀和尺寸很多都是非標準的 夾具體設(shè)計時應(yīng)滿足以下一些基本要求有足夠的強度和剛度減輕重量便于操作要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性尺寸穩(wěn)定有一定的精度排屑方便在機床上安裝穩(wěn)定可靠吊裝方便使用安全 夾具體毛坯的類型 鑄造夾具體焊接夾具體鍛造夾具體裝配夾具體型材夾具體對于鑄造結(jié)構(gòu)的夾具體其結(jié)構(gòu)優(yōu)點是工藝性好容易獲得形狀復(fù)雜的內(nèi)外輪廓且具有較好的 強度剛度和抗振性其材料一般用 HT150 或 HT200 第 6 章 夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及精度分析 雙工位銑雙槽銑削夾具設(shè)計的指導(dǎo)思想是采用快速準確定位零件放在 V 形塊上且其中一端面與軸向止推銷接觸兩件同時安裝加工的原則在普通臥式銑床上對車床尾座頂尖套筒零件槽加工是利用一對 V 形塊和定位銷定位帶圓弧面浮動壓板夾緊工件這樣就能保證工件的形位精度也就是說確保了車床尾座頂尖套筒零件銑削加工質(zhì)量其原理是利用底板導(dǎo)向定位鍵與銑床本身 T 型槽精密配合用于車床尾座頂尖套筒零件定位的 V 形塊和鍵槽定位銷其軸線則與底板突出導(dǎo)向定位鍵平行兩把銑刀 之間利用專用套筒保證距離為 132mm 通過對刀塊與塞尺對刀以保證所加工槽的對稱度和深度從而保證兩件工件的加工質(zhì)量 本工序要加工鍵槽 8H11和油槽 R2有兩個工位在大批大量生產(chǎn)的條件下為節(jié)約輔助時間采用兩把銑刀同時進行加工即采用兩工位銑床夾具工位 1 工件五點定位加工鍵槽 8H11 工位 2 鍵槽 8H11 已加工工件六點定位加工油槽 R2mm 鍵槽處用Φ 8h6定位銷定位以滿足兩槽間的位置精度要求夾具主要定位元件是 V形塊可調(diào)支承本工序采用三面刃盤銑刀和圓弧銑刀同時進行加工生產(chǎn)率很高由于鍵槽和油槽長度不等為了能夠同時加工完畢將兩個可 調(diào)支承的位置前后錯開 夾具采用液壓夾緊動力裝置夾緊通過液壓缸浮動杠桿浮動壓板能四點聯(lián)動夾緊兩工件其結(jié)構(gòu)尺寸小可不用增力機構(gòu)工作平穩(wěn)夾緊剛性大無噪聲勞動條件好 對刀時使用一個對刀塊在使三面刃盤銑刀對刀的同時使圓弧銑刀實現(xiàn)間接對刀故兩把銑刀的安裝位置及其直徑均應(yīng)保持一定的聯(lián)系尺寸關(guān)系工件定位尺寸為Φ 55h6mm 留磨銷余量 對刀尺寸為 mm70015mm 塞尺厚度尺寸為 3h8 本夾具體毛坯采用鑄造夾具體其技術(shù)要求和有關(guān)尺寸公差配合如下 1 V 形塊安裝基面與夾具體底座接合表面平面度誤差 002mm 2 V 形塊軸線與導(dǎo)向 定位鍵中心平面平行度在 100mm 內(nèi)為 005mm 對稱度在100mm 內(nèi)為 004mm 3 止動定位銷定位面與夾具體安裝基面的垂直度 001mm 4 V 形塊與夾具體底座裝合定位銷公差配合 H7s6 5 導(dǎo)向定位鍵與夾具體底座裝配取 18H7h9 夾具總裝圖如圖 61 所示 圖 61 夾具裝配圖 夾具精度分析如下 1 在加鍵槽時要保證尺寸方向的精度必須控制夾具與銑床工作臺在垂直方向的安裝誤差和 V 形塊與夾具體底座安裝誤差以及垂直方向位移誤差如圖 62 所示的 V 形塊與夾具體定位鍵與銑床工作臺安裝示意圖 圖 62 安裝示意圖 由此可知引起其 安裝誤差的是 V 形塊安裝平面與底座上接觸平面和夾具體底座下平面與機床工作臺面的平面度誤差即和共同作用的結(jié)果 由于 因此 故夾具滿足設(shè)計要求 2 定位導(dǎo)向鍵中心平面與工件軸心線平行度誤差和對稱度誤差的分析若忽略 V 形塊本身定位誤差的影響影響該平行度誤差和對稱度誤差的因素則為夾具體在銑床工作臺安裝時定位導(dǎo)向鍵制造誤差由圖 62 可知定位導(dǎo)向鍵與夾具體公差配合為 18H7h9 兩鍵距離為 323mm 兩鍵槽公差 兩鍵公差 鍵與鍵槽配合最小間隙 根據(jù)公式 由裝配圖可知定位導(dǎo)向鍵中心平面與工件軸 心線平行度誤差和對稱度誤差分別為 005100 與 004100 故精度達到了設(shè)計要求 3 鍵槽寬度精度分析由于銑削刀具按標準刀具選取分別為Φ 8e8 和 R2 兩種規(guī)格成形刀具一次成形其鍵槽寬度為Φ 8H11 油槽不要求 尺寸公差刀具公差 同樣達到精度要求 綜上分析此夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠滿足圖紙精度要求 夾具結(jié)構(gòu)工藝性和經(jīng)濟性分析 在夾具設(shè)計過程中除了應(yīng)考慮保證工件的加工精度提高生產(chǎn)率延長夾具的使用壽命外還需考慮夾具的結(jié)構(gòu)工藝性和經(jīng)濟性 71 夾具的結(jié)構(gòu)工藝性 評定夾具結(jié)構(gòu)工藝性好壞主要是看這種結(jié)構(gòu)在單件或小批生產(chǎn)的條件下其制造檢測裝配調(diào)試維修所花費的勞動量是否最少而制造費用又是否最低為了保證所設(shè)計的夾具結(jié)構(gòu)具有良好的工藝性在設(shè)計中應(yīng)注意以下幾個方面 應(yīng)盡量多采用標準件和通用件 夾具的裝配精度應(yīng)便于用調(diào)整修配法來保證 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)便于測量和調(diào)試 此外在設(shè)計時還應(yīng)注意到拆卸有關(guān)夾具零件時應(yīng)盡可能受其他零部件的阻礙夾具上某些零件拆卸后若裝配時仍要求保持原來位置應(yīng)考慮防止誤裝措施諸如此類的問題若考慮不周會影響夾具裝配調(diào)試和維修的工藝性 72 夾具的經(jīng)濟性分析 在夾具設(shè)計過程中為了優(yōu)化設(shè)計方案提高設(shè)計水平以保持獲得最佳經(jīng)濟效果需對夾具進行經(jīng)濟性分析 夾具的經(jīng)濟性可用下述不等式 61 評價 71 式中 S—— 使用夾具后節(jié)約的單件生產(chǎn)費用即經(jīng)濟效果元件 N—— 使用夾具全年加工的工件數(shù) 量即工件的年產(chǎn)量件 C—— 使用夾具的全年費用元 1 夾具經(jīng)濟效果 S 的計算 夾具的使用減少了單件的時間一個工件的某一工序因使用夾具而減少的單件時間是 72 式中 t1 和 t2 分別為使用夾具前后工件的單件時間 min 輔助時間查表換刀時間 t 01 min 變速或變速進給 002 min 取工件 02 min 自動夾緊時間 0002 min 手動夾緊 001 min 即 0418 min 則 0418 min 由于使用夾具而節(jié)省的工人工資額為 73 式中 Z1 和 Z2 分別為使用夾具前后操作人員每分鐘的工資額元 min 若考慮雜費節(jié)約的百分比 a 使用夾具的經(jīng)濟效果為 74 2 夾具全年費用 C 的計算 一套夾具的全年費用為 75 式中 —— 設(shè)計成本系數(shù)夾具設(shè)計和調(diào)整費用與制造費用之比一般取 05 —— 維修成本系數(shù)夾具維修管理費用與制 造費用之比一般取 02～ 03 T—— 夾具使用壽命簡單夾具 T 1 年中等復(fù)雜夾具 T 2～ 3 年復(fù)雜夾具T 4～ 5 年 —— 夾具制造費用元由下列計算 76 式中 —— 材料的平均價格元 kg Q—— 夾具的毛坯重量 kg t—— 夾具的制造工時 h —— 工人平均工資元 h —— 工具車間雜費百分比 由此可見對各種不同的夾具方案若年產(chǎn)量一定 S值越大 C值越小則表明其經(jīng)濟性越好 總 結(jié) 該夾具為兩工位銑床夾具 夾具總體結(jié)構(gòu)簡單定位精度高夾緊可靠工件裝拆方便快捷等優(yōu)點采用該夾具在普通臥式銑床上進行槽的銑削加工所銑削的鍵槽和圓弧槽的幾何尺寸形位精度以及表面粗糙度值均達到了圖紙設(shè)計要求特別是解決了在銑削加工過程中兩槽對稱度難以保證的現(xiàn)象因而車床尾座頂尖套筒零件兩槽加工質(zhì)量較好加工效率顯著提高在本次設(shè)計中采用了液壓泵為動力源進一步減輕了勞動強度和提高了勞動生產(chǎn)率 在本次課程設(shè)計的制作過程中我深深的體會到一個看似簡單的結(jié)構(gòu)其實并不像我們想象中的那么簡單它所要考慮的東西還很多要完善一個產(chǎn)品首先應(yīng)該對其功能作用有充分的了解然后 對實現(xiàn)這些功能的結(jié)構(gòu)進行分析考慮哪種結(jié)構(gòu)方案能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能哪種結(jié)構(gòu)更加合理有效簡便根據(jù)了解的類似結(jié)構(gòu)進行仔細分析再進行適當?shù)母倪M創(chuàng)新爭取用最低的成本實現(xiàn)最先進的功能最后再根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計出各個零件應(yīng)當考慮到零件的加工材料成本等問題 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計涉及的全部內(nèi)容是在指導(dǎo)老師劉淑香老師的悉心指下完成的感謝劉老師給我們提供了良好的課題條件讓我從這次設(shè)計中得到了很好的鍛煉同時劉老師也為我們講解了不少難題在此特別感謝劉老師淵博的學(xué)識嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度平易近人的作風(fēng)和認真負責的工作態(tài)度讓我們受益非淺從劉老師處我們學(xué)到 了許多的專業(yè)知識和相關(guān)的設(shè)計方法在此謹向恩師表示最真誠的感謝感謝他在百忙中給予我們的指導(dǎo) 不積跬步何以至千里本設(shè)計能夠順利的完成也歸功于各位任課老師的認真負責使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識并在設(shè)計中得以體現(xiàn)正是有了他們的悉心幫助和支持才使我的畢業(yè)論文工作順利完成在此向全體老師表示由衷的謝意感謝他們兩年來的辛勤栽培當然還有本院其他老師的指導(dǎo)在此我向各位給予我指導(dǎo)的老師表示忠心的感謝和致敬 課程設(shè)計我想是我大學(xué)里也是我學(xué)生時代中的最后的作業(yè)了這次作業(yè)也是我完成最認真投入心血最大的一次作業(yè)設(shè)計的順利完成離不開老 師的悉心指導(dǎo)和嚴格要求謝謝各位老師最后還要感謝的也是最應(yīng)該感謝的是山東科技大學(xué)在學(xué)校和各位老師孜孜不倦的教誨和無微不至的關(guān)懷下我擁有了更加成熟的思想和更加豁達的心胸也學(xué)到了可以獨立于社會的一技之長和永不停息的終身學(xué)習(xí)理念通過這次畢業(yè)設(shè)計讓我在走上工作崗位之前好好的鍛煉一下自己 參考文獻 〔 1〕 薛源順主編《機床夾具設(shè)計》北京機械工業(yè)出版社 20211196 〔 2〕 李慶壽主編《機床夾具設(shè)計》北京機械工業(yè)出版社 19841124〔 3〕 宋殷主編《機床夾具設(shè)計》武漢華中理工大學(xué)出版社 19901200〔 4〕 陸劍中孫 家寧主編《金屬切削原理與刀具》北京機械工業(yè)出版社 20213560〔 5〕 許德珠主編《機械工程材料》北京高等教育出版社 202155145〔 6〕 陳榕林主京科學(xué)技術(shù)文獻出版社 19957598 〔 7〕 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