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三面鉆床專用夾具設(shè)計
2015-10-22  來源:南陽廣播電視大學  作者:王立芳


       引言


      現(xiàn)在的機械制造裝備的發(fā)展主要還是在機械加工工藝的方法的改進,高精度的機械加工方法,高自動化的實現(xiàn),及其新的科學技術(shù)的應(yīng)用。本次設(shè)計內(nèi)容主要是對設(shè)三面鉆床夾具的設(shè)計,主要是對定位方案設(shè)計,夾緊機構(gòu)設(shè)計,夾具體的確定,夾具總裝配繪制等。


       在機床上對工件進行切削加工,首先要將工件夾緊。


       為了能加工出合乎精度要求的工件,僅將工件夾緊,以進行切削加工是不夠的,還必須使工件在機床上占有正確的位置。使工件占有正確的加工位置,并使工件夾緊的過程,稱為工件的安裝。若被加工工件的批量較小,專用夾具的生產(chǎn)費用分攤到每個工件就很高,在經(jīng)濟上不合算。


      專用夾具是針對某一種工件的一定工序而專門設(shè)計的。因為不需要考慮通用性,所以夾具可以設(shè)計的結(jié)構(gòu)緊湊,操作方便。還可以采用各種省力機構(gòu)或動力裝置。因此用專用夾具可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率。專用夾具通常是根據(jù)工件的加工要求自行設(shè)計和制造的。他的設(shè)計與制造的周期較長,制造費用也較高,當產(chǎn)品變更時,往往因無法再使用而“報廢”。因此這類夾具適用于產(chǎn)品固定的批量較大的生產(chǎn)中。


       夾具設(shè)計的基本要求


       1.能穩(wěn)定保證工件的加工精度;
       2.能提高機械加工的勞動生產(chǎn)率,降低工件的制造成本;
       3.結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,安全和省力;
       4.便于排屑;
       5.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。當生產(chǎn)批量較大時,可采用較先進的結(jié)構(gòu)和動力傳動裝置,以提高生產(chǎn)率。當生產(chǎn)批
量較小時,則不能使夾具的成本太高。


      決定設(shè)計專用三面鉆床夾具。本夾具用于專用三鉆床,加工時主要考慮的是如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,而精度不是主要問題。


      問題提出


     本設(shè)計夾具主要用來鉆Φ3.3 和Φ6.8 孔,由于工藝要求不高,因此,在本道工序加工時,主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度。


      夾具設(shè)計


      1. 初選定位方案


      在加工Φ3.3 和Φ6.8 孔時,工件一側(cè)面采用四個支撐塊定位(兩個圓形,兩個矩形),在其中一個Φ50孔內(nèi)用一圓柱銷,在另一個Φ50 孔內(nèi)用削邊銷,經(jīng)過分析,此種定位方案下,工件被完全定位。在設(shè)計夾具裝置時,因為考慮到工件需要經(jīng)常裝卸,而且工件材料為HT200,硬度為HBS190,銷釘可能會因為磨損而影響定位精度,故將兩銷釘設(shè)計為可換定位銷。


       2. 定位方案改進
 
 
      夾具設(shè)計要求除能完成既定的定位夾緊任務(wù)以外還要考慮到操作者的操作方便否,因此夾具也要求人性化設(shè)計。第一,該到工序需要三面同時鉆,而且使用的是剛性機床,沒有鉆模板,而為了防止使用過長的鉆頭,因此夾具體厚度不應(yīng)過大;第二,由于采用專用三面鉆機床,考慮到為了不增加機床設(shè)計的復(fù)雜度,因而采用工件豎直裝夾的方式,從而使機床從兩側(cè)以及上方加工工件,從而降低了專用機床的設(shè)計復(fù)雜程度。


       確定加緊方案


      工件定位后必須采用一定裝置將工件夾緊在定位元件上,從而使工件在加工過程中不會由于切削力,工件重力,離心力或慣性力而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動,以保證加工
精度避免機床刀具的損壞或發(fā)生人身安全事故。為了提高生產(chǎn)效率,減少加緊工件時所耗費的輔助時間,同時為了防止能提供足夠的加緊力,防止工件在加工過程中位置發(fā)生變化而影響加工質(zhì)量,根據(jù)工件自身的特點分析后,決定采用自動加緊裝置,通過液壓設(shè)備實現(xiàn)。


      切削力及夾緊力計算


      

      

       


         3. 夾緊力


      由于,鉆Φ3.3 孔在與夾緊力方向相垂直的方向上,故不考慮它對工件移動的影響,只考慮鉆Φ6.8 孔時候扭矩造成的影響。液壓缸直徑選用D=48mm,,夾緊拉桿D=24mm,
液壓油壓力為P=5MPa。

 

            


                                                 圖1 力分析

 

      


      切削方向上,兩個方向的切削力相互抵消。鋼與鑄鐵間的摩擦系數(shù)為0.3, 因此摩擦矩Tm=1357.86>>T0,因此在鉆削加工時,工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。


      定位誤差的分析


      定位元件尺寸及公差的確定,本夾具的主要定位元件為定位銷,而該定位元件的尺寸公差為h6,而孔徑尺寸為H7。

       


 
       結(jié)束語


      本機床所用夾具的適用性強,工件采用液壓定位夾緊,快速方便。定位采用一面兩銷的定位方式,夾緊采用液壓加緊,采用這種方式完全能夠滿足精度要求。而且簡易方便,制造成本低,通用性好。刀具方面,我們選取麻花鉆,是因為所加工孔的尺寸精度不高,表面粗糙度要求也不高。采購比較方便,價格比深孔鉆頭也便宜。通過本設(shè)計的認識,筆者對機械行業(yè)在加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的要求的掌握大幅度提高,而且加工精度也要同時能夠滿足設(shè)計要求,在直接經(jīng)濟效益方面,以節(jié)省大量加工工時為優(yōu)。

 

 

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