发布时间 : 星期二 文章-轴承座 加工工艺及夹具设计论文更新完毕开始阅读
度。也就是说。工件最多只有六个自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夹具中该方向的位置就确定下来。工件在夹具中定位，意味着通过定位元件限制工件相应的自由度。
3.1.3 定位元件的分析
在加工过程中，因为该零件较为复杂，加上零件的特殊性，因此在设计过程中设计定位板一块来限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移动方向和旋转方向，设计一拉杆限制了零件绕Z轴旋转的方面，一共限制了零件的五个自由度，达到不完全定位状态。
不完全定位可分为下列两种情况：
①. 由于工件的加工前的结构特点，无法也没有必要限制某些方面的自由度； ②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位时允许某些方面的自由度不被限制。
3.1.4 夹紧元件的选择
工件在夹紧过程中应避免夹紧元件跟工件进行点接触。因为在点接触的过程中，即使有很小的夹紧力也可以产生很大的应力，由于定加工过程产生的误差在夹紧上经常会出现点接触的情况。但是后面还要考虑液压缸的活塞杆与工作台的相对位置安装误差，必须进行自位平衡，则钻模板和夹具体之间采用铰链连接，使钻模板形成自位平衡。本次设计中钻模板材料为45钢，其外还有自制导轨。 ①.选择钻套
钻套装在衬套中，而衬套则是压配在夹具体上或钻模板中。钻套有固定钻套，固定钻套直接压入钻模板采用H7n6或H7r6配合，磨损后不容易更换，适用于中、小批量生产或用来加工孔距较小以及孔距精度较高的孔。
可换钻套：可换钻套装在衬套中，而衬套则是压配在夹具体或钻模板中。钻套由螺钉固定，以防止转动。钻套与衬套间采用H7n6或H7r6配合，钻套磨损后，可以迅速更换。适于大批量生产。
快换钻套：当要取出钻套时，只要将钻套朝逆时方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边上面，即可取出钻套。
在这次设计中我选择可换钻套，因为是大批量生产。但是本道工序里要用自制钻套和衬套，必须把钻套和衬套加长来保证精度和它的高度。快换钻套如图所示：
19
图4-1 快换钻套
②.夹具底座与工作台的连接
由于加工过程中选用的机床为Z525摇臂钻床，《机械加工工艺手册》 孟少农 主编第二卷，表10.1-5摇臂钻床联系尺寸可得，底座T型槽数为5个，工作台上面T
t?276，a?28，b?46，型槽数为5个，工作台侧面槽数为3个，A?B?2450?1200，
c?20，h?48，L?K?H?800?1000?560，t1?150，h1?36，e1?175，c2?115，
a1?22，b1?36。
3.1.5定位误差的分析
定位误差是指由于定位不准而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的某一定位方案，只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的1/3，即可认为该定方案符合加工精度的要求。
在用夹具装夹工件时，当工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或相配合时，工件的位置即由定位元件确定下来。而对一批工件来说，因各工件的有关表面本身和它们之间在尺寸和位置上都存在公差，且夹具上的定位元件本身及相互间存在尺寸和位置公差，因此，虽然工件已经定位，但每个被定位的工件上的一些表面的位置仍然会产生变化，这就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工误差。
该夹具以2个平面和和1个活动V型块定位，螺旋机构， 要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。
由[5]和[6]可得：
⑴ 定位误差：
当以任意边接触时 ?D?W??D??d??min 当以固定边接触时
20
?D?W??D??d2
式中?min为彼此最小间隙 通过分析可得： ?D?0.052mm
?d?0.011mm
?min?0mm
因此：当以任意边接触时 ?D?W?0.063mm
⑵ 夹紧误差 ：?j?j?(ymax?ymin)cos?
其中接触变形位移值：
?y?[(kRaZRaZ?KHBNZ?HB)?c1]?0.014mm
9.81Smn?j?j??ycos??0.013mm
⑶ 磨损造成的加工误差：?j?M通常不超过0.005mm ⑷ 夹具相对刀具位置误差：?D?A取0.01mm 误差总和：?j??w?0.096mm?0.5mm
从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。
3.1.6切削力及夹紧力的计算
该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则； 参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力Ｆ之间的关系F夹＝KF
轴向力：F夹＝KF （N） 扭距：
M?CMd0XFfYFKM10?3?333.54?10.51.9?0.2340.8?1.33?10?3?11.93Nm
在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数K?K1K2K3 由资料《机床夹具设计手册》查表1?2?7可得：
切削力公式：Ff?412D1.2f0.75KP 式（2.17）
21
式中 D?8mm f?0.3mm/r 查表1?2?8得：Kp?(即：Ff?1980.69(N)
实际所需夹紧力：由参考文献[16]《机床夹具设计手册》表1?2?11得：
HB0.6)?0.95 190WK?Ff?K
安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：：
K?K0K1K2K3K4K5K6
式中：K0~K6为各种因素的安全系数，见参考文献[16]《机床夹具设计手册》表1?2?1 可得：
K?1.2?1.2?1.0?1.2?1.3?1.0?1.0?2.25 所以 WK?K?Ff?1980.69?2.25?4456.55(N)
由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用液压泵螺旋夹紧机构。
取K?2.25，?1?0.16，?2?0.2
螺旋夹紧时产生的夹紧力，由式（2.9）有：：
W0?QL?(N)
?tg?1??ztg(???2)?5830式中参数由[16]《机床夹具设计手册》可查得：
???9.33 rz?5.675 ?1?90? ?2?9?50? ??1?36? 其中：L?140(mm) Q?80(N)
由[16]《机床夹具设计手册》表1?2?26得：原动力计算公式： 由上述计算易得： W0??WK 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。
3.2 夹具设计及操作的简要说明
本夹具用于在钻床上加工孔。工件以底平面、心轴为定位基准，在V型块板上实现完全定位。采用螺旋夹紧压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。
22