等臂杠杆夹具设计

第四章 等臂杠杆加工25mm孔夹具设计4.1 加工孔25mm夹具设计本夹具主要用来扩、铰大孔。孔尺寸精度要求为，表面粗糙度要求为，其轴线是以后、两个孔的设计基准。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本道工序为等臂杠杆加工的第三道工序，本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。4.1.1定位方案的分析和定位基准的选择由零件图2-1可知，两孔位于零件圆端面和宽台肩上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并且孔中心轴线为后续各孔的设计基准，因此需要其与端面有一定的垂直度要求。为了保证所扩、铰的孔与侧面垂直并保证孔能在后续的孔加工工序中使各孔的加工余量均匀，根据基准重合、基准统一原则。在选择孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工孔的定位基准应选择外圆端面及表面为主要定位基准限制工件的五个自由度，用一个活动V形块限制另外一个自由度实现完全定位，采用与活动V形块相连的螺旋夹紧机构夹紧。图2-1 定位分析图4.1.2定位误差分析由本夹具的定位分析图可看出孔的位置由外圆来保证，而外圆由铸造得到，所以良好的铸造及端面铣削精度是孔壁厚均匀的保证。4.1.3切削参数和机动时间的计算与夹紧力分析孔加工一、扩孔：（1）扩孔钻选用标准高速钢扩孔钻，其几何参数选择为：、（2）扩孔切削用量： 1确定进给量：查表得取0.70.84mm/r，根据Z535机床说明书，取。 2. 确定切削速度及 查表得 查表得修正系数：、故根据Z535机床说明书，选择这时实际扩孔速度为3机动时间计算，由，得又有 ，带入公式得到：二、 铰孔（1）粗铰 1铰刀：选用标准硬质合金机铰刀，其几何参数选择为：、。2粗铰切削用量： 确定进给量：查表得取0.91.4mm/r，根据Z535机床说明书，取。 . 确定切削速度及 查表得 查表得修正系数：、故根据Z535机床说明书，选择这时实际扩孔速度为机动时间计算，由，得又有 ，带入公式得到：(2) 精铰 1铰刀：选用标准硬质合金机铰刀，其几何参数选择为：、。2精铰切削用量： 确定进给量：查表得并根据Z535机床说明书，取。 . 确定切削速度及 查表得 查表得修正系数：、故根据Z535机床说明书，选择这时实际扩孔速度为机动时间计算，由，得又有 ，带入公式得到： 根据以上计算，切削用量及机动时间如下： 扩孔：粗铰：精铰：本道工序加工时，由于孔支撑面与扩、铰进给方向相同、对于孔这一悬臂结构采用了推引式辅助支承，使得夹紧力只需提供用于平衡加工时的扭矩即可，又由于夹紧采用了可提供较大夹紧力的螺旋夹紧机构，因此进行夹紧力计算可以省略。4.2钻套、衬套、钻模板及夹具体设计4.2.1钻套、衬套设计1、孔钻套的设计孔的加工需扩、粗铰、精铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套。其结构如下图2-2所示，以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：孔分扩、粗、铰三个工步完成加工。即先用标准高速钢扩孔钻扩孔，再用标准硬质合金机铰刀粗铰孔,根据GB1133-84可知，最后用硬质合金机铰刀精铰孔。图 2-2 快换钻套图铰孔钻套结构参数如下表：表 2-1 铰工艺孔钻套数据表(mm)dHD公称尺寸允差2525350.0250.0095246125.5212132.52、孔衬套的设计依据钻套的设计可选择衬套，固定衬套其结构如图2-3所示：图 2-3 固定衬套图其结构参数如下表：表 2-2 固定衬套数据表(mm)dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差35+0.050+0.0251648+0.033+0.01713夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。 4.2、钻模板及夹具的设计钻模板用于固定衬套、确定钻孔位置，其形状尺寸与夹具体密切相关。夹具体需要考虑零件的形状并将零件的定位、夹紧元件在满足加工要求的基础上联成一个整体。夹具图如图2-6所示图2-6 夹具体4.3夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。本道工序加工中主要保证大孔尺寸及其表面粗糙度、小孔尺寸及其表面粗糙度，以及两孔平行度公差。孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸为所以满足要求，由于采用粗、精铰加工能满足表面粗糙度的要求。如图2-7所示，为钻套的极限最大直径，为铰刀的最小极限尺寸，为两者之间的最大间隙，为钻套长度，为由于钻套和铰刀之间存在间隙而产生的轴线间最大夹角。则两孔轴线间平行度误差计算如下：图 2-7 铰刀与钻套间隙关系两孔轴线品行度误差为=+其中为两孔之间钻套装配后允许的平行度误差，为由于两铰刀与钻套间存在间隙而产生的平行度误差，下面对进行计算对于小孔有： ，由前面分析知，则，。计算后得到对于 大孔有：，由前面分析知，则，。计算后得到由此得到25mm、10mm两孔轴线的最大夹角为算得，则两孔的平行度误差为：=则=+=0.04+0.044=满足要求。 2.4本章小结在本章中，夹具主要用来加工等臂杠杆25mm的孔。首先应明确本夹具中的夹紧定位机构，在进行等臂杠杆25mm的孔加工工序时，外圆端面已经精铣。本道工序的定位基准应选择表面粗糙度为的外圆端面和外圆表面以此限制工件的五个自由度，用一个活动V形块限制另一个自由度的同时加紧工件，采用螺旋夹紧机构。然后按照有关公式进行切削参数的计算，然后对钻床夹具必不可少的钻套和衬套及钻模板和夹具体进行设计，还应对夹具精度进行分析。夹具是制造系统的重要组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。所以对夹具设计也是非常重要的。7