彎頭零件的夾具設計案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u20648彎頭零件的夾具設計案例綜述 1123111.1.工序7銑端面夾具 152551.1.1.銑端面夾具的設計任務 1228981.1.2.確定夾具的定位方案 211971.1.3.定位元件的選擇 2253381.1.4.定位誤差的分析與計算 2323231.1.5.確定夾緊方案 2182471.1.6.切削力與夾緊力的計算 290421.1.7.對刀裝置與定位鍵的設計與選擇 548321.1.8.夾具體及其他元件裝置設計 5323431.1.9.夾具設計及操作說明 6322531.2.工序9鉆3-φ8 7101361.2.1.鉆孔夾具的設計任務及其定位方案 794911.2.2.定位元件的選擇 786871.2.3.定位誤差的計算 7242891.2.4.夾緊方案的確定 949061.2.5.計算切削力及夾緊力 9255691.2.6.夾具體及其他元件裝置設計 10236031.2.7.夾具設計及操作說明 11工序7銑端面夾具本夾具在X51型立式銑床上加工彎頭零件的φ12mm孔，粗精銑一次完成。在本道工序加工過程中，生產(chǎn)率的提高與勞動強度的降低是必須考慮的因素之一，而不是精度的合理等方面問題。銑端面夾具的設計任務銑距離φ30mm孔中心線30mm的φ12mm孔端面的加工表面時，確定以下參數(shù)：IT11的加工精度，表面粗糙度為Ra6.3，需要精銑。該套專用銑夾具是符合X51型立式銑床，立銑刀是銑床上確定的刀具。確定夾具的定位方案由下面鉆夾具的方案分析過程中可知，是將2-Φ8孔基準，因此本工序可以Φ8孔定位進行加工，主要的是設計出的夾具需要定位迅速可靠。定位元件的選擇本設計中的工件的裝夾方式采用的是一面兩銷的定位方式方法，因此在實際進行裝夾的時候需要保證工件的內(nèi)孔與定位銷孔合理的配合。一個平面和兩個擋銷限制了工件的6個自由度，完全滿足限制6個自由度的要求。定位誤差的分析與計算定位元件尺寸及公差的確定：夾具的主要定位元件為一面及兩銷。圓柱銷產(chǎn)生的橫，縱方向的定位誤差△=0.043+0.043+0.046=0.132mm，所以滿足加工要求。由于是通孔（槽），Y（X）向可以不考慮。而底面定位基準重合，因此不存在基準不重合誤差，位移誤差。最大的轉角誤差為：△=2α=2cot（（0.092+0.092）/2l）=0.063。即α=0.031。經(jīng)校核對比，滿足加工要求。確定夾緊方案根據(jù)彎頭零件需求量很大的這一因素分析：需要額外設計匹配的夾緊氣缸的氣動夾緊與增力比較大、自鎖性良好的手動螺旋夾緊機構相比。結構簡單，節(jié)約經(jīng)濟的手動螺旋夾緊更符合要求。切削力與夾緊力的計算本道工序為精銑一個工步完成，選用的刀具是：錯齒三面刃銑刀（硬質合金），刀具的有關幾何參數(shù)：通過查閱《機床設計手冊》，可知銑削的切削力計算公式：(3-1)有：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：(3-2)安全系數(shù)K可按下式計算：(3-3)其中：K0K1為加工性質系數(shù)，按粗加工來選，取1.0；K2為刀具鈍化程度系數(shù)，取1.0；K3為切削特點系數(shù)，為斷續(xù)切削，取1.0；K4為夾緊力穩(wěn)定系數(shù)，為手動夾緊，取1.3；K5式中：為各種因素的安全系數(shù)，查《機床夾具設計手冊》式1-2-2以及表1-2-1可知其公式參數(shù)：由此可得：所以由計算可以得到零件需實際夾緊力不是很大，為了讓該零件的夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。選用夾緊螺釘夾緊機由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取F=+G(3-4)其中：G為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=20mm，材料鋁合金鋼性能級數(shù)為6.8級螺釘疲勞極限：極限應力幅：許用應力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為：其中：[s]=2.5~4取[s]=4得經(jīng)對比，該夾具滿足強度要求，夾具體安全可靠，可以投入生產(chǎn)。使用螺旋定位機構能夠實現(xiàn)人工快速夾緊，可以調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。對刀裝置與定位鍵的設計與選擇對刀裝置的設計與選擇在該道工序中，主要是精銑φ12mm孔的端面，選用圓形對刀塊（JB╱T8031.1-1999）。同時在圓形對刀塊確定使用后，厚度為2mm的對刀平塞尺（JB╱T8032.1-1999）也是必不可少的元件。定位鍵的選擇夾具體底面縱向通槽中的兩個定位鍵與機床工作臺上的T形槽是否配合是我們確定銑床夾具與加工機床兩者安裝是否正確的唯一標準。我們一般選擇矩形截面的定位鍵，這種類型的位鍵的尺寸是隨著加工機床T形槽尺寸的變化而變化的。因為工序7在X51型銑床上加工，所以可以確定銑床工作臺T形槽的基本尺寸參數(shù)如下：槽數(shù)為3，18mm的槽寬，70mm的槽距，所以A型定位鍵A18h6（JB╱T8016-1999），可以滿足與夾具體形成間隙定位配合的要求。夾具體及其他元件裝置設計夾具體設計根據(jù)實際的生產(chǎn)情況以及查閱《機床夾具設計手冊》，確定鑄造結構來制造彎頭零部件的銑夾具夾具體，其中材料選類型為HT200。詳細結構見零件圖紙。其他元件裝置由于工件比較大，且已經(jīng)限制住了六個自由度，為了提高工件的安裝速度與穩(wěn)定性能，在該夾具設計中，額外加入了輔助支撐，采用了V形塊可調(diào)節(jié)支撐的結構。而且可調(diào)節(jié)輔助支撐不起限制自由讀的作用，不會改變工件的定位位置，所以不會造成過定位，該裝置可以使用。夾具設計及操作說明在設計夾具時，需要考慮到提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約經(jīng)濟成本。除此之外，夾具的實用性，勞動強度也要考慮到。該零件為精鑄件，余量較小，切削力同樣不是太大，需要的壓緊力也不大，因此不需要使用氣動或液壓夾緊，手動壓緊就可以滿足生產(chǎn)需要。夾具上裝著的對刀塊，可讓夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）；同樣的，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖如下所示。圖3.1銑夾具三維裝配圖圖3.2銑夾具二維零件圖工序9鉆3-φ8鉆孔夾具的設計任務及其定位方案根據(jù)本設計的要求，確定在本設計中的彎頭零件的整體結構和分析，在本設計中的彎頭零件的底部端面已經(jīng)進行了加工，所以可以選擇該底部端面來作為定位面，已經(jīng)加工了的直徑φ8孔和φ8孔來作為本設計中的定位基準，從而實現(xiàn)一面兩銷的定位方式來定位工件，完成它的定位基準的整體選擇。定位元件的選擇本設計中的工件的裝夾方式采用的是一面兩銷的定位方式方法，因此在實際進行裝夾的時候需要保證工件的內(nèi)孔與定位銷孔合理的配合。一個平面和兩個擋銷限制了工件6個自由度的目標與要求，從而讓工件在夾具上達到完全定位的效果。定位誤差的計算該套專用鉆夾具的定位方式是一面兩銷，為了滿足加工要求，該工序所規(guī)定的尺寸公差必須大于或等于工序中誤差總和也就是：由《機床設計手冊》可知，與機床夾具有關的加工誤差，其公式表達形式為：(3-5)由《實用機械加工手冊》可得：=1\*GB2⑴圓心的定位誤差：(3-6)(3-7)其中：，，，且：L=168mm，得⑵夾緊誤差：(3-8)其中接觸變形位移值：(3-9)由《實用機械加工手冊》有。⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：通過上述分析可知，該套設計的專用夾具能滿足零件的加工精度要求。夾緊方案的確定此工序采用手動螺旋夾緊，使用開口墊圈和螺母組成快速裝卸機構。計算切削力及夾緊力為了實現(xiàn)“基準重合”原則，以底部端面作為該套夾具的定位基準，因夾具的夾緊力與切削力方向相同，實際所需夾緊力F夾與切削力之間的關系F＝KF軸向力：F＝KF（N）扭距：Nm參考機械設計手冊確定它的參數(shù)至(3-10)計算得出實際加工時的加工參數(shù)要求：切削力公式：其中：確定實際的加工時的切削力：即：計算得出它的切削力的大小與K值關系：安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：(3-11)計算得出K值數(shù)據(jù)：因此綜上所述，彎頭零件需要的實際夾緊力不是特別大，因此選了可以使該套夾具結構簡單、操作方便的兩個移動壓板螺旋夾緊機構。取，，計算得出它的夾緊力的大?。菏街械膮?shù)參考夾具設計手冊：其中：最終計算得出：因此采用該夾緊機構工作是可靠的。夾具體及其他元件裝置設計夾具體夾具體采用鑄造方式。夾具體設計參考夾具圖冊，詳細結構見零件圖紙。其他元件裝置由于工件比較大，且已經(jīng)限制住了六個自由度，為了提高工件的安裝速度與穩(wěn)定性能，在該夾具設計中，額外加入了輔助支撐，采用了V形塊可調(diào)節(jié)支撐的結構。而且可調(diào)節(jié)輔助支撐不起限制自由讀的作用，不會改變工件的定位位置，所以不會造成過定位，該裝置可以使用。夾具設計及操作說明對于本設計中的分析可以確定，在本設計中的夾具是采用的是鉆孔夾具，所以對于本設計中的工件的裝夾方式采用的是一面兩銷的定位方式方法，因此