(3)欠定位
工件的定位支承点数少于应限制的自由度数,这种工件定位点不足的情况,称为“欠定位”,欠定位在实际生产中是不允许的。
(4)过定位
工件的某一个自由度同时被两个或多个定位支承点重复限制,这种情况称为“过定位”,也叫“重复定位”
本设计因加工需要,对其限制五个自由度。所以选用不完全定位。
4.1定位方案选择
在工件直径40mm和直径28.45mm两个外圆放在两个V形块上定位,限制四个
自由度,端面轴向定位于挡板上,限制一个自由度。从而形成不完全定位。
优点:(1)定位精度高: (2)安装方便: (3)对中性好:
(4)V形块结构已经标准化。 缺点:结构较复杂,制造要求较高。 4.2 V形块的设计 V形块的基本尺寸为: H:v形块的高度; D:v形块的标准心轴 直径,即,工件定位用的 外圆直径;
N:v形块的开口尺寸; T:对标准心轴而言, V形块的标准定位 高度。
V形块的夹角a取90度。 已知:D=40mm. D1=28.45mm V形块计算则为: 1)N=1.41D-2A
=1.41*40-2*4.3=48.1mm 又 H小于1.2D H取46mm
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所以,T=H+0.707D-0.5N
=46+0.707*40-0.5*48.1=50.23mm 2)N1=1.41D1-2A
=1.41*28.45-2*4.3=31.5mm 又 H1小于1.2D1 H1取32mm
所以,T=H1+0.707D1-0.5N1 =32+0.707*28.45-0.5*31.5 =36.4mm
4.3定位误差
定义:由定义引起的同一批工件的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 定位误差研究的主要对象是工件的工序基准和定位基准。它的变动量将影响工件的尺寸精度和位置精度。
原因:定位基准与工序基准不重合而产生的基准不重合误差以及工件基准与定位元件的限位基准不重合。
Δδ由题意可知:Δb=0(定位基准与工序基准重合) 沿z方向的基准位移误差
Δy=0.707*δd=0.707*1mm=0.707mm Δy值投影到加工尺寸方向,即 Δd=Δy*cos30=0.707*0.866mm=0.612mm
当Δb不等于0,Δy等于0时。产生定位误差的原因是基准不重合误差,故 只要计算出Δb即可。 即Δb=Δd
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5.工件的夹紧设计
机械加工过程中,为保持工件定位时所确定加工位置,防止工件在切削力、惯性力、离心力及重力等作用下发生位移和振动,一般机床夹具应有一定的夹紧装置,以将工件压紧。因此,夹紧装置的合理、可靠和安全性,对工件加工的技术和经济效果有重大影响,故提出下列基本要求:
1)夹紧过程中,不改变工件定位后占据的正确位置。
2)夹紧力的大小要可靠和适当,既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变、振动小,又要使工件不产生过大的夹紧变形。
3)夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应,在保证生产效率的前提下,其结构要力求简单,以便于制造和维修
4)夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。
5.1夹紧装置的组成
典型的夹紧装置由动力源装置和夹紧部分两个基本部分组成。 5.1.1动力源装置
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它是产生夹紧力的动力源,所产生的力称为原始力,有气动、液压、电动等。一般人体产生的力不列为动力源装置。
5.1.2夹紧部分
夹紧部分是接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行夹紧任务的部分,一般由下列元件或机构组成:
(1)夹紧元件。常指夹紧装置的终端持行元件,它与元件直接接触,并施以夹紧力F而实现夹紧。
(2)中间递力机构。指介于力源于夹紧元件之间,起传递增力等作用机构 (3)接受原始作用力的元件。如手柄、螺母或用来连接气缸活塞杆的元件等。 其中中间递力机构在传递原始作用力至夹紧元件的过程中可以起到诸如改变作用力的方向、改变作用力的大小以及自锁等作用。
5.2夹紧装置的基本要求
在不破坏工件定位精度,并保证加工质量的前提下,尽量使夹紧装置做到: (1)夹紧作用准确、安全、可靠。 (2)夹紧动作迅速,操作方便省力。 (3)夹紧变形小。 (4)结构简单,制造容易。 5.3夹紧力的计算
?1000L11r20e1O在偏心轮转角γ=90°时,在其所计算的夹紧力下,按给定的计算条件如摩擦系数O10aμ=0.1等。是不能可靠地保证其自锁的。为便于分析计算,将公式如下变换
W=1/μ(1+r/R)+e/R(sinγ-μcosγ)*l/R*Q 式中:e为偏心距,R为偏心轮半径,其比值e/R称为偏心率,其不仅影响夹紧力W,而且还影响机构的自锁性能。
tga=esinγ/R-ecosγ≤tgθ=μ
上式经化简整理后可得出圆偏心夹紧机构的自锁条件为: ε=μ/sinγ+μcosγ=sinθ/sin(γ+θ)
式中:θ——为偏心轮与被夹压表面间的摩擦系数; ε——为保证自锁允许的最大偏心率
表为ε与γ的对应值
γ
0° 30° 60° 90°-90° R25W=QL/μ(R+r)+e(sinr-μcosr)
10d15150° 180°-14
θ ε 1 0.170 0.109 0.0995 0.1 0.242 θ ∞ ε值表明在偏心轮工作面上各位置的自锁性能是不同的,在γ=90-θ的位置,ε 值为最小,即自锁性能最差的位置。
完全自锁类偏心是指在偏心轮的工作面上以任意位置夹紧时均能保证自锁的偏心。为此,必须满足如下条件:
e/R≤εmin 由此可知,当γ=90°-θ时,ε=εmin=sinθ 则偏心伦自锁条件为: e/R≤sinθ其夹紧力计算公式:
Wa=1/μ(1+r/R)+sinθ(sinγ-μcosγ)*L/R*Q
根据公式,讨论Wa的大小以及随γ的变化规律,式中各参数据参考文献一般可取: μ=0.1-0.5,现取μ=0.1 r/R=0.15-0.25,现取r/R=0.2 L/R=4.5-5.5,现取L/R=5 Q=100N
将以上数据代入可得: Wa=5000/1.2+sin(γ-θ)N
由公式可知最小夹紧力Wa产生在γ=90°+θ的位置,而并非通常所认为的产生在其升角为最大。 W与γ的对应值 γ Wa
30 45 60 90 90+θ 3103 2727 2485 2278 2273 2368 2533 2803 3218 3846 120 135 150 165 180
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