两端图2-1 工件视图
及加工精度要求,按照六点定位原理和本工序的加工精度要求,确定具体的定位方案和定位元件。要拟定几种具体方案进行比较,选择或组合最佳方案。
根据工序图给出的定位元件方案,按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中,工件的批量越大,定位元件的磨损越快,选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性,方便机床夹具的维修和维护。 常有定位方法有:
(1) 工件以平面定位。 (2) 工件以圆柱孔定位。 (3) 工件以外圆表面定位。 (4) 工件以其他表面定位。
根据加工零件的形状,工艺要求,加工精度和批量我采用一个平面、一个支撑板和一个菱形销组合定位,限制工件6个自由度,同时保证了加工方向上的刚性,保证零件的加工精度以及便于保证加工部位之间位置要求,如图2-2所示。 由零件图可知:直径为φ6的孔对底面的技术要求一般,其设计基准为底面,所以为了使定位基准为零,应选择以与孔垂直的基准底面定位。另外,选择φ8定位螺钉作为定位零件。
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图2-2 定位方案示意图
2.3.2. 定位精度的分析与计算
夹具的主要功能是用来保证工件加工表面的位置精度。影响位置精度的主要因素有三个方面:
(1)工件在夹具中的安装误差,它包括定位误差和夹紧误差。
(2)夹具在机床上对定误差,指夹具相对于刀具或相对于机床成形运动的位置误差。
(3)加工过程中出现的误差,包括机床的几何精度、运动精度,机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统加工时的受力变形,受热变形,磨损,调整、测量中的误差,以及加工成形原理上的误差等。
第三项一般不易估算,夹具精度验算是指前两项,其和不大于工件允差的2/3为算合格。
2.3.3. 夹紧方案的设计和压紧元件的选择
(1) 对工件夹紧装置的要求
① 在夹紧过程中应保持工件定位时所获得的正确位置 。
② 在切削过程中,切削力不应破坏工件的正确位置,并使平衡切削力所需的夹紧力最小。
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③ 在切削过程中,应避免工件产生不能允许的振动。 ④ 夹紧装置应操作方便、省力、安全。
⑤ 夹紧装置的复杂程度和制动化程度应与生产批量和生产方式相适应。
(2) 夹紧力的方向
夹紧力的方向要有利于工件的定位,并注意工件的刚性方向,不能使工件有脱离定位表面的趋势,防止工件在夹紧力的作用下产生变形。 (3) 夹紧力的作用点
夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内,以及工作刚
度高的位置,确保工件定位准确、不变形。 (4) 选择夹紧机构
在确定夹紧力的方向、作用点的同时,要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题:
① 安全性。夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力,以防止以外伤及夹
具操作人员。
② 手动夹具夹紧机构的操作力不应过大,以减轻操作人员的劳动强度。 ③ 夹紧机构的行程不宜过长,以提高夹具的工作效率。
确定夹紧力的方向、作用点,以及夹紧元件或夹紧机构,估算夹紧力大小,要选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较,确定后,正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。 方案一 使用快速螺旋夹紧机构 方案二 使用偏心轮夹紧机构
因定位方案选择的是一面一销一支撑板定位,偏心轮夹紧机构更合适于本方案,所以采用方案二。
根据以上对夹紧机构的要求和钻床夹具的主要技术要求,本设计采用的夹紧机构比较简单,如图2-3所示。
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图2-3 夹紧机构
2.3.4 导正装置的选择
刀具的导向是为了保证孔的位置精度,增加钻头的支撑以提高其刚度,减少刀具的变形,保证孔加工的位置精度,常用的几种钻套如下图所示。
图2-4可换钻套 图2-5快换钻套 图2-6固定钻套(A、B型)
图示钻套均已标准化,设计时可以查夹具设计手册。本次设计由于加工方式只有钻一道工序,故选用可换钻套,如图2-7所示。
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图2-7可换钻套
2.3.5. 夹具体的设计
用来安装和固定定位元件,夹紧机构和钻模板的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整,要保证机构的稳定,水平,所以形位公差会有较严格的要求。
夹具体是夹具的基础体,它将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体,并通过它将夹具安装到机床上。它的结构形状及尺寸大小,取决于加工工件的特点、尺寸大小,各种元件的结构和布局,夹具于机床的连接方式,切削力、重力等大小的影响。
夹具体应满足以下几点计算要求:
1、应有足够的强度和刚度; 2、力求结构简单及装卸工件方便 ; 3、结构工艺形好; 4、排屑切屑要方便; 5、在机床上安装稳定可靠; 6、具有适当的精度和尺寸稳定性
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