L—摩擦圆半径(mm),取夹紧力作用点至工件中心的距离,近似地取为(155/2)mm=77.5mm;
Fz--主切削力(N)
根据金属切削原理的知识,用硬质合金镗刀镗削铸铁工件孔时的主切削力
Fz可按下式计算
FZ?CFZapf0.75
现取 ap=1.0mm,f=0.16mm/r,根据金属切削用量手册查知:当主偏角K?时,CFZ=848所以 FZ?848?1.0?0.160.75N=214.53N
将上面确定的值代入公式
F?kFZR 2?L得F=1495.5N
下面计算夹紧装置所能输出的夹紧力Fk及每个螺旋压板所能输出的夹紧力
Fk。根据简单螺旋夹紧力计算资料,当扳手长为190mm、作用力为15N时,M12的螺母产生的力约为1200N,则
1??1200?N=600N FK2总的输出夹紧力FZ=3Fk=3×600=1800>F=1495.5.可见,夹紧装置输出的总夹紧力Fk大于本道工序镗孔时所需的夹紧力F,说明夹紧力是足够的
6、确定其他装置结构 工件装在分度盘端面的一个定位圆柱销和一个定位削边销上。若先镗A孔,其中心位于车夹具中心(即车床主轴回转中心),则圆柱定位销 位于孔A上方30mm处。按坐标尺寸x=13.63、y=47.93定出分度盘旋转中心O。为防止磨损,心轴外面装有衬套。考虑切削有可能进入转轴、分度盘及夹具体之间而影响旋转精度,所以在心轴端面加装盖板。分度装置的结构形式可参考机床夹具设计手册来选取。由于三个孔的位置精度要求较低,所以可以采用手拉式弹簧圆柱销的轴向对定机构。在圆盘夹具具体端面开有三个轴向分度定位孔,内镶有村套,以防止磨损。在分度盘上装有手拉式弹簧圆柱销,镗孔时依次插入三个定位孔以进行分度。夹具体上还开有一个孔,内装有钢珠,压 簧 和 螺 钉,在分度盘上另加工三个锥坑,分度盘回转时,由于弹簧作用将钢珠压人锥坑,可起到预 定位作用,使得圆柱销容易对准定位孔。为了能固定 分度盘,在夹具体端面开有环形T型槽,在分度盘上钻出三个螺栓孔,这就可以通过三个T型螺栓,将分度盘锁紧在夹具体的T型槽中。在考虑夹具体圆盘直径时,必须包含分度盘在内,因而直径尺寸较大。
本工序在CA6140型车床上完成,夹具通过法兰盘与车床主轴相连。
平衡方式的选择:由于车夹具上各元件离旋转中心距离不等,质量分布不均,所以高速旋转时将产生很大的离心力和冲击振动,使刀具加速磨损,影响工件加工表面质量和机床寿命,所以设计车夹具时必须考虑平衡问题。由于平衡计算的准确度不够高,生产中常采用配重法来达到夹具的静平衡。常用的平衡方式有下面几种[5]:
1)块式和片式配重 按静平衡估算的平衡铁,用螺钉紧固在夹具体适当的平衡位置上,在平衡铁上开有长孔,以便作适当的调节。
2)铁配重 翻砂时直接出,重量不够时可加片式铁块以便调整。如重量过重,则可在平衡铁上钻减轻孔。
3)灌铅配重 铅的密度很大,可以减小配重体积。
4)微调配重 在夹具体圆周上开有T形槽,T形槽中嵌有顶丝锁紧的配重,可以沿圆周移动来寻找平衡位置,直至找到平衡位置后锁紧。
本设计采用块式配重,在配重上开有弧形槽,以便调整至最佳平衡位置时用螺钉固定。
2.3 制定夹具总图的尺寸、公差配合
(1)最大外形轮廓尺寸 夹具的最大轮廓尺寸为?372?220mm。 (2)保证工件定位精度的有关尺寸 主要有:
1)定位表面间的尺寸公差和形位公差 工件上两定位销的中心距及公差为
155?0.05mm,根据有关资料取夹具上两定位销之中心距及公差155?0.012mm。
2)定位销的配合公差 圆柱定位销与工件定位孔的配合取为?6H7;削边g6定位销与工件销孔II的配合,经过计算,取削边定位销的圆柱部分的尺寸及公
?0.041?6差为?0.047mm。
(3)保证车床夹具安装精度的有关尺寸和公差 主要有: 1)分度盘的旋转中心离夹具体中心的坐标尺寸为
x =13.63,y=47.93
由于三孔的距离精度要求较低,所以x,y的公差可取为?0.01mm,足以满足要求。
2)圆柱定位销的中心至工件孔A中心的尺寸为30?0.2mm,所以圆柱定位销与夹具体中心(车床主轴中心)之距离公差参考有关设计资料取1/3的工件尺寸公差,即为30?0.065mm。
3)回转心轴与衬套的配合,应保持小的间隙,按资料[6]取为夹具体的配合应该牢固,取为
H7,心轴与g6H7H7,衬套与分度盘的配合取。 r6r6
4)手拉式对定器与分度盘上衬套的配合,取为取为
H7。 r6H7,衬套与夹具体的配合g65)分度盘两端平面应垂直于夹具体与车床主轴的连接孔的轴心线,允差应小于工作要求公差的1/3,取为0.33mm。
(4)其它各组成元件之间的配合性质 其它各组成元件之间的配合性质,可参考有关设计资料确定。如圆柱定位销、削边定位销与衬套之间的配合取为
H7H7H7,衬套与夹具体之间的的配合可取为,夹具体与主轴的配合取为。 k6r6js62.4 夹具精度分析计算
由于本工序要求的孔距离精度要求及孔与孔之间的平行度要求均较低,所以不必进行夹具精度分析计算。
第3章 钻床夹具设计
3.1设计目标分析
3.11加工工具的零件图(图3-1)
图3-1 杠杆零件简图
3.12杠杆工件主要加工工艺过程(表3-1)
表3-1 杠杆加工工艺过程
序 号 010 020 030 040 050 060 工 序 内 容 铣?28H7孔的两端面 钻、扩、铰?28H7孔并刮端面K 铣?10H9孔的两端面 钻、扩、铰?10H9孔和钻?11mm孔 铣?11mm孔的两端台阶面 ?0.5铣9.50mm槽 使 用 设 备 X5032 Z5135 Z6132A Z5125 X6132A X6132A
3.13 设计任务书(表3-2)
工具名称 材料 机床型号 表3-2 设计任务书 杠杆 夹具类型 45 生产类型 Z5125 同时装夹工件数 钻床夹具 中批生产 1 3.14 工序简图(图3-2) 本夹具设计第四道工序钻、扩、铰?10H9和?11mm孔的钻床夹具。本工序加工要求如下:
1)?10H9孔和?28H7孔的孔距为80?0.2mm,平行度公差为0.3mm; 2)?11mm孔与?28H7孔的孔距为15?0.25mm。
图3-2 杠杆工件钻孔工序简图
3.15 分析原始资料 主要从以下几方面分析: