(2)影响工件定位精度的尺寸和公差。为两组v形块的设计心轴直径Φ70.79mm、两止推销的距离(112?0.01)mm、定位销12与工件上键槽的配合尺寸Φ12h8mm。
(3)影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差。为定位键与铣床工作台T形槽的配合尺寸18h8(T形槽为18h8)。
(4)影响夹具精度的尺寸和公差。为两组v形块的定位高度(64?0.02)mm、(61?0.02)mm;1工位v形块8、10设计心轴轴线对定位键侧面B的平行度0.03mm;1工位v形块设计心轴轴线对夹具底面A的平行度0.05mm;1工位与2工位v形块的距离尺寸(125?0.03)mm;1工位与2工位v形块设计心轴轴线间的平行度
0.047?0.010.938?0.015)mm、0.03mm。对刀块的位置尺寸11??0.017mm、24.5?0.02mm(或(
(24.495?0.015)mm)。
对刀块的位置尺寸h为限位基准(v形块的设计心轴的轴线)到对刀块表面的距离。计算时,要考虑定位基准在加工尺寸方向的最小位移量imin。
当最小位移使加工尺寸增大时
h=H?s?imin 当最小位移量使加工尺寸缩小时
h=H?s?imin
式中 h----对刀块的位置尺寸;
H-----定位基准至加工表面的距离; S----- 塞尺厚度。
当工件以圆孔在心轴上定位或者以圆柱面在定位并在外力作用下单边接触时
imin?Xmin2
式中Xmin ----圆柱面与圆孔的最小配合间隙,当工件以圆柱在v形块上定位时imin=0。
按照尺寸链,将各环转化为平均尺寸(对称偏差的基本尺寸),分别算出h1和h2的平均尺寸,然后取工件相应尺寸公差的1/5~?作为h和h的公差,即可确定对刀块的位置尺寸和公差。
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由于工件定位基面直径Φ70.8h6=Φ70.80?0.019mm=Φ
?0.09)mm,键槽宽(70.7905?0.095)mm,塞尺厚s=5h8=50?0.018mm=(4.91
?0.01112H11=120mm=(12.055?0.055)mm,槽深控制尺寸64.8h12=(64.8?0.15)mm。
所以对刀块水平方向的位置尺寸为 mmH1?12.055 2h1=(6.0275+4.91)mm=10.938mm(基本尺寸)
对刀块垂直方向的位置尺寸为
70.79H2?(64.8?)mm?29.405mm
2 h2?(29.405?4.91)mm?24.495mm(基本尺寸)取工件相应尺寸公差的1/5~?得
0.047h1?(10.938?0.015)mm?11??0.077mm
0.01h2?(24.495?0.015)mm?24.5??0.02mm
(5)影响对刀精度的尺寸和公差s:塞尺的厚度尺寸??05h8=5?0.018mm。
(6)夹具总图上应标注下列技术要求:键槽刀与油铣刀的直径相等。
1. 加工精度分析
尖套铣双槽工序中,键槽两侧面对Φ70.8h6轴线的对称度和平行度要求较高,应进行精度分析,其他加工要求未注公差或公差很大,可不进行精度分析。
1、 键槽侧面对Φ70.8h6轴线的对称度的加工精度
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(1)定位误差?D。由于对称度的工序基准是Φ70.8h6轴线,定位基准也是此轴线,故?B?0。由于v形块的对中性,?Y?0因此,对称度的定位误差为零。
(2)安装误差?A。定位键在T形槽中有两种位置,如图5-20所示。
图5-20
因加工尺寸在两定位键之间,若按如图5-20(a)所示计算 ?A=Xmax?(0.027?0.027)mm?0.054mm
若加工尺寸在两定位键之外,则应按如图5-20(b)所示计算 ?A?Xmax?2Ltan??
tan???XmaxL0
(3)对刀误差?T。对称度的对刀误差等于塞尺厚度的公差,即?T=0.018mm。
(4)夹具误差?J。影响对称度的误差有:1工位v形块设计心轴轴线对定位键侧面B的平行度0.03mm、对刀块水平位置尺寸11mm的公差,所以?J=(0.03+0.03)mm=0.06mm。
2、键槽侧面对Φ70.8h6轴线的平行度的加工误差
(1)定位误差?D。由于两v形块8、10一般在装配后一起精加工v形面,它们的相互位置误差极小,可视为一长v形块,所以?D=0。
(2)安装误差?A。当定位键的位置如图5-20(a)所示时,工件的轴线相对工作台导轨平行,所以?A=0。
当定位键的位置如图5-20(b)所示时,工件的轴线相对工作台导轨有转角误差,使键槽侧面对Φ70.8h6轴线产生平行度误差,故
?A?tan??L?(0.054?282)mm?0.038mm 400(3)对刀误差?T。由于平行度不受塞尺厚度的影响,所以?T=0。
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(4)夹具误差?J。影响平行度的制造误差是1工位v形块设计心轴轴线与定位键侧面B的平行度0.03mm,所以?J=0.03mm。 (四) 夹紧力计算(估算)
实际设计中常采用类比法、估算法、实验法确定所需的夹紧力。当采用估算法确定夹紧力的大小时,为了简化计算,通常将夹具和工件看成一个刚性系统。根据工件所受切削力、夹紧力、摩擦力等的作用情况,找出加工过程中对夹紧最不利的状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力FJ,再乘以安全系数k作为实际所需夹紧力FJ,即
0FJ?KFJ0
安全系数k的选择应根据切削的具体情况和所用夹紧机构的特点来选取。一般粗加工或断续切削时取k=2.5~3;精加工和连续切削时取k=1.5~2。如果夹紧力的方向和切削力的方向相反,为了保证夹紧可靠,k值可取2.5~3。
工件以外圆定位,用v形块和铰链压板夹紧,加工键槽及油槽,工件承受切削转矩及轴向力,加工时,主要应考虑如何保证两端面的表面粗糙度,尺寸公差。由于粗铣时,切削深度较精铣时大,所以粗铣时切削力最大。切削时,铣刀切槽深为6mm,槽宽12mm。刀具材料高速钢三面刃铣刀。
切削力的计算,查表 防止工件转动 FJ?防止工件移动 FJ?kFsinf3sinkMsinf1Rsin?2?2
?f2R?2?f4?2
式中 f1-----工件与压板间的圆周方向摩擦系数
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f1-----工件与v形块间的圆周方向摩擦系数 f1-----工件与压板间的轴向方向摩擦系数 f1-----工件与v形块间的轴向方向摩擦系数
当用两把刀铣削时压板的静力平衡夹紧力,FJ=980(N) FJ?KFJ?3096.8
在计算切削力时,必须把安全系数考虑在内,查表,基本安全系数K0=3, 加工性质系数K1=1.2,刀具钝化系数K2=1.3,断续切削系数K3=1.2,手动夹紧系数K4=1.3。安全系数:
K?K0K1K2K3K4?3.16
?? kFsinkMsin22∴F= + FJ?FJ???fsin?f4f1Rsin?f2R3 22
=3250(N)
FJ?KFJ?2.5?980?2450(N) 查《金属机械加工工艺人员手册》第664页表9-33,选用M12mm。当螺纹直径为12mm,手柄长度为119mm,作用力为60N时,其夹紧力为N螺=3250N。
此时N螺已大于所需的2450N的夹紧力,故本夹具可安全工作。
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