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鉆夾具與精磨夾具設計

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更新時間：2014-12-21
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鉆夾具與精磨夾具設計
鉆夾具與精磨夾具設計
磨夾具設計
1．定位基準的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規程和最終加工出的零件質量�；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。為了使定位誤差減小，選擇其端面作為定位基準，來設計夾具，以擋板和底面作為定位基準的定位夾具。
為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構。

2．磨削力和夾緊力計算
（1）磨具：磨具采用筒形砂輪M450*125*380A46L5B30,安裝在主軸，這樣就可以一次磨出端面，并且尺寸易保證。
機床： M7475B 端面磨床
由[3] 所列公式得

查表 9.4—8 得其中：修正系數

z=24
代入上式，可得 F=889.4N

因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。

安全系數 K=
其中：為基本安全系數1.5
為加工性質系數1.1
為刀具鈍化系數1.1
為斷續切削系數1.1
所以

（2）夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機由
其中f為夾緊面上的摩擦系數，取
F= +G G為工件自重

夾緊螺釘：公稱直徑d=15mm，材料45鋼性能級數為6.8級

螺釘疲勞極限：
極限應力幅：
許用應力幅：
螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求

經校核：滿足強度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節夾緊力調節裝置，即可指定可靠的夾緊力
4. 夾具設計及操作的簡要說明
如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為磨床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為磨削余量小，磨削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。
本夾具的最大優點就是結構簡單緊湊。
夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產力，使用快速螺旋夾緊機構�；顒訅|板夾緊。工件加工完成后，移動壓板向后退一定距離，工件就可以很方便的取出。工件裝夾時，先將工件放到定位裝置上面,去凈上面的鐵屑等雜物，然后將移動壓板，壓緊工件，將螺栓擰緊就可以進行加工了。加工完成以后將移動壓板退出一定距離，就可以把工件直接取出。如夾具裝配圖上圖所示。
對專用夾具的設計，可以了解機床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發揮和擴大機床的給以性能。本夾具設計可以反應夾具設計時應注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結構的剛度和強度、結構工藝性等問題。

鉆夾具設計:
在本次夾具設計中，指導老師指定設計鉆孔的夾具，在工件夾緊方面要求液壓或汽動夾緊，最后定為利用液壓夾緊。這類夾具的特點是：針對性強，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產效率高和定位精度高，但是設計制造周期長，產品更新換代時往往不能繼續使用適應性差，費用較高。
4.1.1 定位分析
在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一圓孔定位，工件以外圓定位，工件以錐孔定位等。
根據零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設計過程中盡量以設計基準為定位基準，以便減小加工誤差。所以在這道設計中采用以的內表面以及的端面為定位基準。
4.1.2 定位原理
在機械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機床上相對于刀具處于正確的相對位置。當采用機床夾具安裝一批工件時，是通過夾具來實現這些要求的。要實現工件在機床上相對于刀具占有一個正確的加工位置，必須做到以下三點：
①. 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置；
②. 使夾具在機床上占有正確的位置；
③. 使刀具相對于夾具占有正確的位置。
工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據正確的加工位置，這就可以通過設置定位支承點，限制工件的相對運動來實現。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個處于空間自由狀態的剛體，根據運動原理學可知，任一剛體在空間直角坐標系中都有六個自由度，即沿三個坐標軸軸向移動的自由度，分別用、、來表示；繞三個坐標軸的轉動的自由度，分別用、、來表示。由此看來，未限制六個自由度的工件的位置是不確定的，當然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對影響工件加工面位置精度的相應自由度進行限制。
工件的六個自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應的自由度。
4.1.3 定位元件的分析
在連桿的加工過程中，因為該零件較為復雜，加上零件的特殊性，因此在設計過程中設計定位板一塊來限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動方向和旋轉方向，設計一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉的方面，一共限制了零件的五個自由度，達到不完全定位狀態。
不完全定位可分為下列兩種情況：
①. 由于工件的加工前的結構特點，無法也沒有必要限制某些方面的自由度；
②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時允許某些方面的自由度不被限制。
4.1.4 夾緊元件的選擇
工件在夾緊過程中應避免夾緊元件跟工件進行點接觸。因為在點接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產生很大的應力，由于定加工過程產生的誤差在夾緊上經常會出現點接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺的相對位置安裝誤差，必須進行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。
①.選擇鉆套
鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。
可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉動。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產。
快換鉆套：當要取出鉆套時，只要將鉆套朝逆時方向轉動使螺釘頭部剛好對準鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。
在這次設計中我選擇可換鉆套，因為是大批量生產。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度�？鞊Q鉆套如圖所示：

圖4-1 快換鉆套

②.夾具底座與工作臺的連接
由于的加工過程中選用的機床為Z3080 搖臂鉆床，《機械加工工藝手冊》孟少農主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯系尺寸可得，底座T型槽數為5個，工作臺上面T型槽數為5個，工作臺側面槽數為3個，，，，，，，，，，，，，。
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