【《某阀体生产的专用夹具设计案例》2000字】

某阀体生产的专用夹具设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u3393某阀体生产的专用夹具设计案例 190391.1定位结构设计 1210921.1.1定位基准的选择 1249861.1.2定位元件的设计 1199761.1.3定位误差的计算 2113231.2导向装置 346331.3夹紧结构设计 3241411.3.1夹紧力的确定 3170801.3.2夹紧机构的设计 4130761.4夹具三维造型 4243461.1.1夹具重要零件的三维造型 486831.1.2夹具三维装配图 71.1定位结构设计1.1.1定位基准的选择由于本工件为大批量生产，根据基准统一的加工原则，本工序也采用阀体底面和底面上的两个孔2×Φ7作为定位基准。具体地，对阀体底面进行面定位，作为主要定位表面，限制两个转动自由度和一个移动自由度。对其中一个工艺孔内圆表面进行定位，作为次要定位表面，限制两个移动自由度。对间隔较远的另一个工艺孔内圆表面进行定位，限制一个转动自由度。即通过“一面两孔”的定位方式实现了工件的完全定位。1.1.2定位元件的设计对阀体底面，选用两条支承板组合成定位平面实现此面的定位。由于定位表面尺寸、其它定位元件安装等因素，本支承板采用非标准元件。具体尺寸（长×宽×高）为100×16×10，固定孔采用沉头孔的形式，通过M6的内六角圆柱头螺钉进行紧固，在定位销安装位置设置让位孔，以避免两者发生干涉。对两个定位孔φ7H7内圆表面，采用短圆柱销和菱形销进行组合定位，通过两者组合限制两个移动自由度和一个转动自由度。两个定位销的工作部分尺寸偏差采用基轴制h7。两个定位销的定位部分长度需短于夹具体安装面厚度，尺寸偏差为n6，并与安装孔为过渡配合H7/n6。并在定位销上设置螺纹轴段，通过六角螺母将其与夹具体紧固。1.1.3定位误差的计算1、在垂直于阀体底面方向上，由于底面和定位元件紧密接触，故此方向的φ28孔的位置误差由镗套与支承板的距离误差和支承板自身的加工误差组成。镗套与支承板的距离误差为±0.015mm，支承板的高度误差取基轴制IT7级，即0.015mm，则在垂直于底面方向上φ28孔的最大位置误差为， (4-1)由于此方向φ28孔未标注位置精度，故根据GB/T1804-m取位置公差为±0.2mm。根据定位元件的尺寸精度为工件相应尺寸精度的1/5~1/3，有， (4-2)故所设计的定位元件可用满足要求。2、在阀体的重力方向上，由于工件工艺孔轴线与重力方向垂直，故在重力作用下阀体φ7内圆表面的上半部分会与圆柱定位销工作部分外圆面接触，同时因菱形销与φ7孔存在公差间隙，还出现阀体绕圆柱定位销轴线转动的情况。此时应定位元件尺寸精度为产生的定位误差为， (4-3) (4-4)式中，为阀体孔的公差0.015mm。为圆柱销的公差公差0.015mm。为两者的最小间隙，当阀体定位孔和定位销的尺寸偏差均为0时，。为孔的公差0.015mm。为菱形销的公差公差0.015mm。为第一定位基准孔与圆柱定位销间的最小间隙；为第二定位基准孔与削边销销间的最小间隙，当阀体定位孔和定位销的尺寸偏差均为0时，。L为两基准孔的间距，有工件零件图可知L=71mm。则， (4-5) (4-6)在平行于底面方向上φ28孔未标注位置精度，故根据GB/T1804-m取位置公差为±0.2mm、角度公差为±10′。根据定位元件的尺寸精度为工件相应尺寸精度的1/5~1/3，有， (4-7) (4-8)故所设计的定位元件可用满足要求。1.2导向装置在本工序中采用镗套作为导向装置，以提高刀具的对刀速度和保证所镗孔的位置精度。为提高镗模板的使用寿命，故在镗套和镗模板之间安装衬套。衬套与镗模板采用过渡配合H7/n6，镗套与衬套采用过盈配合F7/m6。1.3夹紧结构设计1.3.1夹紧力的确定在本工序中，阀体底面作为主要定位表面具有更强的载荷承载能力，故将夹紧力施加在垂直于阀体底面的方向上。由于夹紧力动态变化，通常估算切削力后乘以安全系数。采用YG8镗刀切削铸铁的切削力公式为，其中各参数为切削参数或刀具规格参数，、f=0.74mm/r、。得， (4-9)取安全系数K=2.2，则所需夹紧为， (4-10)在镗削力的作用下，阀体会产生绕定位销轴线的转动，由零件图可知φ28孔轴线和定位销轴线的距离为25mm，则转矩为， (4-11)1.3.2夹紧机构的设计本工序采用自动化夹具进行工件的装夹，具体为采用气缸作为动力源、移动压板为夹紧元件。同时气缸内压缩空气压强为P=0.8MPa。则气缸产生的夹紧力为， (4-12)通过气缸的夹紧作用，会使支承板与阀体底面、压头与阀体夹紧面产生压力，进而产生支承板、压头与阀体表面产生摩擦转矩，此摩擦转矩大于镗削力产生的转矩即可保证夹紧稳定，即， (4-13)其中，取摩擦系数为0.3，支承板和压头到定位销轴线的距离分别为71mm和50mm。得D>47mm根据《GB2348-2018流体传动系统及元件缸径及活塞杆直径》，取气缸缸径为D=50mm即可满足夹紧力需求。1.4夹具三维造型1.1.1夹具重要零件的三维造型1、夹具体，作为夹具的基础零件，用于定位元件和夹紧元件的安装[23]。图4-1夹具体2、支承板，通过两块支承板进行面定位。图4-2支承板3、压头，通过气缸作用，用于将工件压紧。图4-3压头4、铰链杆，用于气缸活塞杆和压头连接图4-5铰链杆6、气缸，用于施加夹紧力图4-6气缸7、气缸安装板，用于安装气缸图4-8气缸安装板9、圆柱定位销，通过圆柱定位销对内圆表面进行定位，