【扩孔专机夹具设计分析案例3100字】

扩孔专机夹具设计分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u12101扩孔专机夹具设计分析案例 1139481.1概述 147241.1.1夹具的结构分析 112511.1.2夹具设计基本要求 1186841.2定位方案的确定 2243691.2.1定位基准的选择原则 258901.2.2定位方案的设计 2231501.3定位误差分析 32571.1.1影响加工精度的因素 3262271.1.2保证加工精度的条件 4265101.4夹紧方案的确定 4228101.4.1夹紧机构的确定 4190201.4.2夹紧力的确定 5306961.4.3夹紧液压缸的选择 7131681.5引导装置的选择 871541.5.1钻套型式的选择和设计 862831.5.2钻模板的类型和设计 9107711.6夹具体结构设计 91.1概述1.1.1夹具的结构分析夹具是用于专门设计来满足机床的特定的工艺和结构的。它可以实现加工工件在机床上的准确定位和夹紧，还可以在加工时对刀具进行导向以及辅助装卸工件等。此次专门设计ZH1105气缸盖在钻扩加工时所需的专用夹具。ZH1105W气缸盖材料灰铸铁，其硬度为HB179～HB255。左边的孔在加工时要求的同轴度都为φ0.12mm，；右面在加工孔时要求同轴度为φ0.08mm。1.1.2夹具设计基本要求夹具在机床工作时起到的最重要的功能之一是保证加工精度。注意几点：工件的定位以及工件的夹紧都要选择合理、加工过程中刀具导向正确，夹具的各方面满足条件，事前对误差做好分析计算。B提高生产效率、减低制造成本夹具的设计应满足生产需求。采用简单，高效的结构和先进自动的控制方式满足大批量生产，通过先进的自动控制可以大大减少所需的辅助时间；另外，制造的夹具结构要简单装卸方便，还需尽可能的降低成本。C操作方便、省力和安全可以考虑采用其他的传动方式例如气动、液压及其他机械化夹紧装置来简化机床的操作。但是夹具操作应符合平时的操作习惯且有安全保护装置。D便于排屑在机床的加工过程中会产生切屑，切屑的不能及时的排除会破坏工件在机床上正确的定位甚至损坏刀具造成事故；而它产生的热量会导致夹具和工件的热变形，达不到加工要求；也不能花过多的时间在处理切屑上。所以要合理的取舍。E有良好的结构工艺性夹具的设计应尽可能选用标准元件和标准结构，这样可以用简单的结构不仅可以完成加工需求，还可以方便后期的检修工作，降低工人劳动。1.2定位方案的确定1.2.1定位基准的选择原则a尽可能选择加工零件上最大的基面做最主要的定位基准面；b尽可能将工序基准与定位基准相重合，减少误差；c尽量在加工的零件表面选择长度最长的那个面做为限制自由度的定位基准；d尽量在已经完成加工的表面中选择精度较高的为定位基准；e再加工的过程当中尽量不改变定位基准进行加工。综上所述，拟定底面为定位基准面1.2.2定位方案的设计根据气缸盖整体的结构特征，以盖底面为定位基准面，其中支承块限制了三个自由度（Z方向的移动和X,Y方向的转动），此外两根定位销插入孔中限制另外三个自由度，实现整个工件在机床上的定位。被加工零件ZH1105气缸盖要同时对两面的孔进行加工，而且加工完成后的精度要求比较高，拟定选用“一面双孔”定位方法，这样既能满足位置精度的要求，又方便与装夹与夹具的设计。1.3定位误差分析当工序基准与定位基准不相重合或工序基准自身在位置上发生偏移或位移会产生定位误差。1.1.1影响加工精度的因素在加工的过程之中会产生除了机床本身引起的误差以外的其它误差，夹具在机床上定位产生的定位误差ΔP、加工时对刀也会产生误差对刀误差ΔT、夹具在安装的过程中会产生安装误差ΔA和夹具误差ΔE，而因为其他原因产生的误差称为加工方法误差ΔG。以上的所以误差形成总的加工误差∑Δ。A定位误差a基准不重合误差根据资计算公式：（3-1）式中—两个基准尺寸链组成的环的公差(mm)；—的方向与加工尺寸方向的夹角(°)。因为工件是平面定位时：；b基准位移误差根据《机床夹具设计手册》查得根据上面公式所以B对刀误差钻Ф43、φ37深10,钻套导向尺寸为24，所以加工时的对刀误差为=0.013C夹具的安装误差由于定位的基准面是平面，因此安装误差：=0。D加工方法误差取工件公差的1/3，计算可得：=0.1/3=0.033mm。1.1.2保证加工精度的条件工件在加工时，总加工误差表示在机床加工的过程中产生的所有误差之和。由于这些误差都是无法准确的出的，所以按照公式计算出：≤（3-2）即工件的加工误差=0.055mm应不大于工件的尺寸公差，由于孔距尺寸为50±0.15，可取=0.1，>∑A为满足条件，所以该精度满足要求。1.4夹紧方案的确定1.4.1夹紧机构的确定A夹紧机构的组成此次设计的机床对夹紧机构有一定的要求，经过讨论后夹紧机构采用机械夹紧机构。B设计夹紧机构的基本要求a夹紧过程中，工件的位置和定位方式准确。b夹紧力的大小合适，既要让加工时稳定振动小，又不能让夹具发生变形。c夹紧机构在保证生产率的前提下应尽量简单，在后期的维护中便于人工操作。d夹紧机构的操作应当方便、安全、省力。C夹紧机构的选择讨论了液压机构的特点以及在加工工件时所需达到的加工精度、劳动成本，环境和具体的情况，采用液压夹紧机构。液压机构的特点是：a)油压高、传动力大，液压缸的结构尺寸小。b)不能压缩让夹具刚度更高，机床在加工中平稳、安全可靠。c)在机床工作时液压传动噪声小，不会发出较大的噪声1.4.2夹紧力的确定A夹紧力确定的原则a方向a)夹紧力应朝向主要定位基面。b)应有利于减小夹紧力。c)工件刚度较高的方向。b夹紧力的作用点a)定位元件的支承范围内。b)工件刚度较高的部位。c)靠近加工表面。B夹紧方案根据以上原则和工件形状，在夹紧箱体零件的时候夹紧力的方向因朝向底面。采用在工件的上方用多个点位进行压紧处理，这样可以让夹紧力均匀分布在工件表面，避免因为在夹紧时单点位受力过大而发生的变形。夹紧时液压缸驱动推杆将压力传递致推杆，用推杆从上到下将工件压紧。本夹具的夹紧具体过程为：传送带将工件传送到指定位置，下方的偏心装置转动将工件向上顶起至一定位置，两根定位销插入定位，此时压紧液压油缸工作将推杆推向工件表面，将工件固定夹紧。C夹紧力的预算查《机床夹具设计手册》计算公式（3-3）式中：根据文献《机床夹具设计手册》查得安全系数按下式计算（3-4）式中，~为各种因素的安全系数，查表 K取2.5查表摩擦系数，均为根据2.2.2节切削力的计算结果，取8890N1.4.3夹紧液压缸的选择A压缸工作压力的确定通常情况下组合机床工作压力一般在3−5MP，取P=5MP。B内径D和活塞杆直径d的确定查表,取P2=0.5MP取η=0.95查表,取d/D=1/2由公式（3-5）查表取D=80mm查表2-5取d=40mmC液压缸壁厚和外径的计算由公式（3-6）则外径。D工作行程的确定查表,取工作行程为30mm。E缸盖厚度的确定（3-7）取t=15mm。综上所述，查资料选定夹紧液压缸为C7021型油缸。1.5引导装置的选择1.5.1钻套型式的选择和设计A钻套的型式由于需要在工厂在实现大批量的生产。固定钻套虽然可以实现非常高的加工精度，但是更换太过于繁琐，浪费时间，而快换钻套虽然可以节省时间但是加工位置精度较低，综合考虑候选可换钻套。可换钻套装于衬套中而衬套则是压配（H7/r6）于钻模板的孔内，这样在机床发生震动时有螺钉固定的配置可以防止钻套转动，而且在加工完成后刀具取出时不会被带出。B钻套内孔直径的基本尺寸及公差配合的选择根据刀具的具体的尺寸大小等情况决定钻套内孔直径的基本尺寸，在以往的经验总结中选择刀具的最大极限尺寸，考虑到所用刀具和工件上的加工精度要求钻套内径与孔钻头配合用H7/f7。衬套内外孔查资料，d、D和D1的关系如下图所示。图3-2钻套对于加工Φ43孔，选择的尺寸为：D=16mm，D1=24mm，d=10mm，L=35mm，h=10mm配用螺钉M6对于加工Φ37孔，选择的尺寸为：D=20mm，D1=28mm，d=12mm，L=35mm，h=10mm配用螺钉M6对于加工Φ29.2孔，选择的尺寸为：D=16mm，D1=24mm，d=10mm，L=35mm，h=10mm配用螺钉M61.5.2钻模板的类型和设计选用固定式钻模板，这样可以满足孔的各种位置精度。在设计钻模板结构时，要求钻模板结构简单，使用方便，制造容易要求：a.既要满