【《十字轴式万向节滑动叉镗床夹具的设计计算案例》4600字】

十字轴式万向节滑动叉镗床夹具的设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u28791十字轴式万向节滑动叉镗床夹具的设计计算案例 137851.1问题的提出 124971.2机床的选择 288921.3刀具的选择 3222911.4对零件夹具的设计 395731.1.1镗床中夹具的特点 3319641.1.2夹具的结构设计 4250561.5定位基准的选择 962801.6夹紧力的计算 929811.6.1夹紧力方向的确定 10216341.6.2夹紧力作用点的确定 1074151.6.3计算出夹紧力的值 10321001.7定位误差的计算与分析 11镗床是种超高精度的床体，它的夹具是起到了很重要的地位，能保证这么高的精度全靠夹具。镗床的作用有很多很多，其中有的用来加工孔，有用来加工轴，无论哪一种其都是好的选择。镗床还有很多可以用来进行加工特大零件有时也可用来加工高精度的零件，这些全都是镗床的特点，镗床刀具与零件之间的相互匹配已成为了问题和问题的关键。1.1问题的提出本设计里镗床的夹具用来镗孔直径的两孔。在进行加工之前的工序中孔就已经完成加工了，这两孔它的加工要求和其图纸中一样，它只需考虑提高生产效率以及考虑精度工作量。如图3中所示图3工序图1.2机床的选择镗床一般分为卧式镗床、落地式镗床、金刚式镗床和坐标式镗床等。（1）卧式镗床：一般在镗床里选择的是进给镗轴借助于镗床将其当做工作台，利用躺床进行镗削的加工就好。如今卧式镗床获得了广大的使用其对于经济上的要求也并不高，一段上都是对例如支架类的小零件或者孔类的小零件进行加工。（2）坐标镗床一般可分成单柱式镗床、双柱式镗床和卧式镗床。1）双柱式的坐标镗床：是以主轴做为主运动，工作台作纵向直线运动其主轴上要安装刀具进行加工，工作台上安装的零件，镗床的刚性非常好，很多坐标的镗床均采用这种的结构。2)卧式坐标的镗床：设备上设计了水平工作台，是用来当做旋转使用的。在工作台中往往进行纵向和轴向以达到进给的目的。在达到零件高精度同时需具有精密测量的装置。3)单柱式坐标的镗床：是沿着主轴方向做进给运动，且其主轴上还带有刀具的镗床它的优点是结构很简单，操作很方便。（3）金刚镗床：该镗床能够利用非常小的进给量完成高速的切削加工。这样加工的零件精度都很高，其粗糙度约在0.2微米，是一种很精密加工的镗床，刀具一般都是采用金刚石或者硬质合金。（4）落地镗床：镗床属于落地的样式，在加工时一般会去选择大型的工件进行加工，然后再去做做横向的移动对零件进行镗削加工，一般来说所有的工件都是在这种镗床上进行加工的。对于这种镗床的加工还有很多很多种类，比如说铣切削的加工方式，还有钻孔的机械加工方式，两种不同加工方法都可进行加工的。因为两个孔加工是属于精加工，本次的设计认为在机械加工时要选用T716机床，选择这个机床是因其能够满足工件的加工和特有的经济性及实用性。1.3刀具的选择镗床的刀具主要用的有镗刀和铣刀。镗刀它是孔加工刀具里的一种，一般是是圆柄的，还有一部分是使用方刀杆一般用在立车，用法有里孔加工，仿形等。但它也可加工其它，比如对端面外圆去进行加工，而这种情况其实很少用而已。铣刀：是刀具里的一种，经常用在铣削加工中，其加工方式是采用间歇的形式。它一般是用来加工零件的平面，有时也用来沟槽和切断加工。刀齿的数量是不等，有时候多而有时候少，这都取决于零件。而根据《金属加切削机床夹具设计手册》，一般按照国标来选择正确高速镗刀后再进行加工。1.4对零件夹具的设计1.1.1镗床中夹具的特点镗床有非常高的精度，但对于镗床而言只有精度还不够，还是需要有夹具。而夹具在镗床加工中起到了零件的尺寸的确定还有形状的确定等，主要是确定在位置上的精度。有的夹具对镗床的加工会有一定保障，因此在零件上会利用钻模去确定孔或者确定孔系的位置精度。（1）本床体上夹具的机械结构：双支撑及无支撑，双支撑是前后支撑的。（2）本床体夹具在设计时的重点：无论是双引导还是单引它导在床体里均是一种引用，不过两种引用并不一样，这两种引用是对小孔加工的，且和位置精度有关系，和夹具有关系和支撑没有关系，而支撑和双支撑并不一样，一些单支撑是用来对那些小孔进行的，而这双支撑并不会对零件精度有所影响。不过有时镗套在精度不准确的情况下，会对零件精度造成很不好的后果，比如说精度会受影响。1.1.2夹具的结构设计（1）定位方式是一面多孔1）首先对于圆柱销d1的公差值取q6或者f7对圆柱销直径取：2）接下来的圆柱销和菱形销间中心距和公差圆柱销中心距它两个中心距它们之间平均尺寸的互相相等公差是为：是两销体间中心距的公差值为定位孔间中心距的公差值因公式所以上面的高精度只取五分之一而下面的低精度只取三分之一通过公式了解：中心距的公差值是为：3）之后是菱形销d2他基本尺寸和公差值如何确定的如公式4-1里所示： （4-1）在公示式中，为认可的菱形销直径能够达到的最大值菱形销间相配合的孔最小能够达到的极限尺寸所以便将销孔配合公差值选择了h6。其上偏差为零得到。如公式4-2中所示 （4-2）在菱形销以及定位孔之间配合公差值取h6后它的下偏差值为负零点零一一，于是直径为：4）对于定位销它的高度计算：右边定位销计算高度是如公式4-3中所示。 （4-3）左边定位销其计算的高度是如公式4-4中所示。 （4-4）定位销的尺寸图如图4中所示：图4定位销（2）镗套的设计镗套是有固定式的镗套，还有一种而这一种就是回转式的镗套，但是相比较固定形式镗套这种，便不会受到管理上的影响，它没有了惯性和稳定性，总体上来说和快换钻套差不多（如图5中所示）镗套上面是带有压配式的油杯，内孔处设置了装油槽的空间，而零件加工里还可提高的切削速度较高。镗杆其实一直在转动而镗套的损坏是因零件在加工，这样来说镗套会受到非常大的磨损，在设计的时候便设计为了让油杯能够更有效的使用要将镗套进行定义为低速度的且在高速度的使用上。这样做法的好处是为了让镗套的磨损大大降低，也节省了经济，本设计便选择这种镗床。图5镗套若是镗套上的内置孔，一般在内置孔中都会设计镗杆，而镗杆最关键的那个直径都是，我们选择直径D，镗杆选择直径d，镗刀它的截面是B的关系后，这样就能够满足这个计算公式：。镗杆制造精度对回转后的精度上会有特别特别多的影响。它们的直径在精度上面要求会变得较高，而当进行粗镗时要按g6、精镗加工方式时的g5制造。镗杆上面的材料一定是采用45钢或40Cr，因其硬度一般为40～45HRC；也可用20钢或20Cr进行渗碳淬火，在处理后它的硬度一般为61～63HRC。如图5中所示。（3）支架和其底座的设计支架底座在镗床的下部中的关键是用处是对镗床起支撑作用的，在这个作用中还有个便是用来承受加工时受的各种力。而底座一般用来安装家具零件及承受一定切削力的，同时会用来确定位置的稳定与协调。设计时候应该必须知道谨慎的地方：1）保证镗床抗震性还有保证镗床所能承受多大的压力；2）底座布置里应确定其受力上的均匀分布。3）在设计的时候，应该优先考虑的是外廓尺寸还有比例关系及结构：①制造的时候要将支架和底座进行分开；②对于支架上应装配基面，其宽度大部分是要沿着镗孔轴线方向，而所有镗孔在其轴线地基面和它的高度应距离的1/2；③夹紧力最不应该给放在支架上，支架上是承受不住的；④搬运过程中一定要保证它的完整性；⑤加强肋的形状可以是十字形，因为特殊底座距离体积也不一样；⑥基面应早点选择正确，无论机床或底座。这样方便装配和检查。4）加工时的切削屑应妥善处理好，要有位置的进行安装暂存；5）设置出固定把手以至于方便安装；6）夹紧力中固定点要确定好这样下来才不会导致工件变形；7）复杂的零件一定要有备件；8）夹具位置不能去影响到刀具工作；9）刀具间要保证中心的平衡；10）要保证床上润滑的充足。（4）支承部分应有的设计支架是关键在镗床的加工中所以设计时要特别的注意，如材料选择时，应选择刚度较好的，这样能让设计出的支架更有稳定性，但不能要稳定就在有关地方设置个凸台，而设置凸台是为了保证设备稳定性而且最好是设计个手提部分能方便装卸，如图6所示。（5）弹簧按负荷及用途一般分三类：第1类：其工作次数很多的弹簧。第2类：其工作次数很少的弹簧。第3类：其工作次数特别特别少的弹簧图6镗套支架本次设计中的零件是大批量的，模具的使用次数也很多。用第一种弹簧丝d，弹簧钢它的计算如下公式4-5中所示 （4-5）K—是表示曲度的系数。如下公式4-6中所示 （4-6）K—是表示曲度的系数，如下公式4-7中所示 （4-7）C—是旋绕意思，公式4-8中所示 （4-8）一是表示的应力（Mpa）；—是表示最大工作载荷（N），其受交变后载荷弹。簧65Mn它在弹簧钢丝上的许用切应力是为：如下公式4-9中所示 （4-9）式中：——弹簧的钢丝它的抗拉强度限（Mpa），其值为（1569Mpa）。此弹簧的指数C=7.5， 故d取值是3.5mm。（6）夹具的设计夹具体它是夹具上的关键。在设计夹具时，零件加工精度很重要，然后加工精度之外的其他因素应该注意。若加工的零件它数量特别多，并且零件上的结构也十分复杂，其对于精度要求也非常高那么这时夹具的公差值就该选择小一点。这样来做能够大大的延长了夹具的使用寿命，而且这样做还能够保证零件一定的加工精度。如果说生产的零件数少或者比较少，那么它在加工精度合格时的情况下，我们可适当的把公差选的大一点，这样制造的过程也会更加方便。此外，本次设计使用的是对称分布，本次工序的加工也为大批量的精加工。1.5定位基准的选择加工一个基准面后，利用此基准面再钻两个孔，这是对支撑方面的要求。轴承必定是围城关键，因为轴承上的孔质量决定了问题的关键。孔的同轴度必须要相同一旦同轴度不相同轴会装配费劲还会影响轴的运转。对轴承伤害很大很大比如腐损。精度的IT6-IT其表面粗糙度选择的是1.6-6.3μm。这种加工方式若想顺利加工它必须要先加工基准，加工孔时要防止零件伸出部分振动，本次设计特别采用了辅助的支撑方式。而在之前工序中也已将该工序全加工了，本设计对于这样的加工方式所选择的孔也会有些要求选择线加工时的基准孔，用这种方式来进行镗孔加工在6个自由度里圆柱销限制了两个而菱形销限制了一个定位面还限制三个后达到完全定位。一面两孔定位则属于是完全定位，完全定位并且其基准统一。如图7所示：图7辅助支撑示意图1.6夹紧力的计算在加工中的需要还有加紧的原则，本设计使用勾形压板满足操作需求。为了防止定位上状况发生，设计了辅助支撑。在图7中体现）1.6.1夹紧力方向的确定1）朝向主定位面的方向。2）朝工件刚性较好的方向。3）应尽量多个力的方向应该相同。1.6.2夹紧力作用点的确定1）在零件中和区域内。2）在刚性强度高的地方。3）与加工的地方近一点。1.6.3计算出夹紧力的值在加工中夹紧力至关重要，不务实过大还是过小都会对工件造成影响，夹紧力过大会使零件变形，夹紧力过小在加工中零件会受力不均匀，并且零件在加工的时候回收到很多的立所以夹紧力和刚性有关因为切削力不断变化所以夹紧力不断变化所以就算夹紧力。估算夹紧力：（1）工艺系统为钢芯，切削过程稳定；（2）正常情况下只考虑切削力在力系中的影响；（3）应该讲零件的重力和零件在高速运动中的惯性考虑进去；（4）解析对加紧最合适的瞬间，用平衡方程式计算此瞬间所需要的夹紧力；（5）用计算夹紧力乘以K就可以得到实际夹紧力。：如公式所示4-10： （4-10）安全的系数如公式所示4-11： （4-11）夹紧力和切削力方向垂直：精加工①P在力的作用下平移夹紧力如公式4-12所