【《安全阀阀体零件夹具设计分析》4100字】

安全阀阀体零件夹具设计分析目录TOC\o"1-3"\h\u4751安全阀阀体零件夹具设计分析 1249811.1工序5镗孔夹具设计 2165311.1.1工序要求 285381.1.2确定夹具的定位方案 281791.1.3定位元件的设计 3130061.1.4定位误差的分析与计算 4148391.1.5夹紧方案的确定 6251501.1.6切削力和夹紧力的计算 7310631.1.7夹具体及其他元件装置设计 9268001.1.8夹具使用操作简要说明 939411.2工序12钻4×M6螺纹底孔夹具设计 10176511.2.1工序要求 10203421.2.2确定夹具的定位方案 10301701.2.3定位元件的设计 1068011.2.4定位误差计算 11265441.2.5夹紧方案的确定 1114631.2.6切削力和夹紧力的计算 11137991.2.7导向装置和元件的设计与选择 12305241.2.8夹具体及其他元件装置设计 13111411.2.9夹具使用操作简要说明 13由于阀体年产量要求为6000件大批量生产，所以需要对部分加工工序设计专用夹具。在指导老师的要求下，针对工序7和14分别设计一套镗孔专用夹具和一套钻孔专用夹具。1.1工序5镗孔夹具设计此车夹具是依据工序5设计用于CA6140车床上加工阀体花键底孔Φ34H7mm右用的专用夹具。该加工零件利用短销和菱形销来实现完全定位，并采用铰链式压板机构夹紧。1.1.1工序要求由零件图可知，花键底孔Φ34H7mm的孔公差等级为7级，表面粗糙度为Ra1.2，故采用粗镗-半精镗-精镗的加工方式，本夹具用于CA6140车床，刀具使用YG6硬质合金车刀。1.1.2确定夹具的定位方案由零件图可知，花键底孔Φ34H7mm的中心线与下端面Φ20mm的孔同轴，且零件的设计基准为Φ20mm孔中心线，遵循基准重合原则，故选用Φ20mm孔中心线作为定位基准。由于下端面有一个Φ20mm的孔和四个螺孔，因此选择一面两销定位，限制六个自由度，实现完全定位。如工序简图3−1所示。图3-1镗花键底孔Φ34H7mm的工序1.1.3定位元件的设计根据上述方案，使用一根短销和一个菱形销限制全部六个自由度。短销在导师的指导下与支撑板做成一个整体，此时限制了五个自由度，还差一个转动自由度，故增加一个菱形销，共限制六个自由度使零件完全定位。其中支撑板如图3−2所示，菱形销如图3−3所示图3-2支撑板图3-3菱形销1.1.4定位误差的分析与计算根据《机械制造工艺装备设计实用手册》表1.1.12查得圆柱销、菱形销计算公式。1.确定两销的中心距基本尺寸Lx，及公差δLxLx=Lgx=31mm。公差关系如下：

δLx=式中，δLg——两定位孔中心距公差因为两孔间距为310+0.1mm2.确定圆柱销直径圆柱短销直径的基本尺寸等于与之配合的工件孔的最小极限尺寸，工件孔直径为20mm，未标注公差等级，按公差等级IT11，故工件孔直径为φ200+0.13mm查《互换性与测量技术基础》表2-13，圆柱销公差带取h6，根据表2-4和表2-7，求得圆柱销直径为φ1.确定菱形销销边宽度b查表得b=2mm4.确定菱形销与基准孔的最小配合间隙Δ式中,D2——Δ1——，Δ已知基准孔最小直径为20mm，求得最小配合间隙为：Δ5.求菱形销直径d菱形销的公差等级取IT6，查表2−4得IT6=13μm，则d6计算定位误差由图3-1可知，需保证的尺寸是31mm，该工序以φ20mm孔为定位基准，满足基准重合，所以Δjb无加工要求，公差等级取IT11，查表2−5公差数值IT11=0.16mm图3-4位移误差分析由图3-4分析可知尺寸31mm的位移误差取决于圆柱销最大配合间隙，则Δ小于尺寸公差数值0.19mm的1/3，则满足要求。1.1.5夹紧方案的确定两根轴体通过铰链的方式和大压板连接在一起，根据零件体的形状，轴体下部在加工时保留了一部分的工艺凸台，以此来保证和夹具体连接的稳定性。螺杆则是通过六角螺母与B型转动垫圈，实现对压板的固定，且因为通过轴销与铰链凸台连接在一起，所以可以实现较大幅度的转动，给工件的拆装留有很大程度上的空间。压板则是在中心使用了环形，留有直径φ41mm的孔以保证φ34H7mm的孔加工不会受到影响，压板外形做成拱形，以此来增加刚性防止崩裂。铰链式压板如图3-5所示图3-5铰链式压板1.1.6切削力和夹紧力的计算本道工序分为粗镗—半精镗—精镗三个工步完成，所用刀具是YG6硬质合金刀。由前面“2.6.1工序6（镗孔Φ48H7）的切削用量及基本时间的确定”可知，粗镗时镗削力为Fc=1220.6N，半精镗时镗削力为Fc=在计算切削力时，需考虑安全系数，由《简明机床夹具设计手册》式表3-1可知，安全系数K=其中：K0K1K2K3K4K5K6由式（3-1）可得K安全系数计算结果小于2.5，需取K由于实际所需夹紧力的计算是一个很复杂的问题，一般只能做粗略估算。本工件是以内孔定位，查《简明机床夹具设计手册》表3-6可得，夹紧力的近似计算公式为W式中：Wk——实际所需夹紧拉力（N）K——安全系数；M——切削扭矩（N·mm）；F——轴向切削力（N）；μ1——夹紧元件与工件间的摩擦系数μ2——工件与夹具支撑面间的摩擦系数R1——R2——轴心到夹紧力施力位置（mm）查《简明机床夹具设计手册》表3-6可知，工件为加工过的表面，取μ1=μ2W由《简明机床夹具设计手册》表3-18查得，螺纹直径d=12mm的带肩六角螺母所能提供的最大夹紧力为5380N，其大于所需夹紧力Q=2906.81.1.7夹具体及其他元件装置设计（1）夹具体设计根据简明机床夹具设计手册可知，本夹具属于开式结构，选用材料为HT250铸铁。毛坯选用铸造夹具体，其工艺性好，有良好的刚度、抗压强度和工艺性；生产周期较长，并且需要时效处理，成本高，但考虑到该夹具体是用于大批量生产的专用夹具，有一定的复杂性，故铸造夹具体的缺点可以忽略不计。（2）过渡盘选用《机械制造工艺及设备设计指导手册》表19-27中基本尺寸为106.375−0.0061.1.8夹具使用操作简要说明此夹具体操作较为简单，安装工件时，用扳手拧松带肩六角螺母，拨开B型转动垫圈，将螺杆拨开，掀起压板，然后将工件套在相应的销上，使其下端面紧贴支撑板。放下压板，抬起螺杆并用转动垫圈钩住，用扳手将螺母拧紧即可。拆卸工件则反之。夹具三维效果及爆炸视图如图3-6所示。图3-6镗夹具三维爆炸视图1.2工序12钻4×M6螺纹底孔夹具设计本钻夹具是工序14中设计用于Z3025摇臂钻床上加工上端面均匀分布在Ф66mm的圆周上且互相成90º的四个孔的专用夹具。该夹具设计中同样利用一面两销来实现对工件在夹具上的完全定位，并采用钩型压板进行夹紧。1.2.1工序要求所需加工的四个螺纹底孔均匀分布在Ф66mm的圆周上且互成90º，未注公差尺寸，取加工精度为IT11，表面粗糙度Ra3.2μm，查相关粗糙度手册，得孔径小于14mm，钻孔表面粗糙度可达Ra6.4~3.2μm，故只需钻孔即可，无使用分度装置要求。本钻专用夹具用于Z3025摇臂钻床，刀具选用高速钢锥柄麻花钻。1.2.2确定夹具的定位方案由阀体零件图分析可知，本钻夹具的定位方案和镗夹具相似，Ф66mm的圆心轴与底部Ф20mm的孔中心线同轴，满足基准重合要求。定位方案与钻夹具定位方案相同，采用一面两销定位即可限制六个自由度，实现完全定位。工序简图如图3-7所示。图3-7钻上端面4×M6螺纹底孔工序简图1.2.3定位元件的设计钻夹具定位仍然使用一面两销定位，定位方案与镗夹具相同，故不做具体阐述，详见1.1.3定位元件的设计。定位机构见图3-2，图3-3。1.2.4定位误差计算本道工序是钻4×M6螺纹底孔。因与前面方案一致，故在此不做具体阐述，具体见1.1.4定位误差的分析与计算。1.2.5夹紧方案的确定钻夹具的夹紧方案，考虑到麻花钻钻孔结束退钻时产生的向上的作用力，所以在底部增加了两个钩型压板压紧，由螺柱、钩型压板、六角螺母和压板基座等组成。如图3-8所示图3-8钩型压板1.2.6切削力和夹紧力的计算本钻孔夹具主要为了钻4个Ф5.2mm螺纹底孔，选取d=5.2mm，L=133mm，l=52mm，莫氏圆锥号为1号的高速钢锥柄麻花钻（GB/T1438.1−2008）作为刀具。由实际生产加工经验可知，钻削时的主要切削力为钻头所受的轴向力。查《机械制造工艺学课程设计指导书（第2版）》表5-55可知，钻孔时轴向力F和转矩T公式如下：F=CFT=CT式中：F——轴向力（N）；d0——钻头直径（mm）f——进给量（mm/r）；kF——加工条件改变时，切削力的修正系数，kT——转矩（N∙m）；kF——加工条件改变时，转矩的修正系数，k查表5-55可知，其中，CF=420，CT=0.206，d0=5.2mm，zF=1.0，zT=2.0，f=0.16kk所以钻孔时由式（3−4）和式（3−5）可得轴向力和转矩分别为F=420×T=0.206×加工孔时，夹紧力与钻削力（轴向力）方向相同，此时通常不必进行夹紧力计算，而且由《机床夹具设计手册》表1-2-13查得，螺纹直径d=12mm的带肩六角螺母所能提供的最大夹紧力为5380N，其远远大于所求钻削力F=640.25N，满足要求，故本夹具夹紧方案和结构设计可行。1.2.7导向装置和元件的设计与选择本套钻夹具主要钻4个φ5.2mm螺纹底孔，它们均匀分布在φ66mm的圆周上且互成90º，由于没有特别的技术要求，所以只要进行一次钻孔加工就可以成形。为了工件的装拆方便，所以在钻削时采用铰链式钻模板，方便工件的装拆。导向装置选用钻套，根据钻头直径选择钻套直径d=7mm，公差带为F7，与衬套配合的直径D=9mm，公差带为k6，高度H=16mm。整个结构图见图3−9。图3-9钻模板1.2.8夹具体及其他元件装置设计通过结合实际生产情况以及查《机床夹具设计手册》表3-2-