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K546 托架 加工 工艺 夹具 设计 CAD 原图

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内容简介：

1 夹具方案设计 要求设疑一套钻床夹具，钻夹具有夹具体、钻模板、钻套等零件组成，是在机械加工中使用最广泛的夹具之一。对于加工机床，由于一次加工2个孔，故选择用Z3025立式钻床进行加工。Z3025立式钻床是机械加工中使用特别普遍的一种钻削设备，广.泛用于各种机械加工中。Z3025立式钻床如图1所示。图1 Z3025摇臂钻床2定位方案分析与定位误差计算 如图2所示六点定位原理图，物体在空间中的自由度可以分为移动自由度和旋转自由度，分别是三个沿着x,y,z移动的自由度和绕着x轴,y轴,z轴旋转的自由度。工件如果需要在空间中完全定位就需要消除这6个自由度。图2通常在加工零件时，需要限制6个自由度，分别是3个移动自由度和3个旋转自由度。右端面用支撑板限制3个自由度，分别是2个旋转自由度和1个移动自由度；右侧内圆用定位销限制2个移动自由度；底面用支承钉限制1个旋转自由度。 定位误差分析：根据现代夹具设计手册表3-16定位误差的计算公式：x方向的定位误差为：z方向的定位误差为：公式中：为孔的最大偏差 为轴的最小偏差根据装配图可知轴与零件的配合为H7/f6，查得：则Z方向的定位误差为：由于误差产生方向和孔钻削方向一致，故此方向上的定位误差可以忽略。3对刀及导引装置设计 连杆钻夹具需要进行先钻后铰加工，所以需要在钻削后更换钻套，钻套使用快换钻套，配合钻套螺钉使用。钻套在钻模板和夹具体上，其作用是用来确定工件上被加工孔的位置，引导刀具进行加工，并提高刀具在加工过程中的刚性和防止加工中的振动。 钻套的高度H增大时，则导向性能好，刀具刚度提高，加工精度高，但钻套与刀具的磨损加剧。一般取H=12.5d。排屑空间h是指钻套底部与工件表面之间的空间。增大h值，排屑方便，但刀具的刚度和孔的加工精度都会降低。钻削易排屑的铸铁时，常取h=(0.30.7)d；钻削较难排屑的钢件时，常取h=(0.71.5)d；工件精度要求高时，可取h=0，使切屑全部从钻套中排出。4夹紧机构设计与夹紧力计算根据零件结构，设计了一种锁紧手柄夹紧机构，锁紧手柄连接在支架上，支架通过螺栓固定在夹具体上。顺时针旋转手柄时，夹紧力通过压块传递到工件上，实现夹紧。完成加工后，逆时针旋转手柄即可松开工件。用这种装夹方式 安装方便，效率高。5夹紧力计算该夹具采用锁紧手柄作为锁紧元件。根据现代夹具设计手册3.4.1螺旋夹紧机构计算公式得：根据简化后的公式可得：查表3-23可知B型M20螺钉的K值为3.035。T为作用在螺母上的力矩：（L力臂长度取200mm，F作用力取100N）得Q=T/K=20000/3.035=6589N1夹具方案设计 要求设计一套钻床夹具，钻夹具有夹具体、钻模板、钻套等零件组成，是在机械加工中使用最广泛的夹具之一。对于加工机床，由于一次加工一个孔，故选择用Z5140立式钻床进行加工。Z5140立式钻床是机械加工中使用特别普遍的一种钻削设备，广.泛用于各种机械加工中。Z5140立式钻床如图1所示。图1 Z5140立式钻床2定位方案分析与定位误差计算 如图2所示六点定位原理图，物体在空间中的自由度可以分为移动自由度和旋转自由度，分别是三个沿着x,y,z移动的自由度和绕着x轴,y轴,z轴旋转的自由度。工件如果需要在空间中完全定位就需要消除这6个自由度。图2在加工零件时，需要限制6个自由度，分别是3个移动自由度和3个旋转自由度，定位轴的端面限制3个自由度，分别是2个旋转自由度和1个移动自由度，定位轴的外圆限制2个移动自由度；支承钉限制1个旋转自由度。 定位误差分析：图3 定位误差分析图根据现代夹具设计手册表3-16定位误差的计算公式：x方向的定位误差为：z方向的定位误差为：公式中：为孔的最大偏差 为轴的最小偏差根据装配图可知轴与零件的配合为H7/f6，查得：D=0.05mmd=0.053mm则Z方向的定位误差为：yz=0.5（0.05+0.053）=0.052mm定位误差产生方向与加工方向一致，故可忽略不计。3夹紧机构设计与夹紧力计算根据夹具的结构特点，选择使用铰链压板作为夹紧元件。铰链压板是一个端有通孔另一端开槽的长条状零件。铰链压板需要和活节螺栓和双头螺柱配合使用，使用时铰链压板的孔通过活节螺栓穿入一个旋转轴，铰链压板沿旋转轴旋转直到压住工件，此时双头螺柱从铰链压板的开槽处穿出，然后用螺母旋入双头螺柱直至压紧工件。图4 铰链压板机构夹紧力计算：根据机械加工工艺手册孟少农表6.3-8中公式W：作用在工件上的夹紧力WL：螺旋夹紧力M：螺旋上的原始作用力M=QLd2：螺纹中径,取14mmQ：手柄上的的作用力，取200NL：手柄长度，取300mml1:支撑到螺栓中心线距离,取70mml2:螺栓中心线到夹紧中心距离,取70mmq:弹簧弹力（此处忽略不计）：机构效率，取0.9：螺旋升角：查数据取6：楔块与杠杆摩擦角：此处取0：螺纹摩擦角：取0带入数据得：WL=2003000.514tan(6+0+0.1)=8108NW=81087070+700.9=3648N4确定夹具装配图上应标注的有关尺寸、配合夹具装配图中应该标注配合尺寸，配合尺寸如下所示： 衬套与钻模板之间的配合：设计的夹具由于需要更换钻套，为了避免经常更换钻套导致钻模板的磨损，而钻模板的重新加工又比较浪费成本和材料，对钻模板整体热处理也不经济，所以使用热处理过有一定硬度的衬套安装在钻套和钻模板之间，起到保护钻模板的作用，随着夹具的使用，磨损的是钻套和衬套，当钻套和衬套磨损到不再能使用的时候，只需要更换钻套或者衬套即可，这样可大大节省夹具的使用和维护成本，因为衬套需要固定在钻模板上，故衬套和钻模板之间的配合应为过盈配合，故衬套和钻模板之间的配合选用过盈配合H7/p6; 可换钻套和衬套之间的配合：如上所述，可换钻套在工件加工时需要经常拆卸，每次加工完螺纹底孔后，需要拆下可换钻套进行攻丝加工，所以可换钻套和衬套之间应该选用易于拆卸的间隙配合，故可换钻套和衬套之间的配合为间隙配合H7/f6. 夹具体与芯棒的配合：芯棒是把工件固定在夹具体上的零件，加工时，芯棒应能支撑工件所受的切削力，故芯棒与夹具体应配合稳固，所以芯棒与夹具体选用过盈配合H7/p6； 圆柱销与夹具体和钻模板的配合：钻模板通过内六角螺钉固定在夹具体上，但内六角螺钉只能将钻模板固定在夹具体上而不能起到定位钻模板的作用。简单地说钻模板和夹具体之间的相对位置需要一组成对使用的圆柱销来定位，圆柱销作为不经常拆卸的零件，应选用过盈配合。圆柱销与夹具体和钻模板之间的配合为过盈配合H7/p5。1夹具方案设计 本夹具是镗孔专用夹具，根据零件的结构和加工要求设计了一套镗床加工专用夹具。零件的摆放方式为水平摆放，需要加工的孔轴线跟水平面平行，所以选用卧式镗床进行加工。如图4-1 T616卧式镗床是一种常见型号的镗床，他广泛用于机械加工中，能达到IT7级的加工精度。除扩大工件上已铸出或已加工的孔外，卧式镗床还能铣削平面、钻削、加工端面和凸缘的外圆，以及切螺纹等，主要用在单件小批量生产和修理车间，加工孔的圆度误差不超过 5微米，表面粗糙度为Ra0.631.25微米。图4-1 卧式镗床T682定位方案分析与定位误差计算 如图2所示六点定位原理图，物体在空间中的自由度可以分为移动自由度和旋转自由度，分别是三个沿着x,y,z移动的自由度和绕着x轴,y轴,z轴旋转的自由度。工件如果需要在空间中完全定位就需要消除这6个自由度。图2在加工零件时，需要限制6个自由度，分别是3个移动自由度和3个旋转自由度，工件底面限制3个自由度，分别是2个旋转自由度和1个移动自由度；工件侧面用V型块限制2个自由度；工件另一侧用档销限制1个移动自由度。3对刀及导引装置设计 镗套的结构和精度直接影响到加工孔的尺寸精度、几何形状和表面粗糙度。设计镗套时，可按加工要求和情况选用标准镗套，特殊情况则可自行设计。一般镗孔用的镗套，主要有固定式和回转式两类。 1)固定式镗套。它和一般钻套的结构基本相似。它固定在镗模支架上，不随镗杆一起转动，镗杆与镗套之间有相对运动，存在摩擦。固定式镗套具有外形尺寸小，结构紧凑，制造简单，容易保证镗套中心位置的准确等优点。固定式镗套只适用于低速加工，否则镗杆与镗套间容易因相对运动发热过高而咬死，或者造成镗杆迅速磨损。 2)回转式镗套。在镗孔过程中能随镗杆一起转动，镗杆与镗套之间只有相对移动而无相对转动。在高速镗孔时，可以避免镗杆与镗套发热咬死，从而改善了镗杆的磨损情况。在立式镗模中，若采用上、下镗套双面导向，为了避免因切屑落入下镗套内而使镗杆卡住，下镗套多采用回转式镗套。根据本设计特点，选用固定式镗套。镗套选择符合GB/T 8046.1-1999标准的镗套。如图3所示。图3 镗套4 夹具定位元件选择夹具的定位元件是指安装在夹具体上，直接与被加工工件接触的夹具零件。定位元件的作用是支撑、固定被加工工件，使得被加工的工件能够精准地在夹具上进行定位。工件和定位元件的接触方式有很多种，如面接触、线接触、点接触。对于面接触的而定位元件有支撑板、定位轴、支撑钉等；对于线接触的定位元件有菱形销、用外圆母线定位的定位销等；对于点接触的定位元件有顶部是圆弧的支承钉，尖头的可调支承钉等。夹具的定位元件有很多类型，如支撑板、支承钉、定位销、菱形销、定位轴、调节支撑、球头支撑等，其中使用最广的定位原理“一面两销”定位原理就使用了支撑板加上圆柱定位销再加上菱形定位销。夹具的定位元件是直接跟工件接触的夹具零件，尽量选择有标准件的零件作为夹具零件。根据零件的加工要求，选择V型块作为定位元件。图4 V型块5夹紧机构设计与夹紧力计算为节省操作时间和工人体力，设计了一套气缸夹紧机构。根据下表选择气缸。气动元件通过气体的压强或膨胀产生的力来做功的元件，即将压缩空气的弹性能量转换为动能的机件。如气缸、气动马达、蒸汽机等。气动元件是一种动力传动形式，亦为能量转换装置，利用气体压力来传递能量。夹紧力计算：根据气缸生产厂家提供的气缸参数表计算夹紧力