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3 銑槽夾具設(shè)計(jì)
3.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗、精銑24槽，該槽對(duì)孔的中心線要滿足對(duì)稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此槽時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對(duì)槽進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工，因此，定位、夾緊方案有：
銑該槽時(shí)其對(duì)孔的中心線有對(duì)稱度以及槽兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩個(gè)檔銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即為底平面。
3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
夾緊力采用氣缸夾緊的方式。
氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算
1）初選氣缸的工作壓力
工作壓力是確定執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)，它的大小影響執(zhí)行元件的尺寸和成本，甚至整個(gè)系統(tǒng)的功能。
在此氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)中，因采用企業(yè)氣源作為動(dòng)力，一般空氣的壓力為0.5~0.8Mpa。所以選定工作壓力為0.5Mpa。
2）確定氣缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)
本氣缸采用單向作用氣缸。最大負(fù)載即為上面所求值，F(xiàn)=18906N，
其缸徑計(jì)算公式為:
式中:F - 活塞桿上的推力，N
- -氣缸工作壓力，MPa
D---氣缸缸體直徑，m
查設(shè)計(jì)[8]手冊，按氣缸內(nèi)徑系列將以上計(jì)算值圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取D=63mm。
由,可得活塞桿直徑:
圓整后，取活塞桿直徑校核，按公式
有:
其中，[]，
則:
滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。
3）缸筒壁厚的設(shè)計(jì)
缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算:
式中:δ- 缸筒壁厚，mm
- 氣缸內(nèi)徑，mm
- 實(shí)驗(yàn)壓力，取, Pa
材料為:ZL3,[]=3MPa
代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為:
取
4）活塞行程的確定
由夾具設(shè)計(jì)中對(duì)零件進(jìn)行裝夾的移動(dòng)距離可知，為了便于工件的裝夾，移動(dòng)壓板所需要的行程為15mm，氣缸裝在移動(dòng)夾板的另一端，由杠桿原理可知，氣缸移動(dòng)的距離不小于是25mm，為了確保氣缸安全工作，取氣缸的工作行程為25mm。
5）氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖擬定
由于只有一個(gè)工作氣缸，且氣缸的快速前進(jìn)和快速后退速度可取相同，并沒有采用多種工速，因而氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖相對(duì)簡單，其傳動(dòng)原理圖如圖4.2所示，所需要的氣動(dòng)元件規(guī)格如表3-1所示。
圖4.2 氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖[9]
各通行機(jī)構(gòu)的調(diào)速，這種方法的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單效果好。如平臂伸縮氣缸在接近氣缸處安裝兩個(gè)快速排氣閥，可加快啟動(dòng)速度，也可調(diào)節(jié)全程的速度。氣液傳送器氣缸的排氣節(jié)流，可用來調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器[18]的背壓大小。
為簡化氣路，減少電磁閥的數(shù)量，各工作氣缸緩沖均采用液壓緩沖器[10]，這樣可以省去電磁閥和切換節(jié)流閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。
電磁閥的通徑，是根據(jù)各工作氣缸速度，行程，尺寸計(jì)算出所需壓縮空氣流量，與選用的電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應(yīng)來確定的。
表 氣路元件表
序號(hào)
型號(hào)規(guī)格
名稱
數(shù)量
1
QF-44
手動(dòng)截止閥
1
2
儲(chǔ)氣缸
1
3
QSL-26-S1
分水濾氣器
1
4
QTY-20-S1
減壓閥
1
5
QIU-20-S1
油霧器
1
6
YJ-1
壓力繼電器
1
7
24D2H-10-S1
二位五通電磁滑閥
1
8
單向節(jié)流閥
1
9
QGSC D-63X25-25-K-LB
氣缸
1
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。
氣缸的參考資料，網(wǎng)址： http://www.wxpneum.cn/content/product/66/QGSC.html
3.4 誤差分析與計(jì)算
為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=135mm ，得
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
3.3.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如下表：
表3.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
14～18
16
15
～0.011
22
5
1
4
M12
4
表3.2 定位棱銷
d
H
d
公稱尺寸
允差
40～50
20
22
+0.034
～0.023
65
5
3
8
1
6
1.5
3.3.2夾緊裝置的選用
該夾緊裝置選用移動(dòng)壓板，其參數(shù)如表3.3：
表3.3 移動(dòng)壓板
公稱直徑
L
6
45
20
8
19
6.6
7
M6
5
3.3.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖3.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表3.4：
表3.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
由于本道工序是完成撥叉槽精銑加工，所以選用側(cè)裝對(duì)刀塊。根據(jù)GB2243—80側(cè)裝對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.2所示：
圖3.2 側(cè)裝對(duì)刀塊
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.3所示：
圖3.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表3.5：
表3.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。