288 拖拉機(jī)半軸殼端面鉆孔夾具設(shè)計(jì)
288 拖拉機(jī)半軸殼端面鉆孔夾具設(shè)計(jì),拖拉機(jī),半軸殼,端面,鉆孔,夾具,設(shè)計(jì)
拖拉機(jī)前驅(qū)半軸殼端面鉆孔 夾具設(shè)計(jì),班級(jí):機(jī)制052班
姓名:朱敏芳
指導(dǎo)老師:曾一凡 老師,,,摘要,機(jī)床夾具是組成工藝系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，是影響加工質(zhì)量的重要因素，一般情況下，使用機(jī)床夾具能穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量。因而機(jī)床夾具設(shè)計(jì)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造當(dāng)中．
機(jī)床夾具包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和精度設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，二者相輔相成，有好的結(jié)構(gòu)定位才能保證夾具的合理性，而保證了高的精度才能保證加工的零件符合生產(chǎn)要求。
機(jī)床夾具設(shè)計(jì)要充分考慮加工的可行性.通用行.經(jīng)濟(jì)性和高效性．,1.工件的加工工藝性分析,如圖所示為所要求加工的工件,它是拖拉機(jī)前驅(qū)半軸殼，其材料為鑄鐵材料QT400-15 。 重約20公斤，中批量生產(chǎn)，拖拉機(jī)半軸殼的基本結(jié)構(gòu)和所要達(dá)到的加工工藝要求在零件圖中已經(jīng)給出:,工件的加工工藝路線具體定制如下:,2.工件端面鉆孔工藝分析,本工序要加工的兩組孔的孔徑大小無(wú)精度要求,可以由刀具來(lái)直接保證,但由于法蘭面要起到連接作用,兩組孔之間得有一定的位置度的要求.因此依靠所設(shè)計(jì)的夾具需要保證以下的精度:
１.加工小端面孔時(shí)，6個(gè)孔在Φ125mm的圓周上均勻分布，孔的中心線相對(duì)于基準(zhǔn)D和H偏離理想尺寸Φ0.5mm的圓柱范圍內(nèi)，其中兩個(gè)相對(duì)的孔的中心線在懸梁的中心面內(nèi)。
２.加工大端面孔時(shí)，8個(gè)孔在Φ144mm的圓周上均勻分布，孔的中心線相對(duì)于基準(zhǔn)D和H偏離理想尺寸Φ0.5mm的圓柱范圍內(nèi)，其中與懸梁中心面相鄰的孔與懸梁中心面的夾角為22.5°。
３.為了保證連接，法蘭面要求光滑平整。若不平整，要求刮深直徑Φ18mm,深0.5mm。
為了保證工件連接,提高工件的合格率,孔的位置度公差采用最大實(shí)體原則.當(dāng)基準(zhǔn)外圓的尺寸同時(shí)最小的時(shí)候,直徑Φ10.5mm偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)偏離值可補(bǔ)償給位置度誤差,其最大補(bǔ)償量δ=0.5mm+0.1mm=0.6mm.,３.定位方案的確定,方案一
選用一標(biāo)準(zhǔn)工作臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)工作臺(tái)上有分度裝置。將工件的一端面放置在基準(zhǔn)面上，限制工件的3個(gè)自由度（兩個(gè)旋轉(zhuǎn)和一個(gè)移動(dòng)）；采用一彈簧活動(dòng)錐銷限制工件的兩個(gè)自由度（兩個(gè)移動(dòng)）；使用v塊與工件的懸梁定位，來(lái)確定第一個(gè)孔的位置。加工完第一個(gè)孔之后則依靠分度裝置來(lái)旋轉(zhuǎn)工件加工圓周上的其他的孔。示意圖如下：,,方案二: 設(shè)計(jì)蓋板式鉆模.將工件的其中一個(gè)端面放置在一基準(zhǔn)面上,由此限制工件的3個(gè)自由度(2個(gè)旋轉(zhuǎn)和1個(gè)移動(dòng));將設(shè)計(jì)好的鉆模板放置在工件的另外一個(gè)端面上,鉆模板的中心有一個(gè)內(nèi)圓與工件的階梯外圓配合,由此限制兩個(gè)自由度(2個(gè)移動(dòng));那么還有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度依靠v型塊來(lái)定位.在鉆模板上加工與工件位置相符合的孔,孔內(nèi)安裝鉆套作為刀具導(dǎo)向.簡(jiǎn)圖如下;,,方案分析: 方案一,工件定位夾緊后繞中心旋轉(zhuǎn)加工端面上的孔,那么端面上所有的孔到中心的距離就是一致的,孔與懸梁的中心面的角度偏差就依靠分度裝置來(lái)保證.而且不需要頻繁的對(duì)刀,只要調(diào)節(jié)分度裝置.但是這種方案所采用的基準(zhǔn)是工件的階梯內(nèi)圓,而內(nèi)圓又是經(jīng)鑄造出來(lái)不加工的部分,所以只可以進(jìn)行粗基準(zhǔn)定位,這里若用它作為基準(zhǔn)的話,會(huì)造成比較大的偏差. 方案二,鉆模板的定位基準(zhǔn)就選用了工件的階梯外圓,這也正好符合了圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn).但采用鉆模板的話,需要經(jīng)常的拆卸, 而且加工時(shí)要依靠鉆套的導(dǎo)向,頻繁的對(duì)刀 ,這樣就造成了加工效率不高. 綜合分析上面兩種方案,方案一定位基準(zhǔn)選擇不當(dāng),會(huì)造成很大的加工誤差。因?yàn)榱慵橹行∨可a(chǎn)。此處選擇方案二來(lái)完成這次的設(shè)計(jì).,4.設(shè)計(jì)夾緊方案,對(duì)于夾緊方案的選擇，若生產(chǎn)批量較小時(shí)采用螺釘夾緊比較合適，不管是從經(jīng)濟(jì)上還是操作上來(lái)比較；若生產(chǎn)批量較大時(shí)，則采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)、液動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)較為合適。由于工件已經(jīng)是中小批量生產(chǎn),因此這里選擇螺釘夾緊.
夾緊力作用點(diǎn)的選擇：
1、夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，而不致引起工件發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)。
2、夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)使被夾緊工件的夾緊變形盡可能小。
3、夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)盡可能靠近工件加工表面，以提高定位穩(wěn)定性和夾緊可靠性 .
由于工件的高度達(dá)到了300多毫米，工件的夾緊最好采用中間夾緊，這樣就可以使得夾緊力的作用點(diǎn)能更好的保持工件的穩(wěn)定，鉆削力矩能更好的受到限制。,鉆削力計(jì)算 已知工件的材料為鑄鐵,硬度HB190~210,刀具選擇高速鋼刀具, 鉆削力 ——其中CFf =420, d=10.5 mm ，zFf=1, yFf=0.8, f=0.2 mm，KFf=1 那么 Ff=1217.16 N 鉆削力矩 ——其中CMc =0.206 ,d =10.5 mm，zMC=2, f=0.2mm yMC =0.8, KFf=1 那么 M=6.27 N·m 查閱 工具書,m16的螺母所能達(dá)到的夾緊力是4020 N,由于工件端面所加工的孔所在的圓周比兩個(gè)端面直徑要小，即鉆削力作用在工件的支撐端面范圍內(nèi),沿垂直方向是沒(méi)有力矩作用的. 依靠端面和鉆模板與工件端面之間的摩擦力要保證工件旋轉(zhuǎn)的限制,而由摩擦力產(chǎn)生的力矩是 M=μFnL=4020x0.18x0.0625=45 N*m,可見夾緊是沒(méi)有問(wèn)題.,,,,,綜上所述,選擇夾緊方案如下:,,夾緊件,夾緊件包括夾緊桿、螺母、墊圈、壓板和夾具體底座等。具體的思路是：在夾具體底座的一端加工一個(gè)槽與v型塊配合，將夾緊桿垂直安裝在夾具體的中心位置，夾緊桿上并排銑兩個(gè)槽，通過(guò)導(dǎo)向鍵與大、小鉆模板的中心鍵槽配合。螺母施加的預(yù)緊力壓緊壓板。刀具加工產(chǎn)生的力矩主要由鉆模板和夾具體與工件兩個(gè)端面的摩擦力來(lái)克服。,夾具體底座,夾緊桿,夾緊桿即起夾緊作用又起導(dǎo)向作用,在夾緊桿上銑兩個(gè)鍵槽,鍵與槽的配合是過(guò)盈配合,配合精度為H7/n6.然后將鍵與夾緊桿焊緊.夾緊桿與底座先用鍵導(dǎo)向,然后焊接使其牢固.這樣夾緊桿和底座就成一體了.如下:,V型塊,小端面鉆模板,大端面鉆模板,鉆套: 選用A型固定鉆套 螺栓： 選用GB/T5781-1986 M8×1 L=80mm 螺母： 選用GB/T6173-2000 M8×1 選用GB/T6173-2000 M24×2 選用GB/T6173-2000 M16×1.5 彈簧： 選用GB/T1358-1993 M10×3 L=15mm 墊圈： 選用GB/T97.1-2002 M8 選用GB/T96.2-2002 M16 選用GB/T96.2-2002 M24 導(dǎo)向平鍵： 選用GB/T1097-2003 A型 加工設(shè)備： 搖臂鉆床 刀具： Φ10.5直柄麻花鉆,小端面總裝圖:,大端面總裝圖,5誤差分析,誤差有兩部分組成，其一系統(tǒng)誤差，是不可避免的。其二定位誤差，是由所設(shè)計(jì)的夾具 來(lái)保證的精度。
大、小兩個(gè)端面孔系的誤差有周向誤差和徑向誤差。
對(duì)于孔系的周向誤差：
1、同一端面上孔周向精度由鉆模板保證。
2、大、小端面孔系周向位置精度由定位元件保證。
對(duì)于孔系的徑向誤差：δ定位=δ不重合+δ位置
小端面鉆模的誤差： 底座和v型塊之間的誤差δ=0.007，鉆模板Φ85H8與工件Φ85f8之間的誤差（δ=TD/2=0.054mm）和Φ125mm的圓周和Φ85mm的同軸度誤差（δ=0.015），即總的誤差δ=0.007mm+0.054mm+0.015mm=0.076mm，可見是滿足要求的。
大端面鉆模的誤差：v塊的定位和鉆模Φ118mm和工件外圓的定位，還有鉆套所在的圓周和Φ118mm同軸度誤差。所以總的誤差δ=0.08mm+0.054mm+0.015mm =0.077mm?？梢娨彩欠弦蟮摹?6設(shè)計(jì)小結(jié),上述設(shè)計(jì)方案符合設(shè)計(jì)要求，在生產(chǎn)上也是可行的。它很好的遵循設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)相重合的原則。
設(shè)計(jì)期間，對(duì)夾具的設(shè)計(jì)和工作用途有了較為深刻的認(rèn)識(shí)，設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查找資料、方案設(shè)計(jì)、工藝分析、軟件應(yīng)用（PRO/E、CAD、）等使得我對(duì)夾具的設(shè)計(jì)和圖紙的繪制有了更加深刻的認(rèn)識(shí)和了解。
此次設(shè)計(jì)任務(wù)能順利完成，離不開老師的悉心指導(dǎo)。在這我要感謝我的設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師曾一凡院長(zhǎng)和給予我?guī)椭拿恳晃焕蠋?，在他們的幫助和指?dǎo)下完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。,謝謝各位評(píng)委老師! 本設(shè)計(jì)若有不足,敬請(qǐng)指點(diǎn)!,
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