1、铣夹具设计指导老师 姓名 学号 一 设计任务(1)设计摆动架 32+0.027 0 孔两端面和 16+0.019 0孔两端面的铣削夹具;(2)加工工件的零件图如图 1-1 所示;(3)生产类型:中、小批量生产;(4)毛坯为 HT200 铸件;(5)工艺内容:本工序完成 32+0.027 0 和 16+0.019 0 孔的两端面的铣削,加工余量为图 1-1二 设计步骤1 夹具类型的选择由于工件的生产为中、小批量生产工件体积小,结构不复杂从经济耐用的要求考虑,本工序加工夹具不宜太复杂,自动化程度不宜太高,故拟定选用简单的支承销、固定定位销和 V 形块定位,螺旋压板加紧机构。因工件需要两面加工,为使
2、夹具结构简化,采用设计两套夹具分别对工件进行装夹加工。对 A、B 面铣削的夹具定为号,对 C、D面铣削的夹具定为号。2 定位装置的设计(1)定位方案的确定铣削 C、D 面时的定位方案1方案一:以 50 端面、32 毛坯孔和 35 端面定位,限制 五个自由度,并用移动 V 形块固定 16 的外缘,限制 自由度。该方案在定位上有过定位现象,定位不可靠,如图 2-1 所示:方案二:以 50 端面、32 毛坯孔和 35 端面定位,限制 五个自由度,并用可调支承钉支承 35 外缘,限制工件 自由度。该方案刚好限制了工件的六个自由度,不存在过定位现象,故定位可靠,如图 2-2 所示:从以上两个方案比较来看
3、,方案二明显优于方案一,故选用方案二作为本工序的定位方案。图 2-1图 2-2铣削 A、B 面时的定位方案2方案一 以 50 端面、32 毛坯孔和 35 端面定位,限 五个自由度,用移动 V 形块固定 16 的外缘,限制 两个自由度,该方案在定位过程中存在过定位现象,定位不可靠,且在铣削 B 端面时,刀具可能会与定位 V 形块反生干涉,从而损坏刀具或是夹具。如图 2-3 所示:方案二 以 50 端面、32 毛坯孔和 35 端面定位,限制五个自由度,并用可调支承钉支承 35 外缘毛坯一侧,作为防转定位面,限制工件 的自由度。该方案刚好限制了工件的六个自由度,不存在过定位现象,故定位可靠,在铣削过
4、程中刀具与夹具不会发生干涉。如图 2-4 所示:图 2-3图 2-4从以上两个方案比较来看,方案二明显优于方案一,所以采用方案二作为本工序的定位方案。(2)选择定位原件1) 选用 B 型固定定位销作为 32 毛坯孔及其端面定位的定位原件, (见夹具总图 )其结构尺寸按要求确定。2) 采用圆柱头可调支承钉作为 35 端面的支承定位原件(见夹具总图 )其结构尺寸按要求确定。3) 以 35 外缘定位,采用的定位原件有两种形式:采用移动 V 形块作为定位元,件,如图 2-5 所示,限1 a制了 的自由度,其定位精度不受毛坯精度的影响,但受夹具结构的限制,并且结构也较复杂,布局也较困难,且存在过定位现象
5、。另外,V 形块除了定位作用外还有夹紧作用,根据本工件的结构及夹具的支承特点,采用移动 V 形块定位,受工件孔 32 和 35 端面中心距的影响,易使工件偏离所需的理想夹紧位置。选用可调支承钉作为 35 外缘的定位元件,可以限制工2件 的自由度,该方案可以克服毛坯精度对工件定位的影响,在使用过程中可以根据毛坯的精度进行调整。其结构如 2-5所示:b图 2-5(a)图 2-5(b)3 定位误差的分析计算(1)由于工件的定位采用了所需加工的端面作为定位基准,在本工序的加工要求中,要保证的是中间段 50 和小头段35 的轴向尺寸和两端面的表面粗糙度,而两端面的表面粗糙度主要是由刀具和切削速度来保证的
6、。因此,在本工序的工件夹装上,工序基准与定位基准重合,不存在基准不重和误差(2)由于工件采用固定支承销定位,在主定位面,即中段 50 的端面上,由于固定定位销台阶面和定位销安装块的制造误差,使定为基准偏移其理想位置,产生基准位移误差 总的定位误差:=00000000000000000000000000000004 加紧装置的设计(1)夹紧机构根据零件的生产类型,此夹具的加紧机构不宜太复杂,故采用螺旋压板夹紧机构,并采用 M10 的螺栓作为夹具的夹紧螺栓。由于螺旋压板的厚度过大,因此在铣削的过程中,铣刀在通过工件的边缘时可能与压板发生干涉碰撞干涉,从而损伤刀具或者是夹具。所以在螺旋压板上添加另外的附属夹紧装置以方便夹装。具体结构见夹具零件图0000(2)夹紧力的计算根据定位方案可知:在铣削过程中,机床的铣削力与夹紧装置的夹紧力为同一方向。故夹紧机构主要克服在刀具铣削至加工面的外缘时,铣削力对工件产生的翻转力矩。1) 切削力矩的计算查文献 得:其中