单位文秘网 2021-07-06 08:05:57 点击: 次
【摘 要】本文设计的是一台钻柴油机机体三面43孔的组合钻床。 设计专用夹具,使43个钻头同时加工,可以大量提高生产效率,满足生产需求。专用夹具具有夹紧可靠、定位准确的优点,孔的钻削位置精度可达±0.15mm,完全可以满足工件加工要求。
【关键词】组合钻床;专用夹具;设计
The Fixture Design of Combination Drilling Machine with 43 Holes on Three Sides
BAO Yang YIN Ying
(Mechanical Engineering, Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222, China)
【Abstract】Aimed at special fixture design. The 43 drills can work at the same time; it can improve production efficiency and meet the production requirements. The special fixture has the advantages of accurate position and clamping well. The drilling location accuracy can get 0.15mm, meet the processing requirements.
【Key words】Combination of drilling; Special fixtures; Design
0 引言
組合机床夹具的结构和性能,对组合机床的配置方案选择有很大的影响。所以夹具设计是整个组合机床设计的重要部分之一。
1 夹具设计和工艺规程
1.1 零件的分析
根据图1知:螺纹孔的位置精度为±0.20mm。为了保证加工精度,钻螺纹底孔位置精度应比螺纹底孔的位置精度提高±0.15mm。三面中,若以小面为后面,则左面要求加工螺纹底孔13个,其中 6.7(M8)孔6个(盲孔4个),8.5(M10)孔6个(盲孔),10.2(M12)孔1个(盲孔),右面要求加工螺纹底孔16个和四个固定孔,其中6.7(M8)孔16个(盲孔),13孔4个,后面要求加工螺纹底孔10个,其中6.7(M8)孔8个,8.5(M10)孔2个(盲孔),共计三面43孔,要求同时加工。
图1 零件图
1.2 确定毛坯制造形式
被加工零件毛坯为铸铁件,材料为HT200,硬度为HB150-200。工件的自大轮廓尺寸为:长522±0.25mm,高176±0.1mm,宽300mm,机体外形近似为长方体。工件壁厚均均匀,刚性较好。由于加工为钻削,切削力较稳定,加工孔直径较小,不会引起工件变形。钻削时产生的切削热对加工精度也不会产生影响。
1.3 定位基准及夹紧点的选择
正确选择定位基准是确保加工精度的重要条件。本道工序是在机体的六个面精铣加工之后进行的,定位基准采用“三面定位”的方式。工件的底面与夹具支承面接触定位,可消除z轴移动,x、y轴转动三个自由度,由于接触面较大,定位稳定可靠,是主要定位基面,以右面为导向定位基准面,可消除x轴移动和z轴转动两个自由度,以小面作为止推定位面可消除y轴移动自由度,通过三面定位消除了工件的六个自由度,使工件获得完全定位。夹紧力的方向是由上而下。由于夹紧力较大,故采用四个夹紧点,以使夹紧力分布均匀,使夹紧点均匀布置在箱体的外壁上,直接对准夹具支承面,减少了工件的夹紧变形,有利于保证加工精度。
1.4 定位方案和定位元件
本夹具的定位方案为“三面定位”。为了保证留有一定的排屑空间,选用60mm的支承板,材料为20Cr,且工作面渗碳淬火,硬度为HRC59.为了防止夹紧变形,将两条支承板布置在夹紧点的正下方,工件的箱壁处。
侧定位板,也选用20Cr钢制造,同时在工作面渗碳淬火,硬度为HRC59,左右两侧定位板的工作间距为301mm,即在工件的两侧共留有1mm的间隙,使导向准确。
后止推定位块选用45钢,淬火硬度HRC48-50。各定位元件在装配时需要调整修配,在左侧安装一个凸轮压紧机构,可使横向定位可靠;前端面装端面压板,保证纵向定位可靠,同时可承担一部分由后主轴箱产生的切削轴向力,以减小压紧力。
1.5 夹紧机构的选择
在综合比较各种机动夹紧方式后,决定选用液压夹紧方式。因为液压夹紧具有操作简便、动作平稳、易于集中控制、程序控制和实现工序自动化、工作压力高(一般为30-50bar)、油缸结构尺寸小、元件便于标准化等优点。而且本机床为液压驱动,配有液压站,采用液压夹紧系统可不比另外配置动力源。且使夹具结构简单、紧凑。初步选定夹紧机构为在夹具的上盖内布置两个液压油缸直接联接两个浮动压板,自上而下进行夹紧工作。
1.6 夹紧力计算
本机床夹紧点选择在定位支承面上,并在工件刚性最好的部位,即工件的外壁,可保证工件夹紧变形最小。
由前面的分析可知,夹紧力和切削力的方向互相垂直,切削力是靠夹紧力所产生的摩擦力来消除的,虽然工件较重,且工件重力与夹紧力同向,也可以抵消一部分切削力,但所需的夹紧力还是较大的。
在计算所需夹紧力之前,先将各面的切削力合成,求出其合力的大小及合力的位置,以便确定夹紧力。
左边合力。坐标取自定位面,以水平方向为x轴,垂直方向为y轴,在垂直方向上偏离工件中心的距离为:176/2-86=2mm
由于切削力均未作用在工件中心,因此工件在切削力的作用下产生平移、移动和颠覆的趋势,所以应按这三种情况分别计算所需夹紧力,然后将计算结果加以比较,并取较大的夹紧值。
克服工件平移所需的夹紧力:由于工件多面同时受力,因此应按可能出现的最坏情况来计算所需的夹紧力。根据三面的切削力值,分析当开始加工时,由于各滑台的进给阻力不等以及液压系统工作不完全同步等原因,各动力箱不可能同时切削工件,左、右主轴箱同时工作时切削力相互抵消了一部分,但当右主轴箱和后主轴箱同时工作时产生的切削力最大,即所需夹紧力最大,此时需要的夹紧力为54214N。
克服工件转动所需的夹紧力为4302N。
由于支承板夹紧点均匀分布在箱体外壁,且切削力基本位于工件中心,故产生的颠覆力矩很小,可忽略不计。
以上分析结果确定夹紧力为54214N。
【参考文献】
[1]王先逵.机械制造工艺学(上下册)[M].北京:清华大学出版社,1989.
[2]任家隆,李菊丽,张冰蔚.机械制造技术基础[M].北京:高等教育出版社,2009.
[3]李德庆,吴锡英.计算辅助制造[M].北京:清华大学出版社,1992.
[4]赵志修.机械制造工艺学[M].北京:机械工业出版社,1985.
[5]孙大涌.先进制造基础技术[M].北京:机械工业出版社,2000.
[责任编辑:曹明明]
(责任编辑:单位文秘网) )地址:https://www.kgf8887.com/show-244-59217-1.html
上一篇:汽车底盘的故障诊断与修理
下一篇:气动技术在地铁列车清洗机中的应用
版权声明:
本站由单位文秘网原创策划制作,欢迎订阅或转载,但请注明出处。违者必究。单位文秘网独家运营 版权所有 未经许可不得转载使用