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基於實例的專用夾具結(jié)構設(shè)計與分析
2014-7-2  來源:江西機電職業技術學(xué)院  作(zuò)者:戴姣麗 胡丹丹

1 目前夾具設計概況

   

      機械(xiè)加工過程中,夾具是必不可少的工藝(yì)設備。其作(zuò)用是正確確定工件與(yǔ)刀(dāo)具間的相對位置,並將工件牢固地夾緊(jǐn),使用夾具可以有(yǒu)效地保證(zhèng)工件的加工質量,擴大機床的工藝範圍。因此夾具在(zài)機械製造(zào)中占有重要的地位。隨著國民(mín)經濟的(de)發展,這些年數控機床、加工中心、成組技術、柔性製造係統(FMS)等新加工技術的應用,對(duì)夾具有了新的要求:①能夠方便地投入使用在(zài)新產品加工中(zhōng),以降低生產成本;②能夠裝夾相似結構的零件;③能夠達(dá)到精(jīng)密加工的機(jī)床夾具;④能夠符(fú)合各種現代(dài)製造的技術(shù);⑤提高夾具(jù)的標準化程度。

   

      本文基於一個簡單(dān)軸類零件設(shè)計銑(xǐ)床的(de)專用夾具,介紹機(jī)床夾具的(de)一些最基本(běn)的作用、分類及特(tè)點,針對軸套類銑床夾具(jù)的定位方案、夾緊(jǐn)裝置、對刀裝置進(jìn)行結構(gòu)設(shè)計與分析。對夾具知識的一個實例應用進行淺(qiǎn)析(xī),供教(jiāo)學(xué)的簡單(dān)參考。

   

2 夾具設計原則和零件工藝分(fèn)析

   

      專用夾具的針(zhēn)對性很強,隻為了加工某一工件某一工序而專(zhuān)門設(shè)計和製造的夾(jiá)具。此類夾具沒有通用性,所以常應用於大批量(liàng)生產中,可獲得較高的生產率(lǜ)和加工精度。但是專用夾具的設計製造周期較長(zhǎng),隨(suí)著現代多品種,中、小批生產的發展,專用夾具的適應性和(hé)經濟性等方麵也是現在製造中考慮的解決問題。

   

          

   

      本設計中針對在長為400mm 100h6 的長軸如圖1 所(suǒ)示上銑鍵(jiàn)槽:長(zhǎng)300±0.4mm,寬40H11mm,深(shēn)度25mm,為這一道工序設計(jì)一個銑床專用夾(jiá)具。在銑鍵槽前其他表麵(miàn)均已加工好,本工序的加工要(yào)求是:鍵槽寬40H11,槽側麵對100h6 軸線(xiàn)的對稱度為0.10mm,平行度為0.08mm,槽深(shēn)控製尺寸為75mm,鍵槽長度為300±0.4mm

   

3 夾具結構設計

   

      根據零件加工要求分析,銑鍵槽時在(zài)機床上定位應(yīng)限製五個自由度才(cái)能(néng)保(bǎo)證加工。此類長軸零件形狀規則,以工件的外圓(yuán)在(zài)長V 形塊上定位,限製Z 方向、Z 旋轉、X 方向、X 旋轉4 個自由度,以工件的端麵在止推銷上定位,限製Y方向自由度。這道工(gōng)序比較簡單(dān),可以在銑床(chuáng)主軸上安裝兩把直徑(jìng)相等(děng)的銑刀(dāo),同時(shí)對兩個工件銑鍵槽(cáo),每進給一次,即能得到兩個均已加工好鍵槽的工件(jiàn),提高加工的效率。這種結構形式稱為雙工位銑床夾具。

   

      (1)定位(wèi)方案的(de)設計。定位元件是夾具的重要組成(chéng)部分之(zhī)一,主要(yào)功(gōng)能是使(shǐ)工件在夾具中(zhōng)占據正確的位置。這工件以100h6 外圓在V 形塊(kuài)上(shàng)定位,端麵加止推銷,如圖2 所示。

   

                           

   

      (2)夾緊方案的設計。夾緊裝置也是夾具的主要組成部分之一,其作用是將(jiāng)工件壓緊夾牢,保證工件在加工過(guò)程中受(shòu)到外力時不離開已經占據的正確位置。根據夾緊力的方向應朝向主(zhǔ)要(yào)限位麵以(yǐ)及作用點應落在定位元件(jiàn)的支承範圍內的(de)原則(zé)。這裏采用壓板固定工件,如圖3 所示。鉸(jiǎo)鏈壓板的兩個弧形麵的曲(qǔ)率半徑應大於(yú)工件的最(zuì)大半徑。因(yīn)為批量不是很大,這(zhè)裏采用手動夾緊(jǐn)。下麵那端為螺紋端,上麵那端可(kě)通過內六角扳手轉動(dòng)對夾具進行裝夾。

   

                        

   

      (3)對刀方案的設計。鍵槽銑刀需兩個方向對刀,故應采用側裝直(zhí)角對刀塊(kuài)。由(yóu)於兩銑刀的直徑相等,鍵槽深(shēn)度由兩(liǎng)工位V 形塊定位高(gāo)度之差保(bǎo)證。兩銑刀的距離150mm 則由兩銑刀鍵的軸套(tào)長度(dù)確定。因此,隻需設置一個對刀塊即能滿足鍵槽的加工要求,如圖4 所示。

   

                            

   

      (4)總體結構。如圖(tú)5 所示(shì)為夾(jiá)具體,它(tā)是夾具的基本骨架,通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。定位元件(jiàn)、夾緊裝置等(děng)分別分布在夾具的不同位置。

   

                         

   

      夾(jiá)具體底麵應設(shè)置定位鍵,兩定位鍵的側麵應(yīng)與V 形塊的對稱麵平行。這裏使(shǐ)用梯形槽(cáo)螺(luó)釘即可將(jiāng)夾具固定在機床工作台上(shàng)。

   

      結語

   

      本(běn)文設計思路比較簡單,利用夾具設計(jì)的基本原理和(hé)原則。步驟先定位再(zài)夾緊方案,最後把各元(yuán)素集中在夾具體上,形成最終的銑(xǐ)床專用夾具。

  

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