林祖正,胡義華,張樹林
(廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院,廣西 柳州 545616)
從工件加工安裝方面來說,不管采用何種切削方法加工,都要將工件安裝到機床的夾具中,然后才能用刀具切削加工。工件的定位,是靠工件上某些表面和夾具中的定位元件相接觸來實現(xiàn)的。夾具的類型,因加工設(shè)備、工作條件不同而有所不同。如在車床上,可以是三爪卡盤、四爪卡盤、兩頂尖、花盤等。工件的定位,實際上就是工件在夾具中夾持和校正的過程。
為力求工件的安裝符合設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、安裝基準(zhǔn)和工件坐標(biāo)系的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,減少裝夾次數(shù),盡可能做到在一次裝夾后能加工全部待加工表面,減少占機裝夾與調(diào)整的時間,提高生產(chǎn)效率,保證加工品質(zhì),降低勞動強度,應(yīng)當(dāng)盡可能采用專用夾具。
考慮工廠的生產(chǎn)設(shè)備,本夾具將用于MH-630臥式加工中心,刀具為精鏜刀。為減少安裝時間,在安裝工件時,盡量將工件安放到合理的位置,不至于大幅度調(diào)整工件的位置,我們采用“三面”定位方式。如果以其中一個側(cè)面與底面為定位基準(zhǔn),則由于加工孔時受到的力為軸向力,從而造成加工孔時,工件在進給方向上的移動,影響加工精度。因此采用后端面定位,前端面夾緊,通過壓緊工件產(chǎn)生的摩擦力抵消徑向力,滿足了加工的要求,在工件的一側(cè)設(shè)計一個鐵塊,作為工件的左右定位,保證安放工件的效率,同時考慮到生產(chǎn)率要求不是很高,故可以采用手動夾緊。
根據(jù)互為基準(zhǔn)原則,選擇底面作基準(zhǔn),以加工的兩個大表面為輔助基準(zhǔn),加工所有的孔,利用表面一組靠山和底面來做定位面,一組共兩塊壓板壓住電機座的肩,然后進行鏜孔,利用一次裝夾,就可以加工所有的孔,這樣就能保證精度要求和形位誤差要求。
刀具:鏜刀,B=205 mm,中齒,Z=1,αp=0.5 mm。
由《切削手冊》表3.28查得,切削力公式
其中,
Fc為鏜銷時的切削力,N;
CF加工材料的影響系數(shù)(如表1);
αp為切削的吃刀量;
fz為每齒進給量;
B為鏜削寬度;
Z為鏜刀齒數(shù);
D為鏜刀直徑;
表1 加工材料影響系數(shù)表
其中,
水平分力
垂直分力
在計算切削力時,必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi),
安全系數(shù)K=K1K2K3K4
其中,
K1為基本安全系數(shù),取1.5;
K2為加工性質(zhì)系數(shù),取1.1;
K3為刀具鈍化系數(shù),取1.1;
K4為鏜削系數(shù),取1.1。
所以
為克服水平切削力,實際夾緊力N應(yīng)為
其中,
f1、f2分別為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù),
f1=f2=0.25,則
夾具的定位,主要是靠后擋板上的4個頂柱和壓緊塊上的2個壓緊螺栓,來滿足前后移動的定位。夾具主要結(jié)構(gòu)包括底板、擋板、夾緊基座及夾緊裝置(圖1~圖3)。
圖1 夾具底板
圖2 夾具擋板
圖3 夾具夾緊基座
對于工件左右的夾緊,由于本夾具是專用于半精鏜和精鏜加工,引起工件左右移動的力是很小的,由工件的上下夾緊產(chǎn)生的摩擦力,已經(jīng)能夠克服工件左右移動的力,所以在本夾具中沒有必要設(shè)置左右夾緊裝置。為了方便安裝和減少定位時間,左右兩邊各設(shè)計了一個定位塊。
圖4 夾具的定位塊
在工件后面未加工的表面,用螺柱將其頂住夾緊,對工件的前后夾緊就可以實現(xiàn)了。
圖5 夾具體
上下夾緊機構(gòu)的設(shè)計,考慮裝夾的方便,制造的成本等因素,可以用螺桿來實現(xiàn)上下的夾緊,兩邊各有兩根螺桿,螺桿的下方,套在底板上的孔里,螺桿上面的壓板,通過螺桿和圓筒上的螺母扭緊,來實現(xiàn)對工件的夾緊。
圖6 裝配圖
為方便在機床上安裝夾具,在夾具的底板上開4個螺紋孔,供夾具與機床的聯(lián)接。利用這4個螺紋孔可以固定位置,中間開了一個定位孔來方便安裝,使螺紋能在最佳位置與機床上的螺紋孔相聯(lián)接,從而保證了夾具安裝的方便性和堅固性,有利于提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本。
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