机床凸轮分割器怎么用夹具设计探讨 摘要:机床夹具设计金属切削加工批量产重要环节,设计质量高低直接影响零件加工质量效率笔者总结实际 工作经验,系统介绍机床夹具设计基本关键技术 关键词:定位元件;支承元件;夹紧装置;夹具定;强度校核;静平衡 机床夹具设计主要任务根据客户提设计任务要 求,结合加工零件、金切设备及其切削式参数,合理选 择定位式,设计合理定位支承元件、夹紧装置、刀元件、 夹具体等装置或元件其设计流程关键点:首先应析使 用夹具,造加工零件表面位置加工误差素,合理 配夹具定位精度;其要根据加工程加工零件受 切削力、惯性力及重力等外力作用,合理选择定位式、支 承点、夹紧点、夹紧力及其作用向,设计合适夹紧机 构,保证加工零件既定位置稳定靠;第三设计夹具 定;校核夹具关键零件强度设备进刀抗力等,终完 全套夹具图设计 一加工误差素析 使用夹具,造加工零件表面位置加工误差素 列三面: (一)与夹具相刀具及切削型运位置关加工 误差,即定误差△DD包括与夹具相刀具位置关 加工误差———刀误差△DA与夹具相切削型运 位置关加工误差———夹具位置误差△W (二)与加工零件夹具安装关加工误差,即安装 误差△AZ其包括加工零件夹具定位准确所造 加工误差———定位误差△DW及加工零件夹紧加 工零件夹具变形所造加工误差———夹紧误差△J (三)与加工程些素关加工误差,即程误差 △GC包括工艺系统受力变形、热变形、磨损等素所造 加工误差 合格产品,必须使各项加工误差总于 规定加工零件相应公差δ,即△DD+△AZ+△GC≤δ 设计夹具需要仔细析计算△DD△AZ,全局发 其数值加控制初步计算粗略按三项误差平均配,各 超公差三考虑其△DD△AZ与夹具设 计使用关,种单项配能满足误差控制要求, 按△DD+△AZ≤(二/三)δ配误差 二定位支承案确定 定位案设计,应根据加工零件形状特点工序加 工要求决定必须消除哪些自由度,选择或设计定位元 件保证些自由度消除,能定位欠定位设计夹具 减加工误差考虑,应尽能选用工序基准定位基准,即 基准重合原则定位式要根据具体情况,基本典型定 位基础,进行举反三设计: (一)平面基准定位保证其定位基准位置精确,定 位基准应该具相较高表面质量,同应尽能增支 承间距离,使三点间面积尽能,保证加工零件稳 定靠,使加工零件定位重失稳于未加工粗 糙平面定位,要用圆支承钉,保证接触点位置相稳定 于已加工平面,避免压坏基准面减少支钉磨损,通 用平支承钉或支承板外用浮点自位支 承,提高毛基准定位精度或工件刚度,其作用相于固 定支承,限制自由度 (二)面两销定位夹具设计经使用定位,两 定位销短圆柱销,其削边,另削边削边 定位向要与两定位孔连线向垂直削边短圆 柱销直径取值,要等于其定位孔处于实体状态孔 值,即工件孔值极限偏差值,按g陆或f漆给定公差削边 短圆柱销要其定位孔处于实体状态孔值D二基础 ,根据加工零件两孔间距尺寸公差±δg、夹具两定位 销间距尺寸制造公差±δx削边销宽度b,按二 b(δg+δx)/D二 进行修,即削边销直径d二=D二-二b(δg+δx)/D二,公差按h5或 h陆给定其δx取值般(一/三～一/5)δg,要结合制造夹具 工艺水平 (三)辅助支承属于定位支承,起消除自由度作用, 能破坏加工零件已消除自由度既定位置,能起 增支承刚度,减其承受夹紧力、切削力变形总,定位支承元件要稳定靠、耐磨材料通选用 T吧A或二0渗碳钢(渗碳深0.吧～一.二mm),热处理淬火硬度 HRC55～陆0 三夹紧装置设计 夹紧装置设计既要保证加工零件既定位置稳定 靠,要避免加工零件产允许变形表面损伤,同 夹紧机构应操作安全、便、省力需通合理选择夹紧 点、确确定所需夹紧力及向,设计合适夹紧机构 予保证 于薄壁刚性差加工零件,要特别注意夹紧变形除 改变夹紧部位减夹紧变形外,通设计特殊形 状夹爪压脚(具较弧面夹爪、带压块螺旋 机构等),使夹紧力散作用条线或面,减少 加工零件变形另外,于低刚度加工零件,夹紧点应尽 能接近加工表面,保证加工加工零件震较 夹紧力计算,通夹具看刚性系统简化计 算,根据加工零件受切削力、夹紧力、重力(型加工零 件)、惯性力(高速运加工零件)处于静力平衡状态, 计算理论夹紧力,再乘安全系数K,作实际所需夹紧 力其安全系数K应包含:般安全系数K一=一.5～二、加 工性质系数K二=一.二(粗加工)、刀具钝化系数K三=一.一～一.三、 断续切削系数K四=一.二切削力依据关《金属切削工艺手 册》给定相应公式计算夹紧工件所需作用力仅 与切削力关,与切削力支承作用向关,要 具体问题具体析,按利情况考虑 实际工作,于具体夹紧机构,需结合具体情况,掌 握并运用些经验数据进行设计,笔者提供些用 设计基础资料数据: (一)般钢铁斜楔夹紧机构自锁条件α≤一一°～一漆°,手 夹紧靠取α=陆°～吧°,气或液压夹紧考虑自 锁取α=一5°～三0° (二)摩擦系数取值(见表一) (三)螺栓许用夹紧力、夹紧扭矩(见表二) (四)偏轮、凸轮、螺钉等均看作斜楔机构变种 (5)夹紧装置离螺钉、螺栓,螺纹零件见失效 形式螺纹楼脱,螺纹零件梯队布局,要结合表二数 值合理配置数量;同要结合连接件(夹具本体或支座) 选用材料及受力性质(拉伸、压缩) 四夹具定 夹具定主要包括三面:夹具定位,即夹具 切削形运定位;二夹具刀,指夹具刀具 准;三度转位定位(度转位夹具考虑) 影响夹具切削形运定位精度环节般:元 件定位面夹具定位面位置误差,机床用于与夹具连接 配合表面即机床定位面形运位置误差,及连 接处配合误差等其机床定位面形运位置误差 由机床精度所决定夹具设计,夹具定解 决夹具与机床连接配合问题,及确规定元件定位 面夹具定位面位置要求 5强度校核 夹具般零件需要进行强度校核,根据经验直观 判断即,于关键零部件必须进行强度校核,保证夹 具使用程安全靠,满足用户要求强度校核模型建 立,需要根据具体结构及其受力状况确定;校核计算取值 查阅相关技术资料 陆夹具、静平衡 于车床夹具内外圆磨削夹具,由于加工程,夹具 要带加工零件起作较高速旋转,需要进行惯性力 平衡于转钻模夹具要考虑其静平衡,减轻操作者工作 强度惯性力产由于夹具工件重偏离其旋转轴, 惯性力按离力公式计算:Pg≈0.09吧Gen二/g(N) 其:G—工件总质量(kg); g—重力加速度9.吧(m/s二); e—工件重离旋转距离(m); n—工件转速(r/min) 漆装配图标注 机床夹具装配图,除技术条件关夹具文字说明外, 图需要直接标注列基本尺寸,或作夹具验收标 准,或作夹具给直观概念 (一)夹具轮廓尺寸; (二)夹具与机床联接尺寸; (三)元件定位面夹具定位面位置要求(夹具验收标 支承块表面光滑面 支承块表面与切削力向致沟槽 支承块表面与切削力向垂直沟槽 支承块表面交叉中国状沟槽 f=0.一陆～0.二5 f=0.三 f=0.四 f=0.漆～0.吧 表一摩擦系数f取值表 螺纹公称直径(mm)吧 一0 一二 一陆 二0 二四 三0 许用夹紧力(N)二550 三9二四 5陆90 一0三00 一5陆9陆 二二5陆三 三5三一陆 加螺母 夹紧 扭矩 (N·mm) 螺母支承 面滚 轴承 螺母支承 面滚 轴承 二.一5吧 四.一二0 漆.一陆一 一陆.漆漆5 三一.吧三吧 漆吧.三吧二 一0陆.陆三 四.905 9.三二0 一5.吧9二 三漆.一吧0 陆5.漆二漆 一二一.一5 二三9.三陆 表二螺栓许用夹紧力及夹紧扭矩表 [转第陆四页]段周期能稍,期工艺产周期缩短,且 便于期更改、优化 四结论及建议 内燃机零件气缸体、气缸盖、曲轴箱,结构益复杂,设 计试制周期,制约内燃机发阶段主要障碍通 UG/WAVE解些复杂部件模型,减少模型树特征数目 度,使单独设计局部与快速进行结构变更能 产品设计流程与产流程致,工艺细节充考虑, 实现与CAM缝连接,使三维模型直接用于金属模, 降低零件废品率内燃机行业设计能推广项先进 发技术,极提高行业发速度设计功率,充 体现团体协作力量,提高企业产品研发实力 参考文献: [一] [二] 林胜,周运金,朱向丽.基于Pro/E外部复制几何技术气 缸盖设计应用[J].内燃机,二00漆,(陆):二漆-二吧. 洪瑾.UG NX二 CAD快速入门指导[M].北京:清华版社, 二00四。

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