拖拉机半轴壳端面钻孔夹具设计_毕业设计(编辑修改稿)

拖拉机半轴壳端面钻孔夹具设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

，夹具完全定位，并力求遵循基准重合原则，可以减少定位误差的影响。 完全定位一个工件需要限制 6 个自由度，其中包括 3 个移动自由度和 3 个旋转自由度。 有些工序可以要求不满 6 个自由度进行定位，诸如在钻孔夹具设计中沿刀具方向的自由度可以不限制。 本工序 所要求的基准在前面的车削加工中已经很好的得到了保证 ,在钻床上加工该工件 ,那么首要就是工件要将其中的一个端面放置在一个基准面上 ,这样就使得工件的一个移动自由度、两个转动自由度得到了限制。 那么所要求加工的孔的垂直方向的位置就保证了。 那么还有其它 3 个自由度，其中包括一个绕 z 轴的旋转、绕 y 的移动和绕 x 的移动。 由于工件的两个端面上的两组孔在两个圆周上均布，那么加工时就可以有两种方式来加工，一是刀具位置固定不动，只上下移动，工件绕一个基准中心旋转进行加工；二是工件位置固定不动，使用摇臂钻床进行加工，需要对刀；刀具位置 只上下移动，工件和夹具一起移动，并使用对刀装置进行加工。 那么在这里就考虑了两种方案进行分析比较： 拖拉机前驱半轴壳夹具 设计 8 方案一 选用一标准工作台，标准工作台上有分度装置。 将工件的一端面放置在基准面上，限制工件的 3 个自由度（两个旋转和一个移动）；采用一弹簧活动锥销限制工件的两个自由度（两个移动）；使用 v 块与工件的悬梁定位，来确定第一个孔的位置。 加工完第一个孔之后则旋转工件接着加工以后的孔。 示意图如下： 定位v 块基准平面弹簧活动锥销 方案二 分别针对大小两个端面的尺寸加工两块盖板式钻模。 工件的其中 一个端面放置在基准平面上，由此限制了工件的 3 个自由度（ 2 个旋转和 1 个移动自由度），另外一个端面上放上相匹配的可卸式钻模板，钻模板的中心有一个与被加工端面上阶梯圆相互配合的圆，与圆同心的Φ 125mm 或Φ 144mm 的圆周上有一组 6 个或 8 个均布的孔。 钻模板与工件的加工表面贴牢，钻模板的内圆限制工件的 2 个自由度（ 2 个移动），通过钻套来对刀后进行加工。 其示意图如下： 拖拉机前驱半轴壳夹具 设计 9 钻套定位v 块钻模板基准平面 方案比较： 方案一通过分析这种定位方案可知道，这种方案在加工时的效率更高，第一个孔加工完 之后可以依靠分度装置来找准其它孔的位置。 但是这中方案的旋转中心是工件的内孔，而工件阶梯圆的内孔又是不被加工的部位，因而这里采用的基准是粗基准，造成基准与设计的基准不重合。 方案二这种方案很好的遵循了基准重合原则，工件的定位误差较小。 但是这种方案当中需要加工两块钻模板，工件在加工时要求加工完一个端面以后，将工件反转过来加工另外一个端面时钻模板要换，搬上搬下比较费力，而且经常拆卸钻模板，造成加工的效率不高。 结合工件的生产，工件如果属于大批量生产的话，考虑到以生产效率为主，先对工件的阶梯内圆进行加工，然后采用方 案一以提高生产。 如果工件中小批量生产的话，采用方案二，就可以很好的保证工件的加工了。 因为工件为中小批量生产，所以定位方案选择方案二。 确定夹紧方案，设计夹紧机构 钻削力的计算 由已知工件的材料为球墨铸铁，刀具材料为高速钢可拖拉机前驱半轴壳夹具 设计 10 得到计算公式： 钻削力 ffffz F y FFFF C d f K —— 其中 CFf =420, d= mm ， zFf=1, yFf=, f= mm， KFf=1 那么 Ff= N 钻削力矩 CCcz M y M cc M MM C d f K —— 其中 CM c = ,d = mm， zMC=2, f= yMC =, KFf=1 那么 M= N m 可见 刀具钻削产生的钻削力 和钻削力矩都不是很大。 夹紧力的计算 查阅工具书 ,m16 的螺母所能达到的夹紧力是 4020 N,由于工件端面所加工的孔所在的圆周比两个端面直径要小，即钻削力作用在工件的支撑端面范围内 ,沿垂直方向是没有力矩作用的 . 依靠端面和钻模板与工件端面之间 的摩擦力要保证工件旋转的限制 ,而由摩擦力产生的力矩是 M=μ FnL=4020**=45 N*m,可见夹紧是没有问题 . 夹紧方案选择和设计 工件在夹具中的装夹是由定位和夹紧这两个过程紧密联系在一起的，定位的目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。 仅仅定好位，在大多数的场合下还是无法进行加工的，因而还需要在夹具上设置相应的夹紧装置对工件实行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。 对于夹紧方案的选择，若生产批量较小时采用螺钉夹紧比较合适，不管是从经济上还是操作上来比 较；若生产批量较大时，则采用联动夹紧机构或气动、液动夹紧机构较为合适。 本设计中前面的定位方案已经选择了中小批量生产，因此这里也选择和前者相拖拉机前驱半轴壳夹具 设计 11 符合的，采用螺钉夹紧。 另外，因为工件和体积大而笨重，又是小孔加工，采用盖板式最为适宜。 夹紧力作用点的选择： （ 1）、 夹紧力的作用点应能保持工件定位稳定，而不致引起工件发生位移和偏转。 （ 2）、 夹紧力的作用点，应使被夹紧工件的夹紧变形尽可能小。 （ 3）、 夹紧力的作用点应尽可能靠近工件加工表面，以提高定位稳定性和夹紧可靠性。 由于工件的高度达到了 300 多毫米，工件的夹 紧最好采用中间夹紧，这样就可以使得夹紧力的作用点能更好的保持工件的稳定，切削力矩能更好的限制。 那么，这里所设计的夹紧方案如示意图： 螺母螺母夹紧杆基准平面压板 由于工件的加工表面要放置钻模板，那么压板只能压在钻模板表面，通过螺母对压板的压紧，进而对工件进行压紧。 由于防止工件绕 z 轴的旋转只能靠压板与加工表面和基准面与另外一个端面的摩擦力来。