车大头孔加工工艺
3夹具设计
3.1问题的提出
本夹具主要用来粗车、半精车连杆大头外侧Φ104. 5-0. 2圆弧面,加工本道工序时,连杆大小头两端面已经过粗铣和半精铣,小头孔已加工至一定精度。本夹具将用于C620卧式车床,刀具为YT15硬质合金车刀。
3.2定位基准的选择
由零件图可知,连杆大头外侧φ104.5圆弧面的设计基准为连杆杆身中心对称线。本工序以小头孔和大小头端面和对工件进行完全定位,采用浮动的削边锥形块上下浮动夹紧。
3.3切削力及夹紧力计算
1)主切削力
F c =C F c a p F c f x y F c 0v c F c k F c (见《切削手册》表1.29) n
其中:C F c =2795,a p =3mm ,x F c =1.0,f =0.56mm /r ,v c =104.55m /min ,y F c =0.75,n F c =-0.15,k F c =k Mp k kr 。
k Mp =(σb
650) n F =(6000. 75) =0.94,k kr =0.89 650
故F c =2795⨯3⨯0.560.75⨯104.55-0.15⨯0.94⨯0.89=2260.8(N )
(2)径向切削力 F p =C F c a p p f x F y F p v c p k F p n F
其中:C F p =1940,x F p =0.9,y F p =0.6,n F p =-0.3,
k Mp =(σb
650) n F =(6001. 35) =0.897,k kr =0.5 650
故F p =1940⨯30.9⨯0.560.6⨯104.55-0.3⨯0.897⨯0.5=409.34(N )
(3)轴向切削力F f =C F f a f f f x F y F f v c f k F f n F
其中:C F f =2880,x F f =1.0,y F f =0.5,n F f =-0.4,
k M =(σb
650) n F =(6001.0) =0.923,k k =1.17 650
故F f =2880⨯3⨯0.560.5⨯104.55-0.4⨯0.923⨯1.17=860.6(N )
(4)在计算切削力时,必须把安全系数考虑在内。安全系数K =K 1K 2K 3K 4。 其中:K 1为基本安全系数1.5;
K 2为加工性质系数1.1;
K 3为刀具钝化系数1.1;
K 4为断续切削系数1.1。
取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数μ=0.1,则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为
F =K [F f +μ(F c +F p ) ]
=1.5⨯1.1⨯1.1⨯1.1⨯[860.6+0.1⨯(2260.8+409.34)]
=2251(N )
(5)为克服切削时的纵向作用力F =2251N ,实际夹紧力N 应为
F =F 0+fN
其中F 0为定位削边圆锥对连杆大头底部侧面的作用力,f 为夹紧面上的摩擦系数,查《机床夹具设计手册》表1-2-12,取f =0.16。
当F 0=0时,所需夹紧力最大,此时N =F 2251=N =14070N 。但由于实际f 0.16
加工中定位削边圆锥提供很大的作用力来平衡切削力,故夹紧力可取
N ' =0.4N =0.4⨯14070N =5628N
3.4定位误差分析
定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一圆柱销和一定位削边销。小头孔与圆柱销的配合为φ37H 6。定位削边销主要限制工件径向的位移,h 5
由于是锥形的,可以实现无缝结合,所以对工序尺寸没有影响。
对于工序尺寸,其工序基准与定位基准重合,所以∆JB =0。由公差配合表知:
小头孔φ370+0. 0250. 009 圆柱销φ37- -0. 025
1则定位误差∆DW =∆JW =(0.025+0.025) mm =0.05mm
3.5夹具结构及使用方法介绍
本夹具的夹具体通过三角卡盘和一个顶尖装夹在车床上,为保证夹具工作平稳,压板采用厚板来平衡重量,采用一个圆柱销和一个浮动的削边圆锥销进行轴向和径向定位,用夹具体的装夹表面进行Z 向定位,易于制造,定位精度和刚度高,操作简单,自锁性能好。
使用时,首先把夹具体装夹在车床上,然后把固定削边圆锥销的螺钉松开,使其能够自由的沿着导柱上下滑动;然后装夹上工件,分别装入两个压板,通过螺母进行拧紧固定;最后拧紧固定削边滑块的螺钉,装夹完成。加工完成后拧松压盖上的螺母,即可卸下压板,卸下工件。