(全套含CAD圖紙)對(duì)合螺母座工藝及銑E面夾具設(shè)計(jì)
(全套含CAD圖紙)對(duì)合螺母座工藝及銑E面夾具設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙,對(duì)于,螺母,工藝,夾具,設(shè)計(jì)
夾具定位規(guī)劃中完整性評(píng)估和修訂CAM實(shí)驗(yàn)室,機(jī)械工程學(xué)系,伍斯特理工學(xué)院研究院,100路,伍斯特,碩士01609,美國2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表摘 要幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而,如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中,提出了一種方法來描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài),如果它存在,可以識(shí)別給定定位計(jì)劃??梢宰詣?dòng)識(shí)別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃,并為修訂提供指引,以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。 關(guān)鍵詞:夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束1.介紹夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步,夾具設(shè)計(jì)需要,以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則,在一般情況下,是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是,必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出,定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置,工件不能移動(dòng),而至少有一個(gè)定位不會(huì)失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一,許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明,工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別:1、良好的約束(確定性):工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合,工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。 2、限制約束:不完全約束工件的自由度。 3、過約束:工件自由度超過6定位的制約。 在1985年,淺田1提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等2在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等3考慮定位工件的接觸的影響,而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣,并指出,兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的,但在接觸點(diǎn)曲率相反??柹?認(rèn)為,可能沒有足夠的應(yīng)用,如一些不是非棱柱的表面或相對(duì)誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開,其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉5應(yīng)用周對(duì)3-2-1的位置擬訂,制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片,可微函數(shù)是gi(見圖1)。 表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無二的解決方案為下列所有定位方程組。gi(q)=0,i=1,2,.,n (1)其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處:淺田表明 (2) hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣,矩陣式所示(3)。確定定位如果雅可比矩陣滿秩,可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法 (3)在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中,一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6,工件是限制約束的,即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩,但定位大于6定位,工件是過約束,這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等6已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對(duì)這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。圖1 .夾具系統(tǒng)模型。表1 等級(jí) 數(shù)量的定位 地位 6 Over-constrained康等7遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人8提出的等級(jí)檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差X和位置誤差r的工件定位相關(guān)如下: Under-constrained:X=WLr, (4)Well-constrained :X=(WTLWL)-1WLTr, (5)Over-constrained:X=WLT(WTLWL)-1r+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL), (6)是任意一個(gè)向量。 他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo),評(píng)價(jià)定位配置,其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而,他們的研究分析,不涉及非確定性定位的修訂。目前,還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。 2.定位完整性評(píng)價(jià)如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求,設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么,以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束,是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí),所有有關(guān)知識(shí)約束工件的議案,可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評(píng)價(jià)狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL:如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量ai,bi,ci和定位的位置xi,yi,zi每一個(gè)定位器,i=1,2,.,n,n*6定位矩陣可以確定如下: (7)當(dāng)?shù)燃?jí)(WL)=6,n=6時(shí),是工件良好約束。 當(dāng)?shù)燃?jí)(WL)=6,n6時(shí);是工件過約束。這意味著(n-6)有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制(n-6)定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是(n-6)在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。 圖2 幾何約束狀態(tài)描述 圖3一個(gè)簡化的定位方案。定位方案,提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國家的算法使用下列方法確定不必要的定位:1、找到所有的(n-6)組合定位的。2、為每個(gè)組合,從(n-6)定位器確定定位方案。3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。4、如果等級(jí)不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過約束狀態(tài)。這種方法可能會(huì)產(chǎn)生多種解決方案,并要求設(shè)計(jì)師來決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。 當(dāng)?shù)燃?jí)(WL)6,工件的限制約束。參考文獻(xiàn)1 Asada H, By AB.。自動(dòng)重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 IEEE J機(jī)器人autom1985; RA-1:86-93。2 zhou YC,Chandru V,Barash MM。加工裝置的自動(dòng)配置的數(shù)學(xué)方法分析和綜合。反ASME J英工業(yè)1989;111:299-306。3 Wang MY, Liu T, Pelinescu DM.。夾具運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上充分接觸剛體模型。 J制造業(yè)科學(xué)與工程2003;125:316-24。4 Carlson 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鉆、擴(kuò)、鉸2-12H7鉆床7銑切割,控制尺寸4臥式銑床8鉗去毛刺9檢檢驗(yàn)10磨磨燕尾槽(兩件合一)磨床11磨磨38H7(兩件合一)內(nèi)圓磨床12檢總檢13清洗、入庫大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)對(duì)合螺母座零件圖號(hào)對(duì)合螺母座產(chǎn)品名稱對(duì)合螺母座零件名稱對(duì)合螺母座共1頁第1頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào) 機(jī)加工4銑HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄造11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)銑床X61321夾具編號(hào)夾具名稱切削液 Jiaju001專用夾具 乳化液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件QIJU001專用器具工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助11. 銑E面;X6132銑床, 銑夾具,量具,銑刀8000.27 0.5 2 2 5min 1min22. 夾具回轉(zhuǎn)180銑F面X6132銑床, 銑夾具,量具,銑刀8000.27 0.5 2 2 5 min 1 min 設(shè) 計(jì)(日 期) 校 對(duì)(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì) 簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期裝 訂 線機(jī)械加工工藝過程卡片零件名稱:對(duì)合螺母座 材料:HT200 生產(chǎn)綱領(lǐng):中批生產(chǎn)單位:mm工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1鑄鑄造毛坯(兩件合一)2熱處理時(shí)效處理3刨1. 粗、半精刨燕尾槽;2. 粗、半精刨D面牛刨4銑1. 銑E面;2. 夾具回轉(zhuǎn)180銑F面臥式銑床5車1. 粗、精車M面;2. 鉆、擴(kuò)38(留余量);3. 調(diào)頭粗、精車N面臥式銑床6鉆1. 鉆孔7锪錐孔11;夾具回轉(zhuǎn)180鉆另一孔7锪錐孔11;2. 鉆、擴(kuò)、鉸2-12H7鉆床7銑切割,控制尺寸4臥式銑床8鉗去毛刺9檢檢驗(yàn)10磨磨燕尾槽(兩件合一)磨床11磨磨38H7(兩件合一)內(nèi)圓磨床12檢總檢13清洗、入庫大學(xué)課程設(shè)計(jì)(論文)題 目對(duì)合螺母座工藝及銑E面夾具設(shè)計(jì)所屬系部所屬專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造所屬班級(jí)學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師起訖日期目 錄1機(jī)床夾具概述32被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及制定工序的加工要求63定設(shè)計(jì)方案的討論84 切削力及夾緊分析計(jì)算95 誤差分析與計(jì)算126對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)137 夾具操作步驟分析和可靠性預(yù)測138.編寫主要夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝規(guī)程149總結(jié)1510 參考文獻(xiàn)151 機(jī)床夾具概述設(shè)計(jì)的是銑床夾具,目的是銑E面;夾具回轉(zhuǎn)180銑F面,其中用到的設(shè)備為臥式銑床X6132,生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)。在對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí),為了保證加工的要求,首先要使工件相對(duì)道具及機(jī)床有正確的位置,并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此,在進(jìn)行機(jī)械加工前,先要將工件裝夾好。機(jī)床夾具的組成 1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢,保證工件在加工過程中受到外力(切削力等)作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。3、對(duì)刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對(duì)定位元件的正確位置。X、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件,通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要,有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置;為能方便、準(zhǔn)確定位,常設(shè)置預(yù)定位裝置;對(duì)于大型夾具,常設(shè)置吊裝元件等。以上各組成部分中,定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。機(jī)床的分類機(jī)床夾具種類繁多,可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。按夾具的使用特點(diǎn)可分為:通用夾具,專用夾具,可調(diào)夾具,組合夾具,拼裝夾具。按使用機(jī)床可分為:車床夾具,銑床夾具,鉆床夾具,鏜床夾具,齒輪機(jī)床夾具,數(shù)控機(jī)床夾具,自動(dòng)機(jī)床夾具,自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。按夾緊的動(dòng)力源可分為:手動(dòng)夾具,氣動(dòng)夾具,液壓夾具,氣液增力夾具,電磁夾具以及真空夾具等。工件的裝夾方法工件裝夾的方法有兩種:將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上將工件裝夾在家具上采用第一種方法裝夾的效率低,一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線,劃出加工表面的尺寸和位置,裝夾時(shí),用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí),都采用夾具裝夾工件。采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn):a、保證加工精度,穩(wěn)定加工質(zhì)量b、縮短輔助時(shí)間,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍,實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”d、改善工人的勞動(dòng)條件,降低生產(chǎn)成本工件在夾具中的定位(1)工件的定位的基本原理l 六點(diǎn)定則用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度,使工件在夾具中的位置完全確定,稱為“六點(diǎn)定位原則”,簡稱“六點(diǎn)定則”。六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則,用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí),起支承點(diǎn)作用的是一定形狀的幾何體,這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。l 限制工件自由度與加工要求的關(guān)系工件定位時(shí),影響加工要求的自由度必須限制;不影響加工要求的自由度,有時(shí)要限制,有時(shí)可不限制,視具體情況而定。習(xí)慣上,工件的六個(gè)自由度都限制了的定位稱為完全定位,工件限制的自由度少于六個(gè),但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。在工件定位時(shí),以下情況允許不完全定位:a 加工通孔或通槽時(shí),沿貫通軸的位置自由度可不限制。b 毛坯(本工序加工前)是軸對(duì)稱時(shí),繞對(duì)稱軸的角度自由度可不限制。c 加工貫通的平面時(shí),除可不限制沿兩個(gè)貫通軸的位置自由度外,還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。夾具上的定位元件重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的定位稱為重復(fù)定位。重復(fù)定位分兩種情況:當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制,并對(duì)加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)定位,稱為不可用重復(fù)定位。它將造成工件定位不穩(wěn)定,降低加工精度,使工件或定位元件產(chǎn)生變形,甚至無法安裝和加工。因此,不可用重復(fù)定位是不允許的。 當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制,但仍能滿足加工要求,即不但不產(chǎn)生有害影響,反而可增強(qiáng)工件裝夾剛度的定位,稱為可用重復(fù)定位。在生產(chǎn)實(shí)際中,可用重復(fù)定位被大量采用基準(zhǔn)、對(duì)定位元件的基本要求定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇,應(yīng)盡量使工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)相重合;盡量用精基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn);遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一原則;應(yīng)使工件安裝穩(wěn)定,加工中所引起的變形最??;應(yīng)使工件定位方便,夾緊可靠。對(duì)定位元件的基本要求足夠的精度、足夠的強(qiáng)度和剛度、耐磨性好、工藝性好、便于清理切削。(2)工件定位方式及其定位元件a.工件以平面定位。工件以平面作為定位基準(zhǔn)時(shí),所用定位元件一般可分為主要支承和輔助支承。主要支承用來限制工件的自由度,具有獨(dú)立定位的作用。輔助支承用來加強(qiáng)工件的支承剛性,不起限制工件自由度的作用。b.工件以圓柱孔定位。工件以圓柱孔為定位基準(zhǔn),如套類、齒輪、撥叉等。此種定位方式所用的定位元件有圓柱定位銷、定位心軸和圓錐定位銷等。c.工件以外圓柱面定位。工件以外圓柱面定位時(shí),常用的定位元件有:V形塊、定位套和半圓套。定位誤差的分析造成定位誤差的原因有兩個(gè):一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合,由此產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差b;二是定位基準(zhǔn)與限制位基準(zhǔn)不重合,由此產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差y ?;鶞?zhǔn)不重合誤差b是一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí),定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的加工誤差,其大小為定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。基準(zhǔn)位移誤差y是一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí),定位基準(zhǔn)相對(duì)于限位基準(zhǔn)的最大變化范圍在加工尺寸方向上的投影夾緊裝置的組成(1)夾緊裝置的種類繁多,綜合起來其結(jié)構(gòu)均由兩部分組成。動(dòng)力裝置 產(chǎn)生夾緊力。動(dòng)力裝置是產(chǎn)生原始作用力的裝置。按夾緊力的來源,夾緊分手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊。手動(dòng)夾緊是靠人力;機(jī)動(dòng)夾緊是采用動(dòng)力裝置。常用的動(dòng)力裝置有液壓裝置、氣動(dòng)裝置、電磁裝置、電動(dòng)裝置、氣-液聯(lián)動(dòng)裝置和真空裝置等。夾緊裝置 傳遞夾緊力。動(dòng)力裝置所產(chǎn)生的力或人力要正確地作用到工件上,需有適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)機(jī)構(gòu)。傳遞機(jī)構(gòu)是把原動(dòng)力傳遞給夾緊裝置。它由兩種構(gòu)件組成,一是接受原始作用力的構(gòu)件,二是中間傳力機(jī)構(gòu)。(2)、夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求夾緊裝置的設(shè)計(jì)和選用是否正確,都保證工件的精度、提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度有很大的影響。因此,夾緊裝置應(yīng)滿足以下要求:夾緊過程中,不能破壞工件在定位時(shí)所處的正確位置。b.夾緊力的大小適當(dāng)。保證工件在整個(gè)加工過程中的位置穩(wěn)定不變,夾緊可靠牢固,振動(dòng)小,又不超出允許的變形。c.夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。工件生產(chǎn)批量越大,越應(yīng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜、效率較高的夾緊裝置。d.具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。力求簡單,便于制造維修,操作安全方便,并且省力。2被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及制定工序的加工要求利用本夾具主要用來銑E面;夾具回轉(zhuǎn)180銑F面,為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí),應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):可根據(jù)零件的工藝路線:工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1鑄鑄造毛坯(兩件合一)2熱處理時(shí)效處理3刨1. 粗、半精刨燕尾槽;2. 粗、半精刨D面牛刨4銑1. 銑E面;2. 夾具回轉(zhuǎn)180銑F面臥式銑床5車1. 粗、精車M面;2. 鉆、擴(kuò)38(留余量);3. 調(diào)頭粗、精車N面臥式銑床6鉆1. 鉆孔7锪錐孔11;夾具回轉(zhuǎn)180鉆另一孔7锪錐孔11;2. 鉆、擴(kuò)、鉸2-12H7鉆床7銑切割,控制尺寸4臥式銑床8鉗去毛刺9檢檢驗(yàn)10磨磨燕尾槽(兩件合一)磨床11磨磨38H7(兩件合一)內(nèi)圓磨床12檢總檢13清洗、入庫零件有兩個(gè)以加工平面,故可用擋板對(duì)其定位,另外零件還有兩個(gè)燕尾槽,零件總體尺寸相對(duì)較小和具有一定的對(duì)稱性。1) 研究工藝過程,分析該工序所加工的部位、加工要求、定位夾緊部分和前后加工工序的關(guān)系等。工藝過程見機(jī)械加工過程卡片。該工序?yàn)殂妰啥嗣婵?。因此可以用彈簧擋板?duì)其定位,這樣可以減少誤差。另外零件還有兩個(gè)燕尾槽因此可以用相應(yīng)的擋板對(duì)其進(jìn)行定位。夾緊可以通過活動(dòng)擋板對(duì)其進(jìn)行壓緊。根據(jù)工藝路線可知,加工銑E面;夾具回轉(zhuǎn)180銑F面加工之前,只加工了粗、半精刨燕尾槽;粗、半精刨D面。所以設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候要選擇精基準(zhǔn)的時(shí)候只能選擇燕尾槽面或D面作為精基準(zhǔn),此時(shí)零件的形狀如下圖。3定設(shè)計(jì)方案的討論由零件圖可知:加工銑E面;夾具回轉(zhuǎn)180銑F面加工之前,只加工了粗、半精刨燕尾槽;粗、半精刨D面。因此,定位、夾緊方案有:方案:選底平面、和側(cè)面定位夾緊方式用操作簡單,通用性較強(qiáng)的活動(dòng)V型塊來夾緊。方案:選一面兩銷定位方式,2面用擋銷,夾緊方式用操作簡單,通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來夾緊。分析比較上面二種方案:方案中的定位是不正確的,擋銷的位置是固定,且定位與夾緊應(yīng)分開,因夾緊會(huì)破壞定位。通過比較分析只有方案滿足要求,從而保證其尺寸公差要求。開始設(shè)計(jì)是直接用夾具體作為定位面,用久后磨損會(huì)造成大的誤差,兩端沒有做成活動(dòng)的,這樣不好安裝,后來改成可以單獨(dú)使用的零件,這樣可以壞掉及時(shí)更換,取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi),這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。4 切削力及夾緊分析計(jì)算刀具:面銑刀(硬質(zhì)合金) 刀具有關(guān)幾何參數(shù): 由參考文獻(xiàn)55表129 可得銑削切削力的計(jì)算公式: 有:根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值,即: 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算: 式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn)5121可知其公式參數(shù): 由此可得: 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上,這樣可以防止或減少工件變形變形對(duì)加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小,必須知道加工過程中,工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等,然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上,夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且,切削力的大小在加工過程中是變化的,因此,夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問題,只能進(jìn)行粗略的估算。估算的方法:一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài),估算此狀態(tài)下所需的夾緊力;二是只考慮主要因素在力系中的影響,略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟:a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程:FJ理= (FP)。b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需,應(yīng)考慮安全系數(shù),F(xiàn)J需=KFJ理。c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件:FJFJ需。夾具的夾緊裝置和定位裝置夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過,其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下,還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊,才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置,以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下,不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng),確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的,正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力,使之變?yōu)閵A緊力,并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件??紤]到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式,利用螺旋桿直接夾緊元件,或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋,實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上,因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋,使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)簡單;(2)擴(kuò)力比大;(3)自瑣性能好;(4)行程不受限制;(5)夾緊動(dòng)作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置,在此套夾具中,中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊,通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn),通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板,實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板,通過精確的圓弧定位,實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡單,便于手動(dòng)調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng),以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí),實(shí)現(xiàn)工件的定心,使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻(xiàn)51226可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算:螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有:式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得: 其中: 螺旋夾緊力:該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu),用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件由表得:原動(dòng)力計(jì)算公式 即: 由上述計(jì)算易得: 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。5 誤差分析與計(jì)算為了滿足工序的加工要求,必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示: 由參考文獻(xiàn)5可得:定位誤差 : 其中:, 夾緊誤差 : 其中接觸變形位移值: 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差:通常不超過 夾具相對(duì)刀具位置誤差:取誤差總和:從以上的分析可見,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。6對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩,可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷,加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。7 夾具操作步驟分析和可靠性預(yù)測如前所述,應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式,在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小,經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動(dòng)夾緊方式(螺旋夾緊機(jī)構(gòu))。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。優(yōu)點(diǎn):穩(wěn)定性高,夾具體積小,易于在車床上安裝與拆卸。缺點(diǎn):對(duì)車床的適應(yīng)性低,沒有凸臺(tái),車削的面積大,用久后夾具磨損會(huì)使定位誤差增大。夾具的主要零件技術(shù)要求的分析。夾具體:鑄件不允許有裂紋、氣孔、沙眼、疏松。幾個(gè)重要面的平行度和垂直度要保證。8.編寫主要夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件的加工工藝規(guī)程零件名稱:夾具體 材料:HT200 生產(chǎn)綱領(lǐng):單個(gè) 單位:mm 工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1鑄鑄造毛坯2熱處理時(shí)效處理3銑1. 銑底面2. 銑與定位鍵配合的面臥式銑床X61324銑銑上表面各個(gè)小凸臺(tái)立式銑床X52K5銑銑夾具體兩側(cè)U型槽立式銑床X52K6鉆1. 鉆M8底孔6.82. 鉆兩M6底孔53. 鉆兩M5底孔4.24. 鉆10孔5. 鉆四個(gè)5孔6. 鉆兩6銷孔鉆床7攻螺紋1. 攻兩M82. 攻兩M63. 攻兩M5鉆床8鉗去毛刺9檢檢驗(yàn)10檢總檢11清洗、入庫清洗、入庫9總結(jié)通過為期一個(gè)半星期的課程設(shè)計(jì)使我加深了對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)這一門課程實(shí)用性的理解,也是我明白了工廠里面工人操作流程,對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程,加工工藝規(guī)程,我有了一些粗層次的了解,我認(rèn)為出去以后當(dāng)我看到那一張張工序卡片,工藝卡片,我一定能看懂它,感謝有這樣一次機(jī)會(huì)!感謝我們團(tuán)體成員為這次課程設(shè)計(jì)所付出的辛勤努力,以及傅老師的指導(dǎo)。10 參考文獻(xiàn)1 盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.12.2 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.3 柯建宏,賓鴻贊.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社,2006.4鄭修本.機(jī)械制造工藝學(xué)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.5 鄒青.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.15
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