閥體氣動(dòng)夾緊多工序鉆床夾具設(shè)計(jì) 含工藝和鉆4 6.7 8.5階梯孔夾具設(shè)計(jì)[含CAD圖和說(shuō)明書(shū)資料打包]

閥體氣動(dòng)夾緊多工序鉆床夾具設(shè)計(jì) 含工藝和鉆4 6.7 8.5階梯孔夾具設(shè)計(jì)[含CAD圖和說(shuō)明書(shū)資料打包],含CAD圖和說(shuō)明書(shū)資料打包,閥體氣動(dòng)夾緊多工序鉆床夾具設(shè)計(jì),含工藝和鉆4,6.7,8.5階梯孔夾具設(shè)計(jì)[含CAD圖和說(shuō)明書(shū)資料打包],閥體,氣動(dòng),夾緊,工序,鉆床,夾具,設(shè)計(jì),工藝,以及,階梯,cad 課程設(shè)計(jì)（論文） 題 目 閥體加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 所屬系部 機(jī)械工程系 所屬專(zhuān)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 日 I 摘 要 本設(shè)計(jì)是基于閥體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。閥體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。適用于大批量、流水線(xiàn)上加工，能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。機(jī)械加工工藝是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保障。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要部分，工藝對(duì)夾具的要求也會(huì)提高，專(zhuān)用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具都朝著柔性化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和高效化方向發(fā)展以滿(mǎn)足加工要求。所以對(duì)機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。 關(guān)鍵詞：閥體類(lèi)零件；工藝；夾具； ABSTRACT The design of special fixture for body parts processing technology and process design based on. The main processing surface of body parts is the plane and a series of hole. In general, to ensure the processing accuracy of plane than to guarantee the machining accuracy of the series of hole. Therefore, the design follows the principle of the surface after the first hole. Suitable for mass production line, processing, can meet the design requirements. The machining process is the enterprise on the variety, quality, level, accelerating the update of products, improve the economic benefits of the technology guarantee. However fixture is an important part of the manufacturing system, process requirements of the fixture will increase, special fixture, fixture, fixture and clamp are toward flexibility, automation, standardization, universal and efficient direction to meet the needs of processing. So it is of great significance to the processing technology and fixture design of machinery. Key words: body parts; technology; fixture; I 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 目 錄 III 第1章 緒論 1 1.1.夾具簡(jiǎn)介 1 1.2本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 2 1.3機(jī)床夾具的功能 2 第2章 閥體的加工工藝設(shè)計(jì) 4 2.1閥體零件圖分析和技術(shù)要求 4 2.2閥體的材料、毛坯 5 2.3閥體加工工藝路線(xiàn) 5 2.4機(jī)床的選擇、刀具的選擇 6 2.4.1 機(jī)床的選擇 6 2.4.2刀具的選擇 7 2.5閥體切削量和切削時(shí)間的確定 7 2.5.1鉆Φ4mm孔 7 2.5.2鉆Φ6.7mm孔 8 2.5.3鉆右邊Φ8.5mm孔 9 2.6 本章小結(jié) 9 第3章 夾具設(shè)計(jì) 10 3.1概述 10 3.2夾具的組成 10 3.3定位方法及定位元件 11 3.3.1定位的基本原理 11 3.3.2 定位元件 11 3.4對(duì)工件的夾緊設(shè)計(jì) 14 3.5夾具體 16 3.6專(zhuān)用夾具夾緊動(dòng)力元件選用 17 3.7鉆模板與導(dǎo)引元件的設(shè)計(jì) 17 3.8夾具體的設(shè)計(jì)與夾具方案 18 3.8.1夾具體設(shè)計(jì) 18 3.8.2夾具體設(shè)計(jì) 18 3.8.3夾緊力分析 19 總結(jié) 20 參 考 文 獻(xiàn) 21 致 謝 22 III 第1章 緒論 1.1.夾具簡(jiǎn)介 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。電火花、電解、超聲波、種新材激光、電子束和離子束加工等工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。 數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)，提高了更新頻繁的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，大大推進(jìn)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。目前，數(shù)控機(jī)床的工藝功能已由加工循環(huán)控制、加工中心，發(fā)展到適應(yīng)控制。加工循環(huán)控制雖可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)加工工序的自動(dòng)化，但不同的工序中刀具的更換及工件的重新裝夾，仍須人工來(lái)完成。加工中心是一種高度自動(dòng)化的多工序機(jī)床，能自動(dòng)完成刀具的更換，工件的轉(zhuǎn)位和定位，主軸和進(jìn)給量的變換等，使工件在機(jī)床上只安裝一次就能完成全部加工。因此，他可以顯著縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，適應(yīng)控制數(shù)控機(jī)床是一種具有“隨機(jī)應(yīng)變”功能的機(jī)床，他能在加工中，根據(jù)切削條件的變化，自動(dòng)調(diào)整切削條件，是機(jī)床保持最佳狀態(tài)下進(jìn)行加工，因而有效提高加工效率，擴(kuò)大品種，更好的保證了加工質(zhì)量，并達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效率。 近年發(fā)展起來(lái)的以計(jì)算機(jī)為行動(dòng)中心，完成加工、裝卸、運(yùn)輸、管理的柔性制造系統(tǒng)，具有監(jiān)視、診斷、修復(fù)、自動(dòng)轉(zhuǎn)位加工產(chǎn)品的功能，使多品種、中小批量生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了加工自動(dòng)化，大大促進(jìn)了自動(dòng)化的進(jìn)程，尤其是將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造結(jié)合起來(lái)而形成的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，是加工自動(dòng)化向智能化方向發(fā)展的又一關(guān)鍵性技術(shù)，并進(jìn)一步朝著網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化的方向發(fā)展。 夾具的發(fā)展趨勢(shì) 工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理，體現(xiàn)著一個(gè)企業(yè)的工藝技術(shù)水平，夾具設(shè)計(jì)與制造又是制造環(huán)境中的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期時(shí)間和加工成本的重要因素，工裝設(shè)計(jì)水平的高低，很大程度上反映出企業(yè)制造能力的高低。 夾具設(shè)計(jì)與制造是機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的一項(xiàng)重要步驟，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)制造時(shí)需大量的工時(shí)消耗和金屬材料的消耗。目前，基于特征參數(shù)化技術(shù)已在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的各個(gè)階段得到廣泛的應(yīng)用，夾具設(shè)計(jì)也必須向標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、參數(shù)化方向發(fā)展。而且，為了適應(yīng)我國(guó)加入WTO后機(jī)電產(chǎn)品的創(chuàng)新能力和盡快機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的全程仿真，快速組合夾具的發(fā)展正是適應(yīng)了這種要求。 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 1.2本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)閥體工藝及鉆孔夾具的設(shè)計(jì)。夾具設(shè)計(jì)是組合機(jī)床設(shè)計(jì)中的重要部分，夾具設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響到被加工零件的加工精度等參數(shù)。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的主要思路是用工件以已加工端面為定位基準(zhǔn)，夾具體的凸臺(tái)和大端面孔為定位面，工件以氣動(dòng)夾緊，這樣設(shè)計(jì)主要是為了解決了手動(dòng)夾緊時(shí)夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)；氣動(dòng)夾緊采用空氣作為動(dòng)力源，資源豐富并且干凈、清潔，對(duì)周?chē)h(huán)境沒(méi)有污染；不足是噪音比較大。 具體的設(shè)計(jì)思路是：首先確定工件的已加工端面定位方式，通過(guò)夾具體的凸臺(tái)、內(nèi)孔，再用氣動(dòng)裝置將其夾緊，這樣閥體的六個(gè)自由度全部限制，實(shí)現(xiàn)了零件的定位夾緊，然后確定零件的夾緊方式。在本次設(shè)計(jì)中采用的是手動(dòng)夾緊方式；然后進(jìn)行誤差分析、夾緊力的計(jì)算，對(duì)夾具的主要零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 1.3機(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程。定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。 （1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱(chēng)為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。 19 第2章 閥體的加工工藝設(shè)計(jì) 2.1閥體零件圖分析和技術(shù)要求 分析下閥體零件圖 圖2-1 閥體是鑄件模，根據(jù)課題要求，主要是設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具加工閥體同軸線(xiàn)的Φ4mm孔、M8mm螺紋底孔、Φ6.7mm和锪沉孔Φ8.5mm深2mm。粗糙度為Ra=12.5um。 閥體加工過(guò)程中加工孔都要以Φ76h7外圓底面為定位基準(zhǔn)。形位公差加工要達(dá)到要求。 2.2閥體的材料、毛坯 材料名稱(chēng)：ZL107：鋁合金：GB/T 1173-1995。材料可以熱處理強(qiáng)化，該合金的氣密性.焊接性和切削加工性好，但耐蝕性不高，需變質(zhì)處理。 毛坯的形狀與零件相似，可以減少加工余量，提高材料利用率，可以降低成本。 設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到： 各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類(lèi)形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類(lèi)形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 2.3閥體加工工藝路線(xiàn) 加工方法選擇的原則： 所選加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的經(jīng)濟(jì)、精度要求相適應(yīng)。 所選加工方法能確保加工面的幾何形狀精度，表面相互位置精度要求。 所選加工方法要與零件材料的可加工性相適應(yīng)。 加工方法要與生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)。 所選加工方法企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備條件和工人技術(shù)水平相適應(yīng)。 在保證零件尺寸公差，表面粗糙度及形位公差的技術(shù)要求下，批量生產(chǎn)考慮專(zhuān)用機(jī)床，可以提高生產(chǎn)效率。在降低生產(chǎn)成本，閥體的具體加工工藝過(guò)程如下： 表2-1 · 工序內(nèi)容 加工車(chē)間 設(shè)備名稱(chēng) 工藝設(shè)備名稱(chēng) 夾具 刀具 量具 1 備料用鑄鍛方法獲得毛坯 鑄造車(chē)間 模鑄 2 毛坯時(shí)效處理 熱處理間 自然 3 粗銑閥體上端面 金工車(chē)間 普通銑床 專(zhuān)用夾具 端面銑刀 專(zhuān)用量具 4 鉆上端面的孔Φ10和擴(kuò)閥體直徑Φ15的孔 金工車(chē)間 普通鉆床 專(zhuān)用夾具 Φ10麻花鉆和Φ15擴(kuò)孔鉆 專(zhuān)用量具 5 車(chē)削定位平面和直徑為Φ76的外圓面和端面 金工車(chē)間 普通車(chē)床 專(zhuān)用夾具 外圓車(chē)刀 專(zhuān)用量具 6 鉆定位平面上直徑為Φ6-6.7的孔 金工車(chē)間 普通鉆床 專(zhuān)用夾具 高速鋼鉆頭 專(zhuān)用量具 7 銑削閥體上的上端面和左右端面 金工車(chē)間 普通銑床 專(zhuān)用夾具 端面銑刀 專(zhuān)用夾具 8 擴(kuò)直徑為Φ15孔通孔與Φ18 Φ20同軸孔锪直徑為Φ25沉孔 金工車(chē)間 普通車(chē)床 專(zhuān)用夾具 擴(kuò)孔鉆頭 專(zhuān)用量具 9 鉆上面直徑為Φ4和Φ6.7和Φ8.5同軸孔 金工車(chē)間 萬(wàn)能鉆床 專(zhuān)用夾具 高速鋼鉆頭 專(zhuān)用量具 10 擴(kuò)閥體下端面的直徑為Φ22和2Φ6 和Φ32的同軸孔 金工車(chē)間 立式鉆床 專(zhuān)用夾具 擴(kuò)孔鉆頭 專(zhuān)用量具 11 鉆閥體左右端面的孔 金工車(chē)間 臥式鉆床 專(zhuān)用夾具 高速鋼鉆頭 專(zhuān)用夾具 12 去毛刺 13 終檢入庫(kù) 2.4機(jī)床的選擇、刀具的選擇 2.4.1 機(jī)床的選擇 普通車(chē)床CA1630，用于加工車(chē)外圓、車(chē)端面 立式鉆床Z535，用于加工鉆孔和擴(kuò)孔 萬(wàn)能銑床XW6032A，用于銑平面 2.4.2刀具的選擇 刀具的選擇需要考慮工序的加工方法，要求的表面粗糙度，加工表面的尺寸、工件材料，還要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等等。 車(chē)刀：材料為硬質(zhì)合金 車(chē)刀：材料 硬質(zhì)合金 外圓車(chē)刀：前角 = 后角 = 主偏角 = 副偏角 = 刃傾角 =。 端面車(chē)刀：前角 = 后角 = 主偏角 = 副偏角 = 刃傾角 =。 銑刀：材料 高速鋼 （） 圓柱形銑刀：D=63mm L=70mm Z=10 （GB/T1115.1-2002） 鉆頭：材料 高速鋼 （） 直柄長(zhǎng)麻花鉆：Φ8(GB/T1135.4-1996) 加工閥體同軸線(xiàn)的Φ4mm孔、M8mm螺紋底孔、Φ6.7mm和锪沉孔Φ8.5mm深2mm。粗糙度為Ra=12.5um。需要用到高生產(chǎn)效率的復(fù)合刀具，材料為高速鋼，一次加工完成。 2.5閥體切削量和切削時(shí)間的確定 2.5.1鉆Φ4mm孔 確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7，當(dāng)鋼δb<800MPa，do=Φ25mm時(shí)，f=0.06-0.10mm/r。由于本零件在加工Φ4mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 f=(0.390.47)x0.75=0.290.35(mm/r) 根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=0.05mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14，查的切削速度v=5m/min。所以 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取nw=250r/min，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) l=66mm l1=4mm l2=0mm 2.5.2鉆Φ6.7mm孔 確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7，當(dāng)鋼δb<800MPa，do=Φ25mm時(shí)，f=0.06-0.10mm/r。由于本零件在加工Φ4mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 f=(0.390.47)x0.75=0.290.35(mm/r) 根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=0.05mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14，查的切削速度v=5m/min。所以 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取nw=250r/min，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) l=66mm l1=4mm l2=0mm 2.5.3鉆右邊Φ8.5mm孔 確定進(jìn)給量f：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.7，當(dāng)鋼δb<800MPa，do=Φ25mm時(shí)，f=0.06-0.10mm/r。由于本零件在加工Φ4mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 f=(0.390.47)x0.75=0.290.35(mm/r) 根據(jù)Z535機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取f=0.05mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及表2.14，查的切削速度v=5m/min。所以 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取nw=250r/min，故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) l=66mm l1=4mm l2=0mm 2.6 本章小結(jié) 本章內(nèi)容首先通過(guò)對(duì)閥體零件的分析，了解需要加工的要求，形位公差。在保證零件尺寸公差，表面粗糙度及形位公差的技術(shù)要求下，批量生產(chǎn)選用專(zhuān)用機(jī)床，提高生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)閥體加工工藝路線(xiàn)，選用機(jī)床，以及刀具的選擇，最后通過(guò)計(jì)算確定閥體切削量和切削時(shí)間的確定。 第3章 夾具設(shè)計(jì) 第3章 夾具設(shè)計(jì) 3.1概述 專(zhuān)用機(jī)床夾具是為閥體在鉆孔工序上的裝夾而設(shè)計(jì)和制造的夾具。專(zhuān)用夾具需要對(duì)閥體定位準(zhǔn)確、裝卸迅速。 一個(gè)優(yōu)良的機(jī)床夾具必須滿(mǎn)足下列基本要求： （1）保證工件的加工精度 保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時(shí)還需進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度的影響，確保夾具能滿(mǎn)足工件的加工精度要求。 （2）提高生產(chǎn)效率 專(zhuān)用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 （3）工藝性能好 專(zhuān)用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。專(zhuān)用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整和修配結(jié)構(gòu)。 （4）使用性能好 專(zhuān)用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。專(zhuān)用夾具還應(yīng)排屑方便。必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來(lái)大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。 （5）經(jīng)濟(jì)性好 專(zhuān)用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 3.2夾具的組成 夾具的組成： 1、定位元件 2、夾緊裝置 3、對(duì)刀、導(dǎo)向元件 4、夾具連接元件 5、輔助元件及裝置 6、夾具體 3.3定位方法及定位元件 3.3.1定位的基本原理 一個(gè)自由剛體，在空間直角坐標(biāo)系中，有6個(gè)方向活動(dòng)的可能性，即沿著三個(gè)坐標(biāo)軸方向移動(dòng)和繞著三個(gè)坐標(biāo)軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)。自由剛體在空間的不同位置，就是這6個(gè)方向活動(dòng)的結(jié)果。一般把某個(gè)方向活動(dòng)的可能性稱(chēng)為一個(gè)自由度，一個(gè)自由剛體在空間共有6個(gè)自由度。工件在沒(méi)有采取定位的情況下，其位置有6個(gè)活動(dòng)方向。要使工件在某個(gè)方向有確定的位置，就必須限制該方向的自由度。 可以通過(guò)布置支撐點(diǎn)的方式來(lái)限制自由度，我們把在工件的適當(dāng)位置，布置6個(gè)支撐點(diǎn)，限制工件的6個(gè)自由度，從而確定工件唯一確切位置的規(guī)則，稱(chēng)為6點(diǎn)定位規(guī)則。 3.3.2 定位元件 定位元件的確定工件的準(zhǔn)確位置的元件，且要經(jīng)常與定位基準(zhǔn)接觸，所以它必須滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求： 1、一定的精度 2、良好的耐磨性 3、足夠的剛性 4、良好的工藝性 （1）定位套 顧名思義，定位套起到一定定位作用，定位套安裝在夾具上，閥體零件通過(guò)底面Φ76h7外圓與定位套配合實(shí)現(xiàn)定位。如圖所示 圖 31 （2）削邊銷(xiāo) 在本次設(shè)計(jì)中，我在其中采用了一面兩銷(xiāo)的定位方法 削邊銷(xiāo)作用：一面兩削定位方式中，“一面”完成軸向方向的定位，限制2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)、1個(gè)移動(dòng)（3個(gè)自由度）。圓柱銷(xiāo)限制2個(gè)移動(dòng)。削邊銷(xiāo)限制1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。采用削邊銷(xiāo)是為了防止過(guò)定位。 在“一面兩銷(xiāo)”定位方式中，由于垂直于連心線(xiàn)方向上第二銷(xiāo)直徑?jīng)]有減小，故對(duì)工件的轉(zhuǎn)角誤差沒(méi)有影響。安裝削邊銷(xiāo)時(shí)，削邊方向要垂直于連心線(xiàn)，為了保證削邊銷(xiāo)的強(qiáng)度，通常采用菱形結(jié)構(gòu)。 削邊銷(xiāo)的定義：兩孔定位中，為了增加兩孔連心線(xiàn)方向上的間隙，避免過(guò)定位，把第二銷(xiāo)碰到工件孔壁的部分削去，這樣就形成了削邊銷(xiāo)，只留下上下一部分圓柱面，也起到減小第二銷(xiāo)直徑的作用。削邊銷(xiāo)通過(guò)與閥體零件Φ6.7的配合實(shí)現(xiàn)了限制轉(zhuǎn)動(dòng)。如下圖所示。 圖 32 （3）輔助支撐 在定位設(shè)計(jì)中，我還加入了輔助支撐。為了使用裝夾閥體方便，使夾具中擁有足夠的支撐，更好的限制工件的準(zhǔn)確位置。輔助支撐需要足夠的剛性來(lái)保持定位時(shí)的穩(wěn)定性，能夠幫助工件承受切削力。 輔助支撐的選擇。由于毛胚質(zhì)量不高，而又以粗基準(zhǔn)定位。這時(shí)若采用固定軸承，由于毛胚尺寸不穩(wěn)定，將引起工件上要加工表面的加工質(zhì)量發(fā)生較大的變化。影響加工精度。所以選用浮動(dòng)支承。浮動(dòng)支撐在工件定位過(guò)程中，能自動(dòng)調(diào)整位置的支承稱(chēng)為自衛(wèi)支承。它是隨工件定位基準(zhǔn)面位置的變化而自動(dòng)與之相適應(yīng)的。 輔助支撐設(shè)計(jì)如下圖所示 圖 33 輔助支撐在彈簧的作用下接觸工件。 3.4對(duì)工件的夾緊設(shè)計(jì) 夾緊的目的是保證閥體在夾具中的定位，使閥體不致因加工時(shí)的切削力，重力，或半生力的作用而產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng)。 夾緊裝置設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)于提高夾緊的精度和工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有很大影響。設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足以下主要要求： （1）夾緊裝置在對(duì)工件夾緊時(shí)，不應(yīng)當(dāng)破壞工件的定位，為此，必須正確的選擇夾緊力的方向及作用特點(diǎn)。 （2）夾緊力的大小應(yīng)該可靠，適當(dāng)，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許范圍。 （3）夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，夾緊動(dòng)作要迅速，操作方便，省力和安全。 1夾緊力方向的確定 （1）夾緊力應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)面。對(duì)工件只施加一個(gè)夾緊力或施加幾個(gè)方向相同的夾緊力時(shí)，夾緊力的方向應(yīng)盡可能朝向主要定位基準(zhǔn)面。 （2）夾緊力應(yīng)有助于定位，而不應(yīng)破環(huán)定位，在夾緊力的作用下工件不應(yīng)該離開(kāi)支承點(diǎn)。 （3）夾緊力盡量與夾緊工件剛度最大的方向一致。 （4）夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力相同。當(dāng)夾緊力方向與工件重力方向和切削力方向都相同時(shí)，加工過(guò)程所需的夾緊力最小，從而能簡(jiǎn)化夾緊裝置的結(jié)構(gòu)便于操作，減小人工勞動(dòng)強(qiáng)度。 2夾緊力作用點(diǎn)的選擇 （1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 （2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位，這樣還可以防止或減少工件的變形對(duì)加工精度的影響。 （3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。在加工過(guò)程中，切削力一般容易引起工件的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)。作用點(diǎn)靠近被加工表面，始切削力對(duì)加工作用點(diǎn)的力變小，以減少工件轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)或變形。 3基本夾緊裝置 夾具的各種夾緊機(jī)構(gòu)中，以斜楔、螺旋、偏心、鉸鏈機(jī)構(gòu)以及它們組合而成的夾緊裝置最為普遍。 （1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu) ①結(jié)構(gòu)特點(diǎn) a.斜楔的自鎖性。自鎖就是當(dāng)外加的夾緊作用力一旦消失或撤消后，夾緊機(jī)構(gòu)在純摩擦力的作用下仍能保持處于夾緊狀態(tài)而不松開(kāi)。 b.斜楔具有改變夾緊作用方向的特點(diǎn)。當(dāng)外加一個(gè)夾緊作用力時(shí)，則斜楔產(chǎn)生一個(gè)與夾緊力方向垂直的對(duì)工件的作用力。 c.斜楔具有增力的作用。 d.斜楔夾緊行程很小。 ②適用范圍 由于手動(dòng)的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件時(shí)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，效率極低，實(shí)際上很少采用。 （2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 由螺釘、螺母、墊圈、壓板等原件組成的加緊機(jī)構(gòu)，稱(chēng)為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 ①結(jié)構(gòu)特點(diǎn) a.螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造。 b.螺旋夾緊機(jī)構(gòu)有很大的增力作用，夾緊力與夾緊行程都很大。 c.由于纏繞在螺釘表面的螺旋線(xiàn)很長(zhǎng)，升角又小，所以自鎖性能很好。 d.不足之處是夾緊速度慢，工件裝卸費(fèi)時(shí)，增加輔助世間。 ②適用范圍 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便夾緊行程不受限制且?jiàn)A緊可靠，所以在手動(dòng)夾緊裝置中廣泛使用。 偏心夾緊機(jī)構(gòu) ： 偏心夾緊機(jī)構(gòu)是指用偏心件直接或間接與其他原件組合來(lái)使用的實(shí)心夾緊工件的機(jī)構(gòu)。 適用范圍：圓偏心輪夾緊后，自鎖性能較差，只適用于切削力負(fù)荷較小又無(wú)很大振動(dòng)的場(chǎng)合，又因結(jié)構(gòu)尺寸不能太大，為滿(mǎn)足自鎖條件，夾緊行程受到限制，所以對(duì)夾緊面的尺寸公差要求嚴(yán)格。 鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)： 鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)是由鉸鏈杠桿組合而成的一種增力結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，增力倍數(shù)大，摩擦損失小，但無(wú)自鎖性能。常與動(dòng)力裝置連用，故在機(jī)械化裝置中廣泛應(yīng)用。 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)： 利用一個(gè)原始作用力實(shí)現(xiàn)多件或單件的多點(diǎn)多向同時(shí)夾緊的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 定心夾緊機(jī)構(gòu)： 定心夾緊機(jī)構(gòu)是一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的特殊夾緊機(jī)構(gòu)。它的定位原件也是夾緊原件，它將工件定位并夾緊以后，能使其定位面的中心或?qū)ΨQ(chēng)中心固定在規(guī)定的位置。 定心夾緊機(jī)構(gòu)可以分為剛性定心夾緊機(jī)構(gòu)和彈性定心夾緊機(jī)構(gòu)。 剛性定心夾緊機(jī)構(gòu)定心精度不高，但夾緊行程大，常用在粗加工，彈性定心夾緊機(jī)構(gòu)定位精度高，但夾緊行程小，常用與精加工。 在本次設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)閥體零件的分析，我采用斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)如下圖 圖 34 3.5夾具體 夾具上的各個(gè)元件和裝置通過(guò)夾具體連成一個(gè)整體，安裝到機(jī)床上，通過(guò)夾具體它的結(jié)構(gòu)形狀尺寸及大小，與閥體零件息息相關(guān)，受切削力及重力的影響 夾具毛坯的類(lèi)型有鑄造夾具體、焊接夾具體、鍛造夾具體、裝配夾具體。在本次設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)分析，我選用鑄造夾具體。鑄造夾具體的優(yōu)點(diǎn)：工藝性好，可以鑄成許多復(fù)雜形體。具有較好的抗壓強(qiáng)度和剛度，以及切削性好。鑄造夾具體：但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，需要時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料灰鑄鐵，要求強(qiáng)度高時(shí)用鑄鋼，要求重量輕時(shí)用鑄鋁。目前鑄造夾具體的應(yīng)用最廣。 夾具體應(yīng)滿(mǎn)足的要求： （1）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過(guò)程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不會(huì)產(chǎn)生不允許的變形或振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的驅(qū)動(dòng)和剛度。 （2）求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和裝卸方便。在保證強(qiáng)度和剛度的前提下。盡可能體積小重量輕。 （3）構(gòu)工藝性好，夾具體應(yīng)便于制造、裝配、檢驗(yàn)和維修。例如：鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄造出3—5mm凸臺(tái)。 （4）排除，切屑要方便。 （5）具體在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠。 （6）適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面，夾具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間還應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 3.6專(zhuān)用夾具夾緊動(dòng)力元件選用 為保證閥體的使用要求，需加工閥體同軸線(xiàn)的Φ4mm孔、M8mm螺紋底孔Φ6.7mm和锪沉孔Φ8.5mm深2mm，從而設(shè)計(jì)氣動(dòng)夾緊裝置，保證工件的加工精度和加工質(zhì)量。 3.7鉆模板與導(dǎo)引元件的設(shè)計(jì) 鉆模板是供安裝鉆套用的。要求具有一定的強(qiáng)度和剛度，以防止由于變形而影響鉆套的位置精度和導(dǎo)向精度。 鉆套即導(dǎo)引元件，在鉆模中的作用是保證被加工孔的位置精度，引導(dǎo)刀具防止其在加工過(guò)程中發(fā)生偏斜，提高刀具的剛性，防止加工時(shí)的振動(dòng)。 根據(jù)加工閥體同軸線(xiàn)的Φ4mm孔、M8mm螺紋底孔Φ6.7mm和锪沉孔Φ8.5mm深2mm的要求可以先鉆再擴(kuò)，后用平頭鉆三次加工，也可以用鉆—擴(kuò)復(fù)合刀具一次加工獲得。本次設(shè)計(jì)利用復(fù)合刀具一次加工。但綜合考慮采用快換鉆套。 鉆模板的設(shè)計(jì)如下圖： 圖 35 其中各個(gè)元件：1—快換鉆套 2—鉆模板 3—襯套 4—圓柱銷(xiāo) 5—螺釘 更換鉆套時(shí)將鉆套缺口轉(zhuǎn)至螺釘處，即可取出鉆套。削邊的方向應(yīng)考慮刀具的旋向，以免鉆套自動(dòng)脫出。 3.8夾具體的設(shè)計(jì)與夾具方案 3.8.1夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的材料為HT200，為鑄件，應(yīng)進(jìn)行人工時(shí)效處理，技術(shù)要求和尺寸詳見(jiàn)夾具體零件圖。 3.8.2夾具體設(shè)計(jì) 根據(jù)閥體形狀特點(diǎn)知應(yīng)選擇軸向方向?yàn)閵A緊的方向，閥體的左端面及底面為被夾緊的兩面。并選擇氣動(dòng)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)為夾緊機(jī)構(gòu)。 轉(zhuǎn)動(dòng)配氣閥手柄12，壓縮空氣進(jìn)入薄膜式氣缸1，活塞桿3推動(dòng)與活動(dòng)接頭連接的壓板5加緊工件，同時(shí)壓板3推動(dòng)柱銷(xiāo)3前進(jìn)，由斜楔作用鎖緊輔助支承5，將工件端面牢固的壓在定位元件上。 由以上各主要元件的設(shè)計(jì)，將各部分連成一整體，夠成鉆模板的裝配圖。如下圖所示： 圖 36 圖 37 3.8.3夾緊力分析 夾緊力是滿(mǎn)足定位可靠，夾具可行的因素。夾緊力不能太小，否則加工時(shí)產(chǎn)生位移破壞定位，但也不能太大，否則工件易變形。本次加工孔徑較小，所需夾緊力也較小，所設(shè)計(jì)的夾緊機(jī)構(gòu)能滿(mǎn)足加工要求我們采用氣動(dòng)夾緊。 總結(jié) 本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過(guò)了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。 在本次設(shè)計(jì)中已無(wú)大的問(wèn)題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒(méi)有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊(cè)[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)．金屬切削手冊(cè)[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)[M]．中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊(cè)[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007 [12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002．8． 致謝 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲，謝謝！我想沒(méi)有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢(xún)問(wèn)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話(huà)或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。 在論文工作中，得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過(guò)老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！ 21