工艺夹具毕业设计-托板加工工艺及典型工序夹具设计(全套含CAD图纸)
工艺夹具毕业设计-托板加工工艺及典型工序夹具设计(全套含CAD图纸),工艺,夹具,毕业设计,加工,典型,工序,设计,全套,cad,图纸
哈尔滨理工大学荣成学院毕业设计(论文)开 题 报 告学生姓名 学 号 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 指导教师 2014 年 03 月 9 日课题题目及来源:题目:托板加工工艺及典型工序夹具设计题目来源: 生产实际课题研究的意义和国内外研究现状:课题研究的意义:现代机械制造技术是一个国家制造业水平的重要标志,是现代技术和工业创新的集成1,是一个国家工业的支柱和基础。各个国家之间科技竞争力的重点是机械制造业,分析机械制造技术的现状和特点,可以探究未来机械制造技术的发展方向。夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备,它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中,提高加工精度和生产率,降低制造成本,一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具,是保证加工质量和提高生产率,从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。一项优秀的夹具结构设计,往往可以使生产效率大幅度提高,并使产品的加工质量得到极大的稳定2。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的,不规则的拔叉类,杆类工件,几乎各道工序都离不开专门设计的高效夹具。目前中等生产规模的机械加工生产企业,其夹具的设计,制造工作量,占新产品工艺准备工作量的50%-80%。生产设计阶段,对夹具的选择和设计工作的重视程度,丝毫也不亚于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计,制造和生产过程中对夹具的正确使用,维护和调整,对产品的优劣起着举足轻重的作用。机械制造基础毕业设计是我们学完了大学的机械制造基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。毕业设计对我们未来的工作有着很大的帮助。国内外发展状况:夹具的设计包括三个步骤:设备规划,夹具规划和夹具结构设计。目前,J.-Y. Jung3以及Ferreira等人在进行CAPP方面的研究中对设备规划有详细论述。计算机辅助家居设计(CAFD)就夹具方面也做了一些工作;Chou YC Chandru V等人提出的自动夹具定位和夹紧的一种方法;de meter EC提出的利用机械杠杆原理进行定位和夹紧位置选择的一种算法。目前,关于工件夹具的自动化配置方面的工作,自动化结构设计AFCD中很少提及。Cai等提出了一种指导夹具设计的方法,此方案是缩小由于工件表面与夹具安装误差所带来的定位误差。Hockenberger4与Demter提出的模式是在工件加工期间工件的静态分析,这种方法是一种定性分析并且是在抓紧或夹紧物体的最坏的情况下的偏差,这种情况是由于干涉扭矩。夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展5。高 精随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内;夹具重复安装的定位精度高达5m;瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。高 效为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用12秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典3R夹具仅用1分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统,1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用。 模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础6。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性7。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强,使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用才有推广应用的价值8。 专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度,加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐,创建夹具专业技术网站,充分利用现代信息和网络技术,与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系,争取合资与合作,引进技术,这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径9。改革开放以来,随着中国与世界的接轨,中国不断的引进了西方先进的加工技术,而且随着世界科技的飞速发展,数控机床,加工中心,柔性制造单元,柔性制造系统等一系列高端设备得以广泛的运用,使得我国的加工精度和加工方法也发生了革命性的改变。产品更新换代的加快,产品需求的多样化,是制造业面临巨大挑战,特别像托板这种不规则零件就出现了重大问题,现阶段托板零件加工还打不到自动化加工,它的工艺好需要人工画线的方法来保证,而零件的装夹也是通过人工来完成的,所以现阶段我国对托板这种不规则零件的加工的效率还是比较低的阶段。夹具方面人们也从过去传统的夹具的装夹,定位,刀具的引导定位为夹具的装夹和定位,随着数字化加工设备的扩大化,已经将夹具的引导刀具功能完全替代,给今后的夹具的快速装夹与定位提出了更高的要求。课题研究的内容:通过网络、期刊、教材、厂家资料及国内外相关文献查阅。根据要求完成对托板加工工艺和夹具设计系统设计。完成设计图纸的绘制并进行相关校核工作,完成设计说明书的编写。加工工艺1、制订托板加工工艺规程,关键是工序的划分和定位基准的选择。在设计开始的过程中,我们必须要认真分析零件图,了解其托板零件的结构特点和相关的技术要求,对托板零件的每一个细节,都应仔细的分析,如托板加工表面的平行度、粗糙度、垂直度,特别是要注意托板零件各孔系自身精度(同托板度、圆度、粗糙度等)和它们的相互位置精度(托板线之间的平行度、垂直度以及托板线与平面之间的平行度、垂直度等要求),托板零件的尺寸是整个零件加工的关键,必须弄清托板零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点,同时因为托板零件比较复杂,所以也是一个难点。我们采用autoCAD软件绘制零件图,一方面增加我们对零件的了解认识,另一方面增加我们对autoCAD软件的熟悉。工序的划分确定加工顺序和工序内容,安排工序的集中和分散程度,划分工序阶段,这项工作与生产纲领有密切关系,具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数;如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则,批量大时即可按工序分散原则,组织流水线生产,也可利用高生产率的通用设备,按工序集中原则组织生产。2、夹具设计可能遇到的问题:工件定位是否正确,定位精度是否满足要求,工件夹紧牢固是否可靠等等。工件在夹具中的定位精度,主要与定位基准是否与工序基准重合、定位基准与定位元件的配合状况等因素有关,可提高夹具的制造精度,减少配合间隙,就能提高夹具在机床上的定位精度,夹具中出现过定位时,可通过撤消多余定位元件,使多余定位元件失去限制重复自由度的能力,增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。夹紧必须可靠,但夹紧力不可过大,以免工件或夹具产生过大变形。可采用多点夹紧或在工件钢性薄弱部位安放适当的辅助支撑。夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理,考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析,结合一些夹具的具体设计事例,查阅相关的夹具设计资料,联系在工厂看到的一些托板零件加工的夹具来解决这些问题.上述即为遇到困难的解决措施3、 本课题拟采用的研究手段(途径)和可行性分析根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段(途径),本课题包括两方面内容:托板加工工艺的设计和夹具设计制定工艺规程的研究途径和可行性分析毛坯的选择:根据生产纲领和零件结构选择毛坯,毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率,以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。如果毛坯是棒料或型材,则按其标准确定尺寸规格,并决定每批加工件数。毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。拟订工艺路线:表示零件的加工顺序及加工方法,分出工序,安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发,理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案,进行分析比较后再确定。计算切削用量、加工余量及工时定额:查阅切削用量手册等资料并进行计算确定。目前,对单件小批量生产不规定切削用量,而是由操作工人根据经验自行选定,但对于自动线和流水线,为保证生产的节拍,必须规定切削用量,并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工质量以保证最终加工质量。工时定额一般按各工厂的实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展,工艺的改进,新工艺,新技术的不断出现,工时定额应进行相应的修改。对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾,但只要把它们处理好,就会成为一个统一体。在三个要求中,质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标,质量不能保证,根本谈不上数量;质量和生产率之间是密切联系的,在保证质量的前提下,应该不断地最大限度地提高生产率,满足生产量的要求。如果两者矛盾,则生产率要服从于质量,应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下,应尽可能的节约耗费,减少投资,降低制造成本,这就是经济性。因此,托板的工艺规程研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一,达到经济合理及可行的最优方案。夹具设计的研究途径和可行性分析托板、铣、钻等工序使用的专用夹具,此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。夹具设计最关键是要求对工件定位正确,且满足定位精度要求。为了解决此问题,首先得了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度,那么可以提高夹具的制造精度,减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。除此之外,选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应,夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度,从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。课题研究的主要方法:(1) 搜集资料,了解并掌握托板加工工艺结构和工作原理。(2) 确定设计大体思路,撰写开题报告,要求完成具体的设计内容及计算。(3) 根据设计任务书的要求,熟悉相关软件AutoCAD,确定设计方法及设计要点。按要求完成完整的设计计划及预期达到的结果,进行相关设计及计算。(4) 对所设计夹具设计相关校核,准备相关资料。(5) 对设计说明书初稿进行相关格式修改,对设计图纸并进行修改。研究过程中的主要问题和解决的方法:1、研究内容(1)查阅文献资料,详细研究零件图,了解零件的结构。(2)根据零件的结构选取毛坯的种类和制造方法毛坯余量的选择。(3)制定工艺规程和可行性分析。(4)选择粗精基准,计算和选择金属切削机床的技术参数。(5)根据托板的结构设计工序过程中的专用夹具。2、本课题可能遇到的问题及其研究方法(1)在刚开始的时候工序的划分以及定位基准会比较难选择,所以就在过程中腰认真分析零件图,了解托板的结构特点及相关的技术要求而加工工序要根据生产类型,零件的结构来认真分析。(2)在夹具设计的时候也可能遇到问题,比如工件的定位是否正确,定位精度是否满足要求等等,所以要调查现阶段国内外比较先进的托板结构,从整体上把握设计的方向,了解托板的加工工艺规程及夹具的设计原理。(3)通过大量的资料,研究零件的结构,选择合适的加工方法,及选择合理的基准和工序安排。(4)熟悉夹具的结构选择合理的机床及装夹设备,确定加工余量和工序,进行精细的准确的尺寸计算,和时间的估算。3、课题预期结果(1)了解了托板的作用,完成对零件的结构分析,并制作出合理的夹具及装夹方案(2)在保证经济和尺寸精度的要求下制定出合理的加工方法及加工工序。(3)在老师的要求下及自己的计划内完成各项任务。4、完成课题所需的工作条件在前期得做好各项准备,要查阅大量的文献了解托板的结构,并在CAD,上画出这个零件,认真去了解他的结构,这当中就需要一些工具书比如机械加工工艺手册,夹具设计图册,刀具设计手册以及有关教材及参考资料,最后如果有需要还可以选择去工厂调研,以上条件具备完成本课题所需的工作条件。课题研究所需的参考文献: 1孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社,1991,169182.2李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社,1993,178195.3 J.-Y. Jung, R.S. Ahluwalia, Feature-based noncutting tool path selection, J. Manufacturing System 13 (3)(1994) 165176. 4 Hockenberger, A systems approach to fixture planning and design, Int. J. Advanced Manufacturing Technol. 10 (1995) 169182. 5黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社,2004 169182.6薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社,1995 169182.7崇 凯主编.机械制造技术基础课程设计指南. 化学工业出版社,2006.128陈于萍,高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社,2005. 169182.9司乃钧,许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社,1991 169182.10张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社,1999.11 169182.11艾兴,肖诗纲主编.切削用量简明手册.机械工业出版社,2002 12 Handbook of Machine Tools Manfred weckJ ,2005 169182.13Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SMEJ,2006 169182.指导教师审查意见:指导教师签字: 200 年 月 日指导委员会意见审核意见:组长签字: 200年 月 日毕业设计(论文)外文资料翻译系 别: 机电信息系 专 业: 机械设计制造及其自动化专业 班 级: 姓 名: 学 号: 外文出处: 机器人和计算机集成制造 21(2005)368-378 附 件: 1. 原文; 2. 译文 2013年3月 夹具定位规划中完整性评估和修订CAM实验室,机械工程学系,伍斯特理工学院研究院,100路,伍斯特,硕士01609,美国2004年9月14日收稿;2004年11月9日修订;2004年11月10日发表摘 要几何约束是夹具设计中最重要的考虑因素之一。确定位置的解析拟订已发达。然而,如何分析和修改在实际夹具设计实践过程中的一个非确定性的定位计划尚未深入研究。在本文中,提出了一种方法来描述在限制约束下的重点夹具系统的几何约束状态。一种限制约束下状态,如果它存在,可以识别给定定位计划。可以自动识别工件的所有限制约束下约束状态的提案。这有助于改善逆差定位计划,并为修订提供指引,以最终实现确定性的定位。 关键词:夹具设计;几何约束;确定性定位;限制约束;过约束1.介绍夹具是用于制造工业进行工件牢固定位的一种机制。在零件加工过程中规划一个关键的第一步,夹具设计需要,以确保定位精度和三维工件的精度。 3-2-1原则,在一般情况下,是最广泛使用的指导原则发展的位置计划。 V型块和销孔定位原则也常用。一个加工夹具定位方案必须满足一些要求。最基本的要求是,必须提供工件确定的位置。这种观点指出,定位计划生产的确定位置,工件不能移动,而至少有一个定位不会失去联系。这一直是夹具设计的最根本的准则之一,许多研究人员关于几何约束状态的研究表明,工件在任何定位计划分为以下三个类别:1、良好的约束(确定性):工件在一个独特的位置进行配合,工件表面与6个定位器取得联系。 2、限制约束:不完全约束工件的自由度。 3、过约束:工件自由度超过6定位的制约。 在1985年,浅田1提出了满秩为准则雅可比矩阵的约束方程,基于分析形成了调研后,确定定位。周等2在1989年制定了在确定性定位问题上使用螺旋理论。结果表明,定位矩阵的定位需要压力满秩达到确定的位置。该方法的确定通过无数的研究。王等3考虑定位工件的接触的影响,而采用点接触面积。他们介绍了接触矩阵,并指出,两个接触的机构不应该有平等的,但在接触点曲率相反。卡尔森4认为,可能没有足够的应用,如一些不是非棱柱的表面或相对误差近似的非小线性。他提出一个二阶泰勒展开,其中也考虑到定位误差相互作用。马林和费雷拉5应用周对3-2-1的位置拟订,制定若干按照规则的规划。尽管众多的位置上的确定分析研究很少注意非确定性分析的位置。在浅田的拟定方案中,他们假设工件夹具元件和点之间的联络无阻力。理想的位置q*,而应放置工件表面和分片,可微函数是gi(见图1)。 表面函数定义为:gi(q*)=0是确定的,应该有一个独一无二的解决方案为下列所有定位方程组。gi(q)=0,i=1,2,.,n (1)其中n是定位器的位置与方向,代表了工件的定位和方向。只有考虑到目标位置q*附近在处:浅田表明 (2) hi是几何函数的雅可比矩阵,矩阵式所示(3)。确定定位如果雅可比矩阵满秩,可满足要求。 (2)只有q=q*一个解决办法 (3)在1个3-2-1定位计划中,一个约束方程的雅可比矩阵的满秩的约束状态如表1所示。如果定位是小于6,工件是限制约束的,即存在至少有一个工件自由定位议案不受限制的。如果矩阵满秩,但定位大于6定位,工件是过约束,这表明存在至少一个定位等;而几何约束工件被删除不影响的状态。找出一个模型除了3-2-1,可以建立基准框架提取等效的定位点。胡等6已经发展出一种系统的方法,对这个用途。因此,这则能适用于所有的定位方案。图1 .夹具系统模型。表1 等级 数量的定位 地位 6 过分约束康等7遵循这些方法和他们实施制定的几何约束分析模块其自动化的计算机辅助夹具设计的核查制度。他们的CAFDV系统可以计算出雅可比矩阵和它的排名来确定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和灵敏度定位错误。熊等人8提出的等级检查方法的定位矩阵WL(见附件)。他们还介绍了左/右边的定位矩阵广义逆理论,分析了工件的几何误差。结果表明,定位及发展方向误差X和位置误差r的工件定位相关如下: 在受限:X=WLr, (4)约束:X=(WTLWL)-1WLTr, (5)过分约束:X=WLT(WTLWL)-1r+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL), (6)是任意一个向量。 他们还介绍了从这些矩阵的几个指标,评价定位配置,其次是通过约束非线性规划的优化。然而,他们的研究分析,不涉及非确定性定位的修订。目前,还没有就如何处理与提供确定的位置的夹具设计系统的研究。 2.定位完整性评价如果不确定性的位置达到夹具系统设计的要求,设计师知道约束状态是什么,以如何改善设计是非常重要的条件。如果夹具系统是过度约束,是理想定位需要的不必要的信息。而下约束时,所有有关知识约束工件的议案,可以引导设计师选择额外的定位或使得修改定位计划更有效。的总体战略定位计划表征几何约束的状态描述图 2。在本文中,定位矩阵秩的几何约束的施加评价状态(见附件为获得的定位矩阵)。确定需要六个定位器定位提供矩阵的满秩定位WL:如图3所示,在给定的定位器数量n,定位法向量ai,bi,ci和定位的位置xi,yi,zi每一个定位器,i=1,2,.,n,n*6定位矩阵可以确定如下: (7)当等级(WL)=6,n=6时,是工件良好约束。 当等级(WL)=6,n6时;是工件过约束。这意味着(n-6)有不必要的定位在定位方案上。工件将不存在限制(n-6)定位器。这种状态的数学表示方法,那就是(n-6)在定位向量矩阵,可表示为线性组合的其他六行向量。 图2 几何约束状态描述 图3一个简化的定位方案。定位方案,提供了确定性的位置。发达国家的算法使用下列方法确定不必要的定位:1、找到所有的(n-6)组合定位的。2、为每个组合,从(n-6)定位器确定定位方案。3、重新计算矩阵秩的定位为左六个定位器。4、如果等级不变,被删除的(n-6)定位器是负责过约束状态。这种方法可能会产生多种解决方案,并要求设计师来决定哪一套不必要的定位应该被删除以最佳定位性能。 当等级(WL)6,工件的限制约束。3。算法的开发和实施在这里待开发的算法,将致力于提供信息的不受限运动工件在不足的约束状态。假设有n个定位器之间的关系的工件的位置/定向误差和定位误差可以表示为如下其中,DX; DY,DZ,AX,AY,AZ沿X,Y,Z轴和X,Y,Z轴的旋转,分别是位移。直接还原铁第i个定位器的几何误差。 WIJ的定义是正确的广义逆的定位矩阵WRWTLWLWTL为了找出所有未受限运动的工件,V =dxi ; dyi ; dzi; daxi; dayi; dazi介绍了V DX = 0.由于 rank(X)6必须存在有非零V满足式,每个非零的解决方案的V代表一个无约束运动。每学期的V代表该运动的一个组成部分。例如,0; 0; 0; 3; 0; 0 说绕x轴的旋转不约束装置 ,0; 1; 1; 0; 0; 0 工件可以沿着由下式给出的方向向量0; 1; 1 有可能是无限的解决方案。解空间,然而,可以构造6- rank(WL)基本的解决方案,致力于以下分析,找出基本的解决方案。示出,Wr的行向量之间的依赖关系:在特殊情况下,例如,所有W1J等于零,V具有一个明显的解决方案,1,0,0,0,0,0,表示沿x轴的位移还没有限制。这是很容易理解,因为=0在此情况下,这意味着相应的工件的位置误差是不依赖任何定位错误。因此,相关的动议未约束的定位器。此外,结合动议不约束,如果是X的元素之一,可以作为其他元素的线性组合表示。然而,它可以移动向量定义的x-和y-轴之间的沿对角线为了找到解决办法一般情况下,以下策略:1. 在定位矩阵消除依赖的行(S)。2。计算6不正确的修改后的定位矩阵的广义逆34规范的自由运动空间。5计算未定的V6. 基于该算法,一个C +程序的目的是为了查明受限的状态下,不受约束的运动。实施例1。在一个表面的磨削操作中,位于一个工件的夹具系统上,如示于图。 正常矢量和每个定位器的位置如下:因此,定位矩阵被确定。在有限的定位方案这种定位系统提供了根据有限的定位因为rank(WL)=56,该程序,然后计算正确的定位矩阵的广义逆第一行是公认的依赖行,因为这一行的去除不影响矩阵的秩。“其他五排是独立的行。发现根据独立的行的线性组合规定下约束状态的程序的步骤5。这种特殊情况下的解决方案是显而易见的,所有系数均为零。因此,所述un-约束运动的工件可以被确定为V=100000这表明,工件可沿x方向移动。基于这个结果,一个额外的定位器应该是采用约束沿x轴的工件位移。实施例2。图5示出了铰接3-2-1定位系统。的法线矢量和每个定位器的位置,在这最初的设计如下:这种配置的定位矩阵是610真正的设计修改修改定位矩阵变为修改后的定位矩阵是正确的广义逆检查的程序依赖行,每一行是依赖其它五个行。不失概括性的,第一行被视为依赖行。 55改进的逆矩阵根据第5步中,计算五个未确定的V条件该矢量表示的位移的组合定义的自由运动,沿1,0,1.713方向结合旋转0.0432,0.0706,0.04。要修改这个定位的配置,另一种定位器被添加到限制这种自由运动的工件,假设定位L1删除在步骤1中。该程序可以也算自由运动的工件,如果一个定位器以外L1删除在步骤1中。这提供了多的设计师的修订选项。4.总结确定性的位置是一个重要的要求夹具定位方案设计。分析标准决定性的地位已经确立。为了进一步研究非确定性状态,提出了一种用于检查几何约束的状态已经研制成功。该算法可以识别欠约束状态,并指示不受限运动的工件。它也承认过约束的状态和不必要的定位器。输出信息,可以帮助设计师来分析和改进现有的定位方案。参考文献1 Asada H, By AB.。自动重构夹具的柔性装配夹具的运动学分析。 IEEE J机器人autom1985; RA-1:86-93。2 zhou YC,Chandru V,Barash MM。加工装置的自动配置的数学方法分析和综合。反ASME J英工业1989;111:299-306。3 Wang MY, Liu T, Pelinescu DM.。夹具运动学分析的基础上充分接触刚体模型。 J制造业科学与工程2003;125:316-24。4 Carlson JS。刚性零件的装夹和定位计划的二次灵敏度分析“。 ASME J制造业2001年科学与工程;123(3):462-72。5 Marin R, Ferreira P.确定性3-2-1定位计划的运动学分析和综合加工装置。 ASME J制造业科学与工程2001年;123:708-19。6 Hu W.设置规划和公差分析。博士论文中,伍斯特理工学院;2001年。7 Kang Y, Rong Y, Yang J, Ma W.计算机辅助夹具设计验证。大会Autom2002;22:350-9。8 Rong KY, Huang SH, Hou Z.先进的计算机辅助夹具设计。波士顿:爱思唯尔;2005年。机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 8 页产品名称托板零(部)件名称托板第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工30.40粗、精铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液jiaju专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助30粗铣170X350底部大端面铣夹具,量具,铣刀327.610.80.82115min15min40精铣170X350底部大端面铣夹具,量具,铣刀327.610.80.82115min15min编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 8 页产品名称托板零(部)件名称托板第 2 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工50.60.70.80粗、精车HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液jiaju专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助50粗车73端面及外圆台阶三爪卡盘,90度偏刀,游标卡尺238.9300.52115min15min60精车73端面及外圆台阶倒角三爪卡盘,90度偏刀,游标卡尺238.9300.52115min15min70粗车45内孔三爪卡盘,90度偏刀,游标卡尺238.9300.52115min15min80精车45内孔及倒角三爪卡盘,90度偏刀,游标卡尺238.9300.52115min15min编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 8 页产品名称托板零(部)件名称托板第 3页A车 间工序号工序名称材料牌号机加工90.100粗、精铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液jiaju专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助90粗铣中部耳环端面铣夹具,量具,铣刀95150.25310.66min100精铣中部耳环端面铣夹具,量具,铣刀95150.25310.66min编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 8 页产品名称托板零(部)件名称托板第 4 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工110.120粗、精铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液jiaju专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助110粗铣中部耳环端面铣夹具,量具,铣刀95150.25310.66min120精铣中部耳环端面铣夹具,量具,铣刀95150.25310.66min编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 8 页产品名称托板零(部)件名称托板第5 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工130.140镗孔HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数镗床T62夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液jiaju专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助130镗孔36H7镗夹具,量具,镗刀5002.820.16125min140镗孔25H7镗夹具,量具,镗刀5002.820.16125min编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 8 页产品名称托板零(部)件名称托板第 6页车 间工序号工序名称材料牌号机加工150.160粗、精铣HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液jiaju专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助150粗铣底部大端面腰形孔铣夹具,量具,铣刀95150.25310.66min160精铣底部大端面腰形孔铣夹具,量具,铣刀95150.25310.66min编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 8 页产品名称托板零(部)件名称托板第 7 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工170钻孔攻丝HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液jiaju专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助170钻孔攻丝2XM12X1.25钻夹具,丝锥,钻头250180.423.010.64min编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 序 卡产品型号零(部)件图号共 8 页产品名称托板零(部)件名称托板第 8 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工180钻孔攻丝HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z525夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液jiaju专用夹具工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助180钻孔攻丝M6钻夹具,丝锥,钻头250180.423.010.64min编制(日期)审核(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品型号零(部)件图号第 1 页产品名称托板零(部)件名称托板共 页材料牌号HT200毛坯种类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工艺装备工时准终单件10铸造铸造20时效时效处理30粗铣粗铣170X350底部大端面机加工二 铣床铣夹具,量具,铣刀40精铣精铣170X350底部大端面机加工二 铣床铣夹具,量具,铣刀50粗车粗车73端面及外圆台阶机加工二 车床三爪卡盘,90度偏刀,游标卡尺60精车精车73端面及外圆台阶倒角机加工二 车床三爪卡盘,90度偏刀,游标卡尺70粗车粗车45内孔机加工二 车床三爪卡盘,90度偏刀,游标卡尺80精车精车45内孔及倒角机加工二 车床三爪卡盘,90度偏刀,游标卡尺90粗铣粗铣中部耳环端面机加工二 铣床铣夹具,量具,铣刀100精铣精铣中部耳环端面机加工二 铣床铣夹具,量具,铣刀110粗铣粗铣上部小耳环端面机加工二 铣床铣夹具,量具,铣刀120精铣精铣上部小耳环端面机加工二 铣床铣夹具,量具,铣刀130镗孔镗孔36H7机加工二 镗床镗夹具,量具,镗刀140镗孔镗孔25H7机加工二 镗床镗夹具,量具,镗刀编制 (日期)审核 (日期)会签 (日期)处 数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品型号零(部)件图号第 1 页产品名称托板零(部)件名称托板共 页材料牌号HT200毛坯种类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工艺装备工时准终单件150粗铣粗铣底部大端面腰形孔机加工二 铣床铣夹具,量具,铣刀160精铣精铣底部大端面腰形孔机加工二 铣床铣夹具,量具,铣刀170钻孔攻丝钻孔攻丝2XM12X1.25机加工二 钻床钻夹具,丝锥,钻头180钻孔攻丝钻孔攻丝M6机加工二 钻床钻夹具,丝锥,钻头190检验检验200入库入库编制 (日期)审核 (日期)会签 (日期)处 数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期哈 尔 滨 理 工 大 学毕 业 设 计 题 目: 托板加工工艺及典型工序夹具设计 院、 系:荣成学院 机械工程系 姓 名: 指导教师: 系 主 任: 2013 年 6 月 18 日托板加工工艺及典型工序夹具设计摘 要本设计是基于-托板零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。-托板零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以-托板的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准,以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面,再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用机床。夹具选用专用夹具,夹紧方式多选用气动夹紧,夹紧可靠,机构可以不必自锁,因此生产效率较高,适用于大批量、流水线上加工,能够满足设计要求。关键词:-托板类零件;工艺;夹具;Plate Processing Technology and Typical Process of Pixture DesignAbstractThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Key words: box type parts process; fixture;目 录摘 要IIAbstractIII第1章 绪论11.1 机械加工工艺概述11.2机械加工工艺流程11.3夹具概述21.4机床夹具的功能21.5机床夹具的发展趋势31.5.1机床夹具的现状31.5.2现代机床夹具的发展方向3第2章 加工工艺规程设计52.1 零件的分析52.1.1 零件的作用52.1.2 零件的工艺分析52.2 托板加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施52.2.1 孔和平面的加工顺序52.2.2 孔系加工方案选择62.3 托板加工定位基准的选择62.3.1 粗基准的选择62.3.2 精基准的选择72.4 托板加工主要工序安排72.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定102.6确定切削用量及基本工时(机动时间)102.7 时间定额计算及生产安排194 托板铣端面夹具设计244.1 指出存在的问题244.2 夹具设计244.2.1夹具体设计244.2.2 定位基准的选择254.2.3 定位方案和元件设计254.2.4 定位误差的计算254.2.5 夹紧力计算264.2.6 夹紧机构的设计284.2.7 定向键与对刀装置设计294.2.8确定夹具体结构尺寸和总体结构314.2.9 夹具设计及操作的简要说明32总结34参 考 文 献35致谢3634 第1章 绪论1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程,加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤,采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装,就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品 或半成品,是每个步骤,每个流程的详细说明,比如,上面说的,粗加工可能包括毛坯制造,打磨等等,精加工可能分为车,钳工,铣床,等等,每个步骤就要有详 细的数据了,比如粗糙度要达到多少,公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况,确定采用的工艺过程,并将有关内容写成工艺文件,这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样,因为实际情况都不一样。 总的来说,工艺流程是纲领,加工工艺是每个步骤的详细参数,工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一,它是在具体的生产条件下,把较为合理的工艺过程和操作方法,按照规定的形式书写 成工艺文件,经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领,确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图,对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中,往往要对前面已初步确定的内容进行调整,以提高经济效益。在执行工艺规程过程中,可能会出现前所未料的情况,如生产条件的变化,新技术、新工艺的引进,新材料、先进设备的应用等,都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.3夹具概述夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等,帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 “工欲善其事,必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中,其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺装备。1.4机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时,其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件,使工件在夹具中定位和夹紧。(1)定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。(2)夹紧 工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时,受到各种力的作用,若不将工件固定,则工件会松动、脱落。因此,夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。(1)对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块,它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。(2)导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套,能迅速地确定钻头的位置,并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式,故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具(镗模)也具有导向功能。1.5机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1.5.1机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场激烈的竞争。然而,一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面,在多品种生产的企业中,约4年就要更新80%左右的专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为15%左右。特别是近年来,数控机床(NC)、加工中心(MC)、成组技术(GT)、柔性制造系统(FMS)等新技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本。2)能装夹一组具有相似性特征的工件。3)适用于精密加工的高精度机床夹具。4)适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5)采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置,以进一步提高劳动生产率。6)提高机床夹具的标准化程度。1.5.2现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。精密化随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达0.1;用于精密车削的高精度三爪卡盘,其定心精度为5m;精密心轴的同轴度公差可控制在1m内;又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具,工件的圆度公差可达0.20.5m。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有:自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如,在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高5倍左右;在车床上使用的高速三爪自定心卡盘,可保证卡爪在(试验)转速为2600r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件,从而使切削速度大幅度提高。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似,它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式,以适应可变因素的能力。可变因素主要有:工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内,夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上,首先进行夹具元件和部件的通用化,建立类型尺寸系列或变型,以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式,屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入,主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列,为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准:GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。 第2章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是-托板。-托板的主要作用是支承各传动轴,保证各轴之间的中心距及平行度,并保证部件与发动机正确安装。因此-托板零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。2.1.2 零件的工艺分析由-托板零件图可知。-托板是一个壳体零件,它的外表面上有五个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下:(1)以底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:底面的铣削加工;其中底面有表面粗糙度要求为,(2)以支承孔为主要加工表面的加工面。(3)以吊耳为主要加工平面的加工面。2.2 托板加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该-托板零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于-托板来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序-托板类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工-托板上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。-托板的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。-托板零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择-托板孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最底的机床。根据-托板零件图所示的-托板的精度要求和生产率要求,当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。(1)用镗模法镗孔在大批量生产中,-托板孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时,镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此,可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高,且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。(2)用坐标法镗孔在现代生产中,不仅要求产品的生产率高,而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高,生产周期长,不大能适应这种要求,而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外,在采用镗模法镗孔时,镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔,需要将-托板孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差,然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。2.3 托板加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要支承孔的加工余量均匀;(2)保证装入-托板的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以-托板的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证-托板孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证-托板在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从-托板零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是-托板的装配基准,但因为它与-托板的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。2.4 托板加工主要工序安排对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。-托板加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到-托板加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此,顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出,因切削力较大,也应该在粗加工阶段完成。对于-托板,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系,但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此,实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面,这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程,现将-托板加工工艺路线确定如下:工艺路线一:10铸造铸造20时效时效处理30粗铣粗铣170X350底部大端面40精铣精铣170X350底部大端面50粗车粗车73端面及外圆台阶60精车精车73端面及外圆台阶倒角70粗车粗车45内孔80精车精车45内孔及倒角90粗铣粗铣中部耳环端面100精铣精铣中部耳环端面110粗铣粗铣上部小耳环端面120精铣精铣上部小耳环端面130钻铰孔钻铰孔36H7140钻铰孔钻铰孔25H7150粗铣粗铣底部大端面腰形孔160精铣精铣底部大端面腰形孔170钻孔攻丝钻孔攻丝2XM12X1.25180钻孔攻丝钻孔攻丝M6190检验检验200入库入库工艺路线二:10铸造铸造20时效时效处理30粗铣粗铣170X350底部大端面40精铣精铣170X350底部大端面50粗车粗车73端面及外圆台阶60精车精车73端面及外圆台阶倒角70粗车粗车45内孔80精车精车45内孔及倒角90粗铣粗铣中部耳环端面100精铣精铣中部耳环端面110粗铣粗铣上部小耳环端面120精铣精铣上部小耳环端面130钻铰孔钻铰孔36H7140钻铰孔钻铰孔25H7150粗铣粗铣底部大端面腰形孔160精铣精铣底部大端面腰形孔170钻孔攻丝钻孔攻丝2XM12X1.25180钻孔攻丝钻孔攻丝M6190检验检验200入库入库以上加工方案大致看来合理,但通过仔细考虑,零件的技术要求及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,方案二把底面的钻孔工序调整到后面了,这样导致铣削加工定位基准不足,特别镗孔工序。以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一:工艺路线一:10铸造铸造20时效时效处理30粗铣粗铣170X350底部大端面40精铣精铣170X350底部大端面50粗车粗车73端面及外圆台阶60精车精车73端面及外圆台阶倒角70粗车粗车45内孔80精车精车45内孔及倒角90粗铣粗铣中部耳环端面100精铣精铣中部耳环端面110粗铣粗铣上部小耳环端面120精铣精铣上部小耳环端面130钻铰孔钻铰孔36H7140钻铰孔钻铰孔25H7150粗铣粗铣底部大端面腰形孔160精铣精铣底部大端面腰形孔170钻孔攻丝钻孔攻丝2XM12X1.25180钻孔攻丝钻孔攻丝M6190检验检验200入库入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“-托板”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200,硬度HB为170241,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。(1)底面的加工余量。根据工序要求,顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为,现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。精铣:参照机械加工工艺手册表2.3.59,其余量值规定为。(3)顶面孔毛坯为实心,不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3.71, (4)前后端面加工余量。(计算长度为310)根据工艺要求,前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23,其加工余量规定为,现取。精铣:参照机械加工工艺手册,其加工余量取为。铸件毛坯的基本尺寸为,根据机械加工工艺手册表2.3.11,铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。毛坯为实心,不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3.71,现确定螺孔加工余量为:(6)前后端面支承孔。根据工序要求,前后端面支承孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成,各工序余量如下:(8)侧面螺孔加工余量毛坯为实心,不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3.71,现确定螺孔加工余量为:钻孔: 攻丝: 2.6确定切削用量及基本工时(机动时间)工序30、40:粗、精铣170X350底部大端面机床:铣床X52K刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数10(1)粗铣铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.73,取铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.81,取机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:(2)精铣铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.73,取铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.81,取机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:精铣时刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 本工序机动时间工序50、60车73端面及外圆台阶粗车73端面及外圆台阶所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于CA6140机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为,可在一次走刀内完成,故 = (3-1).确定进给量根据切削加工简明实用手册可知:表1.4刀杆尺寸为,工件直径400之间时, 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量(表3.29)在机械制造工艺设计手册可知: =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表130,CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21,当强度在174207时,=时,径向进给力:=950。切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故实际进给力为: =950=1111.5 (3-2)由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为,车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11,当硬质合金刀加工硬度200219的铸件,切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(见表1.28),故: =63 (3-3) =120 (3-4)根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为: = (3-5).校验机床功率切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25,=,切削速度时, =切削功率的修正系数=0.73,=0.9,故实际切削时间的功率为: =1.7=1.2 (3-6)根据表1.30,当=时,机床主轴允许功率为=,故所选切削用量可在CA6140机床上进行,最后决定的切削用量为:=3.75,=,=,=本工序为精车73端面及外圆台阶加工条件为:工件材料为HT200,选用CA6140车床。刀具选择:采用双头刃磨法,后角o120,45度车刀。查切削手册 所以,按钻头强度选择 按机床强度选择,最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 2.刀具磨钝标准及寿命:后刀面最大磨损限度(查切削手册)为0.50.8mm,寿命。 切削速度,查切削手册: 修正系数 故查切削手册机床实际转速为 故实际的切削速度 3.校验扭矩功率 所以 故满足条件,校验成立。工序50车45内孔及倒角粗车45内孔及倒角所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1,由于CA6140机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为,可在一次走刀内完成,故 = (3-1).确定进给量根据切削加工简明实用手册可知:表1.4刀杆尺寸为,工件直径400之间时, 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量(表3.29)在机械制造工艺设计手册可知: =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表130,CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21,当强度在174207时,=时,径向进给力:=950。切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故实际进给力为: =950=1111.5 (3-2)由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为,车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11,当硬质合金刀加工硬度200219的铸件,切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(见表1.28),故: =63 (3-3) =120 (3-4)根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为: = (3-5).校验机床功率切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25,=,切削速度时, =切削功率的修正系数=0.73,=0.9,故实际切削时间的功率为: =1.7=1.2 (3-6)根据表1.30,当=时,机床主轴允许功率为=,故所选切削用量可在CA6140机床上进行,最后决定的切削用量为:=3.75,=,=,=本工序为精45内孔及倒角加工条件为:工件材料为HT200,选用CA6140车床。刀具选择:采用双头刃磨法,后角o120,45度车刀。查切削手册 所以,按钻头强度选择 按机床强度选择,最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 2.刀具磨钝标准及寿命:后刀面最大磨损限度(查切削手册)为0.50.8mm,寿命。 切削速度,查切削手册: 修正系数 故查切削手册机床实际转速为 故实际的切削速度 3.校验扭矩功率 所以 故满足条件,校验成立。工序70:铣前后端面机床:X6132刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.73,取铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.81,取机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:工序80:镗支承孔机床:镗床T68刀具:高速钢刀具(1)粗镗孔切削深度:进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.66,刀杆伸出长度取,切削深度为。因此确定进给量切削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.66,取机床主轴转速:,取实际切削速度: 工作台每分钟进给量:被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度: 取行程次数:机动时间:工序90:精镗孔机床:镗床T68刀具:高速钢刀具切削深度:进给量:根据切削深度,再参照机械加工工艺手册表2.4.66。因此确定进给量切削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.66,取机床主轴转速:,取实际切削速度: 工作台每分钟进给量:被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度: 取行程次数:切削深度:机动时:工序60:钻孔攻丝M6机床:组合钻床Z525刀具:麻花钻切削深度:进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.39,取切削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.41,取机床主轴转速:,取实际切削速度: 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:走刀次数为1机动时间:机床:组合攻丝机刀具:钒钢机动丝锥(1)、M8螺孔攻丝 进给量:由于其螺距,因此进给量切削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.105,取机床主轴转速:,取丝锥回转转速:取实际切削速度: 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度: (盲孔)机动时间:2.7 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求,该的年产量为10万件。一年以240个工作日计算,每天的产量应不低于417件。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算,则每个工件的生产时间应不大于1.14min。参照机械加工工艺手册表2.5.2,机械加工单件(生产类型:中批以上)时间定额的计算公式为: (大量生产时)因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为: 其中: 单件时间定额 基本时间(机动时间) 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间,包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值工序1:粗、精铣顶面机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.43,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.48,单间时间定额: 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时, 即能满足生产要求工序2:钻顶面孔机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.41,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.43,单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序3:粗铣两侧面及凸台机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.45,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.48,单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序4:钻两侧面孔机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.41,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.43,单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序5:粗铣前后端面机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.45,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.48,单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序6:半精铣前后端面机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.45,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.48,单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序9:粗镗前后端面支承孔机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.37,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.39,单间时间定额: 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时,即能满足生产要求工序11:精镗支承孔机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.37,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.39,单间时间定额: 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时, 即能满足生产要求工序12:前后端面螺纹孔攻丝机动时间:辅助时间:参照钻孔辅助时间,取装卸工件辅助时间为,工步辅助时间为。则:参照钻孔值,取单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。工序14:精铣前后端面机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.45,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.48,单间时间定额: 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时,即能满足生产要求工序15:精铣两侧面机动时间:辅助时间:参照机械加工工艺手册表2.5.45,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,所以取装卸工件时间为。则:根据机械加工工艺手册表2.5.48,单间时间定额: 因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时,即能满足生产要求工序17:顶面螺纹孔攻丝机动时间:辅助时间:参照钻孔辅助时间,取装卸工件辅助时间为,工步辅助时间为。则:参照钻孔值,取单间时间定额: 因此布置一台机床即能满足生产要求。4 -托板铣端面夹具设计4.1 指出存在的问题为了提高劳动生产率和降低生产成本,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。对于-托板铣端面夹具设计,由于对加工精度要求不是很高,所以在本道工序加工时,主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。4.2 夹具设计4.2.1夹具体设计设计夹具,首先要仔细分析加工零件的技术要求,运用夹具设计的基本原理和方法,拟定夹具设计方案;在满足加工精度的条件下,合理的进行安装、定位、夹紧;在完成夹具草图后,进一步考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式,设计合理的结构实现个零部件间的相对运动;根据零件的使用要求,选择相应的材料。完成钻床夹具的所有设计后,用AutoCAD进行二位图形的绘制,首先画装配图,然后从装配图上拆画零件图,标注相关尺寸及技术要求,最后进行论文撰写、整理、修改完成该毕业设计。4.2.2 定位基准的选择在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准,称为定位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件的各道工序中,应尽量采用同一定位基准进行加工。该零件以三面定位,滑鞍上的装配基准为平面,而它们又是滑鞍上其他要素的设计基准,因此以这些装配基准平面作为定位基准,避免了基准不重合误差,有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度。有零件图可知,根据本道工序,选底面和侧面为定位基准。 4.2.3 定位方案和元件设计根据以上零件的结构分析以及定位基准的选择,可得定位基准为平面,因此可选择定位元件为支承板,如图4.1定位支承板所示。图4.1 定位支承板根据工序图及对零件的结构的分析,本道工序需限制4个自由度,为了增加定位的可靠行,实际限制了其6个自由度。本夹具采用6点定位原则,用两个固定的支撑板作为一大平面即D面,限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度;用W面作为一小平面,限制了工件的一个旋转自由度和一个移动自由度;用一个底面C来限制了工件上下移动自由度。4.2.4 定位误差的计算 定位误差 : 其中:, 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查5表1215有。 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.2.5 夹紧力计算根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即:安全系数K可按下式计算有:式中:为各种因素的安全系数,查参考文献5表可得: 所以有: 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有:式中参数由参考文献5可查得: 螺旋夹紧力:该夹具采用螺旋夹紧机构,用螺栓通过弧形压块压紧工件,受力简图如下:图4.1受力简图由表得:原动力计算公式 即: 由上述计算易得: 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。4.2.6 夹紧机构的设计采用螺旋直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧工件的机构,统称螺旋夹紧机构。由于这类夹紧机构简单,夹紧可靠,通用性大,故在机床夹具中得到广泛运用。它的主要缺点是夹紧和松开工件时比较费力。本夹具采用移动压板进行夹紧,同时保证了夹紧可靠和动作迅速的要求。同时,由于移动压板标准件,可直接购买,降低了夹具的制造成本。夹紧力的计算单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下列计算:式中: W0单个螺旋夹紧产生的夹紧力(N); Q 原始作用力(N); L作用力臂(mm); 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径(mm),其值视螺杆端部的结构形式而定,参见机床夹具设计手册第三版表1-2-20; 螺杆端部与工件间的摩擦角(); 螺纹中径之半(mm); 螺旋升角(),参见机床夹具设计手册第三版表1-2-21; 螺旋副的当量摩擦角(), 式中为螺旋副的摩擦角(),为螺纹牙型半角(),参见机床夹具设计手册第三版表1-2-22。4.2.7 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中,一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合,使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷,加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示: 图4.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表4.4:表4.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺,其结构如图4.3所示: 图4.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表4.5:表4.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.254.2.8确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体:夹具的定位、引导、夹紧装置装在夹具体上,使其成为一体,并能正确的安装在机床上。夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体的最大最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接,而且在零件的加工过程中,夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动,因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上,切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧,因此设计夹具体时,必须考虑结构应便于排屑。此外,夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等,在设计时也应加以考虑。夹具体设计的基本要求(1)应有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面,如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面,应有适当的尺寸精度和形状精度,它们之间应有适当的位置精度。 为使夹具体的尺寸保持稳定,铸造夹具体要进行时效处理,焊接和锻造夹具体要进行退火处理。(2)应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动,夹具体应有足够的壁厚,刚性不足处可适当增设加强筋。(3)应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大,结构比较复杂,而且各表面间的相互位置精度要求高,因此应特别注意其结构工艺性,应做到装卸
收藏