YH30型减速箱体前后双支承镗孔夹具设计【含9张CAD图纸】
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中国.北京.2006.10.9-152006年电气和电子工程师协会/型钢的会议录讨论智能机器人和操作系统的国际会议 新颖的夹具设计和基于虚拟现实的装配系统 彭高亮 刘文建 哈尔滨工业大学机械电子工程学院 中国.哈尔滨150001.pg17782hit.edu.cn摘要模块化的装配是工业制造中很重要的一个方面,这篇论文讨论的是桌面虚拟现实系统对模块化装配设计的作用。对于虚拟环境设计,论文提出了设计方法,这种方法可以帮助设计师,使他们的设计可行有效。论文在层次数据模型的基础上,提出了组合夹具装配的方法。在这些结构的基础上,在虚拟环境中,用户可以在设计和装配过程中操纵虚拟模型。此外,人们正在讨论如何实施在加工仿真生产经行检测,最后,案例研究证明了该系统的功能。与虚拟现实系统相比,论文中还为模块化装配提出了一个合理的便携式解决方案设计。 指数计算组合夹具,桌面虚拟现实,装配设计,加工模拟结果一览表 .介 绍模块化装配是工业制造的一个重要方面,准确的设计夹具对确保产品质量,精度,准确性,以及完成部分加工是非常重要的。组合夹具是在安全,准确位置,为交汇处和高标准组件提供支持的一种系统,并支持整个加工过程中的工件【1】。一般来讲,夹具设计者通过经验或反复试验的方法就能确定夹具计划是不是合适。随着计算机技术,计算机辅助设计的出现,计算机已在组合夹具设计领域普遍应用。一般情况下,与夹具设计相关的活动,即装配刨,夹具元件设计,夹具布局设计,是在机床发展的下游才会去考虑。这些古老的做法对衔接设计和制造都是很不利的。例如,很少有系统能合并机械检测的一系列功能。这就导致了在夹具设计和制造之间产生了一个缺口,这个缺口使得人们不能在设计阶段【2】考虑刀具路径。因此,在制造设计中,人们重新设计也无法避免刀具被夹具元件妨碍的问题。所以,为了把机系列夹具领入柔性制造的舞台,更系统,更自然的设计环境是人们必须去研究的。一个综合的,立体的,互动的环境通常由计算机来实现。在数十年之内【4】,虚拟现实系统都是能起到很大作用的人机接口。在制造业中,虚拟现实也有很大的应用潜力,它可以在实际生产之前解决很多问题,从而避免出现一些代价高昂的错误。在过去的十年,虚拟现实技术的进步,为虚拟现实技术在不同的工程中的应用提供了推动作用,例如产品设计【5】,装配【6】,加工仿真【7】,培训【8】。本文的目的要阐述如何建立一个基于虚拟现实的模块化夹具设计系统(VMJFDS)。第一步就是为模块化设计装置制定一个综合的,拟真的环境。这种应用程序在运用了自然和启发性的方式,这种方式在设计夹具方面是有优势的,它可以在使用条件,缩短交货时间,提高夹具生产力和经济性等诸多方面形成良好的匹配。.拟议系统的概叙拟议的桌面虚拟现实系统的结构体系是基于系统功能要求的模块,由图1所示。在系统水平上,有3个拟议模块的设计,即图形界面(GUI),虚拟环境(VE)和文献数据库模块。对于任何一个模块,某种功能要求由一组对象来实现。在这篇论文中,详细的对象设计和实施都省略了。相反,这三个模块的概简要说明如下:1) 图形界面(GUI):大体上说图形用户界面是一个友好界面,它用于整合虚拟环境,组合夹具设计。2) 虚拟环境(VE):虚拟环境用三维模型把组合夹具系统、虚拟环境及其组成部分的导航和操作步骤显示给用户,如图所示1,虚拟环境模块包括两部分,即装配设计环境和加工仿真环境。用户选择适当的元件,把这些元件写在装配设计方面的办公区域内,然后,用执导系统把最终的夹具系统建立起来,人们就能把选中的元件逐个的组合起来。图1,概述基于组合夹具设计系统的桌面虚拟现实3) 数据库:数据库存放着所有模型的环境和夹具模块元件以及该领域的知识和一些典型的例子。如图1所示,显示了5个数据库,其中知识和规则单元是该系统最重要的地方,它管辖着所有夹具设计的原则。 . 程序化组合夹具设计在本节中,作者提出了在虚拟环境中有启发性的组合夹具设计程序。除了三维技术的深入,用户拥有和真实世界一样的操作感觉,这个过程还有情报功能。在设计过程中,采用智能推理的方法把一些典型的案件和建议提供给用户作参考,如实例推理(CBR)和常规推理(RBR)。此外,相关知识和规则作为帮助页面展现给用户,用户就可以在设计过程中轻松浏览了。概述组合夹具设计过程总结,如图2。虚拟环境之后就是草签和工件加载,第一步是夹具规划。在这个步骤中,首先用户决定了夹具计划,即指定交互夹具要面临的工件。 为了帮助用户成功决策,一些有用的个案,以及他们的夹具计划将通过自动推理检索方法提供给用户。一旦选定了要使用的夹具,用户到就能指定的夹具点。在这这项任务中,计算机还给出了一些建议和规则。夹具规划后,下一步就是夹具元件选择、设计阶段。在这个阶段,用户可以选择合适的夹具元件和组装成夹具需要的特殊部分。根据该夹具点的空间信息与基本夹具和工件的关系,一些典型的夹具元件的选择和建议可以自动提交给用户,这些都将有助于为用户服务。经过规划和夹具元件选择这个设计阶段后,下一阶段就是把选择的夹具元件连接到基板上经行交互装配设计。当外形装配完成,在加工范围内对结果进行检查和评估。在这种环境中执行的任务包括装配规划,加工仿真和夹具评价。装配规划是用于获得最佳的装配顺序和得到装配各组件准确的路径。加工仿真负责制造时的交互检测。夹具评价是将检查和评估设计的结果。最后,整个设计过程是在很自然的方式下进行,这都得益于虚拟现实系统。此外,展示的内容和知识可以告诉用户怎样才能选择最好的设计决策。. 组合夹具建模a. 组合夹具结构分析夹具元件组合起来的一个功能是为了在基板和工件【11】之间创造连接点。一般来说,根据其结构的基本特征,组合夹具结构可分为3个功能单元,即定位装置,夹紧装置,和支持单位。许多夹具元件可能由一个或多个元件组成,其中只有一个元件作为一个定位器,支持器或夹钳。组合夹具装配的主要任务是选择的支持,定位,夹紧及附件生成夹具,使他们能够将工件连接到基板。 通过分析模块化装置的实际应用,人们发现,模块化装置通过选择合适的夹具元件构造成夹具,然后把这些夹具安装到基板上。因此,这些夹具可视为组合夹具系统的部件。此外,组合夹具系统的层次结构在结构图3中表现出来。图 2,拟议组合夹具系统程序设计b.在虚拟现实中,用分层数据结构模型代表组合夹具相应的虚拟环境可能含有数以百万计的几何多边形图元,这是很正常的。在过去的几年中,若干个模型计划,例如作为BSP树10和八叉树,已提议组成多边形模型。然而,模块化设计的应用,相互作用的影响,现场也是动态变化。例如,在设计过程中,部分模块可能改变其空间位置,方向和装配关系。图3.模块化夹具系统的分层结构这表明一个静态的画面,如BSP树,是不够的。此外,上述模型只能在系统组件的水平上表现夹具布局结构。然而,关于夹具元件之间的装配关系,是指装配特征之间的啮合关系,这些都不会去关注。在本节中,为了描绘组合夹具系统,我们提出一个层次化结构和基于约束的数据模型,实时可视化和精确的3D操纵的虚拟环境。 图4所示,在高级别的元件模型用于涉及交互式装配的拆散操作。它证明了拓扑结构和链接组件之间的关系。以高级别模型为代表的信息可分为两种类型,即组件对象和装配关系。组件对象可以是一个组件或一个部分。一个组件包括各个部分之间的零件和他们的组装的关系。 图. 4层次结构数据模型的虚拟环境中层基础模型特征的是建立功能和限制功能。在一般的情况下,在装配中,装配关系往往被视为交配关系。因此,基础特征模型用来描述装配关系,在装配操作中,为精确的空间关系提供必要的信息。在这个模型中,只考虑两个不同元件之间的特征关系。下面专题讨论,在夹具元件模块化建模在一个元素之间的功能关系。低级别的多边形基础模型对应以上两个级别的模型:实时可视化和层次模型。它描述了以一个相互联系的三角曲面网格作为整个表面,更多关于如何将一个元素组织成多边形,将在下一节讨论,。C.夹具元件模块化建模 众所周知,在虚拟现实系统中,夹具元件模块化建模只是表示为多边形的数目。将CAD系统模型转换到VR系统中,拓扑关系和参数信息中的结果将会丢失。为了避免这些问题出现,本节我们将讨论夹具元件建模的计划。 夹具元件模块化是以标准尺寸为依据预先制造的部件。计划夹具设计完之后,接下来的任务是选择合适标准的元件,装配这些元件以形成一个可行的夹具系统。因此,在建议的制度下,需要考虑夹具元件装配功能。在这篇论文中,装配特征是作为一个夹具的属性,这个属性提供相关的确切信息来保证夹具的模块化设计和组装/拆卸。以下八个功能被定义为组合夹具元件的装配特征:支持面,被支持面,定位孔,扩孔孔,螺纹孔,固定槽,和螺栓。除了类型和尺寸等特征信息外,其他参数,如相对位置,元素在局部坐标系统中的定位特征等,在夹具元件的数据库中都用几何模型记录下来。当一个元件和另一个元件组装起来时候的,检索出来的交配功能信息可以决定两个元件的空间关系。更多关于装配特征及其交配关系的资料进行了讨论参考详情11。D.在虚拟环境中以约束为基础的夹具装配 1)夹具元件之间的装配关系交配关系是在装配现场组装是被定义的。根据上一节总结的装配特征,交配夹具元件有五种关系类型。即依赖关系,拟合关系,螺纹啮合,交叉关系,和 T型槽配合关系,如图 5所示。基于这些交配关系,我们可以推断,任何两个元件夹具可能的装配关系。2)装配关系的推理一般来说,两个组装零件的装配关系是代表着它们的组装交配功能。上面的部分,我们定义了夹具元件之间五个基本交配关系。因此,通过可能出现的装配关系决定启用那种可能的交配特征。为了在下一阶段的装配,把这些可能的夹具装配关系存放在关系数据库中(ARDB)。然而,当夹具复杂,复合夹具元件的数量多时,要花费很多时间来推断和处理这些可能的装配关系。为了避免这种情况,首先我们要确定可能的组装元件对。但是为了避免推理夹具和底板的之间的装配关系,我们绝对不能将他们组装在一起。在这个阶段,人们利用一些规则来寻找可能的元件组装对。组装的推理算法类似于在文献12中讨论的。因此,详细的算法描述在这篇论文中被忽略了。3)基于约束的夹具装配进行装配关系推理的之后,所有被选择的可能的装配关系都建立在ARDB中,并被保存起来。在这些关系的基础上,人们可以把单个零件组装成夹具系统。这部分是讨论关于在虚拟环境中互动装配的操作。单一的装配过程如图5所示,并介绍了两个简单的部件装配如图6所示。一般来说,装配操作过程分为三个步骤,即装配关系的认识,约束的分析和应用,基于约束的议案。首先,技师选择一个元件,将它移动给组装组件。在移动过程中,一旦推理组装和组装组件的被检测到,推断特征就能选中了。如果这两个特征是在ARDB数据库中的储存的装配关系之一,他们将突出显示,并等待用户确认。一旦被用户确认,这种被确认的装配关系将运用约束理论来分析和解决问题,这是为了平移调整组装元件的方向,以满足这两个组件的位置关系,以及应用新的约束来组装元件。当应用了新的约束,对装配元件的运动将被映射到一个约束空间。这样做的目的,可以通过3D移动数据,把物体的输入装置转换成允许的移动。基于约束的运动不但保证了组件的可获得确切位置,而且还保证了在将来的运动中,现有的约束不会受到侵犯。继续运用确认和约束的装配关系,这种装配元件将能到达最终的位置。.加工仿真a. 制造的相互影响在加工过程中,与夹具有关的有多种类型的制造交互作用都有可能发生。这些相互作用可以分为两大类别如下图所示,即静态的相互作用和动态的相互作用。1)静态的相互作用是指夹具部件之间的干扰、夹具组件和机器工具之间的干涉、在工件安装中夹具元件和机械加工工件之间的干扰.2)动态交互是指参考夹具的相互作用,它发生在一个单一的工具和操作时的夹具用在切割过程中操作可能会发生碰撞。一般来说,加工过程和刀具路径等方面是没有考虑在夹具设计阶段的。因此,这些相互作用可能常常发生在实际制造过程中。所以,机械师们必须花很多时间去查明和解决这些相互作用, 它往往导致夹具系统修改或重新设计,这是繁琐和昂贵工程。b. 干扰检测但是目前的商业软件,如VERICUT软件,在实际加工工件之前,这些软件可以模拟数控加工来检测刀具路径错误和低效率的运动。在部分编程阶段,它可用于避免一些错误,如损坏灯具,打断刀具,或撞毁机器等. 然而,这些软件价格昂贵,而且面向数控编程,不适合的夹具设计。在夹具的设计阶段,应确保避免相关的夹具之间的相互作用。在这个系统中,当夹具配置齐全后,加工仿真模块是提交给用户识别,让用户来解决他们之间的相互作用。在加工仿真环境中,提供了机床的三维数字模型。人们可在工作台上组装工件和安装夹具组件,正如加工工程师做的实际的网站上一样。在安装过程,组件和夹具工件移动到它们的装配位置。干扰检查模块被执行。如果发生干扰,推断的对象将被显现。它可以调整装配顺序或装配路径这样可避免的干扰。但是,如果不能避免干扰,用户就必须更改元件或夹具单元。安装后的工件,刀具的运动是在CAM系统中,根据模拟生成的刀具路径。对于虚拟现实系统,稳固,动态,优越的三维图形允许刀具运动在屏幕上可视化的表现出来。因此,模拟刀具路径允许用户关闭检查,如果发生的干扰,并提供干扰信息。.建议制度的执行情况与个案研究A. 桌面虚拟现实系统接口 为了装备最后的部分,夹具设计工程师用一个自然界面来实现更有效的设计。在图形用户界面参考了虚拟现实系统软件,通过隐藏窗口的大多数内容来实现设计的。在图形用户界面(图7)包括虚拟现实显示一个主窗口,一个右手组成工具栏和状态栏底部的输出按钮。系统和用户之间的交互鼠标和键盘输入通过实现。该工具栏为开发的系统提供的所有的功能。图七.图形用户界面组合夹具设计系统B研究案例 在模块化夹具设计系统的基础上开发出桌面虚拟现实系统用一个个例完美的阐述。工件加工过程如图 6。面铣刀在顶面执行,随后就完成了来那个台阶孔。为了工件步骤和指导步骤,用户设计了这是一个模块化的夹具系统。该夹具规划模块已应用于一个可行的设计方案。在这个模块中,定位,夹紧和支持的面,以及定位,支持和夹紧点,则取决于相应的的知识基础和夹具启发式规则。在此之后,用户在元素存放区探索并选择适当的夹具元件完成夹具上各点的空间要求。当完成后,用户移动到装配设计区域,把选定的元素放在在书桌上,如图所示 8(a)。下一个的任务是选定元件来完成夹具结构分布。在虚拟环境中,用户可以自然的方式装配夹具元件。如图所示图。 8(b)项,例如模块化的夹具系统的最后配置,工件的形成。当夹具配置完成后,下一阶段是加工推理的模拟检测。如图9(a)和图9(b)项所示,夹具系统的构建安装在一台数控机床并且模拟了刀具路径执行情况。 .结论对于组合夹具的设计制造,我们已经提出并制定了桌面虚拟现实的环境 。提供了该建议的系统结构和虚拟现实环境,即装配设计环境和加工仿真环境的设计。通过分析组合夹具结构,层次结构数据模块,以及XML提出了基础夹具元件。从而准确在虚拟现实模型中操作,实现组合夹具设计和装配。此外,还要总结夹具元件之间的装配关系和描述在虚拟现实系统中的装配操作过程的。加工制造业的模拟检查中,使用该方法。最后一个案例研究的提出,用来说明我们的集成系统。参考文献【1】 候江亮,特拉皮犹太委员会,“计算机辅助夹具设计系统”,诠释。39(16),2001年,第3703 3725页。【2】 A.Senthi l库马尔,J.Y.H.Fuh,T.S.Kow,“一个自动化的设计和对无干扰的组合夹具设计”,计算机辅助设计32(2000)第583-596页。【3】 JRDai,AYCNee,JY H FUH 和A Senthil Kumar,“模块化设计和组装夹具的自动化方法”,代理机械工程师,1997年第211卷,第509 521页。【4】 Burdea GC,Coiffet P,虚拟现实技术。威利,新泽西州,2003。【5】 Kan H.Y, Duffy V.G,“互联网的虚拟现实协同产品设计的效益”,“在工业计算机。v 45,n2,2001年6月, 第197-213页。【6】 Jayaram Sankar,,“VADE:虚拟装配设计环境”,IEEE计算机图形和应用,6(19),1999年,第44 - 50页。【7】 Maiteh Bilal Y, Leu,Ming C, Blackmore Denis ,刘光裕,, Abdel-Malek Layek,“计算机的虚拟现实在数控加工仿真中的应用,“美国机械学会工程师,物流部,磁流体,v5,1999,第3-10页。【8】 Q.H.王,J.R.黎,“桌面虚拟现实在工业中应用,“虚拟实境”,第一卷。七,2004年,187 - 197页。【9】 Zhong Y. M., Wolfgang M. W., Ma. W. Y.,“直观,准确的固体造型限制导入虚拟现实环境“,第六届国际可视化信息会议(IV02),英国伦敦,2002,第389 - 398页。【10】 Naylor BF,“树集合图像描述,连续的三维几何模型”In:电力系统及其图形连接92,加拿大温哥华,1992年5月,第201-212页。【11】 Yong Bai, Rong Y.,“,模块化建模和装配夹具元件关系的分析,来实现自动化夹具结构设计“工程设计与自动化,4(2),1998年,第147-162页。【12】 Ram Anantha,, Glenn A. Krammer and Richard H. Crawford,“几何约束装配建模”,计算机辅助设计,28(9),1996,第707 - 722页。分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)YH30型减速箱前后双支承镗孔夹具设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级13机自1班姓 名夏琳丰学 号1322230131指导老师刘春林 2017 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺:本人所写的毕业设计(论文)YH30型减速箱前后双支承镗孔夹具设计均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。 承诺人(签名): (手签) (手签) 2017 年 3 月 31 日摘 要YH30型减速箱前后双支承镗孔夹具设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。在零件的夹具设计中,主要是根据零件加工工序要求,分析应限的自由度数,进而根据零件的表面特征选定定位元件,再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件,最后就是确定专用夹具的结构形式。为了防止零件在夹紧过程中变形,保证加工过程中定位的稳定性,则采用压板为夹紧元件对零件底部凸台进行夹紧。为了保证有足够的夹紧力,动力源装置采用手动压紧机构。本夹具设计的优点有:结构简单实用、安装方便、易更换、造价低廉。关键词:夹具,镗孔,压板 VIIAbstractThe box before and after the double bearing boring fixture design of YH30 type reducer, choice of fixture for the various components of the design, such as connecting parts positioning elements and clamping elements, guide element, fixture and machine tool and other components; calculate fixture positioning errors when positioning, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, and in the improvement of attention the design of later.In parts of fixture design, mainly according to the requirements of machining process, analysis of the number of degrees of freedom should be restricted, and then according to the characteristics of the surface parts of the selected positioning element, then analysis the selected components can be defined positioning should be limited degrees of freedom. After determining the positioning element, it is necessary to select the clamping element.In order to prevent the deformation of the parts in the clamping process, to ensure the stability of the positioning in the process, the clamping plate is used to clamp the bottom of the part. In order to ensure sufficient clamping force, the power source device adopts manual clamping mechanism.The design of the fixture has the advantages of simple structure, practicality, convenient installation, easy replacement and low cost.Key words: fixture, boring, plate目 录摘 要IIIAbstractIV第1章 绪 论11.1 国内外的发展概况11.2 本课题应达到的要求1第2章 YH30型减速箱工艺设计32.1 零件的分析32.1.1 零件的作用32.1.2 零件的工艺分析32.2毛坯选择32.2.1毛坯的种类32.2.2 铸件制造方法的选择32.2.3铸件的尺寸公差与加工余量42.3定位基准的选择42.4 拟定工艺路线52.4.1确定各表面的加工方法52.4.2加工顺序的安排52.4.3确定加工余量62.4.4计算工序尺寸及公差62.5确定各工序切削用量62.6机床及工艺装备的选择72.7确定切削用量及基本工时(机动时间)8第3章 镗孔夹具设计的要求143.1 镗孔夹具方案设计143.2夹具总体设计的要求143.3 机床夹具的组成153.4 夹具设计的基本要求163.5 本次夹具设计的基本过程163.5.1 拟定夹具的结构方案,绘制结构草图163.5.2 绘制夹具总装配图及零件图173.6 确定夹具的类型183.7 镗模的主要类型183.8 明确设计任务,了解零件加工工艺过程193.8.1 熟悉工件零件图、本工序加工要求193.8.2 熟悉零件加工工艺过程19第4章 定位装置设计204.1 零件定位的基本原理204.1.1 六点定位原理204.1.2 工件定位中的约束分析204.2 常用定位元件及选用214.2.1 对定位元件的基本要求214.2.2 常用定位元件的选用214.3 定位方案的确定22第5章 夹紧装置设计235.1 夹紧装置的组成与基本要求235.2 夹紧力的确定235.2.1 确定夹紧力的基本原则235.2.2 切削力的计算245.2.3 夹紧力的计算25第6章 对刀及引导装置设计286.1 镗套的类别286.2 镗套的设计28第7章 夹具体的设计297.1 夹具体设计的基本要求297.2 夹具体毛坯的类型297.3 夹具体的设计307.4 镗模板的设计31第8章 经济性分析32总 结34致 谢36参 考 文 献37宁波大红鹰学院毕业设计(论文)第1章 绪 论1.1 国内外的发展概况夹具属于工装,工装包含夹具,属于从属关系。不仅仅是焊装用,在机加工方面也有用,许多时候,需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品,因为工装夹具是专门为某些产品特定的,要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说,就是用于工件装夹的工具。夹具从产生到现在,大约可以分为三个阶段:第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,是加工过程加速和趋于完善;第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到,夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系,所以对夹具引起了重视;第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备。由于现代加工的高速发展,对传统的夹具提出了较高要求,如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求,就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩,按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算,为了减小夹具的具体尺寸,就需要增大夹具的定位区间,增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力,以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度,提高工件装夹效率,还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计,以期以最短的夹紧行程,达到最佳的夹紧效果。1.2 本课题应达到的要求通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合,对YH30型减速箱的基本结构及作用有个大致的了解,在此基础上,经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后,分析YH30型减速箱的加工工艺,确定YH30型减速箱各加工表面的加工方法,进而形成YH30型减速箱的机械加工工艺路线。并能根据YH30型减速箱的加工工序要求,分析YH30型减速箱的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据,结合机械机构设计的相关理论知识,完成工件的有效定位及夹紧,从而使整个YH30型减速箱的加工工艺路线经济,工件定位方案合理,来达到产品的最优化设计。针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题,综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识,设计出一套适合于实际的YH30型减速箱加工工艺路线,从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。为提高镗床夹具在机床上安装的稳固性,减轻其断续切削可能引起的振动,夹具体不仅要有足够的刚度和强度,其高度和宽度比也应恰当,一般有H/B11.25,以降低夹具重心,使工件加工表面尽量靠近工作台面。37宁波大红鹰学院毕业设计(论文)第2章 YH30型减速箱工艺设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用YH30型减速箱是减速器的重要组成零件,它将有关零件(轴、套、齿轮)连接在一起,保证它们之间有正确的相对位置关系,使它们能按一定的传动关系协调的运动。因此,箱体的加工质量对机械精度、性能和使用寿命都有直接关系。减速器的作用(1)降速同时提高输出扭矩,扭矩输出比例按电机输出乘减速比,但要注意不能超出减速器额定扭矩。 (2)速同时降低了负载的惯量,惯量的减少为减速比的平方。所以在日常的生活工作中运用得非常广泛,也起到非常重要的的作用。2.1.2 零件的工艺分析减速箱体结构较复杂、加工面多、技术要求高、机械加工的劳动量大。因此箱体结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义零件的结构工艺分析主要应考虑以下几个方面:(1)零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求应经济合理,重要尺寸精度47,75公差在0.025之内,形位公差垂直度要求0.05之内,一般尺寸精度为9-11级;(2)各加工表面的几何形状应尽量简单;(3)有相互位置要求的表面应尽量在一次装夹中加工;该箱体在加工时,对47和80二孔加工要保证孔与孔的孔故对47和80加工时采用一次定位安装来加工。2.2毛坯选择2.2.1毛坯的种类铸件HT200(适用于形状复杂的毛坯,良好的耐磨性、抗震性、切削加工性和铸造性能)表1的牌号、性能及主要用途(机械制造基础)。2.2.2 铸件制造方法的选择毛坯制造方法应与材料的工艺性、零件的结构形状及大小、生产类型及特点以及工厂的现有条件相适应毛坯种类制造精度(IT)加工余量原材料工件尺寸工件形状砂型铸造13级以下大HT200各种尺寸复杂表1-2各类毛坯的特点及应用范围2.2.3铸件的尺寸公差与加工余量1铸件的尺寸公差(GB6414-1986)规定:铸件尺寸代号为CT,分16级造型材料公差等级CT灰铸铁自硬砂1113表1-4小批和单件生产铸件的尺寸公差等级表1-5铸件尺寸公差数值(机械制造技术课程设计)2铸件加工余量表1-6用于成批和大量生产与铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量等级和表1-7铸件尺寸公差配套使用的铸件机械加工余量(机械制造技术课程设计)3铸件最小孔径表面类型成批生产通孔1530MM表1-8铸件最小孔径2.3定位基准的选择正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容,也是保证加工精度的关键。定位基准分为粗基准和精基准。对于无合适定位面的零件可在毛坯上另外专门设计或加工出定位表面,称为辅助基准。定位基准的选择原则(机械制造基础P254)粗基准的选择原则(1) 应选择不加工表面为粗基准。(2) 对于具有较多加工表面的工件,粗基准的选择,应合理分配各 加工表面的加工余量,以保证:1、 各加工表面都有足够的加工余量;2、 对某些重要的表面,尽量使其加工余量均匀;3、 使工件上各加工表面总的金属切除量最小;4、 作为粗基准的表面,应尽量平整,没有浇口,冒口或飞边等其它表面缺陷,以便定位准确;5、 同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次;精基准的选择原则:(1)基准重合原则(2)基准统一原则(3)互为基准原则(4)自为基准原则2.4 拟定工艺路线2.4.1确定各表面的加工方法工件各加工表面的加工方法和加工次数是拟定工艺路线的重要内容。主要依据零件各加工表面本身的技术要求确定,同时还要综合考虑生产类型,零件的结构形状和加工表面的尺寸,工厂现有的设备情况,工件材料性质和毛坯情况等。2.4.2加工顺序的安排在确定了零件各表面的加工方法之后,就要安排加工的先后顺序,零件加工顺序是否合适,对加工质量,生产率和经济性有着较大的影响。(1) 机械加工顺序的安排在安排机械加工顺序时,一般遵循先粗后精先面后孔先主后次基准先行的原则。对于工序内容复杂的零件则视具体情况采取工序集中与分散的原则处理。(2) 加工阶段的划分对于精度和表面质量要求较高的零件,应将粗精加工分开进行。为此,一般将整个工艺过程划分阶段,按加工性质和作用不同,一般划分为粗加工阶段半精加工阶段精加工阶段和光整加工阶段。这对于保证零件加工质量合理使用机床设备及时发现毛坯缺陷及合理安排热处理工序等有很大好处 。(3) 热处理工序的安排热处理工序主要用来改善材料的性能及消除应力。热处理的方法次数和在工艺路线中的位置,应根据零件材料和热处理的目的而定。(退火 正火时效)(人工时效) (氮化) 毛坯粗加工半精加工精加工精磨细磨 (调质 退火) (高频淬火 渗碳淬火整体淬火去应力处理)图1-4热处理工序的安排图(机械制造技术课程设计)由图可得热处理安排为 毛坯粗加工半精加工精加工 (去应力退火 时效去应力) (表面淬火)(4) 合理安排辅助工序辅助工序种类很多,主要包括检验划线,去毛刺清洗平衡退磁防锈包装等,根据工艺需要穿插在工序中。2.4.3确定加工余量合理确定加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大(材料工时机床刀具)则消耗大;余量过小,不能去掉加工前道工序存在的误差和缺陷层,影响加工质量,造成废品。故应在保证加工质量的前提下尽量减小加工余量。毛坯余量(总余量)已在画毛坯图时确定,这里主要是确定工序余量。(1) 平面加工余量加工工序加工长度加工宽度粗加工后精铣3010010030030010001.0mm1.5mm1.5mm2.0mm表1-38平面加工余量(2) 镗孔加工余量项目加工直径直径余量半精镗20800.71.2mm精镗301300.250.40mm表1-37镗孔加工余量2.4.4计算工序尺寸及公差工序顺序确定后,就要计算各个工序加工时所应达到的工序尺寸及其公差。工序尺寸及其公差的确定与工序余量大小工序尺寸的标注方法基准选择中间工序安排等密切相关,是一项细致的工作。2.5确定各工序切削用量在单件小批生产中,各工序的切削用量一般由操作工人根据具体情况自己确定,以简化工艺文件。在大批大量生产中则应科学地严格地选择切削用量,以充分发挥高效率设备的潜力和作用。切削用量的选用与下列因素有关:生产率,加工质量(主要是表面粗糙),切削力所收起的工艺系统弹性变形,工艺系统的振动,刀具耐用度,机床功率等。在综合考虑上述因素的基础上,使背吃刀量ap,进给量f ,切削速度v的积最大。一般应先尽量取在的ap,其次尽量取大的进给量f,最后取合适的切削速度v.2.6机床及工艺装备的选择选择机床:数控铣床卧式镗床。夹具(专用夹具)选择机床和工艺装备的总原则是根据生产类型与加工要求使所选择的机床及工艺装备既能保证加工质量,又经济合理。中批生产时,通常采用通用机床加专用工夹具;在大批大量生产条件下,多采用高效率专用机床组合机床流水线自动线与随行夹具。在需要改装设备或设计专用机床时,应根据具体要求提出设计任务书,其中包括与加工工序内容有关的必要参数,所要求的生产率保证产品质量的技术条件以及机床的总体布置形式等。在选择工艺装备时,既工考虑适应性又要注意新技术的应用,当需要设计专用刀具量具时,也应提出设计任务书。机械加工工艺过程卡片件名称减速箱体材料牌号HT200毛坯种类灰铸铁工序号工序名称工序内容设备工艺装备010毛坯铸造砂型铸造自硬砂为造型材料020时效处理030粗/半精底面加工铣床X52K立铣刀,专用夹具1,机械卡尺040粗铣四侧凸缘端面,各端面加工余量为0.5mm粗铣四侧凸缘端面,各端面加工余量为0.5mm铣床X52K面铣刀(高速钢),专用夹具1,机械卡尺050铣底座两侧上平面表面粗糙度为Ra值2.5um高24mm尺寸加工铣床X52K面铣刀(高速钢),专用夹具1,机械卡尺060孔粗/精加工47,75卧式镗床单刃镗刀,专用夹具2,机械卡尺070钻孔30080孔粗/精加工47,80卧式镗床单刃镗刀,专用夹具3,机械卡尺090去毛刺100检验入库2.7确定切削用量及基本工时(机动时间)工序:粗、半精底面加工机床: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40:粗铣四侧凸缘端面,各端面加工余量为0.5mm机床:组合铣床刀具: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:刀具切入长度:精铣时 由工序5可知: 走刀次数为1机动时间:工序70:底平面5X9孔机床:组合钻床刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀(1)钻底面底平面5X8孔切削深度: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:工序50:铣底座两侧上平面机床:组合铣床刀具: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60:47,75孔粗/精加工机床:镗床刀具: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:(2)精镗孔切削深度: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:机动时间:工序70:30钻孔机床:组合钻床刀具: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:工序80:精镗前后端面支承孔机床:组合镗床刀具:高速钢刀具(1)精镗孔切削深度: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:机动时间:工序90:钻各个螺纹孔并攻丝机床:组合攻丝机刀具:钒钢机动丝锥(1)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:第3章 镗孔夹具设计的要求第3章 镗孔夹具设计的要求3.1 镗孔夹具方案设计方案设计是夹具设计的重要阶段,它在分析各种原始资料的基础上,要完成下列设计工作:1 研究壳体零件原始资料,明确设计要求。 拟订镗孔夹具结构方案,绘制夹具结构草图。 绘制夹具总图,标注有关尺寸及技术要求。 绘制零件图。从另外一方面来说,机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分,是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际,进行调查研究,吸取国内外的先进技术,制定出合理的设计方案,再进行具体的设计。而深入生产实际调查研究中,应当掌握下面的一些资料:1(1)工件图纸;详细阅读工件的图纸,了解工件被加工表面是技术要求,该零件在机器中的位置和作用,以及装置中的特殊要求。(2)工艺文件:了解工件的工艺过程,本工序的加工要求,工件被加工表面及待加工面状况,基准面选择的情况,可用机床设备的主要规格,与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。(3)生产纲领:夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应,做到经济合理。在本次毕业设计的夹具要求是中小批量生产的夹具设计。(4)制造与使用夹具的情况,有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站;制造和使用夹具的工人的技术状况等。夹具的出现可靠地保证加工精度,提高整体工作效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能。3.2夹具总体设计的要求1)夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加工工序,应适当提高夹具的精度,以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。2)夹具应达到加工生产率的要求。特别对于大批量生产中使用的夹具,应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。3)夹具的操作要方便、安全。按不同的加工方法,可设置必要的防护装置、挡屑板以及各种安全器具。4)能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。夹具元件的材料选用将直接影响夹具的使用寿命。因此,定位元件以及主要元件宜采用力学性能较好的材料。夹具的低成本设计在世界各国都以相当重视。为此,夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应。在大批量生产中。宜采用气压、液压等高效夹紧装置;而小批量生产,则宜采用较简单的夹具结构。5)要适当提高夹具元件的通用化和标准程度。选用标准化元件,特别应选用商品化的标准元件,以缩短夹具制造周期,从而降低夹具成本。6)必须具有良好的结构工艺性,以便夹具的制造、使用和维修。以上要求有时是互相矛盾的,故应在全面考虑的基础上,处理好主要矛盾,使之达到较好的效果。例如镗模设计中,通常侧重于生产率的要求。在机械加工中,在机床上用来确定工件位置并将其压紧夹牢的工艺装备称为机床夹具。不仅单件小批量生产中需要它,成批大量生产更不可缺少。机床夹具是机床和工件之间的连接装备,能使工件相对于机床和刀具获得正确位置,以保证零件和产品的质量,并提高生产率。机床夹具的性能好坏将直接影响工件加工表面的位置精度,因此机床夹具设计是机械制造装备设计中一项重要的工作,也是加工过程中最活跃的因素之一。3.3 机床夹具的组成虽然机床夹具的种类繁多,但它们的工作原理基本上是相同的。一般可以概况为一下几个部分组成,这些组成部分既相互独立又相互联系。1. 定位支承元件。定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件,是夹具的主要功能元件之一。2. 夹紧装置。夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢,并保证在加工过程中工件的正确位置不变。3. 连接定向元件。这种元件的作用是将工件压紧夹牢,并保证在加工过程中工件的正确位置不变。4. 对刀元件或导向元件。这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件。用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。5. 其他装置或元件。根据加工需要,有些夹具上还设有分度装置。靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等,以及标准化了的其他连接元件。6. 夹具体。夹具体是夹具的基本骨架,用来配置、安装各夹具元件,使之组成一整体。3.4 夹具设计的基本要求一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求。(1) 保证工件的加工精度。保证加工精度的关键,首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件,必要时还需要进行定位误差分析,还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响,注意夹具应有足够的刚度,多次重复使用的夹具还应该注意相关元件的强度和耐磨性,确保夹具能满足工件精度要求。(2) 提高生产效率。专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应,应尽量采用各种快速高效的装夹机构,保证操作方便,缩短辅助时间,提高生产效率。(3) 工艺性能好。专用夹具的结构应力求简单、合理、便于制造、装配、调整、检验、维修等。(4) 使用性能好。专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。在客观条件允许且又经济适用的前提下,应尽可能采用气动、液压等机械化加紧装置,以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便,必要时可设置排屑机构,防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具,防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。(5) 经济性好。专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构,力求结构简单、制造容易,以降低夹具的制造成本。因此,设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析,以提高夹具在生产中的经济效益。3.5 本次夹具设计的基本过程3.5.1 拟定夹具的结构方案,绘制结构草图1. 确定工件的定位方案,根据工件定位原理选择或者设计定位装置,合理设置定位元件,进行定位误差的分析计算,定位误差应小于工序公差的三分之一。2. 确定刀具的对刀或引导方式,设计对刀及引导装置。3. 确定工件的夹紧方案,合理的确定夹紧的方向和作用点,进行夹紧力的分析计算,最后确定夹紧元件及传动装置的主要尺寸。4. 确定夹具其它元件(夹具体、镗模板等)的架构模型。5. 合理布置夹具元件,确定夹具体的形式及夹具的总体结构。3.5.2 绘制夹具总装配图及零件图图3-1 装配图1. 夹具总装配图应尽量采用1:1的比例,越要时可采用1:2、1:5、2:1、5:1等比例。主视图应选面对操作者的工作位置。2. 总装配图绘制的顺序是:用双点划线将工件的外形轮廓、定位 基面,夹紧表面及加工表面(加工余量用网线表示)绘制在各个视图的合理位置上,视工件为透明体,依次绘出定位、对刀导引、夹紧及其它元件或装置,最后绘出夹具体,并对各零件进行编号,填写零件明细表和标题栏。3. 标注必要的尺寸、公差配合及技术要求。4. 夹具中的非标准零件要绘制零件图,并按总装配图的设计要求,确定各零件的尺寸、公差及技术要求。3.6 确定夹具的类型 按使用范围,夹具可分为通用夹具和专用夹具两类。通用夹具适用于各种不同尺寸的零件加工,如导尺、分度盘等。这类夹具是作为附件与机床一起配套供应的。专用夹具是专门为某一工件在某一工序进行加工而设计的夹具,如在铣床上加工弯曲零件必须采用相应的夹具,在压刨上加工斜面、曲面也要采用专用夹具。3.7 镗模的主要类型 镗床专用夹具一般通称为“镗模”。可按镗模有无夹具体,以及夹具体是否可动,而分为下面几类:11.固定式镗模 这种镗模在使用时,是被固定在镗床工作台。用于在立轴式镗床上加工较大的单孔或在摇臂镗床上加工平行孔系。如果要在立式镗床上使用固定式镗模加工平行空系,则需要在机床主轴上安装镗模时,一般先将装在主轴上的定尺刀具伸入镗套中,以确定镗模的位置,然后将其紧固。这种加工方式的镗孔精度比较高。2.回转式镗模 回转式镗模主要用于加工同一圆周面上的平行孔系,或分布在圆周上的径向孔。有立轴、卧轴和斜轴回转等三种基本形式。由于回转台已标准化,并作为机床附件由专门厂生产供应,固回转式镗模的设计,大多数情况是设计专用的工作夹具和标准回转台联合使用。3.翻转式镗模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻转式镗模可减少工件装夹的次数,提高工件上各孔之间的位置精度。4.盖板式镗模 这种镗模无夹具体,其定位元件和夹紧装置直接装在镗模板上。镗模板在工件上装夹,适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便,易清除切屑;但是每次夹具需从工件上装卸,较费时,故此镗模的质量一般不宜超过10 kg。5.滑柱式镗模 滑柱式镗模的结构已经标准化了和规格化了,具有不同的系列。使用时,只要根据工件的形状、尺寸和加工要求等具体情况,专门设计制造相应的定位、夹紧装置和镗套等,装在夹具体的平台或镗模板上的适当位置,就可用于加工。3.8 明确设计任务,了解零件加工工艺过程3.8.1 熟悉工件零件图、本工序加工要求图3-2 加工零件图该零件为HT200;零件图如上图3-2,中批量生产;该工序在立式镗床上用镗刀加工。3.8.2 熟悉零件加工工艺过程 1.粗铣上下两端面 2. 精铣上下两端面 3.钻铰30孔 4. 镗2-100孔 以上铣削工序均在X52K铣床上加工,工序3在卧式镗床T68上加工镗两组互相垂直的孔系。工序4在Z525立式钻床上加工。第4章 定位装置设计第4章 定位装置设计4.1 零件定位的基本原理4.1.1 六点定位原理工件定位的实质就是要使工件在夹具中占有某个确定的位置。任何一个刚体(工件)在空间直角坐标系内都有六个自由度,即沿X、Y、Z轴的移动和绕X、Y、Z轴的旋转,如图4-1所示。工件在空间的六个自由度,可用很合理布置的六个支承点来限制,使零件得到正确的位置,此即工件的六点定位原理。图 4-1 自由度示意图4.1.2 工件定位中的约束分析运用六点定位原理可以分析和判断夹具中定位结构是否正确、布局是否合理、约束条件是否满足。根据工件自由度被约束的情况,工件定位可分为以下几种类型。1. 完全定位。完全定位是指工件的六个自由度不重复地被全部约束的定位。当工件在X、Y、Z三个坐标方向均有尺寸要求或位置精度要求时,一般采用这种定位方式。2. 不完全定位。根据工件的加工要求,有时并不需要约束工件的全部自由度,这样的定位方式称为不完全定位。工件在定位时应该约束的自由度数目应由工序的加工要求而定,不影响加工精度的自由度可以不加约束。3. 欠约束。根据工件的加工要求,应该约束的自由度没有完全被约束的定位称为欠定位。欠定位无法保证加工要求,因此,在确定工件在夹具中的定位方案时,决不允许有欠定位的现象产生。4. 过定位。夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象,称为过定位。消除或减少过定位引起的干涉,一般有两种方法:一是改变定位元件的结构;二是控制或者提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。4.2 常用定位元件及选用工件在夹具中要想获得正确定位,首先应正确选择定位基准,其次则是选择合适的定位元件。工件定位时,工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位副。4.2.1 对定位元件的基本要求1. 限位基面应有足够的精度。定位元件具有足够的精度,才能保证工件的定位精度。2. 限位基面应有较好的耐磨性。由于定位元件的工作表面经常与工件接触和摩擦,容易磨损,为此要求定位元件限位表面的耐磨性较好,以保证夹具的使用寿命和定位精度。3. 支承元件应有足够的强度和刚度。定位元件在加工过程中,受工作重力、加紧力和切削力的作用,因此要求定位元件应有足够的刚度和强度,避免使用中的变形和损坏。4. 定位元件应有较好的工艺性。5. 定位元件应便于清除切屑。定位元件的结构和工作表面形状应有利于清除切屑,以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。4.2.2 常用定位元件的选用1. 工件以平面定位(1) 以面积较小的已经加工的基准平面定位时,选用平头支承钉;以粗糙不平的基准面或毛皮面定位时,选用圆头支承钉侧面定位时,可选用网状支承钉。(2) 以面积较大、平面精度较高的基准平面定位时,选用支承板定位元件;用于侧面定位时,可选用带斜槽的支承板;通常尽可能选用带斜槽的支承板,以利于清除切屑。(3) 以毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位时,选用自位支承作定位元件。但需注意,自位支承虽有两个或三个支承点,由于自位和浮动作用只能作为一个支承点。(4) 以毛坯面作基准平面,可选用调节支承作为定位元件。(5) 当工件定位基准面需要提高定位刚度、稳定性和可靠性时,可选用更辅助支承作辅助定位元件。2. 工件以外圆柱定位(1) 当工件的对称度要求较高时,可选用V形块定位。(2) 当工件定位圆柱面精度较高时(一般不低于IT8),可选用定位套或半圆形定位座定位。3. 工件以内孔定位(1) 工件上定位内孔较小时,常选用定位销作为定位元件。(2) 在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中,大都选用心轴定位,为了便于加紧和减小工件因间隙造成的倾斜,当工件定位内孔与基准端面垂直精度较高时,常以孔和端面联合定位。本次设计中,平面的定位采用带斜槽的支承板,内孔的定位采用定位销。4.3 定位方案的确定根据所加工的工件尺寸为形状是矩形即YH30型减速箱类零件又因为零件体积比较大不便于装卸和搬运,因此在工件安装后采取推入式将工件送到指定位置。本夹具用在卧式镗床上加工减速箱体上两组相互垂直的孔系。夹具经找正后坚固在镗床工作台上,可随工作台一起移动和转动。工件以耳座上面、30H7孔和K面做定位基准。装工件时,首先拉出镗套,将工件放在具有斜面的支承导板上,向前推移,当工件上30H7孔与定位套对齐时,插入可卸心轴,然后推动斜楔并适当摆工件,使斜楔与K面有良好接触,拧四个螺钉,四个压板半角工件夹紧在定位块上。推入镗套,即可加工。第5章 夹紧装置设计第5章 夹紧装置设计在机械加工过程中,零件会受到切削力、离心力、惯性力等的作用。为了保证在这些外力作用下,工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置,而不致发生振动和位移,在夹具结构中必须设置一定的加紧装置将零件可靠地夹牢。5.1 夹紧装置的组成与基本要求夹紧装置一般由动力源装置、中间传力装置机构、夹紧元件与夹紧机构所组成。设计夹紧装置时,一般应满足一下基本要求:1. 夹紧过程中不改变工件定位时所占据的正确位置。2. 夹紧力大小适当,既要保证加工过程中工件不会产生位移和移动,又要使工件不产生不允许的变形和损伤。3. 夹紧装置的自动化程度,应与工件的生产批量相适应。4. 结构要简单,力求体积小、重量轻、并有足够的强度;工艺性好便于制造与维修。5. 使用性能好,操作方便、省力、安全可靠。5.2 夹紧力的确定5.2.1 确定夹紧力的基本原则设计夹紧装置时,夹紧力的确定包括夹紧力的方向、作用点和大小三个要素。1. 夹紧力的方向(1) 夹紧力的方向应有助于定位稳定,且主夹紧力应朝向主要定位基面。(2) 夹紧力的方向应有利于减少夹紧力,以减少工件的变形、减轻劳动强度。(3) 夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向。2. 夹紧力的作用点(1) 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内,应尽可能使夹紧点与支承点对应,使夹紧力作用在支承上。(2) 夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的部位。(3) 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面,以防止零件产生振动和变形,提高定位的稳定性和可靠性。3. 夹紧力的大小夹紧力的大小,对于保证定位稳定、加紧可靠,确定加紧装置的结构尺寸,都有着密切的关系。5.2.2 切削力的计算查简明机床夹具设计手册可得,切削力的计算公式为:圆周分力 (3-1)径向分力 (3-2)轴向分力 (3-3)式中 :背吃刀量,mm,在切断、割槽和成形车削时,指切削刃的长度 f:每转进给量,mm :修正系数 :考虑工件材料力学性能的系数 :考虑刀具几何参数的系数则;=2mm,f=0.25mm在本次工序中采用硬质合金刀具对工件进行加工,其刀具的相关参数为:主偏角=30,前角=10,刃倾角=5。查简明机床夹具设计手册得,=1.10,=1.08,=1.0,=1.0。则 =1.101.081.01.0=1.188将以上数据代入公式(3-1)得:圆周分力=90221.188=757.7N查简明机床夹具设计手册得,=1.10,=1.30,=1.0,=1.25。则 =1.101.301.01.25=1.79将以上数据代入公式(3-2)得:径向分力=5300.251.79=625.9N查简明机床夹具设计手册得,=1.10,=0.78,=1.0,=0.85。则 =1.100.781.00.85=0.73将以上数据代入公式(3-3)得:轴向分力=45120.73=378.2N5.2.3 夹紧力的计算为了防止工件在受到夹紧力时产生变形,本次设计采用压板对YH30型减速箱底座进行夹紧,这样可以避免因夹紧力过大而使工件变形。查机床夹具设计手册,压板的计算公式为: (3-4)式中 :实际所需夹紧力,N :夹压点到轴心线的距离,mm :压板的导向长度,mm :摩擦系数0.10.15 :弹簧作用力,N由于本次设计工件的定位方式为一面两销,查机床夹具设计手册,为防止工件在切削力F作用下移动所需的加紧力为: (3-5)式中 :圆柱销允许承受的部分切屑力对精加工:;对粗加工: :摩擦系数,见表3-1 :安全系数,其中为各种因素的安全系数,见表3-2及表3-3。表5-1 摩擦系数摩 擦 系 数工件为加工过的表面0.16工件为未加工过的毛坯表面(铸、锻件),固定支承为球面0.20.25夹紧元件和支承表面有齿纹,并在较大的相互作用力下工作0.70用卡盘或弹簧夹头夹紧,其夹爪为:光滑表面沟槽与切削力方向一直沟槽相互垂直齿纹表面0.160.180.300.400.400.500.701.0表 4-2 安全系数的数值符号考虑因素系数值考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数1.21.5加工性质粗加工1.2精加工1.0刀具钝化程度(详见表3-2)1.01.9切削特点连续加工1.0断续加工1.2加紧力的稳定性手动夹紧1.3机动夹紧1.0续表3-2符号考虑因素系数值手动加紧时的手柄位置操作方便1.0操作不便1.2仅有力矩作用于工件时与支承面接触情况接触点稳定1.0接触点不稳定1.5表4-3 安全系数(刀具钝化程度)加工方法切削分力情况铸 铁钢镗 削T1.151.151.01.0粗扩(毛坯)T1.31.31.21.2精 扩T1.21.21.21.2粗车或粗镗1.01.01.21.41.251.6精车或精镗1.051.01.41.051.31.0圆周洗削(粗、精)1.21.41.61.8(含炭量小于0.3%)1.21.4(含炭量小于0.3%)端面洗削(粗、精)1.21.41.61.8(含炭量小于0.3%)1.21.4(含炭量小于0.3%)磨 削1.151.2拉 削1.5则 =1.41.01.051.01.01.01.0=1.47 =5569.1N =1.41.01.41.01.01.01.0=1.96 =6133.8N=1.41.01.31.01.01.01.0=1.82=3441.6N取最大值进行压板夹紧力的计算。=7867.2N第6章 对刀及引导装置设计第6章 对刀及引导装置设计引导装置在镗、镗类机床上加工孔和孔系时对刀具进行导向,引导元件主要有镗套和镗套。借助于引导元件可提高被加工孔的几何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。本次设计的YH30型减速箱镗孔夹具,引导元件采用的是镗套。6.1 镗套的类别常用的镗套结构形式有以下两类:一类是固定式镗套。固定式镗套的结构和镗套基本相似,固定在镗模支架上而不能随着镗杆一起转动,因此镗杆和镗套之间有相对运动,存在摩擦。固定式镗套外形尺寸下、结构接凑、制造简单、容易保证镗套中心位置的准确度。另一类是回转式镗套。回转式镗套在镗孔过程中是随着镗杆一起转动的,所以镗杆与镗套之间无相对转动,只有相对移动。当高速镗孔时,可以避免镗杆与镗套发热而咬死,而且改善了镗杆的磨损状况。6.2 镗套的设计本次设计所要加工的孔系。对孔加工时才采用固定镗套,其结构形式见图6-1.对孔加工时采用回转镗套,其结构形式见图6-2。对于孔加工时镗套的结构形式与图6-2一样,这里就不在表示。图6-1 固定镗套第7章 夹具体的设计第7章 夹具体的设计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,而且在工件的加工过程中,夹具还应承受夹紧力、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。7.1 夹具体设计的基本要求夹具体是夹具的基础件,设计时应满足一下要求。(1) 应有适当的精度和尺寸稳定性。(2) 应有足够的强度和刚度。(3) 应有良好的结构工艺性和使用性。(4) 应便于排屑切屑。(5) 在机床上的安装应稳定可靠。7.2 夹具体毛坯的类型夹具体毛坯可以分为四类:1、铸造夹具体,其优点是可铸出各种复杂形状,工艺性好,并且具有较好的抗压强度、刚度和抗振性,如图7-1a所示;2、焊接夹具体,其优点是容易制造,生产周期短,成本低,重量较轻,如图7-1b所示;3、锻造夹具体,适用于形状简单、尺寸不大、要求强度和刚度大的场合,如图7-1c所示;4、装配夹具体,其优点是制造成本低、周期短、精度稳定,有利于标准化和系列化,如图7-1d所示。a b c d图 7-1 夹具体毛坯的
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