钻离合器压紧两相交孔翻转钻模设计夹具毕业设计【全套含CAD图纸、说明书、三维PROE模型】
离合器钻孔夹具及零件(翻转式)毕业设计说明书(论文)题 目:离合器钻孔夹具设计及加工仿真作 者: 学 号: 系 部: 专 业: 指导者: 评阅者: 摘 要在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的,用以固定加工对象,使之占有正确位置,以便接受施工的一种工艺装备,统称为夹具。因此,无论是在机械加工,装配,检验,还是在焊接,热处理等冷,热工艺中,以及运输工作中都大量采用夹具。但在机械加工中应用最为广泛的是金属切削机床上使用的夹具,我们称其为机床夹具。它在保证产品优质,高产,低成本,充分发挥现有设备的潜力,以便工人掌握复杂或精密零件加工技术,以减轻繁重的体力劳动等诸方面起着巨大的作用。因此,机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。为此,在本次毕业设计时,选择了机床夹具设计。本文主要围绕机床钻孔夹具设计为中心。用以钻某零件零件,首先通过参观实习让我们对夹具设计有了初步的了解,特别是对钻模夹具设计的了解更为深刻。然后,在导师的指导下,对夹具设计方案进行分析和选择。选定方案后,。通过查阅相关夹具设计书籍和相关图例在钻孔夹具设计过程中,。在查阅了相关文献后完成外文翻译。参考相关资料完成夹具的总体设计。关键词 机械;夹具;钻模;加工AbstractIn the process of the machinery manufacturing industries widely used in a variety of different, to fix the object to be processed so that it occupies the correct position in order to receive a process of construction and equipment, collectively referred to as fixtures. Therefore, whether in machining, assembly, inspection, or in welding, heat treatment and other cold and hot process, and transport work are extensive use of fixtures. But in machining fixture is the most widely used metal cutting machine tools, jigs and fixtures we call. It is to ensure product quality, high yield, low cost, the full potential of existing equipment, or for workers to grasp complex precision parts processing techniques to reduce the heavy manual labor and other aspects play a huge role. Therefore, the design and use of jigs and fixtures is one of the important technical measures to promote the rapid development of production. For this reason, in this graduation design, select the design of jigs and fixtures.This paper drilling machine tool fixture design around the center. Drill part for a part, first by visiting fixture design practice allows us to have a preliminary understanding, especially understanding of jig fixture design more profound. Then, under the guidance of instructors, fixture design scheme of analysis and selection. After the selected program. Through access to relevant books and fixture design legend associated drilling fixture design process. Checking the relevant documents after the completion of foreign language translation. Refer to the relevant information to complete the overall design of the fixture.Keywords: machinery; fixture; jig; machining目 录 第 1 章 绪论 .11.1 钻孔夹具方案设计 11.2 了解夹具总体设计的要求 11.3 钻床的发展趋势 21.4 钻床夹具的概述 .31.4.1 钻床夹具的特点 .31.4.2 钻床夹具的主要类型 .41.4.3 钻模类型选择 .41.4.4 钻套的选择 .41.4.5 钻模板类型 .5第 2 章 钻床夹具设计特点 .62.1 明确设计任务,了解零件加工工艺过程 62.1.1 熟悉工件零件图、本工序加工要求 62.1.2 熟悉零件加工工艺过程 62.2 确定定位方案 7第 3 章 工件的夹紧计算及其选择 83.1 工件的夹紧 83.2 夹紧力的选择 93.2.1 夹紧力方向 93.2.2 夹紧力的作用点 93.2.3 夹紧力的计算 9第 4 章 夹具结构分析与设计 .124.1 夹具的夹紧装置和定位装置 .124.2 钻孔与工件之间的切屑间隙 .134.3 钻模板 .144.4 定位误差的分析 .154.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用 .16V4.6 确定夹具体结构和总体结构 .174.7 三维装配图 PROE 建模 .194.8 夹具设计及操作的简要说明 .214.9 自动生成数控加工程序文件 21结 论 .23致 谢 .25参考文献 .261第 1 章 绪论1.1 钻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。 拟订钻孔夹具结构方案,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。1.2 了解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。23)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。例如钻模设计中,通常侧重于生产率的要求。1.3 钻床的发展趋势钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动,钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单,加工精度相对较低,可钻通孔、盲孔,更换非凡刀具,可扩、锪孔,铰孔或进行攻丝等加工。钻床可分为下列类型: (1)台式钻床:可安放在作业台上,主轴垂直布置的小型钻床。 (2)立式钻床:主轴箱和工作台安置在立柱上,主轴垂直布置的钻床。 (3)摇臂钻床:摇臂可绕立柱回转、升降,通常主轴箱可在摇臂上作水平移动的钻床。它适用于大件和不同方位孔的加工。 (4)铣钻床:工作台可纵横向移动,钻轴垂直布置,能进行铣削的钻床。 (5)深孔钻床:使用特制深孔钻头,工件旋转,钻削深孔的钻床。 (6)平端面中心孔钻床:切削轴类端面和用中心钻加工的中心孔钻床。 (7)卧式钻床:主轴水平布置,主轴箱可垂直移动的钻床钻床相关标准与其他金属切削机床相关标准大体相同,其专用标准有:GB6477.4-86金属切削机床术语钻床,GB2815-89、JB/T5763-91钻床联接尺寸标准,GB9461-88、JB/Z108-89摇臂钻床参数及系列型谱标准等,出口产品不得低于一等品。 3主要生产厂家有:中捷友谊厂、沙市第一机床厂、宁夏大河机床厂、鲁南机床厂、保定钻床厂等。钻床主要出口日本、东南亚、欧、美、非洲及港、澳等 30 余个国家及地区。1.4 钻床夹具的概述钻床夹具:用干各种钻床(镗床组合机床)上的夹具,又称钻模,镗模。主要目的保证孔的精度(位置)。要想对钻床夹具有深刻的了解,就要先知道钻床夹具的特点。1.4.1 钻床夹具的特点在一般钻床对工件进行空加工,多具一下特点:首先是刀具本身的刚性比较差。钻床上所加工的空多为小尺寸的孔,其工序内容不外乎钻、扩、铰、锪或攻螺纹等加工,所以,刀具直径往往比较小,而轴向尺寸比较啊,刀具的刚性均较差。其次是多刃刀的不对称,易造成空的形位公差。钻、扩、铰等孔加工刀具,多为多刃刀具,当刀刃分布不对称,或刀刃分布不对称,或刀刃长度不等,会造成被加工孔的制造误差,尤其是采用普通麻花钻钻孔,手工刃磨钻头所造成的两侧不对称,极易造成被加工孔的孔位偏移、孔径增大及孔轴线的弯曲和歪斜,严重影响孔的形状、位置精度。再有就是普通麻花钻头起钻时,孔的精度极差。普通麻花钻轴向尺寸大,结构刚性差,加上钻心结构所形成的横刃,破坏定心,使钻尖运动布稳定,往往在起钻过程造成较大的孔位误差。在单件、小批量生产种中,往往要考操作工在起钻过程中不断地进行人工矫正控制孔位精度,而在大批生产中,则需依靠刀刃结构的改进和夹具对刀具的严格引导解决。综合以上孔加工特点,钻床夹具的主要任务是解决好工件相对刀具的正确加工位置的严格控制问题。在大批量生产中,为有自傲解决钻头钻孔的精度不稳定的问题,多直接设置带有刀具引导的钻模板,对钻头进行正确引导和对孔位进行强制性限制。尤其是对箱体、盖板类工件的钻孔,往往要同时有多支钻头一次性钻出众多的孔,为保证加工孔隙的位置精度,一定要通过一块精确的模版,把多个孔位由引导限制好。这种用来正确引导钻头控制孔位精度的模版。专业化、高效生产中的钻4床夹具,通常具有较精确的钻模版,以正确、快速地引导钻头控制孔位精度,这是钻床夹具的最主要的特点。所以,习惯上又把钻床夹具称为钻模。为防止钻刃破坏钻模板上引导孔的孔壁,多在引导孔中设置高硬度的钻套,以维持钻模板的孔系精度。对钻床夹具的类型要有一定的认知。1.4.2 钻床夹具的主要类型钻床加工中对不同的加工工件所选着的夹具体液是不同的。因此根据经验人们总结了以下不同工件加工的主要夹具。它们主要是:1.固定式:夹具与机床上位置固定不变,用于立钻,摇臂钻加工大件等2.回转式:用于同一圆周上的孔系加工。它包括立轴、卧轴和斜轴回转三种基本型式。3.移动式:钻模移动,用于加工同一表面上的多个孔中小型工件4、翻转式:钻模板转动一定角度,用于加工不同表面上的孔,翻转点力,5、盖板式:没有夹具体,模板盖在工件上加工6、滑柱式:升降钻模板的通用可调夹具根据不同工件的加工,因此我们也要对钻模由工件的形状和加工要求进行选择。1.4.3 钻模类型选择钻模类型多,在设计时,要根据工件的形状、重量、加工要求和批量来选型:被钻孔径10mm ,或加工精度较高时,宜用固定钻模。不同表面上的孔,总G150N,宜用固定钻模,在摇臂钻加工,量大时用立钻多轴加工。垂直度与孔间距要求不高时,用滑柱式钻模。若加工大件上的小孔时,宜用盖式钻模。为了提高钻孔的精度,可以通过钻套来来引导刀具的位置,保证孔加工的精度。但由于加工工件的量大小和孔位置特殊,所以钻套也分为以下几种。1.4.4 钻套的选择钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套的作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工,钻套装配在模板上,用钻套比不用钻套可减少 50%以上的误 差。其5结构尺寸已标准化:1)固定钻套:配合 H7/n6,H7/r6,结构简单,精度高,适用于单孔或小批生产。2)可换钻套:H7/g5,H7/g6,间隙配合装入衬套内,用螺钉固定3)快换钻套:配合 H7/g5,H7/g6,结构与上述不同,不用固定螺钉便可更换。适用于加工多,更换不同孔经的钻套。 上述钻套标准化。还有一种特殊故钻套。4)特殊钻套:适用于工件结构形状和被加工孔的位置特殊 性,标准钻套不满足时用的钻套。钻套的安装也是非常重要的,因此钻模板可以通过合理的设计将钻套定位安装,从而保证孔的加工位置。钻模板通常装配在夹具体或支架上,或与夹具上的其它元件相连接。常见的有如下几种类型:1.4.5 钻模板类型A 固定式钻模板:钻模板和夹具体或支架是用固定方法相连接,一般采用两个圆锥销和螺钉装配连接;对于简单的结构也可采用整体的铸造或焊接结构。B 铰链式钻模板: 当钻模板妨碍工件装卸等工作时,可用活动铰链把钻模板与夹具体相连接。C 可卸式钻模板D 悬挂式钻模板: 在立式钻床上采用多轴传动头进行平行孔系加工时,所用的钻模板就连接在传动箱上,并随机床主轴往复移动。这种钻模板简称为悬挂式钻模板6第 2 章 钻床夹具设计特点2.1 明确设计任务,了解零件加工工艺过程2.1.1 熟悉工件零件图、本工序加工要求图 2.3 加工零件图该零件为 45#钢;零件图如上图 2.3,中批量生产;该工序在立式钻床上用钻孔。该手柄的加工表面分三种,主要是孔的加工,两侧面的加工,内孔的加工,各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求,特别是孔的加工,几乎都要保证 Ra3.2um 的表面粗糙度,因而需精加工2.1.2 熟悉零件加工工艺过程 10.开料毛坯;20.粗铣端面 B;30.粗铣端面 A;40.精铣端面 B;50.精铣端面 A;60.粗镗中心孔;70.粗镗中心孔;80.钻径向孔;790.钻斜向孔;100 去毛刺110.检验入库。2.2 确定定位方案见图 2-2:工件以两孔及一平面为定位基准在法兰盘和菱形销上定位,装上可卸转模板后,转动手柄凸轮轴迫使杠杆下端向右摆开,于是拉杆便将可卸左模板向右拉夹紧工件为止。图中对孔的的加工没有位置公差要求,所以我们选择底平面和两孔为定位基准来设计钻模,从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和两孔定位限制 6 个自由度。8第 3 章 工件的夹紧计算及其选择3.1 工件的夹紧夹紧的目的是保证工件在夹具中的定位,不致因工时受切削力,重力或伴生离心力,惯性力,热应力等的作用产生移动或振动。夹紧装置是夹具完成夹紧作用的一个重要的而不可以缺少的组成部分,除非工件在加工过程中所受到的各种力不会使它离开定位时所需确定的位置,才可以设有夹紧装置。夹紧装置设计的优劣,对于提高夹紧的精度和加工作效率,减轻劳动强度都有很大的影响。夹紧对象特征加工信息特征夹紧要求特征动力源项元功能解项技术性经济性社会性应用实例技术参数夹紧功能原理方案设计功能项原理解项评价项备注项图 3.1 夹紧功能原理方案设计组成结构分析各类夹具的基本功能要求可以将夹紧装置概括为两类:第一类是性能要求,主要指定位唯一性、定位稳定性,夹紧稳定性及总体约束;第二类要求是夹具的结构刚性、成本及易操作性、易于维修等要求。本设计目录中功能项包括夹紧对象特征项、加工信息特征及夹紧要求特征。夹紧对象特征项目:包括夹紧对象类型、材料、形状、体积、数量、物理特性、磁性、导电性、刚性等信息。加工信息特征项:加工类型、机加工、装配、检测、焊接等、加工参数、切削参数、运动参数、几何参数等。夹紧要求特征项:主要指性能要求,包括定位要求、定位基准选择,如特征点、特征面。夹紧力大小、夹紧方向、夹紧行程、夹紧松开速率,自锁性等。元件功能分析:夹紧功能主要包括四种元功能。它们是:定位功能、传动功能、执行功能和分度功能等辅助功能。定位功能由定位元件完成,定位元件按定位面特9征分为平面定位元件、圆孔定位元件、外圆定位元件。传动功能由中间递力机构完成,该机构一般有三个作用;改变作用力的力一向、大小和自锁作用。目前常用的有以下机构:斜楔机构、螺旋机构、圆偏心机构、杠杆铰链机构、连杆机构、联动机构、对中机构、定心机构等。设计夹紧装置时,应满足下述主要要求: 21.夹紧装置在对工件夹紧时,不应破坏工件的定位,为此,必须正确选择夹紧力的方向及着力点。2.夹紧力的大小应该可靠,适当,要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不致超出允许的范围。3.夹紧装置结构简单合理,夹紧动作要迅速,操作方便省力,安全。4.夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。3.2 夹紧力的选择3.2.1 夹紧力方向在保证安装的真确可靠,减少工件的变形,定位方便和在可以减少所需夹紧力的大小的前提下,此套夹具的夹紧方向和工件重力方向和切削方向相同。工件的定位工作面为垂直方向上,则工件的夹紧通过工件的一个定位销与水平方向的移动压块完成。夹紧力的方向为平行重力方向垂直夹紧。 2在本次夹具设计中,夹紧力是由中心螺杆和一边压板提供的。3.2.2 夹紧力的作用点夹紧力的作用点是指夹紧元件与工件相接触的一小块面积。现在夹紧力的方案已定。考虑夹具的结构尺寸特征可以确定夹紧力的作用点个数为2个。考虑夹紧力作用点的一般要求: 1 夹紧力的作用点应能保持工件定位稳定,而不至引起工件发生位移和偏转; 夹紧力的作用点,应使被夹紧的夹紧变形尽可能的小些; 夹紧力的作用点应尽可能靠近加工表面,以提高定位稳定性。3.2.3 夹紧力的计算夹紧力的大小重要取决于切削P和重力G,重力是可认为不变的,而切削力在切削的过程中是变化的。影响切削力的大小因素很多,如工件质量的不均匀,加工质10量的不均匀,刀具磨损以及切削用量的变化等等。同时夹紧力也和其他因素有关,如夹紧件和工件及工件与定位件间接触表面的光洁度,工艺系统的刚性等等,因此夹具夹紧力的设计只能对其作初略的估算。W:实际夹紧力 Wi:理论夹紧力 K:安全系数安全系数:K= K 1K2K3K4式中: K1-基本安装系数 K2-加工安装系数K3-刀具钝化系数 K4-切削特点系数 刀具:钻头。则轴向力:见工艺师手册表 28.4F=C d f k 3.1F0zFy式中: C =420, Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =(07.1)92()103.nHBF=420 (2307.135.480.1 N转矩T=C d f kT0ZTy式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 2.0.85317.34()NM功率 P =mKWdV26.0950在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数K=K K K K1234式中 K 基本安全系数,1.5;K 加工性质系数,1.1;2K 刀具钝化系数 , 1.1;3K 断续切削系数, 1.14则 F =KF=1.5/ )(42391.1. N11钻削时 T=17.34 N M切向方向所受力: F =1LT2670534.取 .fF =4416f )(.41NF Ff1所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。12第 4 章 夹具结构分析与设计4.1 夹具的夹紧装置和定位装置夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过,其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下,还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧,才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置,以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下,不发生移动和震动,确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的,正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力,使之变为夹紧力,并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式,利用螺旋杆直接夹紧元件,或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋,实际上相当于把契绕在圆柱体上,因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋,使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点:(1)结构简单;(2)扩力比大;(3)自琐性能好;(4)行程不受限制;(5)夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置,在此套夹具中,中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧,通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转,通过螺栓夹紧移动压板,实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板,通过精13确的圆弧定位,实现定心。此套移动压板制作简单,便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动,以达到压紧的目的。压紧的同时,实现工件的定心,使其定位基准的对称中心在规定位置上。图4.1 装配图如图4.1所示在这次夹具设计中,在垂直方向,用两个同心半圆环来定位。4.2 钻孔与工件之间的切屑间隙钻套的类型和特点:1、固定钻套:钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中,钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用 H7/n6 配合,主要用于加工量不大,磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小,孔距离精度要求较高的小孔。2、可换钻套:主要用在大批量生产中,由于钻套磨损大,因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套,衬套直接压入钻模板的孔内,钻套以 F7/m6 或 F7/k6 配合装入衬套中。3、快换钻套:当对孔进行钻铰等加工时,由于刀径不断增大,需要不同的导套引导刀具,为便于快速更换采用快换 钻套。144、特殊钻套:尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C,使开始钻孔时,钻头切屑刃不位于钻套的孔中,以免刮伤钻套内孔,如图4.2。图4.2 钻套切屑间隙 C=(0.31.2)d。在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素,确定了设计方案后,选择了C=8。因为此钻套的材料是铸件,所以C可以取较小的值。图4.3 钻套三维图4.3 钻模板在导向装置中,导套通常是安装在钻模板上,因此钻模板必须具有足够的刚度15和强度,以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式,可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板,在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下,钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位,螺栓紧固,钻模精度较高。 4图4.4 钻模板三维图4.4 定位误差的分析该夹具以一个平面和和 2 个定位销定位,要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。由5和6可得:1 定位误差: 当短圆柱销以任意边接触时minDWd当短圆柱销以固定边接触时2dD式中 为定位孔与定位销间的最小间隙min通过分析可得:0.52D160.1dmin因此:当短圆柱销以任意边接触时0.63DW2 夹紧误差 : cos)(minaxyj其中接触变形位移值:SNcHBKRkmnZaZy 014.8.9)(1cos0.3j 磨损造成的加工误差: 通常不超过Mj5. 夹具相对刀具位置误差: 取AD01.误差总和: 0.965jwm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。4.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套(其结构如下图所示)以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套,以来满足达到孔的加工的要求。图 4.5 可换钻套17表d D D1 H t基本 极限偏差 F7基本 极限偏差 D601 3 +0.010+0.004611.8 4 71.82.6 5 86 9 -2.63+0.016+0.00633.36+0.016+0.008 93.34 7 1045 8 118 12 1656+0.022+0.01010+0.019+0.0101368 12 15 10 16 20810+0.028+0.013 15 181012 18+0.023+0.0122212 20 251215 22 260.0081518+0.034+0.01626 3016 28 361822 30+0.028+0.015342226 35 39 20 3645#2630+0.041+0.02042 463035 48+0.033+0.0175225 45# 563542 55 594248 62 660.0124850+0.050+0.02570+0.039+0.0207430 56 670.040钻模板选用翻转钻模板,用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。4.6 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求(1)应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面,如安装接触位置,安装表面的刀块夹紧安装特定的,足够的精度,之间的位置精度稳定夹具体,夹具体应该采用铸造,时效处理,退火等处理方式。(2)应具有足够的强度和刚度18保证在加工过程中不因夹紧力,切削力等外力变形和振动是不允许的,夹具应有足够的厚度,刚度可以适当加固。(3)结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观,更复杂的结构,之间的相互位置精度与每个表面的要求高,所以应特别注意结构的过程中,应处理的工件,夹具,维修方便。再满足功能性要求(刚度和强度)前提下,应能减小体积减轻重量,结构应该简单。(4)应便于铁屑去除在加工过程中,该铁屑将继续在夹在积累,如果不及时清除,切削热的积累会破坏夹具定位精度,铁屑投掷可能绕组定位元件,也会破坏的定位精度,甚至发生事故。因此,在这个过程中的铁屑不多,可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间:对切削过程中产生更多的,一般应在夹具体上面。(5)安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心,夹具应尽可能低,支撑面积应足够大,以安装精度要高,以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的,识别特定的文件夹结构,然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中,夹具必承受大的夹紧力切削力,产生冲击和振动,夹具的形状,取决于夹具布局和夹具和连接,在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具,积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠,所以夹具设计,必须考虑结构应便于铁屑。此外,夹点技术,经济的具体结构和操作、安装方便等特点,在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具,切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠,所以夹具设计,必须考虑结构应便排出铁屑。19图 4.6 夹具体4.7 三维装配图 PROE 建模 下图为装配三维建模图 4.7(a,b,c):图 4.7a 夹具装配图20图 4.7b 夹具装配图图 4.7c 夹具装配图214.8 夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产,主要考虑提高劳动生产率。因此设计时,需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计,用移动夹紧的大平面定位三个自由度,定位两个自由度,用定位块定位最后一个转动自由度。此时虽然有过定位,但面是经精铣的面,定位是允许的。4.9 自动生成数控加工程序文件本设计,选择的零件斜面板为数控加工零件,见图 4.8:图 4.8 刀具路线图程序清单:%N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0N0030 T00 M06N0040 G00 G90 X5.5321 Z1.1942 S0 M03N0050 G43 Y2.2614 H00N0060 Y2.1433N0070 G01 Y2.0252 F9.8 M08N0080 X5.4132N0090 X-1.7124N0100 X-1.831322N0110 Y2.1433N0120 G00 Y2.3795N0130 X5.5321 Z-1.1942N0140 Y2.2614N0150 Y2.1433N0160 G01 Y2.0252N0170 X5.4132N0180 X-1.7124N0190 X-1.8313N0200 M02%23结 论在很多问题的设计过程中,假设出现不合理工艺路线,甚无法保证夹具设计的准确性。在夹具设计中,由于定位基准的选择不合理,出现了定位或不定位零件加工精度无法保证。在夹紧机构由于尺寸的选择,如不合理,但没有达到夹紧的目的,也可能是由于位置的夹紧力和工件表面的作用所产生的营业额不合理。然而,在老师的细心指导的悉心指导下,经过三个月的努力,这些问题都一一解决方案。在这一过程中,加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解,提高了综合专业知识的能力,我的专业知识,进一步提高技能,为以后从事专业技术工作。然而,在老师的细心指导的悉心指导下,经过三个月的努力,这些问题都一一解决方案。在这一过程中,加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解,提高了综合专业知识的能力,我的专业知识,进一步提高技能,为以后从事专业技术工作。通过这次的毕业设计,我深深地感受到,做任何事都必须有耐心,细心。有时是不小心计算误差,只能被无情地重做。但一想到老师教得比平时多,病人,认为他们的社会责任感的未来,思想在世界上是因为一些小错误,让人触目惊心的事故,我不能不提醒自己,要形成一个高度负责的好习惯,一丝不苟。发现自己的知识真的很差,他们的能力,用学到的知识是不够的,几年来学习很多课程,今天才知道自己和不使用。想到这里,我真的有点不耐烦。主要是确定的工艺设计的工艺路线,确定加工和切削参数,基本工时,本设计的零件工艺路线是正确合理的,定位和夹紧的夹紧机构可实现定位和夹紧的目的,可以保证工件的加工精度。在很多问题的设计过程中,假设出现不合理工艺路线,甚无法保证夹具设计的准确性。在夹具设计中,由于定位基准的选择不合理,出现了定位或不定位零件加工精度无法保证。在夹紧机构由于尺寸的选择,如不合理,但没有达到夹紧的目的,也可能是由于位置的夹紧力和工件表面的作用所产生的营业额不合理。然而,在老师的细心指导的悉心指导下,经过三个月的努力,这些问题都一一解决方案。在这一过程中,加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解,提高了综合专业知识的能力,我的专业知识,进一步提高技能,为以后从事专业技术工作。然而,在老师的细心指导的悉心指导下,经过三个月的努力,这些问题都一一解决方案。在这一过程中,加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解,提高了综合专业知识的能力,我的专业知识,进一步提高技能,为以后从事专业技24术工作。通过这次的毕业设计,我深深地感受到,做任何事都必须有耐心,细心。有时是不小心计算误差,只能被无情地重做。但一想到老师教得比平时多,认为他们的社会责任感的未来,思想在世界上是因为一些小错误,让人触目惊心的事故,我不能不提醒自己,要形成一个高度负责的好习惯,一丝不苟。发现自己的知识真的很差,他们的能力,用学到的知识是不够的,几年来学习很多课程,今天才知道自己和不使用。想到这里,我真的有点不耐烦。25致 谢毕业设计是大学知识,相关的专业知识的综合运用,是知识在实践中的应用。通过本次毕业设计,使我的专业知识得到巩固和提高在原来的基础上,就离不开老师和同学的帮助。设计的分析是在老师的指导下完成的,在分析过程中,老师给了我很大的鼓励,在设计和分析使我觉得更多的设计思路,提高的学习能力,和讨论的问题的分析,有一个更清楚的了解,使我受益不浅。说实话,毕业设计真是有点累了。然而,明确其自身的设计结果,毕业设计仔细回味的旅程,一个罕见的成功立刻让我昏昏欲睡。虽然这是我刚学的第一个走,一点在我的生命中的成功,但它让我觉得更成熟了。通过这次的毕业设计,我深深地感受到,做任何事都必须有耐心,细心。有时是不小心计算误差,只能被无情地重做。但一想到老师教得比平时多,病人,认为他们的社会责任感的未来,思想在世界上是因为一些小错误,让人触目惊心的事故,我不能不提醒自己,要形成一个高度负责的好习惯,一丝不苟。发现自己的知识真的很差,他们的能力,用学到的知识是不够的,几年来学习很多课程,今天才知道自己和不使用。想到这里,我真的有点不耐烦。因为临近毕业的时间,许多本来应该了解到的地方都没有时间去仔细调查的来源,如控制,协调电网的理解,选择求解器,它使我明白大学只是一个大致的方向,和距离太远,离实际应用。但我认为,方向是最重要的,因为方向,将用最少的精力去做事情,这项工作后,我的生命。因为在实际生产生活中,从事的工作是千差万别的,只有找到自己最喜欢的,最有前途的工作,个人有更高的热情,但也最有可能在自己的岗位上做出一定的贡献。毕业设计(论文)开题报告年 3 月 20 日 (学生填表)课题名称 离合器钻孔夹具设计和加工仿真学生姓名 专业班级 课题类型 工程设计指导教师 职称 讲师 课题来源 生产1. 综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义一 国内研究动态夹具的发展历程,大约可分为三个阶段:第一阶段主要表现在夹具与人的结合上,这时夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,使得加工过程进一步提高效率和趋于完善;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;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。一般企业仍大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂里约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔 34 年就要更新 5080左右专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为1020左右。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。CAFD 即计算机辅助夹具设计,从 20 世纪 70 年代开始发展至今,已成为CAD/CAM 集成技术的一个重要组成部分。传统夹具设计理论与先进的计算机技术相结合而开发出的各种 CAFD 系统成为专用夹具新的设计方法。哈尔滨第一轻工机械厂等也使用虚拟制造技术,即模型库和数据库为设计人员提供产品设计方案,并利用产品工艺规则模型,成品模型来优化产品设计,最终输出新产品模型和相关信息。采用此技术可以提供设计和管理决策,对生产成本,周期和能力影响和信息,以便能够正确处理产品性能与制造成本,生产进度和风险的关系。二 国外研究现状从国际上看,俄国、德国和美国是夹具的主要生产国和研发国。数控机床(FC)、加工中心(MC)、柔性制造单元、柔性制造系统(FMS)等现代或加工设备的广泛应用,使传统的机械加工的指导方法发生了重大变革,夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具,转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的广大化。给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。例如,德国 demmeler 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 2-5m。采用美国 J ergens (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。三 选题依据和意义随着我国现代工业技术的发展,对机械传动装置的技术性能和经济指标提出了越来越高的要求。因此,对夹具创新设计的研究,对国内机械制造有着重要意义。汽车用离合器盖板孔排列和形状各不相同,工件轻小,加工复杂,劳动强度高,现查阅文献资料,开展调查研究设计离合器钻孔夹具( 翻转式),用于减少工件装夹的次数,提高工件上各孔之间的位置精度 ;提高生产效率,降低生产成本;扩大机床的工艺范围;减轻工人劳动强度,保证安全生产。(1)保证加工精度采用夹具安装,可以准确地确定工件与机床之间的相互位置,工件的位置精度由夹具保证,不受工人技术水平的影响,其加工精度高而且稳定。(2)提高生产率,降低成本用夹具装夹工件,无需找正便可以使工件迅速的定位和加紧,显著的减少了辅助工时;用夹具装夹工件提高了工件的刚性,因此可加大切削用量。另外,采用夹具后,产品质量稳定,废品率下降,对工人技术要求降低,明显降低了生产成本。(3)扩大机床的工艺范围使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的适用范围,实现一机多用。(4)减轻工人的劳动强度用夹具装夹工件方便,快速,当采用气动,液压等夹紧装置时,可减轻工人的劳动强度。2. 研究的基本内容,拟解决的主要问题研究的基本内容汽车用离合器盖板面孔排列和形状各不相同,工件轻小,一般小于 10kg现查阅文献资料,开展调查研究设计离合器钻孔夹具( 翻转式),对夹具进行设计,用 Pro/e 三维实体设计软件把各零件进行三维造型,然后将各零件进行装配。并提出常用的装配方案和所设计的装配方案,分别对各种装配方案进行优化分析然后将各零件进行装配。同时,编写夹具的其中一个非标准件的加工工序卡。用 Pro/e 三维软件对该非标准件进行数控加工自动编程并用仿真软件在数控机床上加工出该零件。拟解决的主要问题(1)工件的夹紧方式的选择,夹紧装置的选择;(2)刀具的对刀导向方案确定;夹具与机床的连接方式的确定;(3)如何进行数控加工自动编程;(4)能否实现最终的设计要求。3. 研究步骤、方法及措施1)设计的准备,研究原始资料,明确设计任务分析研究被加工零件的零件图、任务书等文件,了解零件的作用、形状、结构特点、材料和本工序的加工要求、切削用量和所使用的工艺基准及所使用的工艺装备,以便发现问题,及时与导师进行磋商。 收集有关资料,包括所使用机床的技术参数,所使用刀具、量具的规格,夹具零部件的国家标准、行业标准和企业标准,夹具设计资料(图册和设计手册),工厂的生产组织、制造工艺及制造水平等。 2)方案设计,确定夹具的结构方案,绘制结构草图(1)确定夹具的类型。(2)定位设计。(3)确定工件的夹紧方式,选择合适的夹紧装置。(4)确定刀具的对刀导向方案。(5)确定夹具与机床的连接方式。(6)确定其它元件和装置的结构形式,如定位键、分度装置等。(7)确定夹具总体布局和夹具体的结构形式。(8)绘制结构草图3)分析计算与审核,确定并标注有关尺寸和夹具技术要求(1)定位误差、加工精度分析;对动力夹紧装置进行夹紧力验算;当夹具有多个方案时可进行经济分析,取效益高的方案。 (2)夹具的标志是否完整、夹具的搬运是否方便。(3)夹具与机床的连接是否牢固和正确。(4)定位元件是否可靠和精确。(5)夹紧装置是否安全和可靠。(6)工件的装卸是否方便。(7)夹具与有关刀具、辅具等之间的协调关系是否良好。(8)加工过程中切屑的排除是否良好。(9)操作的安全性是否可靠。(10)加工精度能否符合工件图样所规定的要求。(11)生产率能否达到工艺要求。(12)夹具是否具有良好的结构工艺性和经济性。(13)夹具的标准化审核。4)总体设计 绘制夹具总图(1)尽量选用 1:1 的比例。(2)尽可能选择面对操作者的方向作为主视图。(3)总图应把夹具的工作原理、结构和各种元件间的装配关系表达清楚。(4)线绘制工件外形轮廓、定位基准面、夹紧表面和加工表面。待加工表面的加工余量可用网格线或粗实线表示。在总图中,工件可看作透明体,不遮挡后面的线条。(5)合理标注尺寸、公差和技术要求(6)合理选择材料 5)零件的加工仿真1 用 Pro/e 三维实体设计软件零件造型,然后 cad 出图2 编写零件的加工工序卡3 用 Pro/e 三维软件对零件进行数控加工自动编程并用仿真软件在数控机床上加工4. 研究工作进度第 1-2 周:调研、文献查询与阅读、资料分析、制定方案,编写开题报告; 第 3-4 周:确定总体方案,画出装配图及零件图草图并进行夹具的精度分析。第 5-8 周:用 Pro/e 软件对夹具进行绘制与装配并生成 CAD 图。第 9-10 周:对其中一个非标准零件编写加工工序卡,并用 Pro/e 软件对其中工序进行数控加工自动编程。 第 11 周 :用仿真软件在数控机床上完成该工序的加工。第 12-13 周:编写设计说明书,翻译英文资资料;第 14-15 周:审核修改毕业论文准备答辩。5.主要参考文献1 王光斗.机床夹具手册. 上海:上海科技技术出版社,2000.112 曹岩主编.机床夹具手册与三维图库.北京:化学工业出版社,2010.33 陈宏钧.简明机械加工工艺手册. 北京:机械工业出版社,2008.014 吴拓,方琼珊.机械制造工艺学课程设计指导.北京:机械工业出版社,20065 詹友刚. Pro/ENGINEER 中文野火版 5.0 数控加工教程. 北京:机械工业出版社,2011.76 朱勇.数控机床仿真.上海:上海科技技术出版社,2009.107王纯祥 工装夹具设计及应用 北京:化学工艺出版社,2014.98 朱耀祥,浦林祥 现代夹具设计手册 机械工业出版社,2010.29韩文静 金属加工:冷加工, 2016(1):61-6210机械设计零件与实用装置图册11濮良贵 机械设计M北京高等教育出版社 200612肖黎明 Pro/ENGINEER 野火版零件设计完全解析 北京:中国铁道出版社 2011.1113黄键 管法兰垫片,紧固件选用手册 北京:机械工业出版社 2006.514吴拓 现代机床夹具设计及实例 北京:化学工业出版社 2015.1015王伯平 互换性与测量技术基础 北京:机械工业出版社 200416程宏均 实用机械加工工艺手册 北京:机械工业出版社 2014系意见系 主任签字: 年 月 日.
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