0075-工艺夹具-尾座体加工工艺
0075-工艺夹具-尾座体加工工艺,工艺,夹具,尾座体,加工
学位论文附录二 :中文翻译 通过夹具布局设计和夹紧力的优化控制变形摘 要工件变形必须控制在数值控制机械加工过程之中。夹具布局和夹紧力是影响加工变形程度和分布的两个主要方面。在本文提出了一种多目标模型的建立,以减低变形的程度和增加均匀变形分布。有限元方法应用于分析变形。遗传算法发展是为了解决优化模型。最后举了一个例子说明,一个令人满意的结果被求得, 这是远优于经验之一的。多目标模型可以减少加工变形有效地改善分布状况。关键词:夹具布局;夹紧力; 遗传算法;有限元方法1 引言夹具设计在制造工程中是一项重要的程序。这对于加工精度是至关重要。一个工件应约束在一个带有夹具元件,如定位元件,夹紧装置,以及支撑元件的夹具中加工。定位的位置和夹具的支力,应该从战略的设计,并且适当的夹紧力应适用。该夹具元件可以放在工件表面的任何可选位置。夹紧力必须大到足以进行工件加工。通常情况下,它在很大程度上取决于设计师的经验,选择该夹具元件的方案,并确定夹紧力。因此,不能保证由此产生的解决方案是某一特定的工件的最优或接近最优的方案。因此,夹具布局和夹紧力优化成为夹具设计方案的两个主要方面。 定位和夹紧装置和夹紧力的值都应适当的选择和计算,使由于夹紧力和切削力产生的工件变形尽量减少和非正式化。 夹具设计的目的是要找到夹具元件关于工件和最优的夹紧力的一个最优布局或方案。在这篇论文里, 多目标优化方法是代表了夹具布局设计和夹紧力的优化的方法。 这个观点是具有两面性的。一,是尽量减少加工表面最大的弹性变形; 另一个是尽量均匀变形。 ANSYS软件包是用来计算工件由于夹紧力和切削力下产生的变形。遗传算法是MATLAB的发达且直接的搜索工具箱,并且被应用于解决优化问题。最后还给出了一个案例的研究,以阐述对所提算法的应用。2 文献回顾随着优化方法在工业中的广泛运用,近几年夹具设计优化已获得了更多的利益。夹具设计优化包括夹具布局优化和夹紧力优化。King 和 Hutter提出了一种使用刚体模型的夹具-工件系统来优化夹具布局设计的方法。DeMeter也用了一个刚性体模型,为最优夹具布局和最低的夹紧力进行分析和综合。他提出了基于支持布局优化的程序与计算质量的有限元计算法。李和melkote用了一个非线性编程方法和一个联络弹性模型解决布局优化问题。两年后, 他们提交了一份确定关于多钳夹具受到准静态加工力的夹紧力优化的方法。他们还提出了一关于夹具布置和夹紧力的最优的合成方法,认为工件在加工过程中处于动态。相结合的夹具布局和夹紧力优化程序被提出,其他研究人员用有限元法进行夹具设计与分析。蔡等对menassa和devries包括合成的夹具布局的金属板材大会的理论进行了拓展。秦等人建立了一个与夹具和工件之间弹性接触的模型作为参考物来优化夹紧力与,以尽量减少工件的位置误差。Deng和melkote 提交了一份基于模型的框架以确定所需的最低限度夹紧力,保证了被夹紧工件在加工的动态稳定。大部分的上述研究使用的是非线性规划方法,很少有全面的或近全面的最优解决办法。所有的夹具布局优化程序必须从一个可行布局开始。此外,还得到了对这些模型都非常敏感的初步可行夹具布局的解决方案。夹具优化设计的问题是非线性的,因为目标的功能和设计变量之间没有直接分析的关系。例如加工表面误差和夹具的参数之间(定位、夹具和夹紧力)。以前的研究表明,遗传算法( GA )在解决这类优化问题中是一种有用的技术。吴和陈用遗传算法确定最稳定的静态夹具布局。石川和青山应用遗传算法确定最佳夹紧条件弹性工件。vallapuzha在基于优化夹具布局的遗传算法中使用空间坐标编码。他们还提出了针对主要竞争夹具优化方法相对有效性的广泛调查的方法和结果。这表明连续遗传算法取得最优质的解决方案。krishnakumar和melkote 发展了一个夹具布局优化技术,用遗传算法找到夹具布局,尽量减少由于在整个刀具路径的夹紧和切削力造成的加工表面的变形。定位器和夹具位置被节点号码所指定。krishnakumar等人还提出了一种迭代算法,尽量减少工件在整个切削过程之中由不同的夹具布局和夹紧力造成的弹性变形。Lai等人建成了一个分析模型,认为定位和夹紧装置为同一夹具布局的要素灵活的一部分。Hamedi 讨论了混合学习系统用来非线性有限元分析与支持相结合的人工神经网络( ANN )和GA。人工神经网络被用来计算工件的最大弹性变形,遗传算法被用来确定最佳锁模力。Kumar建议将迭代算法和人工神经网络结合起来发展夹具设计系统。Kaya用迭代算法和有限元分析,在二维工件中找到最佳定位和夹紧位置,并且把碎片的效果考虑进去。周等人。提出了基于遗传算法的方法,认为优化夹具布局和夹紧力的同时,一些研究没有考虑为整个刀具路径优化布局。一些研究使用节点数目作为设计参数。一些研究解决夹具布局或夹紧力优化方法,但不能两者都同时进行。 有几项研究摩擦和碎片考虑进去了。碎片的移动和摩擦接触的影响对于实现更为现实和准确的工件夹具布局校核分析来说是不可忽视的。因此将碎片的去除效果和摩擦考虑在内以实现更好的加工精度是必须的。在这篇论文中,将摩擦和碎片移除考虑在内,以达到加工表面在夹紧和切削力下最低程度的变形。一多目标优化模型被建立了。一个优化的过程中基于GA和有限元法提交找到最佳的布局和夹具夹紧力。最后,结果多目标优化模型对低刚度工件而言是比较单一的目标优化方法、经验和方法。3 多目标优化模型夹具设计一个可行的夹具布局必须满足三限制。首先,定位和夹紧装置不能将拉伸势力应用到工件;第二,库仑摩擦约束必须施加在所有夹具-工件的接触点。夹具元件-工件接触点的位置必须在候选位置。为一个问题涉及夹具元件-工件接触和加工负荷步骤,优化问题可以在数学上仿照如下: 这里的表示加工区域在加工当中j次步骤的最高弹性变形。其中是的平均值;是正常力在i次的接触点;是静态摩擦系数;fhi是切向力在i次的接触点;pos(i)是i次的接触点;是可选区域的i次接触点;整体过程如图1所示,一要设计一套可行的夹具布局和优化的夹紧力。最大切削力在切削模型和切削力发送到有限元分析模型中被计算出来。优化程序造成一些夹具布局和夹紧力,同时也是被发送到有限元模型中。在有限元分析座内,加工变形下,切削力和夹紧力的计算方法采用有限元方法。根据某夹具布局和变形,然后发送给优化程序,以搜索为一优化夹具方案。图1 夹具布局和夹紧力优化过程4 夹具布局设计和夹紧力的优化4.1 遗传算法遗传算法( GA )是基于生物再生产过程的强劲,随机和启发式的优化方法。基本思路背后的遗传算法是模拟“生存的优胜劣汰“的现象。每一个人口中的候选个体指派一个健身的价值,通过一个功能的调整,以适应特定的问题。遗传算法,然后进行复制,交叉和变异过程消除不适宜的个人和人口的演进给下一代。人口足够数目的演变基于这些经营者引起全球健身人口的增加和优胜个体代表全最好的方法。遗传算法程序在优化夹具设计时需夹具布局和夹紧力作为设计变量,以生成字符串代表不同的布置。字符串相比染色体的自然演变,以及字符串,它和遗传算法寻找最优,是映射到最优的夹具设计计划。在这项研究里,遗传算法和MATLAB的直接搜索工具箱是被运用的。 收敛性遗传算法是被人口大小、交叉的概率和概率突变所控制的 。只有当在一个人口中功能最薄弱功能的最优值没有变化时,nchg达到一个预先定义的价值ncmax ,或有多少几代氮,到达演化的指定数量上限nmax, 没有遗传算法停止。有五个主要因素,遗传算法,编码,健身功能,遗传算子,控制参数和制约因素。 在这篇论文中,这些因素都被选出如表1所列。表1 遗传算法参数的选择由于遗传算法可能产生夹具设计字符串,当受到加工负荷时不完全限制夹具。这些解决方案被认为是不可行的,且被罚的方法是用来驱动遗传算法,以实现一个可行的解决办法。1夹具设计的计划被认为是不可行的或无约束,如果反应在定位是否定的。在换句话说,它不符合方程(2)和(3)的限制。罚的方法基本上包含指定计划的高目标函数值时不可行的。因此,驱动它在连续迭代算法中的可行区域。对于约束(4),当遗传算子产生新个体或此个体已经产生,检查它们是否符合条件是必要的。真正的候选区域是那些不包括无效的区域。在为了简化检查,多边形是用来代表候选区域和无效区域的。多边形的顶点是用于检查。“inpolygon ”在MATLAB的功能可被用来帮助检查。4.2 有限元分析ANSYS软件包是用于在这方面的研究有限元分析计算。有限元模型是一个考虑摩擦效应的半弹性接触模型,如果材料是假定线弹性。如图2所示,每个位置或支持,是代表三个正交弹簧提供的制约。图2 考虑到摩擦的半弹性接触模型在x , y和z 方向和每个夹具类似,但定位夹紧力在正常的方向。弹力在自然的方向即所谓自然弹力,其余两个弹力即为所谓的切向弹力。接触弹簧刚度可以根据向赫兹接触理论计算如下:随着夹紧力和夹具布局的变化,接触刚度也不同,一个合理的线性逼近的接触刚度可以从适合上述方程的最小二乘法得到。连续插值,这是用来申请工件的有限元分析模型的边界条件。在图3中说明了夹具元件的位置,显示为黑色界线。每个元素的位置被其它四或六最接近的邻近节点所包围。图3 连续插值这系列节点,如黑色正方形所示,是(37,38,31和30 ),(9,10 ,11 , 18,17号和16号)和( 26,27 ,34 , 41,40和33 )。这一系列弹簧单元,与这些每一个节点相关联。对任何一套节点,弹簧常数是:这里,kij 是弹簧刚度在的j -次节点周围i次夹具元件,Dij 是i次夹具元件和的J -次节点周围之间的距离,ki是弹簧刚度在一次夹具元件位置,i 是周围的i次夹具元素周围的节点数量为每个加工负荷的一步,适当的边界条件将适用于工件的有限元模型。在这个工作里,正常的弹簧约束在这三个方向(X , Y , Z )的和在切方向切向弹簧约束,(X , Y )。夹紧力是适用于正常方向(Z)的夹紧点。整个刀具路径是模拟为每个夹具设计计划所产生的遗传算法应用的高峰期的X ,Y ,z切削力顺序到元曲面,其中刀具通行证。在这工作中,从刀具路径中欧盟和去除碎片已经被考虑进去。在机床改变几何数值过程中,材料被去除,工件的结构刚度也改变。 因此,这是需要考虑碎片移除的影响。有限元分析模型,分析与重点的工具运动和碎片移除使用的元素死亡技术。在为了计算健身价值,对于给定夹具设计方案,位移存储为每个负载的一步。那么,最大位移是选定为夹具设计计划的健身价值。遗传算法的程序和ANSYS之间的互动实施如下。定位和夹具的位置以及夹紧力这些参数写入到一个文本文件。那个输入批处理文件ANSYS软件可以读取这些参数和计算加工表面的变形。 因此, 健身价值观,在遗传算法程序,也可以写到当前夹具设计计划的一个文本文件。当有大量的节点在一个有限元模型时,计算健身价值是很昂贵的。因此,有必要加快计算遗传算法程序。作为这一代的推移,染色体在人口中取得类似情况。在这项工作中,计算健身价值和染色体存放在一个SQL Server数据库。遗传算法的程序,如果目前的染色体的健身价值已计算之前,先检查;如果不,夹具设计计划发送到ANSYS,否则健身价值观是直接从数据库中取出。啮合的工件有限元模型,在每一个计算时间保持不变。每计算模型间的差异是边界条件,因此,网状工件的有限元模型可以用来反复“恢复”ANSYS 命令。5 案例研究一个关于低刚度工件的铣削夹具设计优化问题是被显示在前面的论文中,并在以下各节加以表述。5.1 工件的几何形状和性能工件的几何形状和特点显示在图4中,空心工件的材料是铝390与泊松比0.3和71Gpa的杨氏模量。外廓尺寸152.4mm127mm*76.2mm.该工件顶端内壁的三分之一是经铣削及其刀具轨迹,如图4 所示。夹具元件中应用到的材料泊松比0.3和杨氏模量的220的合金钢。图4 空心工件5.2 模拟和加工的运作举例将工件进行周边铣削,加工参数在表2中给出。基于这些参数,切削力的最高值被作为工件内壁受到的表面载荷而被计算和应用,当工件处于330.94 n(切)、398.11 N (下径向)和22.84 N (下轴) 的切削位置时。整个刀具路径被26个工步所分开,切削力的方向被刀具位置所确定表2加工参数和条件。5.3 夹具设计方案夹具在加工过程中夹紧工件的规划如图5所示。图5 定位和夹紧装置的可选区域一般来说, 3-2-1定位原则是夹具设计中常用的。夹具底板限制三个自由度,在侧边控制两个自由度。这里,在Y=0mm截面上使用了4个定点(L1,L2 , L3和14 ),以定位工件并限制2自由度;并且在Y=127mm的相反面上,两个压板(C1,C2)夹紧工件。在正交面上,需要一个定位元件限制其余的一个自由度,这在优化模型中是被忽略的。在表3中给出了定位加紧点的坐标范围。表3 设计变量的约束由于没有一个简单的一体化程序确定夹紧力,夹紧力很大部分(6673.2N)在初始阶段被假设为每一个夹板上作用的力。且从符合例5的最小二乘法,分别由4.43107 N/m 和5.47107 N/m得到了正常切向刚度。5.4 遗传控制参数和惩罚函数在这个例子中,用到了下列参数值:Ps=30, Pc=0.85, Pm=0.01, Nmax=100和Ncmax=20.关于f1和的惩罚函数是这里fv可以被F1或代表。当nchg达到6时,交叉和变异的概率将分别改变成0.6和0.1.5.5 优化结果连续优化的收敛过程如图6所示。且收敛过程的相应功能(1)和(2)如图7、图8所示。优化设计方案在表4中给出。图6 夹具布局和夹紧力优化程序的收敛性遗传算法 图7 第一个函数值的收敛图8第二个函数值的收敛性表4 多目标优化模型的结果 表5 各种夹具设计方案结果进行比较,5.6 结果的比较 从单一目标优化和经验设计中得到的夹具设计的设计变量和目标函数值,如表5所示。单一目标优化的结果,在论文中引做比较。在例子中,与经验设计相比较,单一目标优化方法有其优势。最高变形减少了57.5 ,均匀变形增强了60.4 。最高夹紧力的值也减少了49.4 。从多目标优化方法和单目标优化方法的比较中可以得出什么呢?最大变形减少了50.2 ,均匀变形量增加了52.9 ,最高夹紧力的值减少了69.6 。加工表面沿刀具轨迹的变形分布如图9所示。很明显,在三种方法中,多目标优化方法产生的变形分布最均匀。与结果比较,我们确信运用最佳定位点分布和最优夹紧力来减少工件的变形。图10示出了一实例夹具的装配。图9沿刀具轨迹的变形分布图10 夹具配置实例6 结论本文介绍了基于GA和有限元的夹具布局设计和夹紧力的优化程序设计。优化程序是多目标的:最大限度地减少加工表面的最高变形和最大限度地均匀变形。ANSYS软件包已经被用于健身价值的有限元计算。对于夹具设计优化的问题,GA和有限元分析的结合被证明是一种很有用的方法。 在这项研究中,摩擦的影响和碎片移动都被考虑到了。为了减少计算的时间,建立了一个染色体的健身数值的数据库,且网状工件的有限元模型是优化过程中多次使用的。 传统的夹具设计方法是单一目标优化方法或经验。此研究结果表明,多目标优化方法比起其他两种方法更有效地减少变形和均匀变形。这对于在数控加工中控制加工变形是很有意义的。参考文献1、 King LS,Hutter( 1993年) 自动化装配线上棱柱工件最佳装夹定位生成的理论方法。De Meter EC (1995) 优化机床夹具表现的Min - Max负荷模型。2、 De Meter EC (1998) 快速支持布局优化。Li B, Melkote SN (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度。3、 Li B, Melkote SN (2001) 夹具夹紧力的优化和其对工件的定位精度的影响。4、 Li B, Melkote SN (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度。5、 Li B, Melkote SN (2001) 夹具夹紧力的优化和其对工件定位精度的影响。6、 Li B, Melkote SN (2001) 最优夹具设计计算工件动态的影响。7、 Lee JD, Haynes LS (1987) 灵活装夹系统的有限元分析。8、 Menassa RJ, DeVries WR (1991) 运用优化方法在夹具设计中选择支位。9、 Cai W, Hu SJ, Yuan JX (1996) 变形金属板材的装夹的原则、算法和模拟。10、 Qin GH, Zhang WH, Zhou XL (2005) 夹具装夹方案的建模和优化设计。11、Deng HY, Melkote SN (2006) 动态稳定装夹中夹紧力最小值的确定。12、Wu NH, Chan KC (1996) 基于遗传算法的夹具优化配置方法。13、Ishikawa Y, Aoyama T(1996) 借助遗传算法对装夹条件的优化。14、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 一项关于空间坐标对基于遗传算法的夹具优化问题的作用的调查。15、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 夹具布局优化方法成效的调查。16、Kulankara K, Melkote SN (2000) 利用遗传算法优化加工夹具的布局。17、Kulankara K, Satyanarayana S, Melkote SN (2002) 利用遗传算法优化夹紧布局和夹紧力。18、Lai XM, Luo LJ, Lin ZQ (2004) 基于遗传算法的柔性装配夹具布局的建模与优化。19、Hamedi M (2005) 通过一种人工神经网络和遗传算法混合的系统设计智能夹具。20、Kumar AS, Subramaniam V, Seow KC (2001) 采用遗传算法固定装置的概念设计。21、Kaya N (2006) 利用遗传算法优化加工夹具的定位和夹紧点。22、Zhou XL, Zhang WH, Qin GH (2005) 遗传算法用于优化夹具布局和夹紧力。23、Kaya N, ztrk F (2003) 碎片位移和摩擦接触的运用对工件夹具布局的校核。62工艺清单日期2007.5.20零件零件名称零件编号零件图图号毛坯种类材料加工件数尾座体无无铸件无1工序序号工序名称机床型号刀具号刀具参数工时总工时11-钻孔fanuc1刀具直径=10.00刀角半径=120.00刀刃长度=50.0001分钟1分钟22-锪孔0刀具直径=14.00刀角半径=120.00刀刃长度=70.0000分钟工艺数据与人员加工参数文件G代码文件设计工艺制定审核无无无(030.cut,2007.5.20,11:49:2.265)N10G90G54G00Z40.000N12S500M03N14M05N16S500M03N18M05N20M301:钻孔刀具轨迹 所属层:主图层 刀具:D10(1) 刀具半径 = 5.000 刀角半径 = 120.000主轴转速 = 500.000 钻孔速度 = 100.000 起止高度 = 40.000 安全高度 = 30.000下刀余量 = 0.500钻孔模式: 钻孔深度 = 32.000 下刀增量 = 1.000 暂停时间 = 1.000 钻孔位置定义方式:输入点位置加工时间 = 0.97 分钟 2:锪孔刀具轨迹 所属层:主图层 刀具:d14(0) 刀具半径 = 7.000 刀角半径 = 120.000主轴转速 = 500.000 钻孔速度 = 100.000 起止高度 = 40.000 安全高度 = 30.000下刀余量 = 0.500钻孔模式: 钻孔深度 = 2.000 下刀增量 = 1.000 暂停时间 = 1.000 钻孔位置定义方式:输入点位置加工时间 = 0.37 分钟四川理工学院 机械加工工序卡片产品型号C6140零(部)件图号设计者:何友亮产品名称车床零(部)件名称尾座体共(1)页第(1)页车间工序号工序名称材料牌号机加工10钻、扩14和26孔HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每毛坯可制件数每台件数铸 件90x129mmx169.5mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5351夹具编号夹具名称切削液钻模工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工 步 内 容工艺装备(含:刀具、量具、专用工具)主轴转速r/min 切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工 步 工 时机动辅助1钻14孔成麻花钻,游标卡尺,专用夹具1003.950.563211.42锪26孔成扩孔钻,游标卡尺,专用夹具1008.160.32110.44机械加工工艺过程卡片产品型号C6140零件图号产品名称车床零件名称尾座体共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件1铸造铸造铸模2人工时效热处理热处理炉3粗铣粗铣底面机加工X63W圆柱铣刀,游标卡尺,专用夹具4粗铣粗铣导轨机加工X52k单角铣刀,游标卡尺,专用夹具5粗铣粗铣顶部侧面成机加工X63W圆柱铣刀,游标卡尺,专用夹具6钻孔钻17孔15机加工Z535麻花钻,游标卡尺,专用夹具7精铣精铣底面、导轨留0.1研磨量机加工X63W、x52k圆柱铣刀,单角铣刀游标卡尺,专用夹具8扩、铰孔扩、铰17孔,留0.1研磨量机加工Z535扩孔钻,铰刀,游标卡尺,专用夹具9铣铣40凸台斜面成机加工X63W圆柱铣刀,游标卡尺,专用夹具10钻、锪孔钻、扩14和26孔成机加工Z535麻花钻,锪孔钻,游标卡尺,专用夹具11钻、攻钻、攻M6螺纹孔成机加工Z535麻花钻,丝锥,游标卡尺,专用夹具12铣铣22槽机加工X63W圆柱铣刀,游标卡尺,专用夹具13研磨研磨17孔机加工M2110A 14刮削刮削底面导轨机加工15去毛刺16检检验入库 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)07.05.20标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期摘要毕业设计是总结和复习所学专业知识的重要手段,也是对学习成果的考验。设计的内容主要针对尾座体从材料到成品的整个过程。内容有确定毛坯的尺寸和制造方法;制定机械加工工艺过程;钻、扩腰孔的夹具设计。关键词:尾座体、夹具、加工工艺、零件、钻孔IAbstractGraduation practice is the means what sum up and review learns a professional knowledge importance , is also the ordeal to the achievement studying The content designing that this time arrives at entire finished product process mainly specifically for the tail seat body from material. Content has ascertaining the blank dimension and creating method; Work out machine work procedure; Study middle hole grip design intensively , expand.Keywords: The tail seat body , the clamp, process handicraft , the part , drillIII目 录中文摘要英文摘要前言1第章 零件分析2 1.1零件的作用2 1.2毛坯的确定2 1.毛坯材料及形状的确定2.铸件的加工余量及尺寸公差的确定3第章工艺规程的设计4.1工艺规程概念4.2定位基准面的选择4.3粗步制定工艺路线52.4刀具、量具及设备的选择72.5各道工序的加工计算7第章夹具设计21.夹具的作用,21.机床夹具的组成21.选择夹紧方式和夹紧元件21 3.3.1选择夹紧方式21 3.3.2元件的选择23.夹紧力的确定27.误差分析28.夹具的使用和维护28参考文献29感谢30附录31附录1 数控工艺参数31附录2 数控工艺G代码32附录3 数控工艺清单33毕业设计(论文)说明书前 言毕业设计是我们在毕业之前对所学课程的一次总复习,通过这次毕业设计,使我们对所学基础理论、专业知识和基础技能得到巩固、深化和提高。加强了我们获取新知识能力和创新能力的培养,提高学习他人经验和借鉴其它学科研究方法的悟性,提高处理新情况并解决新情况的应变能力。本次设计的过程大体可分为零件的作用、毛坯确定、工艺规程的设计、指定工序的夹具设计和夹具的使用。尾座体的加工主要是面和孔的加工,整体加工精度较高。由于学生能力的限制,设计中会出现这样那样的问题,请老师多多指导。19第1章零件分析1.1零件的作用尾座体是车床尾座的组成零件,尾座用于安装后顶尖以支持工件,或安装钻头、铰刀等刀具进行孔加工,尾座体将“尾座顶尖”、“顶尖锁紧手柄” 和“手轮手柄” 等组合在一起。尾座体与尾座底板之间可在横向作相对移动,以调整尾座顶针相对于主轴中心位置。本次设计是制定尾座体的加工工艺,以及腰孔加工的夹具设计。精度要求高的有顶部孔、底板和导轨,需要磨削加工和刮削加工。零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削1.2毛坯的确定1.2.1毛坯材料及形状的确定选择毛坯时,应考虑下列因素:1.零件材料的工艺特性(如可铸性及可塑性)以及零件对材料组织和性能的要求。例如,铸铁和表铜不能锻造,只能选铸件;钢质零件的形状若不复杂,且机械性能要求不高时,可用棒料;零件形状复杂、机械性能要求不高时,可用铸钢件;机械性能要求高,宜用锻件毛坯。铸铁质零件采用铸造毛坯。2.零件的结构形状和外形尺寸。例如,对于阶梯轴类零件,当各台阶直径相差不大时,可用棒料;若相差较大,则宜采用锻件毛坯,形状复杂和薄壁的毛坯,一般不应采用金属型铸造;尺寸较大的毛坯,通常不采用模锻、压铸和精铸,多采用砂型铸造、自由锻造及焊接等方法制坯。3生产纲领的大小。它在很大程度上决定了采用某种毛坯制造方法的经济性。生产纲领大时,应采用业度高和生产率高的毛坯制造方法。这时虽然一次投资较大,但增大的毛坯制造费用可由减少材料消耗及机械加工费用得到补偿。4.现场的生产条件。这里主要考虑现场的毛坯制造的实际工艺水平、设备状况能及外协的可能性和经济性,但同时也要考虑因生产发展而采用较先进的毛坯制造方法。零件材料为HT200,灰铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削。零件表面弧度多,不适合锻造,所以毛坯选择铸件。工件内腔加工不易,并且精度要求不高,所以工件内腔选择直接铸造。其它的通孔和螺纹孔需通过加工得到。在需要加工的表面预留加工余量,没标注粗糙度的面由于精度要求不高,可以由铸造直接获得。铸造方式为壳模铸造。1.2.2铸件的加工余量及尺寸公差的确定进行加工余量的分析计算,是为了确定最有利的加工余量,以节省材料。利用分析计算法,必须要有可靠的实验数据,否则难以进行。在这个工件中,毛坏余量可统一使用单边余量3.5,双侧加工余量2.5,一次加工到位,且精度要求不高的取2mm。工序余量可通过查表确定。其要点有:1.应考虑前道工序的加工精度和表面质量。加工精度和表面质量较好,应取较小的余量;反之,应取较大的信息量。2.应考虑前道工序的加工方法、设备、安装以及加工过程中变形所引起的各表面间相互位置的空间偏差。空间偏差大,应取较大的余量。3应考虑本工序的定位和夹紧所造成的安装误差,尤其是对刚度小的零件。安装误差大、工件变形大,应取较大的余量。4应考虑热处理工序引起的零件变形。平面加工工序余量查得表-平面加工工序余量粗加工后精铣加 工 长 度加 工 宽 度 10精铣后磨削加 工 长 度 加 工 宽 度 02-03 刮 削加 工 长 度 加 工 宽 度 015 图-毛坏图第2章工艺规程的设计.工艺规程概念将相对合理的工艺过程中的各项内容,按规定的表格形式编写成工艺文件,经审批后用来指导和产,这些工艺文件就称为工艺规程。制定工艺规程的原则:. 产品质量应稳定可靠;. 技术上先进;. 经济上合理;. 有良好的劳动条件 附加零件图一张图-零件图.定位基准面的选择是要能加工出精基准,同时要明确哪一方面是主要的。.选择粗基准的原则是:(1)应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准;(2)当必须保证加工表面与不加工表面的余量的位置和尺寸时,应选不需要加工的毛坯表面作粗基准;(3)要保证工件上某重要表面的余量时,则应选择该表面作为定位粗基准;(4)当全部表面都需要加工时,应选余量最小的表面作为粗基准,以保证该表面有足够的加工余量。 因此,对于底面的加工,选择工件的前面或后面作为加工基准面,应该尽量使底面的切削深度均匀,以提高其精度.精基准的选择应该以保证零件的加工精度出发,同时考虑装夹方便,夹具结构简单,应遵循以下原则:(1) 尽量选择零件的设计基准作为精基准,可以避免基准不重合引起的定位误差,即“基准重合”原则;(2) 尽可能的使工件各各主要表面的加工采用统一的定位基准,即“基准统一”原则;(3) 当零件主要表面的相互位置精度要求很高时,应采用互为基准,反复加工的原则;(4) 选择加工表面本身作为定位基准,这是自为基准;(5) 选择的定位精基准应该保证工件定位准确,夹紧可靠,夹具结构简单,操(6) 作方便的原则。即底面加工后,应该以底面作为精基准,因为底面是设计基准,符合“基准重合”原则。根据不同的加工表面加工方式不同,定位方式应该主要以一面两孔定位,这是箱体零件加工的典型加工定位方式,并根据加工要求不一样也可以选择用两面组合定位及其它定位方式。.粗步制定工艺路线根据各加工表面的要求和机床夹具等,初步确定各加工面的加工方法:两侧面: 粗铣M6螺纹孔: 钻、攻孔: 钻、扩、铰、倒角、研磨凸台面: 粗铣孔: 钻、锪底板: 粗铣、精铣、刮削导轨斜面: 粗铣、精铣、刮削2*2的槽:铣然后根据先面后孔、先粗后精、先主后次的原则写出工艺路线:方案一工序号 工序内容1 铸造毛坯2 粗铣底面、导轨3 粗铣顶部侧面成4 铣凸台斜面成,并倒圆角5 钻孔至6 人工时效7 精铣底面,留0.1的研磨量8 扩孔9 铰孔10 钻、扩孔成11 钻、锪孔成12 钻M6螺纹孔13 攻M6螺纹孔14 铣22槽15 研磨孔,并倒角16 刮底面及导轨斜面成17 去毛刺18 检验按照这种方案,工序内容繁多,很多工序可以合并为一道工序。得出下面更好的方案:方案二 工序号 工序内容1 铸造毛坯2 人工时效3 粗铣底面4 粗铣导轨5 粗铣顶部侧面成6 钻孔至7 精铣底面、导轨留0.1的研磨量8 扩、铰孔留研磨量0.19 铣凸台斜面成,并倒圆角10 钻、锪孔成11 钻攻M6螺纹孔12 铣22槽13 研磨孔,并倒角14 刮底面及导轨斜面成15 去毛刺 16检验、入库2.4 刀具、量具及设备的选择工件加工用到了钻孔、攻螺纹、铣面、磨内圆,所以机床会用到钻床、铣床、磨床,工件的夹紧可选用液压或气压,在这里选用的是气压夹紧。1. 铸造毛坯2. 人工时效3. 粗铣底面:以和加工平面平行的底板另一面作基准,采用卧式铣床X63W,刀具选用圆柱铣刀。4. 粗铣导轨:以加工后的底板平面为基准,采用立式铣床X52K,由于所需加工的面为75度角斜面,所以刀具选用同样角度的单角铣刀。5. 粗铣顶部侧面成:待加工面是两个相互平行的侧面,所以他们的加工基准可以采用互为基准,机床选用卧式铣床X63W,刀具为圆柱铣刀。6. 钻孔至:基准选择与孔轴线垂直相交的顶部侧面,机床选用立式钻床Z535,刀具为的麻花钻。7. 精铣底面、导轨:精铣底面基准采用自为基准,采用卧式铣床X63W,刀具为圆柱铣刀。精铣导轨基准为底面,采用立式铣床X52K,刀具选用单角铣刀。8. 扩、铰孔:扩孔基准采用初步钻出的孔,机床选用立式钻床Z535,刀具为扩孔钻。铰孔基准为扩孔加工出来的孔,机床选用立式钻床Z535,刀具为铰刀。9. 铣凸台斜面:基准用用自为基准,机床选用卧式铣床X63W,刀具采用圆柱铣刀,一次加工即可达到要求。10. 钻、锪孔成:钻孔基准为凸台平面,机床选用立式钻床Z535,刀具采用麻花钻。锪孔基准为孔,机床选用立式钻床Z535,刀具为锪孔钻。11. 钻攻M6螺纹孔:钻孔基准是与待加工孔垂直相交的平面,机床选用立式钻床Z535,,刀具为麻花钻。攻螺纹基准前道工序加工所得的孔,机床选用立式钻床Z535,刀个为丝锥。12. 铣22槽:基准为加工过的导轨斜面,机床选用X63W,刀具采用盘铣刀。13. 研磨孔:铰孔加工所得的孔,机床选用M2110A,刀具平形砂轮。14. 刮底面及导轨斜面成15. 去毛刺 16 检验、入库.5各道工序的机床、刀具选择和加工计算1 铸造毛坯2 人工时效3 粗铣底板的计算机床:x63w 刀具:圆柱铣刀 刀具材料:YG6表- 刀具数据圆柱铣刀D L d 齿 数粗齿细齿 50 50 22 8 查表得 =0.14-0.24 根据机床选取 =0.2mm/z V= =50,=1,T=s=180(min),=1 =46,Z=8,=0.2 =9.04(m/min) =57.58(r/min) 由表3.374查得主轴转速 =60(r/min) 实际加工速度 V=9.42(r/min) 工作台进给量 =96(mm/min) 根据机床选取 =95(mm/min) 加工工时 =1(min) 机动工时 =2(min)4 粗铣导轨的计算机床:x52k 刀具:单角铣刀 刀具材料:YG6刀具数据:D=50;=;L=13;d=16;Z=20查表得 =0.14-0.24 根据机床选取 =0.2(mm/z) = =33,=1,T=10.8*s=180(min) =1,=0.2,=10,Z=20 = =9.69(m/min) =93.5(r.min) 根据机床选取 =95(r/min) 实际加工速度 V=9.84(m/min) 工作台进给量 =Z=380(mm/min) 根据工作台选取 =375(mm/min) 加工工时 =0.25(min) 机动工时 =2=0.5(min)5 粗铣顶部侧面成顶部两侧都需要加工,但由于两者加工尺寸有精度都一样,所以只要求计算一侧的加工即可。机床:x63w 刀具:圆柱铣刀 刀具材料:YG6表-刀具数据圆柱铣刀D L d 齿 数粗齿细齿 50 50 22 8查表得=0.14-0.24根据机床选取=0.2(mm/z)V=2,=0.2,=35,Z=8=50,=1,T=s=180(min)=9.24(m/min)=59(r/min)由表3.174查得主轴转速=60(r/min)实际加工速度V=9.42(m/min)工作台进给量=96(mm/min)根据机床选取=95(mm/min)加工工时=0.42(min)机动工时=2=0.84(min)6 钻孔至机床:Z535立式钻床 刀具材料:YG8查表2.438得到f=0.31-0.37根据机床选取f=0.32(mm/r)=42.3T=2700(s),=15,=0.9=5.7(m/min)=108.7(r/min)根据机床选取=100(r/min)实际切削速度V=5.3(m/min)l=80,=ctg+(1-2)=6,=1-4=2切削工时=2.75(min)机动工时=2=5.5(min) 7 精铣底板、导轨精铣底板计算 机床:x63w 刀具:圆柱铣刀 刀具材料:YG6表- 刀具数据圆柱铣刀D L d 齿 数粗齿细齿 50 50 22 8查表得 =0.14-0.24 根据机床选取 =0.2mm/zV=50,=1,T=s=180(min),=0.3 =46,Z=8,=0.2=11.04(m/min)=70.32(r/min)根据机床选取=75(r/min)实际加工速度V=11.78(m/min)工作台进给量=Z=120(mm/min)根据机床选取=118(mm/min)加工工时=0.81(min)机动工时=2=1.62(min)精铣导轨计算机床:x52k 刀具:单角铣刀 刀具材料:YG6刀具数据:D=50;=;L=13;d=16;Z=20查表得 =0.14-0.24 根据机床选取 =0.2(mm/z) = =33,=1,T=10.8*s=180(min) =0。3,=0.2,=10,Z=20=11.83(m/min)=114.17(r/min)根据机床选取=118(r/min)实际加工速度V=12.23(m/min)工作台进给量=Z=472(mm/min)根据机床选取=475(mm/min)加工工时=0.2(min)机动工时=2=0.4(min)8 扩、铰孔扩孔计算机床:Z535立式钻床 刀具材料:YG8查表得到扩刀进给量f=1.2-2.0 取f=1.22(mm/r)=16,T=2700(s)=45(min),f=1.22,=0.74=3.24(m/min)=60.76(r/min)取=68(r/min)实际切削速度V=3.42(m/min)切削工时=1.01(min)机动工时=2=2.02(min)铰孔计算机床:Z535立式钻床 刀具材料:YG8查表得到扩刀进给量f=1.2-2.0 取f=1.22(mm/r)=17,T=2700(s)=45(min),f=1.22,=0.74=3.24(m/min)=60.76(r/min)取=68(r/min)实际切削速度V=3.68(m/min)切削工时=1.01(min)机动工时=2=2.02(min)9 铣凸台斜面成 机床:x63w 刀具:圆柱铣刀 刀具材料:YG6刀具数据圆柱铣刀D L d 齿 数粗齿细齿 50 50 22 8查表得=0.14-0.24根据机床选取=0.2(mm/z)V=2,=0.2,=35,Z=8=50,=1,T=s=180(min)=9.24(m/min)=59(r/min)由表3.174查得主轴转速=60(r/min)实际加工速度V=9.42(m/min)工作台进给量=96(mm/min)根据机床选取=95(mm/min)加工工时=0.42(min)机动工时=2=0.84(min) 10 钻、锪1426成 钻14孔 机床:Z535立式钻床 刀具材料:Y6G8 = =14,T=2700(S)=45(min),=1 查表得 F=0.520.64 根据机床选取 f=0.56(mm/r) =3.95(m/min) =90(r/min) 根据机床选取 =100(r/min) 实际切削速度 V=90(r/min) 切削工时 =0.7(min) 机动工时 =2=1.4(min) 锪26孔 机床:z535立式钻床 刀具材料:YG8 = =26(mm),T=3000(s)=50(min),=6(mm),=1 查表得 f=0.30.6(mm/r) 根据机床选取 f=0.32(mm/r) =8.82(m/min) =108(r/min) 根据机床选取 =100(r/min) 实际切削速度 V=8.16(m/min) 切削工时 = =+(12)=6,L=1,=0=0.22(min) 机动工时 =2=0.44(min)11. 钻、攻M6螺纹孔钻孔计算机床:Z535立式钻床 刀具材料:YG8查表得f=0.13-0.17mm/r根据机床选取f=0.15(mm/r)=4mm,T=720(s)=12(min),=1,f=0.15mm/r=3.05(m/min)=243(r/min)根据机床选取=275(r/min)实际切削速度V=3.45(m/min)切削工时=0.39(min)机动工时=2=0.78(min)攻螺纹计算机床:Z535钻床 刀具:丝锥 刀具型式:机动丝锥刀具材料:高速钢()=(m/s)M=0.6,=0.9,=1.2,=6.2,=1,T=1800(s)=30(min)=1.13(m/min)=60(r/min)根据机床选取=68(r/min)实际切削速度V=1.12(m/min)切削工时=0.24(min)机动工时=0.48(min)12 铣22槽机床:X63W 刀具:粗齿锯片铣刀(GB112085)铣刀数据:D:50 L:20 d:13 Z:20查表得=0.10.25根据机床选取=0.2(mm/z)=50,=1,T=(s)=100(min),=2,=2=12(m/min)=76.43(r/min)根据机床选取=75(r/min)实际加工速度V=11.78(m/min)工作台进给量=300(mm/min)根据机床选取=300(mm/min)加工工时=0.32(min)机动工时=2=0.64(min)13 研磨孔,并倒角 机床:内圆磨床M2110A 磨料:黑碳化硅 代号:C(TH) 磨削方式:湿研 研磨液:煤油 14 刮底面及导轨斜面成15 去毛刺16 检验、入库第章夹具设计.夹具的作用在机械制造的切切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工艺过程中,工件将受到切削力、离心力、惯性力等外力的作用。为了保证在这些外力作用下,工件仍能在夹具中保持由定位元件确定的加工位置,而不发生振动或位移,一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置,将工件可靠地夹紧。为了使工件占有正确的位置,以保证零件和产品的加工质量,并提高生产率,从而提高其经济性。把工件迅速固定在正确位置上,完成切削加工、检验、装配、焊接和热处理等工作所使用的工艺装备称为夹具。夹具的设计主要是定位和夹紧的全过程。工件在机床上进行加工时,为了保证加工精度,必须将工件放置在机床上,使其相对于机床刀具和机床切削成形运动占有正确的位置,这一过程称为“定位”。在切削过程中,为了使工件不因受到切削力、惯性力、重力等外力作用而改变其已确定的正确位置,应对其施加一定的夹紧力,这一过程称为“夹紧”。. 机床夹具的组成1)定位装置:使工件在夹具中占据正确的位置;2)夹紧装置:将工件压紧夹牢,保证元件在加工过程中受外力作用(切削力),作用时不离开已占据的位置;3)夹具体:是机床夹具的基础件,通过它将夹具的所有元件连接成整体;4)其他装置或元件:除了定位装置,夹紧装置和夹具体外,各种夹具还根据需要设置一些其他装置或元件,如:分度装置,对刀元件。.选择夹紧方式和夹紧元件3.3.1选择夹紧方式指定工序为腰部阶梯孔的钻、锪加工夹具设计。这里腰部孔的钻、锪加工属于斜面加工。所以第一步应该把待加工孔的上表面置于水平面,也就是把腰部圆面所在平面置于水平面。这时工件处于倾斜状态。要完成工件的定位,选择工件的底面,也就是本道工序中的斜面作为定位基准。由于本道工序中工件底面倾斜了45度角,所以支撑面也选择45度角的斜面。为了工件底面与斜面的相对平行,需要在阶梯底面间加入支撑块,同时为了保证工件在斜面上不会由于重力作用而下滑,得把支撑块做成和导轨相配合的形状。此时已经限制了工件在X轴、Y轴、和Z轴的转动,以及X轴的移动。由于在Y轴的移动与加工方向相同,所以不需要限制工件的这个自由度。由六点定位可知,最后只需要限制工件在Y轴的移动即可达到定位目的。最后一个需要限制的自由度,在这里采用在一端加挡板和定位销的方式完成最后的定位。本道工序中工件所受的力主要为重力和钻削力,两种力的方向都是垂直向下,不会使工件沿着斜面在水平方向移动,因此夹具不需要完全定位。此时在这两种力作用下的夹具定位已经完成,所以现在只要考虑工件的夹紧。夹紧力的方向主要应该垂直于45度斜面。由工件的形状可知,可以作为夹紧力受力的的地方有两个,一个是与工件底面平行的面,另一个是工件另一边靠近底部的斜面部分。在这两个地方同时施加压力就可完成工件的夹紧。压紧方式在这里选择斜楔机构,压紧元件选用弧形压块。由于斜楔机构一般不用手动压紧,所以选用液压压紧方式。夹紧过程中有压紧和松开两个过程,传动轴不往后退就不能达到松开的目的,所以选用双向作用的液缸。在这样的压紧方式下,上下两个地方的压紧会在同一时间内产生。但是由于两个压紧所接触的工件表面都是未加工表面,因此每个工件在这两个地方的高度都会产生微小的变化,压紧状态的位置也就会有变化。在这样的情况下,并不能保证每个工件都能在两个地方同时压紧,也就达不能压紧的目的。所以两个地方都用斜楔机构,并且两个机构同用一个液压动力源的方式并不能很好的解决压紧问题。这时首先想到的是用双轴气缸从中间往两边给两个斜楔机构传递动力。出于松开以及工件大小的考虑,这个方法也并不好。如果还采用两斜楔机构,一个液压的方式达到压紧的目的。要解决的问题就是当其中一个地方压紧,而另一个地方并没有压紧时,液压系统能继续把动力传给没有压紧的地方。第一个想法是把其中一个斜楔机构的传动轴从中间分开,用内螺纹套筒把分开处连接起来,其中一端做成反螺纹。这样就可以调节连接处的距离来达到压紧目的。缺点是这种方式的调节不方便,而且每个工件的加工都得调节,这样的情况并没有达到设计夹具的目的。根据这样的情形,要解决的问题就是两处压紧的自动调节。如果采用伸缩连接的方式,也就是在其中一个斜楔机构中加入弹簧,用弹簧补充一部分压力来达到压紧的目的。用这种方式对弹簧的性能要求会很高,而且弹簧在机构中的连接以及压紧后的松开不好解决。这样的方式也不可取。用一个动力源给两个地方传递动力,还可以采用的有铰链机构。如果在两个斜楔机构与液缸之间加入一个铰链机构。利用铰链机构的平衡原理就可以达到两个地方自动调节同时压紧的目的。这样做会让夹具的夹紧系统太过于复杂化。因此最后采用的夹紧方式是把其中一个斜楔机构直接换为铰链机构。用类似于天平平衡原理的方式给两个机构传递动力来达到夹紧的目的。到这里工件的定位与夹紧已经完成,下面的工作是保证加工过程中刀具与夹具的相对位置。本道工序为孔的钻、锪加工,所以只要做一个钻套即可满足要求。用螺栓把斜面固定于工作台上就可以保证夹具与机床的位置。下面的工作就是选出最后方案中所用到的各个零件,有标准件的尽量采用标准件。3.3.2元件的选择3.3.2.1夹具体的选择由于本道工序中需要加工的是45度斜面,为了保证待加工孔的轴线与刀具轴线重合,得把工件倾斜45度。所以在作为起主要定位与夹具作用的夹具体得有个45度的斜面与工件相配合。基于这一点,首先考虑的是有45度斜面的楔形体。出于节约材料的原则,在楔形体的的基础上去掉中间不必要的材料。由于在加工过程中要用到钻模板,以及从上往下压的压紧元件。所以在上面的基础上在支出两柱子就可以得到本道工序中所需要的夹具体大体样子。图31 夹具体在体样子3.3.2.2支承板的选择支承板的作用是保证工件底板与夹具体45度斜面平行。在这里影响工件底板与斜面平行的主要是工件的导轨。导轨与底板垂直高度为10mm,所以只要在底板与斜面间加入两块厚度10mm以上的板子就可以达到目的。以尽量选用标准件的原则,这里的板子同样可以根据资料书机床夹具设计手册中的支承件中选出合适的支承板。在这里,工件的导轨与工件底板之间有一个锐角的夹角,所在其中一块支承板可以改变形状来配合那个角度,让定位更准确。也就是在标准支承板的基础上改出能与导轨与底板之间的夹角能相互配合的形状。两块支承板的截面形状如下图:图32 支承板截面形状3.3.2.3压紧元件的选择压紧元件与工件的接触方式可以是线接触,也可以是面的接触。在机床夹具设计手册这本资料书中,可以找出的压紧元件有平面压块和弧形压块。本道工序中需要压紧的地方有上下两个,并且两处地方都与水平面有一定的夹角,如果采用平面压紧的方式,不能保证总能让压紧元件与工件的接触总是面与面的接触。因此这里我选用弧形压块。再根据工件的形状和尺寸,以及弧形压块所在经过的路线,为了避害免产生碰撞,根据手册中的标准弧形尺寸表选出满足要求的弧形压块尺寸。图33 弧形压块再由弧形压块的尺寸以及相配件的要求,得出弧形压块相配件与弧形压块接触部分的样式:图34 弧形压块相配件相配部分样式3.3.2.4钻套的选择在这里需要加工的孔有两个,这样的情况不能选用固定钻套。可换钻套同样是用与一个孔的加工,所以在这里理想的选择是采用快换钻套。再根据钻套选出相配的套筒。由于这里所要加工的两孔为同轴层孔,所以钻模板上的孔径根据待加工孔中的大孔钻套和套筒来确定。所选钻套代号 GB 226480图35 钻套相配衬套代号:GB 226380 钻套螺钉:GB/T5782-20003.3.2.5液缸的选择这里的对液缸的要求是要能往复运动,有双向行程的液缸有地脚式液缸和法兰式液缸。在这里对液缸采用的是底板固定的方式,由这点可选用地脚式液缸。在这里液缸的行程不宜过大,选用30mm的行程即可。缸径45mm。根据查表数据得到液缸样子图35 液缸形状3.3.2.6铰链支座的选择在两处压紧的地方压紧方式都相同,同样选用了铰链支座,在这两处选用同种规格的铰链支 。GB224780 由机床夹具设计手册查得所需铰链支座数据,并给出相应的铰链支座图形:图36 铰链支座3.3.4.7其余连接件的选择1.支承板用开槽螺钉:GB/T5782-2000 M6 技术条件:材料: 钢 不锈钢机械性能等级:4.8、5.8 A270、A250螺纹公差: 6g公差产品等级:A表面处理: 不经处理;镀锌钝化 不经处理 无螺纹部分杆径中径或螺纹大径2.连接底板与夹具体用开槽螺栓:GB/T 5782-2000 M10 技朮条件与1相同3.连接挡板与底板的螺栓:GB/T 5782-2000 材料:8.8级4钻模板与夹具体连接用螺栓:GB/T 5782-200 M10 技术条件:材料: 钢螺纹: 公差: 8g 标准: GB196、GB197 机械性能: 等级: d39:按协议 标准: GB3098.1 公差:产品等级: 除第3章规定外,其余按C级 标准: GB3103.1 表面处理: 不经处理;镀锌钝化 GB5267 验收及包装: GB90 5铰链用圆柱销:GB/T 1192000 10 材料:Q235 6.定位销:GB 220380 材料:T8.夹紧力的确定计算夹紧力里,通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。根据工件受切削力、夹紧力(大型工件还应该考虑工件重力,运动的工件还应考虑惯性力等)的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不得的瞬时状态,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。 钻14孔的切削力,s=0.57,=6646N扩钻孔,s=0.,.误差分析工件在夹紧过程中,由于弹性变形、位移、或偏转,以及工件定位基准面与定位元件支承面之间的接触变形,而将造成工序基准的位移。若对一批工件面言,由于夹紧造成的工序基准位移均相同,则一般可通过调整对刀尺寸和夹具在机床上的安装位置来削除它对加工精度的影响。当由于夹紧所造成的工序基准位移不稳定时,其工序基准的最大位移值与最小位移值之差,在工序尺寸方向上的投影即为夹紧误差。定位误差是由于工件在夹具中的定位不准确引起的加工误差。引起定们误差的原因一是由于定位基准与工序基准不重合,叫基准不重合误差;另一个是由于定位基准在夹定位不一致,叫定位基准位移误差。定位误差是二者的综合。在我设计的夹具中,所要加工的层孔没有误差要求,所以加工过程中只需要不出现明显的误差即可满足要求。.夹具的作用和维护) 将斜楔与传动轴连好,并安放在正确位置;) 连接弧形压块与它的配件) 安放支承块) 上边压紧处安装顺序,铰链支座、弧形压块配件、钻模板) 连接铰链,安放液缸;) 液缸与传动轴相连;) 安装挡板,调节定位销;) 安放其余装置;:) 钻套不得有位置偏移;) 斜楔压紧状态下受力点与它的进入侧面水平距离始终保持在30mm以上) 铰链系统的支杆长度要足够保持角度) 使用过程中要注意排屑 。29参考文献1洛阳工业学院,东北重型机械学院,第一洗车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册第二版M。上海:上海科学技术学院出版,1988;吴宗泽,罗圣国主编。机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,2003;黄鹤汀主编。机械制造装备M.南京:机械工业出版社出版,2001;张捷主编。机械制造技术基础M.成都:西南交通大学出版社出版,2005;贺光谊,唐之清主编。画法几何及机械制图M.重庆:重庆大学出版社,1993;李洪主编。机械加工工艺手册M.北京:北京出版社,1990;7王万钧主编。实用机械设计手册M.北京:中国家业机械出版社,1984. 四川理工学院毕业设计(论文)说明书感 谢 毕业设计是对我们在大学里所学课程的综合考验,也是我们对所学知识的总总复习。非常感谢我的老师高一知,有了他的指导我才能顺利的完成毕业设计,在这里我献上一个真心的祝福。同时也要谢谢我的同学,他们也给了我很多的帮助。现在回头看,入学好象就在昨天。有了遗憾,因为就快离开学校。毕业设计、毕业设计,从这里看到了自己太多的不足。谢谢!谢谢所有的老师。虽然我以前不认真。就象父母永远不会放弃子女一样,老师永远是最好的指路明灯。老师!谢谢你们的教导。现在毕业设计已经接近尾声,也是走出校园的倒计时。对于我的毕业设计,指导老师花了不少的汗水,在这里谢谢各位老师对我的指点。虽然我有点呆,做事有点蠢,现在我会认真做到最后,肯请各位老师多多指导。附录附录1 数控工艺参数1:钻孔刀具轨迹 所属层:主图层 刀具:D10(1) 刀具半径 = 5.000 刀角半径 = 120.000主轴转速 = 500.000 钻孔速度 = 100.000 起止高度 = 40.000 安全高度 = 30.000下刀余量 = 0.500钻孔模式: 钻孔深度 = 32.000 下刀增量 = 1.000 暂停时间 = 1.000 钻孔位置定义方式:输入点位置加工时间 = 0.97 分钟 2:锪孔刀具轨迹 所属层:主图层 刀具:d14(0) 刀具半径 = 7.000 刀角半径 = 120.000主轴转速 = 500.000 钻孔速度 = 100.000 起止高度 = 40.000 安全高度 = 30.000下刀余量 = 0.500钻孔模式: 钻孔深度 = 2.000 下刀增量 = 1.000 暂停时间 = 1.000 钻孔位置定义方式:输入点位置加工时间 = 0.37 分钟附录2 数控工艺G代码N10G90G54G00Z40.000N12S500M03N14M05N16S500M03N18M05N20M30附录3 数控工艺清单工艺清单日期2007.5.20零件零件名称零件编号零件图图号毛坯种类材料加工件数尾座体无无铸件无1工序序号工序名称机床型号刀具号刀具参数工时总工时11-钻孔fanuc1刀具直径=10.00刀角半径=120.00刀刃长度=50.0001分钟1分钟22-锪孔0刀具直径=14.00刀角半径=120.00刀刃长度=70.0000分钟工艺数据与人员加工参数文件G代码文件设计工艺制定审核无无无33
收藏