【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為最優(yōu)”的設(shè)計(jì)理念。 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)之一。它是我們完成所學(xué)全部課程，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)，做過課程設(shè)計(jì)，及與一系列教學(xué)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它要求我們?nèi)婢C合地運(yùn)用所學(xué)課程的理論和實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行零件加工。 同時(shí) 夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循以下設(shè)計(jì)原則 ： ○ 1 用夾具固定產(chǎn)品及工具 以固定用臺(tái)鉗及夾持具等來固定產(chǎn)品及工具，以解放人手從而進(jìn)行雙手作業(yè) ○ 2 .使用專用工具 生產(chǎn)線中所用工裝應(yīng)最適合該產(chǎn)品及人工操作的專用工具以提高生產(chǎn)效率 ○ 3 合并二種工裝為一種 減少工具的更換麻煩，以減少轉(zhuǎn)拉的工時(shí)消耗，提高工作效率。 ○ 4 提高工具設(shè)計(jì)便利性減少疲勞 ⑴ 具手柄方便抓握 19 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) ⑵ 作業(yè)工具與人體動(dòng)作相協(xié)調(diào) ⑶ 工裝夾具的操作應(yīng)以 IE 的方法進(jìn)行評(píng)估 ○ 5 機(jī) 械操作動(dòng)作作相對(duì)安定并且操作流程化 ⑴ 作位置應(yīng)相近集中 ⑵ 讓機(jī)械盡量減少或脫離人的監(jiān)控和輔助 ⑶ 開關(guān)位置與下工序兼顧 ⑷ 工件自動(dòng)脫落 ⑸ 安全第一 切削力的計(jì)算 機(jī)床的選擇 機(jī)床的選擇原則 ： 機(jī)床尺寸規(guī)格和工件的形狀尺寸應(yīng)相適應(yīng) 機(jī)床精度等級(jí)與本工序加工要求應(yīng)相適應(yīng) 機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率與本工序加工所需功率應(yīng)相適應(yīng) 機(jī)床自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率與生產(chǎn)類型應(yīng)相適應(yīng) 本道工序 是粗鏜 軸承孔 ， 根據(jù)工件外形尺寸、本工序的加工精度等級(jí)等要求，查《 機(jī)械加工 工藝人員手冊(cè)》可知選擇機(jī)床為： 臥式鏜床 TX617,電動(dòng)機(jī)功率為：4KW， 技術(shù)參數(shù)： 機(jī)床凈重 7500kg 橫向行程 700mm 縱向行程 900 最大鏜孔直徑 150mm 主軸箱垂直行程 560mm 主軸電機(jī)功率 4KW 轉(zhuǎn)速范圍 131160 轉(zhuǎn) /分 主軸直徑 75mm 工作臺(tái)面尺寸 900*700mm 最大承重 1300 公斤 機(jī)床外型尺寸 3930*1926*2425mm 實(shí)物照片如下。 20 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) 刀具的選擇： 刀具的選擇主要取決于所采用的加工方法，工件材料，加工尺寸，精度和表面粗糙度的要求，生產(chǎn) 率要求和加工經(jīng)濟(jì)性等。應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)采用搞生產(chǎn)率的復(fù)合刀具。 本道工序 采用材質(zhì)為鎢鈷類硬質(zhì)合金 YG8 的雙刃鏜刀具。 幾何 參數(shù) ：前角 r=10176。，后角 a=5176。，主偏角ψ =45176。，副偏角ψ 1=8176。，副后腳 a1=5176。 刀具編號(hào) 公稱直徑 D/mm B/mm H/mm 1 35 12 2 35 12 鏜刀的實(shí)物圖與具體參數(shù) 量具的選擇 根據(jù)被測(cè)對(duì)象的性質(zhì)和特點(diǎn)選用內(nèi)徑百分表來測(cè)量。 公稱直徑 測(cè)量范圍 讀數(shù)值 測(cè)孔深度 50— 100 50— 100 ≤ 100 切削用量的確定 制定切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料幾何角度的基礎(chǔ)上，合理確定切削深度 t、進(jìn)給量 S 和切削速度 V。粗加工時(shí)應(yīng)保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般優(yōu)先選用盡可能大的切削深度，其次選擇較大的進(jìn)給量，然后根據(jù)刀具的耐用度要求選擇合適的切削速度。 因此 查表 取粗鏜余量為 t=，進(jìn)給量 S=，切削速度 V=50— 70m/min, 再計(jì)算速度具體值： V= (T 刀具耐用度 ，取 100； t 切削深度， s 進(jìn)給量， HB 是 HT200 的硬度為 160—210，取 200) 帶入上式得 V=70m/min。 21 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) 用公式計(jì)算鏜銷時(shí)切削力： 主切削力： kStCP PzYPzz ???? 其中查表得 CPz=95， YPz=， k= Pz=95= 吃刀抗力 ： kStCP Pyy ???? 其中查表得 CPy=46,kvPy=1, Pyk? =1, Pyk? =, Pyk? =,vk =1, 冷k =,料k =1 Py=46= Kg 進(jìn)給抗力 ： kStCP Pxx ???? 其中 查表得 CPx=18， kvPx=1, Pxk? =1,?k =1, Pxk? =, vk =1, 冷k =,料k =1 Px=18= 機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算及單位時(shí)間定額 ???? sn iT L基本 ，其中 dvn ?? ?1000 （ i 為走刀次數(shù)， s 為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 mm/轉(zhuǎn)， n 為每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) 轉(zhuǎn) /min） 查表得 t= 時(shí)， L1=， L2=。 701 0 0 01 0 0 0 ????? dvn ? = r/min L=55++=59mm 59 ???基本T = 輔助T =(15～ 20%) 基本T =～ 技術(shù)服務(wù)T =(10～ 15%) 基本T =～ 組織服務(wù)T =(5～ 7) 基本T =～ 間歇T =(2～ 6%) 基本T =～ 準(zhǔn)備終結(jié)T =(3～ 5%) 基本T =～ 單件T = 基本T + 輔助T + 技術(shù)服務(wù)T + 組織服務(wù)T + 間歇T + 準(zhǔn)備終結(jié)T = 基本T +?iT =+(35～ 50)%=+= 22 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 考慮到是流水線作業(yè) ，工件進(jìn)出工作臺(tái)的方向?yàn)檠剌斎胼S軸線的方向，因此夾具不能與工件進(jìn)出方向干涉，所以將夾具布置在輸出軸承孔端面的兩側(cè)，并且夾 具打開后不會(huì)碰到軸承孔端面，同時(shí)要求夾具夾緊后不得與鏜套干涉，以防止夾具與鏜刀干涉。根據(jù)以上原則，來設(shè)計(jì)夾具。 結(jié)合夾具基體體積、氣缸長(zhǎng)度等因素，本夾具采用 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和凸輪頂桿機(jī)構(gòu)串聯(lián) 的形式，具體結(jié)構(gòu)如下： 851 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 852 凸輪頂桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 23 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) 計(jì)算圖中機(jī)構(gòu)的自由度 圖中機(jī)構(gòu)（僅取左半部）共有 1 個(gè)原動(dòng)機(jī) 4 個(gè)活動(dòng)件， 5 個(gè)低副（包括 4 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和一個(gè)滑動(dòng)副）， 1 個(gè) 高副，因此圖中共有自由度 F=3178。 n 2178。 pl=3X4（ 2X5+1） =1 所 以原動(dòng)件數(shù)目與機(jī)構(gòu)的自由度的數(shù)目相等，本機(jī)構(gòu)有確定的運(yùn)動(dòng)。 夾緊力的計(jì)算 夾緊力大小對(duì)于確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，保證夾緊可靠性等有很大影響。夾緊力過大易引起工件變形，影響加工精度。夾緊力過小則工件夾不緊，在加工過程中容易發(fā)生工件位移，從而破壞工件定位，也影響加工精度，甚至造成安全事故。由此可見夾緊力大小必須適當(dāng)。 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動(dòng)的工件還需考慮慣性）后處于靜力平衡條件，求出理論夾緊力，為了安全起見再乘以安全系數(shù) K。 夾緊力與自重同向但與切削刀相垂直，此時(shí)切削力靠夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力平衡。 切重夾夾 PkfPPfP ?????? 21 )( （ f1 為工件對(duì)壓板的摩擦系數(shù)， f2 為工件對(duì)定位件的摩擦系數(shù)， k 為安全系數(shù) ～ 2） 查表 f1=～ ， f2=，安全系數(shù) 4321 kkkkk ???? =179。 179。 179。=≈ 所以 夾P = 由于設(shè)計(jì)的是 4 個(gè)壓板，所以每個(gè)壓板提供的平均夾緊力為 夾F = 夾P /4=600N 夾緊 氣缸的選擇 ① 11221 c o sc o s ?? lFlF ???? 夾 由余弦定理有： 1? =176。， 2? =176。， l1=， l2=，且 夾F =600N 所以 F1= 24 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) ② 1氣F = 氣F = 1氣F /? =3485N，其中取 ? = 所以 動(dòng)P =3485N 參考《液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng) (第三版 )》知： 推力做功時(shí)，氣缸的內(nèi)徑??pFD 動(dòng)4? （ m） 其中 P 動(dòng) =3485N， p =， d=， η=，代入推力做功公式，得D== 計(jì)算氣缸的行程 861 凸輪輪廓尺寸 由幾何知識(shí)知，當(dāng)壓板旋轉(zhuǎn) 45 186。時(shí)， 豎直 推桿移動(dòng)的距離為 25mm，凸輪橫向滑動(dòng) 25mm. 根據(jù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取缸徑為 63mm，行程 L 為 25mm 的特殊雙作用雙活塞氣缸，型號(hào)為 RQL6330M。 RQ L 63— 25M(型號(hào)代號(hào)意義： RQ:帶氣緩沖薄型氣缸； L：安裝形式為腳座式 。63：氣缸缸徑為 50mm； 25：氣缸的標(biāo)準(zhǔn)行程為 25； M:桿端外螺紋 ) 選型理由： RQ 系列氣缸設(shè)計(jì)成無緩沖套的新型氣緩沖機(jī)構(gòu)，與帶緩沖套系列相比，氣缸的總長(zhǎng)度基本 不變，但緩沖能力增加兩倍，且重復(fù)精確程度提高，適用做夾具動(dòng)力源。 25 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) 862 夾緊氣缸參數(shù) 雙銷聯(lián)動(dòng)氣缸 的選擇 由于伸縮銷的伸縮運(yùn)動(dòng)只需要克服摩擦力，不承受其他負(fù)載，因此所需動(dòng)力較小，選用 CJP系列的針形氣缸。 伸縮銷的行程為 12mm，結(jié)合該機(jī)構(gòu)根據(jù)幾何知識(shí)可以計(jì)算出所需氣缸的行程為 25mm。因此，選用 CJPT1030 型氣缸。 CJPT1030D(型號(hào)意義： CJP 針形汽缸代號(hào)； T：安裝形式為耳軸型； 10：缸徑為 10； 30：標(biāo)準(zhǔn)行程為 30； D：雙作用形式 ) 26 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) 871 針形氣缸參數(shù) 氣壓控制回路設(shè)計(jì) 下圖為氣壓控制原理圖： 圖 865 氣壓控制回路 1 氣源， 2氣動(dòng)三聯(lián)件， 3二位四通手動(dòng)換向閥， 4兩個(gè)背靠背雙作用 氣缸， 5單作用針形氣缸， 6 二位二通手動(dòng)換向閥， 8溢流閥 控制 原理說明： 當(dāng)工件到達(dá)本工位時(shí)，搬動(dòng)二位二通手動(dòng)換向閥（ 6）手柄，使單作用針形氣缸（ 6）伸出，從而使與其相連的限位銷伸出，限制工件的移動(dòng)，然后搬動(dòng)二位四通手動(dòng)換向閥（ 3）手柄，雙作用雙活塞 氣缸（ 4）收縮，從而使夾緊機(jī)構(gòu)將工件夾緊。當(dāng)加工完后，搬動(dòng)二位四通手動(dòng)換向閥（ 3）手柄，雙作用雙活塞氣缸（ 4）伸出，從而使夾緊機(jī)構(gòu)將工件松開，然后搬動(dòng)二位二通手動(dòng)換向閥（ 6）手柄，使單作用針形氣缸（ 6）收縮，從而使與其相連的限位銷收縮，解除對(duì)工件的限27 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) 制，使工件順利進(jìn)入下一個(gè)工位。 定位方式的選擇 本工序采用如下圖所示的 “一面兩銷” 完全定位的方式 891 定位基準(zhǔn)的選擇 其中 兩定位銷 限制 X、 Y 方向的平動(dòng) 及繞 Z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，定位平面 限制 繞 X、Y 方向的 轉(zhuǎn)動(dòng) ， Z 方向的平動(dòng) 。 一面兩銷的設(shè)計(jì)計(jì)算 8101 定位基準(zhǔn)的選擇 ① 確定兩定位銷中心矩尺寸 LX及其公差 Lx? LX=Lg， Lx? =(51 ～ 31 ) Lg? ， Lg— 工件中心距， Lg? — 工作中心距公差 所以 LX=Lg=300mm， Lx? = 41 Lg? =51 179。 =（定位孔尺寸 17mm，公差 H7，定位孔中心距偏差 ） ② 確定圓定位銷直徑 d1及其公差 1d? 28 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) d1=D1=17， D1— 基準(zhǔn)孔最小直徑 1d? 按 g6 選取 ， 1d? =,即尺寸為 ?? ③ 削邊銷寬度 b 和 B（《工藝人員手冊(cè)》表 923） b=4， B=15 ④ 削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙 2? 2? =21 )2(2Db LgLx ???? ?? =17 )0 0 5 1 (42 ???? = D2— 基準(zhǔn)孔最小直徑； 1? — 圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙 ⑤ 削邊銷的直徑 d2 d2= D2－ 2? =24－ ， 公差按 h6 選取，上偏差為 0，下偏差為 ，即尺寸為 ?? mm ⑥ 計(jì)算定位誤差 由于兩孔定位有旋轉(zhuǎn)角度誤差 ?? ,使加工尺寸產(chǎn)生定位誤差 ?1D 和 ?2D ，應(yīng)考慮較大值對(duì)加工尺寸的影響。兩個(gè)方向上的偏轉(zhuǎn)其值相同。因此，只對(duì)一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)誤差進(jìn)行計(jì)算。 LXX 2ta n m a x2m a x1 ??? ? = 3 0 02 )0 2 3 ()0 1 ( ? ??? = 由于 轉(zhuǎn)角誤差很小，不計(jì)工件左右端面的旋轉(zhuǎn)對(duì)定位誤差的影響，較大的定位誤差 ?1D 尚小于工件公差的三分之一 ,此方案可取。 29 72085 班 王龍 設(shè)計(jì) 伸縮