畢業(yè)設(shè)計-萬向節(jié)滑動叉機械加工中的專用機床夾具設(shè)計(編輯修改稿)
2025-01-08 19:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 7 圖 — 2 常用定位心軸結(jié)構(gòu) —— 無間隙心軸 1引導部分； 2限位基準面； 3連接頭 有間隙心軸旋緊螺母 3，通過開口墊圈 2 把工件夾緊。其定位精度較低，適用于工件加工表面與基準孔同軸度要求不高的場合。無間隙心軸的 0d 按 6f 制造， 1d 按 6r 制造，2d 按 6h 制造，使工件部分稍帶錐度。這種定位心軸定位精度高。除加工工件表面外還可以加工 端面，但其裝夾工件不便，且易損壞基準孔。但考慮到本次加工零件的基準孔并非通孔，無法使用有間隙心軸。所以本次夾具設(shè)計的定位元件選用無間隙心軸。 、夾緊裝置的選擇 通用的夾緊裝置。最常見的是由螺栓、螺母、墊圈、壓板等組成的機械手動夾緊裝置。也有使用液壓、氣壓、電磁等作為 動力裝置的夾緊裝置。對夾具夾緊裝置有以下的基本要求： （ 1） 夾緊過程中應(yīng)該保持工件原有的正確定位； （ 2） 夾緊力要求可靠、 適當，既要把工件壓緊夾牢，保證工件不移位、抖動，同時又不會因夾緊力過大而使工件表面受到損傷； （ 3） 夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，容易制造。只有在生產(chǎn)批量較大的工件時，才考慮相應(yīng)增加夾具夾緊機構(gòu)的復雜程度和自動化程度； （ 4） 夾緊機構(gòu)的操作應(yīng)該安全、迅速、方便、省力。 設(shè)計夾緊裝置時，首先要合理選擇夾緊力的方向，再確定其著力點的大小，并確定夾緊力的傳遞方式和相應(yīng)的機構(gòu)。最后選用或自行設(shè)計夾緊裝置的具體結(jié)構(gòu)。 夾緊力方向的選擇 夾緊力方向選擇應(yīng)考慮的問題有： 何中明 ：萬向節(jié)滑動叉機械加工 中的專用機床 夾具設(shè)計 8 （ 1） 主要夾緊力應(yīng)該朝向主要限位基面； 夾緊力應(yīng)盡可能與工件重力、切削 力同向，這樣既有利于簡小夾緊力，又能簡 化夾緊機構(gòu)，也便于操作。 夾緊力著力點的確定原則： （ 1） 著力點必須使夾緊力作用在定位元件所形成的限位支承面上； （ 2） 為防止工件變形，著力點應(yīng)位于工件剛度較大處或變集中分布的載荷為均勻分布的載荷； （ 3） 著力點應(yīng)適當接近加工部位。 常見的夾緊機構(gòu)： （ 1）、斜楔夾緊機構(gòu) 斜楔夾緊是最基本的一種夾緊形式。其結(jié)構(gòu)簡單，具有一定的擴力作用，夾緊行程與斜 楔升角有關(guān)，具有一定的自鎖能力，但其自鎖能力隨著斜楔升角的變大而變差。用斜楔直接夾緊工件的夾緊力有限，且操作費時。在實際生產(chǎn)中，單獨應(yīng)用很少， 往往是與其它機構(gòu)組合應(yīng)用。 （ 2）、螺旋夾緊機構(gòu) 螺旋實際上相當于把斜楔繞在圓柱上的變形，故其作用原理與斜楔相同。螺旋夾緊機構(gòu)通常由螺釘（或螺柱）、螺母、墊圈、壓板等元件組成。由于其結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠，通用性大，故在夾具中得到廣泛的應(yīng)用。它的主要缺點是夾緊和松開工件時比較費時費力。 （ 3）、偏心夾緊機構(gòu) 偏心夾緊機構(gòu)用偏心元件直接夾緊或與其它元件組合而實現(xiàn)工件的夾緊。常用的偏心元件是偏心輪和偏心偏心軸。圓偏心夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，夾緊迅速，操作方便，缺點是夾緊力和行程都較小。一般用于被壓表面尺寸公差要求較小的工 件，以及切削過程振動不大的場合。 （ 4）、定心夾緊機構(gòu) 定心夾緊機構(gòu)能在實現(xiàn)定心作用的同時，又起著 將工件夾緊的作用?？梢院喕瘖A具的結(jié) 構(gòu)，減少夾具零件數(shù)量。在定心夾緊機構(gòu)中，與工件接觸的元件既是定位元件，又是夾緊元件。這種機構(gòu)能使定位夾緊元件等速趨近或退離工件。所以能將定位基面的誤差沿徑向或?qū)ΨQ面對稱分布，從而使工件的軸線、對稱中心不產(chǎn)生位移，實現(xiàn)定心夾緊。 定心夾緊機構(gòu)，根據(jù)其傳動方式的不同，可分為兩類。一類是利用斜楔、螺旋、偏心、齒輪、齒條等剛性傳動件，使定位夾緊元件作等速位移，實現(xiàn)定心夾緊作用。另 2021 屆 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 一類是 利用薄壁彈性元件受力后的彈性變形，使工件定心并夾緊。其定心精度比第一類要高，適用于精加工或半精加工。 根據(jù)以上分析，綜合考慮成本、 效率、生產(chǎn)條件、工藝裝備等因素，本次專用夾具設(shè)計的夾緊裝置選用氣動滾子斜楔夾緊機構(gòu)。該夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，夾緊行程與斜楔升角有關(guān)，具有擴力作用，其擴力比約為 3 左右。該夾緊機構(gòu)還具有一定的自鎖能力。同時采用氣動裝置提供夾緊力，縮短了輔助時間，提高了生產(chǎn)效率，還改善了工人 的勞動強度和生產(chǎn)作業(yè)條件。 氣動滾子斜楔夾緊裝置結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 3。 3—— 3 氣動滾子斜楔夾緊裝置 、夾具體設(shè)計 夾具體是夾具上 最大和最復雜的基礎(chǔ)元件。在夾具體上要安裝各種元件、機構(gòu)和裝置，以組成該夾具，并通過它將夾具安裝在機床上。因此，其形狀結(jié)構(gòu)，在很大程度上取決于其上各種元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式，總體布置的情況以及夾具與機床的連接方式。在加工過程中夾具體必須承受作用于夾具上的一切作用力以及所產(chǎn)生的沖擊和振動。還要解決切屑積聚等問題。對夾具體設(shè)計有以下基本要求： （ 1） 應(yīng)有足夠的強度和剛度。夾具體應(yīng)具有足夠的壁厚 h,剛度不 足處可設(shè)筋。其厚度一般取 ( ~ )h 。加強筋的高度不大于 5h ，以 何中明 ：萬向節(jié)滑動叉機械加工 中的專用機床 夾具設(shè)計 10 保證受 承力、切削力、沖擊和振動，不至于產(chǎn)生不允許的變 形； （ 2） 力求結(jié)構(gòu)簡單，裝卸工件方便，體積小，重量輕。特別對手動、移動、翻轉(zhuǎn)夾具，其總重量不超過 10kg，以便于操作； （ 3） 要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性能。對于夾具體上安裝各元件的表面，一般應(yīng)鑄出 3~5mm 的凸臺，以簡小精加工的面積。不加工表面與工件表面之間應(yīng)保證有如 下空隙：工件是毛面時取8~15mm ；工件是光面時取 4~10mm 。以免安裝時發(fā)生干涉； （ 4） 結(jié)構(gòu)尺寸大小適當且穩(wěn)定。鑄造夾具體要進行時效處理；焊接夾具體要進行退火處理，以防止加工后日久變形。夾具體的壁厚和轉(zhuǎn)角處變化要緩和、均勻，以免產(chǎn)生過大內(nèi)應(yīng)力； （ 5） 排除切屑問題要解決。當切屑不多時，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的空隙，或增設(shè)容屑溝槽；當加工中產(chǎn)生大量的切屑時，應(yīng)在夾具體上設(shè)置專門的排屑用斜面
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