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車(chē)床加工畢業(yè)設(shè)計(jì)--車(chē)床尾座體零件機(jī)加工藝規(guī)程及銑底面、鉆孔工序夾具設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)

2025-01-17 05:00本頁(yè)面
  

【正文】 第三章 夾具的設(shè)計(jì)第三章 夾具的設(shè)計(jì) 液壓夾緊龍門(mén)銑床夾具設(shè)計(jì)工件的裝夾:工件的安裝包括定位兩部分。工件的定位是保證工件處于理想的加工位置,工件的裝夾就是使工件在加工過(guò)程中始終處于理想加工位置使工件牢靠得固定在機(jī)床的工作臺(tái)或夾具中。工件的裝夾的正確性和加工質(zhì)量很大的程度上,還取決于劃線質(zhì)量的高低(劃線找正工件)還取決于定位基面(支撐面)原來(lái)的加工精度和質(zhì)量。 夾具的作用1)能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時(shí),工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證,不受工人技術(shù)水平的影響,使一批工件的加工精度趨于一致。 2)能減少輔助工時(shí),提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速,工件不需要?jiǎng)澗€找正,可顯著地減少輔助工時(shí);工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性,可加大切削用量;可使用多件、多工位裝夾工件的夾具,并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu),進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 3)能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能 根據(jù)加工機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng) ,附以不同類(lèi)型的夾具,即可擴(kuò)大機(jī)床原有的工藝范圍。例如在車(chē)床的溜板上或搖臂鉆床工作臺(tái)上裝上鏜模,就可以進(jìn)行箱體零件的鏜孔加工。 工件定位的實(shí)質(zhì)工件定位的實(shí)質(zhì)就是使工件在夾具中占據(jù)確定的位置,因此工件的定位問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為在空間直角坐標(biāo)系中決定剛體坐標(biāo)位置的問(wèn)題來(lái)討論。在空間直角坐標(biāo)系中,剛體具有六個(gè)自由度,即沿X、Y、Z軸移動(dòng)的三個(gè)自由度和繞此三軸旋轉(zhuǎn)的三個(gè)自由度。用六個(gè)合理分布的支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度,使工件在夾具中占據(jù)正確的位置,稱(chēng)為六點(diǎn)定位法則。人們?cè)陉U述六點(diǎn)定位法則時(shí)常以圖1所示銑不通槽的例子來(lái)加以說(shuō)明:aaa3三個(gè)點(diǎn)體現(xiàn)主定位面A,限制X、Y方向的旋轉(zhuǎn)自由度和Z方向的移動(dòng)自由度;aa5兩個(gè)點(diǎn)體現(xiàn)側(cè)面B,限制X方向的移動(dòng)自由度和Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度;a6點(diǎn)體現(xiàn)止推面C,限制Y方向的移動(dòng)自由度。這樣,工件的六個(gè)自由度全部被限制,稱(chēng)為完全定位。當(dāng)然,定位只是保證工件在夾具中的位置確定,并不能保證在加工中工件不移動(dòng),故還需夾緊。定位和夾緊是兩個(gè)不同的概念。 機(jī)床夾具的組成(1)定位元件 它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸,用于確定工件在夾具中的正確位置,從而保證加工時(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)正確位置。(2)夾緊裝置   用于夾緊工件,在切削時(shí)使工件在夾具中保持既定位置。(3)對(duì)刀、引導(dǎo)元件或裝置   這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件,稱(chēng)為對(duì)刀元件,如對(duì)刀塊。用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件,稱(chēng)為導(dǎo)引元件。 (4)連接元件   使夾具與機(jī)床相連接的元件,保證機(jī)床與夾具之間的相互位置關(guān)系。 (5)夾具體   用于連接或固定夾具上各元件及裝置,使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行連接、對(duì)定,使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定的位置。(6)其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求,要有分度機(jī)構(gòu),銑床夾具還要有定位鍵等。以上這些組成部分,并不是對(duì)每種機(jī)床夾具都是缺一不可的,但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置,它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵,目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。 機(jī)床夾具的分類(lèi)(1)按專(zhuān)門(mén)化程度分類(lèi)  1)通用夾具   通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的,在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如,車(chē)床上三爪卡盤(pán)和四爪單動(dòng)卡盤(pán),銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類(lèi)夾具一般由專(zhuān)業(yè)工廠生產(chǎn),常作為機(jī)床附件提供給用戶(hù)。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣,生產(chǎn)效率低,主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。   2)專(zhuān)用夾具   專(zhuān)用夾具是指專(zhuān)為某一工件的某道工序而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,操作迅速、方便、省力,可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率,但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí),夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。   3)通用可調(diào)夾具和成組夾具   其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換,部分裝置可以調(diào)整,以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具,稱(chēng)為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比,加工對(duì)象不很明確,適用范圍更廣一些。   4)組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求,由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專(zhuān)業(yè)廠家制造,其特點(diǎn)是靈活多變,萬(wàn)能性強(qiáng),制造周期短、元件能反復(fù)使用,特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。   5)隨行夾具 隨行夾具是一種在自動(dòng)線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用,又要與工件成為一體沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位,進(jìn)行不同工序的加工。 (2)按使用的機(jī)床分類(lèi)由于各類(lèi)機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同,對(duì)所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機(jī)床不同,夾具又可分為:車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。 (3)按夾緊動(dòng)力源分類(lèi)  根據(jù)夾具所采用的夾緊動(dòng)力源不同,可分為:手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具等。 夾具方案的設(shè)計(jì)a功能概述本夾具用于龍門(mén)銑床上刨削車(chē)床尾座底面,是該工件的第一道工序,而且是工件加工中的精基準(zhǔn),十分重要??紤]到大批生產(chǎn),故該夾具設(shè)計(jì)是考慮可裝夾多個(gè)工件,本夾具可同時(shí)安裝三個(gè)工件,并且兩套夾具同時(shí)使用,一次可加工六個(gè)工件b夾具的定位方式本夾具采用六點(diǎn)定位方案,工件以Ф60mm鑄造毛坯孔的兩端為主要定位基準(zhǔn),在兩個(gè)短頂綴套上定位限制了四個(gè)自由度,另以端面靠在花紋支撐上,限制一個(gè)自由度,再以側(cè)面和一個(gè)可調(diào)支撐釘接觸限制第六個(gè)自由度,實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位。c夾具的工作原理在安裝工件時(shí),將工件先放在夾具體7底面上的兩個(gè)可調(diào)支撐釘1上預(yù)定位。然后搬動(dòng)轉(zhuǎn)閥手柄使低壓油進(jìn)入兩水平缸23,推動(dòng)短頂錐套25,把工件抬起定心,此時(shí)工件在軸向仍處于浮動(dòng)狀態(tài)。再擰動(dòng)螺釘22使工件端面緊貼花紋支撐18,然后扳轉(zhuǎn)工件緊靠可調(diào)支撐釘19,并調(diào)節(jié)另一側(cè)的輔助支撐釘19使與工件接觸。最后再扳動(dòng)轉(zhuǎn)閥手柄,兩個(gè)水平油缸23及一個(gè)垂直油缸3在高壓油的壓力推動(dòng)下同時(shí)工作,通過(guò)短頂錐套和擺動(dòng)壓板2夾緊工件。本夾具結(jié)構(gòu)緊湊,定位合理,夾緊可靠,操作簡(jiǎn)便,在成批生產(chǎn)中能獲得較高的生產(chǎn)率。d夾緊力的計(jì)算主切削力:==92 = = f= = V= ==92=受力分析及夾緊力的計(jì)算切削過(guò)程中受力只考慮水平垂直油缸所產(chǎn)生的夾緊力和主切削力=0 285+75330=0=0 +2=0為垂直油缸作用于壓板上所產(chǎn)生的夾緊力,為主切削力,為水平油缸作用于短頂錐套而產(chǎn)生的夾緊力并正交分解為x,y兩個(gè)方向,建立方程組: 解之得:其中為錐套的錐度,查莫氏錐度取9186。,則==38702N,=39185N=k ,k為安全系數(shù)(k=~) 取k=2則=77404Ne油缸的設(shè)計(jì)水平油缸的參數(shù)校核查化學(xué)工業(yè)出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》下冊(cè)(表133)選取D=100mm,d=70mm,p=125kg/ =ps=p====垂直油缸的參數(shù)校核轉(zhuǎn)動(dòng)彎壓板尺寸如下圖(31): 圖31=0 3630=0 ===32654N =k=65308N 由表選取D=63 d=45 p=63kg/ =ps=p ===116mm 設(shè)計(jì)滿(mǎn)足夾緊力的要求f夾具定位誤差分析工件定位誤差:工件在夾具中定位時(shí),其位置在一定范圍內(nèi)變動(dòng)這樣就產(chǎn)生了定位誤差,影響加工精度。工件在夾具中加工時(shí)影響位置精度的因素有三個(gè)方面:定位誤差,工件在定位時(shí)產(chǎn)生的誤差,稱(chēng)為定位誤差如使用心軸,定位套和V 形鐵定位時(shí)由于工件定位基準(zhǔn)面和定位元件制造誤差以及軸與孔之間的間隙存在使工件產(chǎn)生定位誤差。夾具安裝誤差?yuàn)A具安裝在機(jī)床上必須進(jìn)行校正或采用某個(gè)定位面定位這樣也產(chǎn)生了誤差,夾具在安裝時(shí)產(chǎn)生了誤差稱(chēng)為夾具安裝誤差。加工誤差機(jī)床本的精度刀具磨損和振動(dòng)以及機(jī)床夾具工件在加工過(guò)程中的彈性變形等均影響工件的精度這類(lèi)誤差稱(chēng)加工誤差。為了保證加工精度必須使上述所有的誤差對(duì)工件加工綜合影響控制在公差范圍內(nèi)。對(duì)于本夾具而言,因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合,所以=0(基準(zhǔn)不重合誤差)平行于水平油缸軸線方向上的誤差對(duì)刨削影響不大,只是該方向的夾緊力會(huì)有變化,可忽略此夾緊力造成的偏差,垂直于油缸軸線方向上的誤差過(guò)大易造成尺寸上的較大誤差,要消除該方向上的誤差可以采用提高安裝平面的精度來(lái)實(shí)現(xiàn)。工件的夾緊:(1)工件定位將其固定,使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變稱(chēng)為夾緊裝置。對(duì)夾具裝置的要求包括夾緊力和夾緊的要求。夾緊力和夾緊的要求:夾緊力的確定包括夾緊力的大小、方向和作用等三個(gè)要素。夾緊力的大小—夾緊力必須保證工件在加工過(guò)程中位置不發(fā)生變化,但夾緊力也也不能太大,太大工件變形。夾緊力的方向,夾緊力的方向應(yīng)盡可能垂直于工件的主要定位基準(zhǔn)面。使夾緊穩(wěn)定可靠夾緊力的方向應(yīng)盡量與切削的方向一致。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能地落在定位面上保證定位夾緊可靠。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支撐件對(duì)應(yīng),并要盡量作用在工件剛性好的部位。夾緊力的作用應(yīng)盡量靠近加工表面防止工件產(chǎn)生振動(dòng),如無(wú)法靠近就采用輔助支撐。(2)對(duì)夾緊裝置的基本要求:牢、夾緊力保證工件在加工過(guò)程中位置不發(fā)生變化。正、夾緊時(shí)應(yīng)不破壞的正確定位??臁⒉僮鞣奖?、安全省力、夾緊迅速。簡(jiǎn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,有足夠的剛性和強(qiáng)度,且便于制造。本夾具也是采用六點(diǎn)定位。工件尾座體的底面A限制了三個(gè)自由度、壓塊限制向自由度,導(dǎo)向槽B限制、向自由度,因?yàn)槲沧w側(cè)面是毛坯面,在加工時(shí)需螺釘調(diào)整。本夾具是由夾具體、定位平面及導(dǎo)向槽、垂直導(dǎo)向定位平面、水平方向位置壓塊,確定工件在夾具中的位置。夾緊是手動(dòng)的,用螺栓鉸鏈、壓板裝置組成,當(dāng)工件放在夾具體內(nèi),由定位底平面及導(dǎo)向槽限制五個(gè)自由度實(shí)現(xiàn)初步定位,然后調(diào)節(jié)壓板,使工件的水平方向達(dá)到正確位置。最后,由螺栓、鉸鏈、壓塊所組合成的裝置,將工件固定在夾具內(nèi),實(shí)現(xiàn)工件的夾緊,由于工件在本夾具上的定位主要是由底平面A和導(dǎo)向槽定位,用壓塊調(diào)正中心位置。所以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合,在保證精確的安裝和調(diào)整的前提下,可以保證其位置精度和加工精度。主切削力的計(jì)算,按鉆孔計(jì)算:=420=420951=39510N尾座體質(zhì)量63kg~夾具受力如下圖(32): 圖32需要用螺栓壓板的力及工件自重在底面上產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)大于重力與鉆削力之和: FfG+求得:F=116160N選用螺栓直徑為M20,材料45鋼,其強(qiáng)度中抗拉強(qiáng)度極限為=610N/。校核其危險(xiǎn)截面強(qiáng)度:==480N/〔〕 強(qiáng)度足夠 9 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第四章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合分析 36東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第四章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合分析第四章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合分析一個(gè)好的工藝方案單純能保證質(zhì)量是不夠的,還必須有高的生產(chǎn)率和低的生產(chǎn)成本,所以在制定加工工序規(guī)程時(shí)在保證質(zhì)量的前提下,必須考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低產(chǎn)品成本的問(wèn)題。對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,正確處理三者辯證關(guān)系才能使工藝方案達(dá)到最優(yōu)。 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的工藝途徑勞動(dòng)生產(chǎn)率是衡量生產(chǎn)效率的一項(xiàng)綜合性技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。常用一個(gè)工人在單位勞動(dòng)時(shí)間內(nèi)制造出合格產(chǎn)品的數(shù)量來(lái)表示,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的途徑是多種多樣的。例如:在加工第一道工序中,在生產(chǎn)實(shí)際中用的是龍門(mén)刨床加工底平面及斜面等。刨削的效率低走刀次數(shù)多(高達(dá)26次),這就難以保證底面粗糙度的要求以及平行度、平面度的要求。在選擇這道工序時(shí),我考慮到了用龍門(mén)刨床同時(shí)安裝粗銑、精銑和槽銑三把刀同時(shí)加工,這不僅大大提高了生產(chǎn)率,同時(shí)使零件的粗糙度形狀誤差率都大大降低。 降低生產(chǎn)成本在加工孔的時(shí)候,生產(chǎn)實(shí)際中除了Ф75H7孔在鑄件中鑄出外,其余的孔均是在加工中鉆出來(lái)的,再進(jìn)行擴(kuò)、鉸等工序。從節(jié)約原材料及加工時(shí)間方面考慮,我把直徑大于25的孔在鑄造中直接鑄造出來(lái),這樣不僅節(jié)省了工時(shí),更重要的是大大節(jié)約了原材料。對(duì)于年產(chǎn)5000臺(tái)的產(chǎn)量,這部分節(jié)約下來(lái)的材料是非??捎^的。工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析有兩種方法,其一是對(duì)幾種工藝方案進(jìn)行工藝成本的分析評(píng)比,其二是按照一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行客觀分析。被比較的工藝方案采用現(xiàn)有設(shè)備,成基本投資相似的常以全年工藝成本使作為比較的依據(jù)。設(shè)兩種工藝方案的全年工藝成本分別為: =N+ =N+ (C為不變費(fèi)用)如下圖(41)所示:兩條直線交于K點(diǎn)為臨界年產(chǎn)量,由上面兩式可知:= 圖41當(dāng)年產(chǎn)量N時(shí),方案Ⅱ比較好當(dāng)年產(chǎn)量N=時(shí),兩方案工藝成本相同當(dāng)年產(chǎn)量N時(shí),方案Ⅰ比較好,即當(dāng)批量較小時(shí)宜采用不變費(fèi)用較小方案,當(dāng)批量較大時(shí)宜采用不變費(fèi)用較大的方案,此時(shí)用于專(zhuān)用設(shè)備和工裝的一次性投資,分?jǐn)偟矫總€(gè)零件上而可變費(fèi)用減小,使得工藝成本降低。當(dāng)需要評(píng)比的工藝方案基本投資額相差較大時(shí),除了比較工藝成本外,還必須考慮不同方案基本投資額的回收期,回收期是指一方案多花費(fèi)的投資需要長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)工藝成本的降低收回來(lái),如果多花費(fèi)了一次性投資,分?jǐn)偟矫總€(gè)零件而工藝成本又沒(méi)有下降,那么此種工藝方案就沒(méi)有優(yōu)越性,不能采納投資回收期,可采用該式求出:=式中:為投資回收期,單位年 為基本投資差額,單位元 為全年成本節(jié)約額,單位元/件 37投資回收期必須滿(mǎn)足下列要求: 381 小于設(shè)備或工藝裝備的使用年限2 小于該產(chǎn)品市場(chǎng)需求的年限3 小于國(guó)家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)回收期,如夾具的標(biāo)準(zhǔn)回收期為2~3年,專(zhuān)用機(jī)床的回收期為4~6年。 38東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)1.蔡光起.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M],沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社,2002,89235.2.M. 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Automn[M], 1994, pp. 21802185. 39 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 附錄結(jié)束語(yǔ)歷時(shí)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)在已經(jīng)基本上結(jié)束。在XXX老師的精心指導(dǎo)下,在師兄師姐和同學(xué)們的幫助下,自己的辛勤勞動(dòng)下,終于完成了這次意義重大的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我增長(zhǎng)了很多認(rèn)識(shí),也了解到了許多實(shí)際性的問(wèn)題,同時(shí)我了解到機(jī)械設(shè)計(jì)也是多么的博大精深。本人所選擇的題目屬工藝制定范圍,內(nèi)容是CA6140車(chē)床尾座體的零件設(shè)計(jì),工藝規(guī)程的制定,及粗銑和鉆孔加工兩工件的兩套卡具的設(shè)計(jì),這是一個(gè)傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì),我在借鑒以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),力爭(zhēng)吧自己的設(shè)計(jì)思想融入其中,并對(duì)原有的規(guī)程和圖紙進(jìn)行了修改,力爭(zhēng)做到每一個(gè)數(shù)據(jù)都有理有據(jù)。對(duì)于刨削尾座底面而設(shè)計(jì)的液壓龍門(mén)刨床卡具過(guò)程中,對(duì)液壓缸的各種參數(shù)、結(jié)構(gòu)有了更深的了解,對(duì)于各種接觸表面的配合有了新的認(rèn)識(shí)。 通過(guò)這次設(shè)計(jì),我學(xué)會(huì)了運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),熟悉了各類(lèi)手冊(cè)的查找方法,全面掌握結(jié)構(gòu)分析、工序安排、零件設(shè)計(jì)、撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)等諸多技能,提高了自己吧理論運(yùn)用于實(shí)際和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然結(jié)束了,大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活也即將結(jié)束,但這只是人生的一個(gè)新的開(kāi)始。我的知識(shí),特別是在機(jī)械專(zhuān)業(yè)方面的知識(shí)還剛剛是打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ),學(xué)無(wú)止境,還有很多問(wèn)題需要我去研究,去探索。因此,在以后的工作和學(xué)習(xí)生活中,我將繼續(xù)保持積極認(rèn)真的工作學(xué)習(xí)態(tài)度。 40
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