一种气动式连杆铣夹具的设计.pdf

一种气动式连杆铣夹具的设计口茅志玉口张慧萱口吴玉兰南通纺织职业技术学院江苏南通226007摘要：介绍了一种气动式连杆铣夹具的设计。阐述了夹具设计要考虑的诸多因素，着4,-ea了根据实用性要求的结构设计，以及气缸规格选择的方法与步骤。关键词：气动夹具铣床夹具连杆加工中图分类号：TG756文献标识码：B文章编号：10004998(2009)12001003连杆是汽车上的一个主要零件，属大批量生产，为提高生产效率并使加工质量稳定，由原专机半自动加工连杆小端的斜面工序改为用加工中心全自动加工，加工中心XH714能满足32序要求，并通过专用夹具的使用，实现除装、卸工件以外的操作过程自动化。本夹具就是为此目的而进行设计制造的。1夹具结构设计11夹具设计要求夹具设计必须保证加工精度，因此设计时需考虑收稿日期：2009年7R许多方面的问题，如可靠的定位方案、方便操作的夹紧机构、合理的安装零件数、合适的夹紧力、合理分布的夹紧点、适用的夹具与机床的连接方式(包括安装夹具时的找正方式)、利于排屑的结构、方便维修和搬运的措施等。为了降低夹具的制造成本，还要使结构尽量简单化，使用的夹具元件尽量标准化。12夹具方案设计设计夹具方案首先要研究夹具的定位方案。根据使用本夹具的工序及已加工好的表面情况，确定零件由一面两孔定位。为保证加工部位的准确定位，连杆的小端孔采用圆柱销定位，大端孑L采用削边销定位，定位2G的刀片宽03261mm，牙形角是一样的；而库房里有大量的这种报废刀片，这种进口刀片具有高的制造精度、标准的几何角度、良好的切削性能、高耐用度等有利因素，而且它的价格是每片346元，仅仅因为两个侧刃磨损就废弃掉，很可惜。采用将这些刀片磨损的部分在工具磨床上重新磨锋利，同时又使刀尖宽度减小到适合加工4牙in的梯形螺纹尺寸后，装在第二种刀杆上使用的方法，不但产品不再出现以前螺距变化、刀片易磨损等棘手的问题，而且每个刀片可以加工3040件产品，生产效率也提高了50。表1两种刀片加工美制梯形螺纹的比较原来在工具磨床上利用废弃刀片类型磨的非成形刀片5VER3Aeme刀片每个刀片加工8件3O一4O件的产品数量螺距经常发生变化；螺距非常稳定产品质量加工后的螺纹表面粗表面粗糙度好糙度差；尺寸不易控制尺寸稳定加工中途换刀片不能继续加工可以继续加工更换刀片时间5min055rain成本刀片+刃磨费用大约为110元件近似为零912表1是两种刀片加工3314Aeme一2G螺纹效果j二的对比。2经济效益分析由于泵头体上各种螺纹连接件的数量非常大，如果按每个产品节约成本110元计算，1年可节约成本近40万元。参考文献1游芳序最新刀具、刃具与量具量仪创新设计制造及国内外质量检测标准实用手册M】合肥：中国科技大学出版社，20052王钢数控机床调试、使用与维护【M】北京：化学工业出版社，20063赵慧曜数控加工技术与项目实训【M】北京：机械工业出版社，2008【4】许宏海数控机床刀具及其应用数控技术与数控加工丛书【M北京：化学工业出版社，20055】雷保珍数控加工工艺与编程fM】北京：希望电子出版社，(编辑日月)机械制造47卷第544期平面为连杆的大小端面；根据XH71432作台面大小、行程以及机床所能承受的载荷等，确定同时装夹的连杆数目。经过SolidWorks造型，仔细布置212件加工位置，确定沿工作台的纵向一次同时装夹4个工件；选择夹紧方式及夹紧力的作用位置，根据用户要求采用气动夹紧形式，夹紧力的作用位置应尽量靠近加工部位，并夹在工件刚性好的地方；最后考虑其他因素。经过比较和修改，确定了夹具设计方案(见图1)。位置误差，因此定位销定位外圆的最小尺寸应是连杆定位内孔的最大实体实效尺寸，尺寸公差等级应比零件的定位孑L公差高一级，两定位销之间的中心距公差应为零件上两孔中心距的12。3)x,：t-刀块的高度尺寸经试切削后确定。由于本夹具是倾斜结构，给测量带来了麻烦，为达到既能保证精度，又能方便操作的目的，对对刀块进行了特别设计。对刀块材料采用45钢，并进行调质处理，在高度尺寸上工件安装时以一面两孑L定位(如图1)，气缸带动凸轮轴下移，导向钉在凸轮轴的槽中导向，使凸轮轴在移动过程中I90。自动旋转，固定在凸轮轴上的压板同时t90。旋转夹紧工件；加工结束后，气缸带动凸轮轴上移，凸轮轴带动压板作90。反向旋转松开工件。整个过程实现自动控制。14夹具设计中的特别说明夹具设计一般按标准进行，但在本夹具设计时，从实用性出发作了些调整，说明如下：1)定位键(如图1)与工作台T形槽的配合在一般手册上都是最小间隙是零的配合，由于在制造、安装夹具时存在着误差，夹具的装配精度和在机床上的安装精度一般都是通过修配、找正、调整得到的。为了使夹具能准确顺利地安装在机床上，定位键与T形槽之间的配合应选择具有一定量最小间隙的间隙配合，如T形槽的精度为H8，则定位键的宽度应选择e8。安装夹具时，依靠定位键与机床工作台T形槽间的配合进行粗定位，再通过对找正基准面(如图1)的纵向打表(百分表)找正来实现夹具在机床上的纵向精确定位，通过对定位板的前后打表找正实现夹具的角度精确定位。如果定位键与工作台T形槽间没有足够的间隙，找正时将难以将夹具调整到安装精度要求的位置。2)定位销的定位外圆尺寸在考虑定位精度的同时还应考虑工件装卸的方便性。定位销是标准件，其结构和尺寸都可通过查手册来确定，但在设计定位销定位外圆尺寸时，要考虑连杆上实际定位孔的尺寸、形状和机械制造47卷第544期高度由具对对对刀块度与加塞尺高具设计力元件缸规格夹紧力进行比较准确的估算。首先应计算切削力。21切削力计算根据铣削连杆小端的斜面212序，工件材料为碳钢，采用了硬质合金端铣刀，由于采用加工中心切削，因此粗、精铣在一次装夹中完成。粗铣切削余量大且不均匀，切削时的冲击力较大，因此，在计算切削力时以粗铣时最不利于切削的状态为准。铣削力的计算公式为【l1：Fz=981×825×口×ao×。10××dE×n一。2×60一。(1)根据实际加工工艺，选择切削参数为：铣削宽度口=20mm，每齿进给量口，=02mmz，铣削深度=2mm，主轴转速n=300rmin，铣刀直径do=63mm，铣刀齿数z=4，代入式(1)，解得：=362N。工件受到的切削力可分成3个相互垂直的分力，如图2。由于工件的切削面是斜面，因此可按照端铣、不对称逆铣的情况来分配3个分力的比例关系。切削分力大小分别为：n=(0609)Fz=07×362=2534NFv=(04507)Fz=051×362=1846NFo=(050055)Fz=05×362=181N22夹紧力计算在计算出切削力后，应根据工件的受力平衡情况估算夹紧力。本夹具采用压板夹紧工件，工件在夹紧力、切削力(FFv、Fo)、摩擦力厂及夹具给予的支承力的作用下受力平衡(如图3，重力忽略不计)。200912回在TM618A型镗床上巧设镗刀架加工内圆球面口陆长永武汉工程职业技术学院口夏乡灵湖北黄石435006摘要：为了解决在普通镗床上加工内圆球面存在的困难，介绍了一种特制的镗刀架，通过调整刀头，可以加工直径不同的内圆球面，效率高、质量好。关键词：内圆球面加工镗刀架jp-r精度夹具设计原理中图分类号：TG53文献标识码：B文章编号：10004998(2009)12001202一般在TM618A型镗床或CA6140A车床上加工回转体表面是很方便的，但要加工球面尤其是内球表面相当困难。如图1所示球阀，球面轴线与工件对称中心平面成3。夹角，内圆球面直径有3008mm、3508mm两种，如在车床上加工，工件安装不方便，即使设计夹具，刀具的刚度也很难保证，而在镗床上巧收稿日期：2009年6月根据工件受力平衡条件，则：=F(2)W=NFo(3)式中：F为切削力的两水平分力F与F、的合力，则Fy=丽(4)f=肚(5)式中：为摩擦因数，按较光滑表面，取值O2。将各参数代人式(2)、(3)、(4)、(5)，解得：W=13866N。考虑到切削过程的复杂性和夹具使用的安全性，还需将理论夹紧力乘以安全系数。这里安全系数取2，根据夹紧方案，平均每个气缸夹紧一个工件，因此可计算得气缸所要提供的夹紧力为：2X13866=27732N。23气缸规格确定由于夹紧工件所需行程短，可以选择标准薄型气l回200912缸，其理论作用力如表1所示f】：将所需夹紧力与表中数设刀架就可完成对其加工。1刀架设计的理论原则此零件加工面为内圆球面。根据球面形成理论，一种方法是当工件作旋转运动的同时，刀具作垂直方向的圆弧运动；另一种是当刀具既作纵向运动又作横向圆弧运动时，工件静止不动，即可加工球面。从镗床结表1标准薄型气缸的理论传递力(压力为05MPa时)据对照，可以选择缸径为100的标准薄型气缸。其规格型号为QGD西100X50。3气动夹具设计特点气动夹具的设计区别于手动夹具的一大特点是，设计气动夹具要准确估算夹紧力，以确定所选择的气缸是否合适。另#1-，在夹具的气路设计中应选择具有断电保护功能的电控方向阀，如本夹具中的SR561CS45Dt，以防电路突然中断造成危险。4结束语气动式连杆铣夹具经设计、制造、调试后投入使用。实践证明本夹具能充分发挥机床、夹具的优势，提高生产效率，保证零件的加工质量，减轻工人的劳动强度。经过一段时间的应用，对加工零件进行抽样检验及数理统计分析，测得工艺能力指数C。超过133，完全符合大批量生产的加工工序能力要求。参考文献1王绍俊机械制造工艺设计手册M】北京：机械工业出版社，1987(编辑功成)机械制造47卷第544期