钻夹具与精磨夹具设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 磨 夹具设计 1 定位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。为了使定位误差减小，选择其端面作为定位基准， 来设计夹具，以挡板和底面作为定位基准的定位夹具。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。 2 磨 削力和夹紧力计算 （ 1） 磨 具： 磨具采用 筒形砂轮 25*380装在主轴，这样就可以一次 磨 出 端 面，并且尺寸易保证。 机床： 面磨床 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1C q X y u 8 z=24 0 代入上式，可 得 F= 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为断续切削系数 以 （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 其中 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 F=G N 夹紧螺钉： 公称直径 d=15料 45钢 性能级数为 006 M P 8 0108 螺钉疲劳极限： M P 极限应力幅： M P 许用应力幅： M 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s= 取 s=4 得 满足要求 M P 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 4. 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应 使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为 磨 床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为 磨 削余量小， 磨 削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。 夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。活动垫板夹紧。工件加工完成后，移动压板向后退一定距离，工件就可以很方便的取出。工件装夹时，先将工件放到定位装置上面 ,去净上面的铁屑等杂物，然后将移动压板，压紧工件，将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离，就可以把工 件直接取出。如夹具装配图上图所示。 对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。 钻夹具设计 : 在本次夹具设计中，指导老师指定设计 钻 孔的夹具，在工件夹紧方面要求液压或汽动夹紧，最后定为利用液压夹紧。这类夹具的特点是：针对性强，刚性好，容易操作，装夹速度较快以及生产效 率高和定位精度高，但是设计制造周期长，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较高。 位分析 在工件的定位中有很多种不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一圆孔定位，工件以外圆定位，工件以锥孔定位等。 根据零件的形状，我们可以选择以平面定位或以工件中心圆孔定位。在夹具设计过程中尽量以设计基准为定位基准，以便减小加工误差。所以在这道设计中采用以(743 的内表面以及 )( h 的端面为定位基准。 位原理 在 机械加工过程中，为了保证工件某道工序的加工要求，必须使工件在机床上相对于刀具处于正确的相对位置。当采用机床夹具安装一批工件时，是通过夹具来实现这些要求的。要实现工件在机床上相对于刀具占有一个正确的加工位置，必须做到以下三点： . 使一批工件在夹具中都占有一致的正确的加工位置； . 使夹具在机床上占有正确的位置； . 使刀具相对于夹具占有正确的位置。 工件在夹具中定位，就是要使工件在夹具中占据正确的加工位置，这就可以通过设置定位支承点，限制工件的相对运动来实现。工件在没有采取定位措施之前，可视为一个处于空间自由状态的刚体 ，根据运动原理学可知，任一刚体在空间直角坐标系中都有六个自由度，即沿三个坐标轴轴向移动的自由度，分别用 X 、 Y 、 Z 来表示；绕三个坐标轴的转动的自由度，分别用 X 、 Y 、 Z 来表示。由此看来，未限制六个自由度的工件的位置是不确定的，当然也是无法加工的。因此要 使工件在夹具中处于正确的位置，必须对影响工件加工面位置精度的相应自由度进行限制。 工件的六个自由度都是客观存在的，是工件在夹具中所占空间位置确定的最高程度。也就是说。工件最多只有六个自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夹具买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 中该方向的位置就确定下来。工件在夹具中定位，意味着通过定位元件限制工件相应的自由度。 位元件的分析 在连 杆 的加工过程中，因为该零件较为复杂，加上零件的特殊性，因此在设计过程中设计定位板一块来限制零件的自由度，定位板限制了零件的 X 、 Y 的移动方向和旋转方向，设计一拉杆限制 了零件绕 Z 轴旋转的方面，一共限制了零件的五个自由度，达到不完全定位状态。 不完全定位可分为下列两种情况： . 由于工件的加工前的结构特点，无法也没有必要限制某些方面的自由度； . 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位时允许某些方面的自由度不被限制。 紧元件的选择 工件在夹紧过程中应避免夹紧元件跟工件进行点接触。因为在点接触的过程中 ，即使有很小的夹 紧力也可以产生很大的应力，由 于定加工过程产生的误差在夹紧上经常会出现点接触的情况。但是后面还要考虑液压缸的活塞 杆与工作台的相对位置安装误差，必须进行自位平衡 ，则 钻模板和夹具体之间采用铰链连接， 使 钻模板 形成自位平衡。 钻套装在衬套中，而衬套则是压配在夹具体上或钻模板中。钻套有固定钻套，固定钻套直接压入钻模板采用 67 67 合，磨损后不容易更换，适用于中、小批量生产或用来加工孔距较小以及孔距精度较高的孔。 可换钻套：可换钻套装在衬套中，而衬套则是压配在夹具体或钻模板中。钻套由螺钉固定，以防止转动。钻套与衬套间采用 67 67 合，钻套磨损后，可以迅速更换。适于大批量生产。 快换钻套：当要取出钻套时，只要将钻套朝逆时方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边上面，即可取出钻套。 在这次设计中我选择可换钻套，因为是大批量生产。但是本道工序里要用自制钻套和衬套，必须把钻套和衬套加长来保证精度和它的高度。快换钻套如图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 4换钻套 由于 的加工过程中选用的机床为 5 摇臂钻床 ，机械加工工艺手册 孟少农 主编第二卷，表 臂钻床联系尺寸可得，底座 T 型槽数为 5 个，工作台上面 T 型槽数为 5 个，工作台侧面槽数为 3 个， 12002450 276t ，28a ， 46b ， 20c ， 48h ， 5 6 01 0 0 08 0 0 1501 t ， 361 h ， 1751 e ，1152 c ， 221 a ， 361 b 。 位误差的分析 定位误差是指由于定位不准而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工误差。对夹具设计中采用的某一定位方案，只要其可能产生的定位误差小于工件相关尺寸或位置公差的 1/3，即可认为该定方案符合加工精度的要求。 在用 夹具装夹工件时，当工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或相配合时，工件的位置即由定位元件确定下来。而对一批工件来说，因各工件的有关表面本身和它们之间在尺寸和位置上都存在公差，且夹具上的定位元件本身及相互间存在尺寸和位置公差，因此，虽然工件已经定位，但每个被定位的工件上的一些表面的位置仍然会产生变化，这就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工误差。 本次定位是典型的两面一孔定位，在分析计算定位误差时，应该按配合间隙为最大的情况来考虑。基准位移误差包括两类：平面内任意方向移动的基准位移误差 Y ；转动的基准位移误差 a 。 工件两面中心距的平均尺寸，其公差一般为： 3151）文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 因 DL 取 配合一般取 6h 或 7h ，所以： 计算定位误差 加工尺寸的定位误差，由于定位基准与工序基准重合，故 B m YD （ 4 = = 定位误差小于工件公差的 0 3 6 紧力的计算 根据金属切削机床夹具设计手册 浦林祥，当进给量为 时，加工 的孔所需要的切削力 ,1820 转矩为 。计算按钻 的通孔轴向力计算。 根据 金属切削机床夹具设计手册 浦林祥480见典型加紧形式所需要的加紧力的计算公式： 为了防止工件在切削力 p 作用下平移所需要的加紧力为： 210 （ 4 1 为加紧元件与工件之间的摩擦系数， 2 为工件与夹具支承面的摩擦系数。对于精加工机床， 则 3 6 4 8 （ 4 为防止工件在颠覆力矩 作用下绕支点倾斜，使工件离开基面所需要的加紧力： 2（ 4 为防止工件在切削力 p 的作用下绕中心轴线转动所需要的加紧力为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 21 103 （ 4 3 4 所以321 ，则加紧力去最大的力： 3601 压系统的设计 压系统分析 本液压设计为钻床夹具液压夹紧，要求设计能实现：工进，夹紧，快退，停止的工作循环。已知：所需要的夹 紧力为 360 ，行程长为 51 ，液压系统的执行元件使用液压杆，取工作部分运动是采用的悬空。快进、快退速度为 ，快进行程长度为 ,451 工进行程长度为 02 ，往复运动的加速、减速时间不希望超过 力滑台采用平导轨，其静摩擦系数为 2.0摩擦系数 1.0压系统中的执行元件使用液压缸。液压缸主要参数的确定： 由于液压缸的最大推力为 5360N，有液压传动章宏甲主编，机械工业出版社1781000 10000作压力 本次的液压缸可选用单杆式的，并在快动时作差动连接，在种情况下无杆进油的工作面积是有杆腔工作面积的两倍，则活塞杆直径 的关系为： 。液压缸回路上必须有背压，根据 液压工程手册，表 数值可取，快进时液压缸随作差动连接，但是由于油管中有压降的存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估计可取 压缸的机械效率取 8.0m。 由工进的推力按差动液压缸的计算公式可得： 根据公式 21112211 2 w （ 4 故有 2211 w （ 4 = 5 3 6 0 所以 （ 4 参考机械设计 手 册，17323压缸内径尺寸 系 （摘自买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 19932348 ，取 ,50 5 ，由此可得液压缸两腔的实际有效面积为：2221 6 24 22222 9 34 （ 4 校验活塞杆的强度 活塞杆的材料为 45 钢，则 9 0 2 （ 4 则活塞杆的强度符合要求 校验活塞杆的稳定性 活塞杆横截面积的惯性矩量 464 （ 4 由材料力学第 4版，刘鸿主编 高等教育出版社296 22 （ 4 其中10206 I 2 5 则活塞杆稳定性符合要求。 根据上述的 D 与 d 的值，可以估算液压缸在各个阶段的中的压力，流量和功率，如下表所示： 表 4液压缸在各个阶段的中的压力，流量和功率 工况 负载 进油腔压力 流量 快 进 启动 1396 02 )()(2121 121 加速 2011 恒速 775 进 13711 1221 21 启 02 p 2121 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 快 退 动 1551 2 加速 2011 恒速 775 据机械零件设计手册，2271油直径为 8 导向距离为 2 。 根据表 31为活塞式。 根据表 31程机械用标准液压缸缸体外径，材料 45钢，液压缸的外径为 120则壁厚为 25 活塞与活塞杆的连接结构，根据表 31塞的材料选耐磨铸铁（铸铁 液压系统的设计过程如下： 负载分析 工作负载 前面已经分析了，加紧所需要的加紧力为 5360。 惯性负载 4 1 7 1 1 （ 4 阻力负载 静摩擦阻力 动摩擦阻力 9 86 9 8 由此得出液压缸在各工作阶段的负载值如表所示： 表 4液压缸在各工作阶段的负载值 工况 负载组 成 负载值 推力动 396N 1551N 加速 1810N 2011N 快进 98N 775N 工进 12340N 13711N 快退 98N 775N 注：液压缸的机械效率取 9.0m不考虑动力滑台上颠覆力矩的作用。 压系统的拟定 液压回路的选择 首先选择调速回路。这是一台机床液压系统的功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，可以采用进口节流的调速形式。为了解决进口节流调速回路在加紧十产生冲击买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 现象，回油路上要求设置背压阀。由于液压系统选用了节流调速的方式，系统中油液的循环必然是开放的。 从工况中可以看到，在这个液压系统的工作循环内，液压缸交替的要求油源提供低压大流量和高压小流量的油液。最大 流量与最小流量之比约为 15，而快进快退所需要的时间 1t 和工进所需要的时间 2t 分别为： 111 + 33 = s 10007120851000710085（ 4 = 可以知道： 12 ，所以提高系统的效率、节省能量的角度上看，采用单个定量泵作为油源，如下图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 4液压回路的选择 （ a）泵源 （ b）换向回路 （ c）速度换接回路 （ d）保压回路 其次是选择快速运动和换向回路，系统中采用节流调速回路后，无论采用什么油源形式都必须有单独的油路直接通向液压缸两腔，以实现快速运动。在系统中，单杆液压缸要作差动连接，所以他的快进、快退换向回路应采用上图 4b）回路。 再次是选择速度换接回路，由工况图中的 曲线得知压块从快进到工进的时候，输入液压缸的流量由 到 当夹具压块由工进转换为快退是，回路中通过的流量很大进油路中通过的 油路中通过 78544006） 60 为了保证平稳起见，可采用电液换向阀式换接回路如上 图 4b）所示。 然后考虑保压回路，保压回路以保证工件在夹紧过程中工件在切削力的作用下占有正确的位置，保证液压缸中的压力不变，这里选择一个二位二通的换向阀来换向，实现保压的过程。 4d）所示。 最后，再考虑压力控制回路系统的调压阀问题，已在油源中解决，卸荷问题如采用中位机能为 Y 型的三位换向阀来实现上图 4b）就是不须再设置专用的元件或油路 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 4参考 液压系统 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 压的综合回路 把上面所选出的各种回路组合在一起就可以得 到，如图 4示的，未设置虚线框内元件时的形状。在本次设计中由于液压压紧机构相对简单一点，所以经过翻阅资料，参考图 4 向阀利用阀心相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。 换向阀应满足： 1）油液流经阀时的压力损失要小。 2）互不通的油口间的泄漏要小。 3）换向要平稳、迅速而可靠。 致空气进入系统，影响液压系统的平稳性的问题，须在电液 换向阀的出口处增加一个单向阀。 进到系统中去的油液污染度降低，保证系统正常的工作，须在系统中安装滤油器。 现稳定、调压或限压作用，须在系统中安装溢流阀。 对溢流阀的要求是：调压范围大，调压偏差小，压力振摆小，动作灵敏，过流能力大，噪声小。 在系统中，溢流阀的主要用途有： 1） 作溢流阀，使系统压力恒定。 2） 作安全阀，对系统起过载保护作用。 3） 作背压阀，接在系统回油路上，造成一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。 4） 实现远程调压或使系统 卸荷。 经过这样一调整和修改后的液压系统如图 4示，结构相对简单了，而且在应用过程中比较合理。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 4设计液压系统 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 压系统元件的选择 压泵的选择 液压缸在整个工作循环中的最大工作压力为 2参阅液压传动章宏甲、黄谊主编，机械工业出版社， 1油路总压力损失经验值，可得），压力继电器调整压力的高出系统最大工作压力之值为 则，液压泵的工作压力应为： P=2+液压泵应该向液压系统提供最大流量为 参阅液压系统工况图）。如果回路中的泄漏按液压缸输入流量的 10估计，则，液压泵的总流量应该为： 由于溢流阀的最小稳定溢流流量为： 3 而工进时的输入的液压缸的流量为 0.5 所以，流量最少的规格应该为 3.5 根据压力和流量的数值产品目录，最后确定选用单级的叶片泵 阅机械设计手册下册，第二版， 联合主编，化学工业出版社，871得） ;由于，液压杆在快退时输入功率最大，这相当于液压泵输出的压力 流量为 38 时的情况，如果叶片泵的总效率 p，则液压泵的驱动电机所需要的功率为： 60 = （ 4 参阅机械设计课程设计手册吴 宗泽，罗圣国主编，高等教育出版社，1592机的技术数据，可选择 额定功率为 类元件及辅助元件 根据液压系统的工作压力和电机通过各类阀类元件和辅助元件的实际流量，可选出这些元件的型号及规格，表 4 表 4元件的型号及规格 序号 元件名称 型号 规格 1 滤油器 l/ 齿轮泵 l/ 电动机 =买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 4 溢流阀 0 通径 5 单向阀 1 0 通径 6 换向阀 24L/ 通径 箱的选择 油箱容积按照液压传动章宏甲、黄谊主编，机械工业出版社， 算当为 5 时求得容积 2 00405 L， 按照 格取靠近的标准值200V 压系统的性能验算 路的压力损失验算 由于系统的具体管路布置尚未确定，整个回路的压力损失无法估算，仅只阀类元件对压力损失所造成的影响可以看得出来，提供调定系统中的某些压力值是参考，这里估算从略。 液温升验算 在这个夹具液压系统中工进的长度不是很长，主要的温升由三种原因产生：油泵损失所产生的温升、通过阀孔时所产生的油升温和其