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文档简介
1、摘 要毕业设计说明书(论文)中文摘要在对A型齿轮油泵进行分析后,为了达到精密准确铣削油泵安装板端面的目标,设计一个铣A型齿轮油泵泵体安装板端面的液压夹具。经过查阅部分资料,液压夹具相对传统的夹具具有一些明显的特点。总的来说是柔性工装夹具的一部分,对于定位夹紧不同的产品,机床夹具也要选用不同。同传统夹具相比较,液压夹具元件有一些优势,自身的相容性较好,精度相对也比其他高,与此同时,耐磨损性及其他耐腐蚀抵抗性也比较好。本次课题设计,通过对A型齿轮油泵零件的外形特点进行分析,简述完成该任务中间过程的部分问题,重点分析对零件进行定位时的方式,夹紧装置的选取以及采用一定方案的优劣势,同时对选用好的夹具方
2、式进行误差的计算和确认,检测选择方案是否符合误差要求,在实际行业中是否具有实施可能性。同时要考虑泵体零件在实际工作环境中各种外力及压力的影响。本课题在探讨机械零件定位夹紧方式后对加工过程中用到的专用夹具设计进时了分析论述。通过此次查询资料及研讨,进一步熟悉齿轮油泵产品对部分零部件定位夹紧的过程,在确定最终方案的时候,要充分考虑其实际生活的可行性和大环境下的经济适用性。运用CAD画出夹具体装配图以后,再研究考虑定位夹紧泵体的夹具体中的各个元件之间的配合组装关系,然后根据任务书的要求,以及加工的泵体需要铣削的面,确定夹具体的结构保障泵体铣削的工艺流程顺利进行。为了完善设计进一步明确结构,运用Sol
3、idworks画出齿轮泵与夹具体配合的三维图。最后进行说明书的拟定撰写、整理、修改。关键词: A型齿轮油泵泵体;定位;夹具设计;液压夹具II毕业设计说明书(论文)外文摘要Title Development of a New Model for the Fixture Design and Clamping OptimizationAbstractPrecision machining to meet the needs of a gear pump design herein pump cover drilling jig. Belonging to a flexible fixture, t
4、he flexible clamping fixture is based can be applied to different machines, different products, different specifications of the machine clamps the same product. The flexible clamp element, different tools and different parts, depending on the requirements for the processing of selecting the desired
5、sub-element assembly jig support, high accuracy and good compatibility, abrasion resistance. The design for production gear pump cover parts of the technical characteristics, summarized the main issues of manufacturing technology and equipment, the introduction focuses on process, technology benchma
6、rk key role deformation on machining accuracy, detection technology support and gear pump oil pump the key design specifications cover part of the work environment and stress and so on. Discussion In the present design the machining process of processing a dedicated jig used when designed into the d
7、esign. By design allows us to further familiar with the entire process of product design and processing, the processing time in the development program, take full account of its economic and feasibility. Keywords: Gear pump the pump cover; Location; Fixture design; Hydraulic fixture3南京工程学院毕业设计说明书(论文
8、)目 录 摘 要1第1章 绪论11.1 课题的研究内容及意义11.2 国内外的发展概况21.3液压夹紧夹具的特点21.4机床夹具的作用31.5 专用夹具设计的发展趋势31.6 本课题应达到的要求5第2章 铣床夹具设计特点72.1 确定夹具的类型72.2 夹具的组成72.3 常用定位元件及选用82.3.1工件以平面定位82.3.2工件以外圆柱定位92.4 夹紧装置92.5 专用夹具的基准选择102.6 铣床夹具的分类11第3章 夹具的设计步骤123.1 研究原始资料123.2 拟订夹具的结构方案12第4章 专用夹具的设计144.1 明确设计任务,了解零件加工工艺过程144.1.1 熟悉工件零件图
9、、本工序加工要求144.1.2 熟悉零件加工工艺过程144.2 确定定位方案154.2.1 基准的选择154.2.2 确定定位夹紧方案154.2.3 定位元件的选择及设计164.3 定位误差的计算与分析174.4 计算切削力及实际所需的夹紧力184.5 设计夹紧机构并验算机构所能产生的夹紧力204.6 主要元件的设计与建模214.7 对刀元件224.8 夹具体的要求224.9 夹具体毛坯的类型22第5章 夹具图的绘制235.1 工序图235.2 夹具体零件图235.3 绘制夹具装配总图235.4 标注夹具装配图上的尺寸、公差与配合和技术条件245.4.1 标注尺寸、公差与配合245.4.2制订
10、技术条件255.5 三维装配图SOLIDWORKS建模25第6章 夹具工作精度分析296.1 位置尺寸700.10296.2平面度允许误差0.2mm29结论31参考文献32致谢33第1章 绪论1.1 课题的研究内容及意义工装夹具研究课程是为了巩固专业学习知识,整体全面的学习,是进行彻底审查的一个过程,也与实际训练理论,开展社会实践操作活动相关联。为了满足实际的需求,达到能够进行大规模加工生产以及进行有序操作的目的,拟定操作图简化加工的繁琐部分,确定泵体加工的夹具能够符合实际生产生活要求。在明确对A型齿轮油泵进行定位夹紧确认方式之时,要抓住重点零件的特点,把握方式易懂稳定,便于实用。对产品分析的
11、时候,以及进行批量生产相关规划时,要能尽量科学衔接的每一个环节,达到优质,高产,低耗的功能。在设计夹具时,最基本的一点就是保障对泵体能够有稳定的定位和夹紧,确定夹具的各个部件的配合位置。然后结合工作的环境和所受的外部压力等进行修改和误差计算,确保泵体铣削工艺的准确进行。机械行业中,为了达到一定的零件生产精度要求,需要保证油泵的生产成本和解决其他问题。这是在零件加工设计时每个设计人员应该考虑的问题。所以高效的工件夹具以及准确的定位方式等,会为保证加工精度要求以及提高生产设备的经济性和实用性提供较大方便。从工业革命以来,机械行业以及其他相关行业,各种科学技术迅猛发展,在现在这个现代社会,机械制造技
12、术及其自动化生产已经形成了很多默认的行业规范,其中的一些经常用到的工具,自己本身也是有了很多的规范和规格,设计人员一般可以根据自己的零件要求和规格等直接进行选取。 并且随着现代化技术的发展,区域化以及集团化的发展,促成了机械加工的合作。在现在的机械行业中,生产零件或者零件的部分部件需要各个不同单位的配合完成,各个不同的职能也都具有了自己的规范和准则,纵观国内外,即使一些小的部件也会有相对独立的完善的生产流程,从而能够更便利的进行产品的加工配合。相对来说,液压夹具也是属于模块化夹具的一部分,而其本身渗透着比较先进的生产理念,并且由于自身的生产以及使用特点,是符合绿色环保的一个机械工具。针对这类夹
13、具的特点与优势之处,目前的这个夹具的技术会是未来机械夹具发展壮大的一个重要内容。针对大学四年各种课程设计的内容和要求,以及部分成果和理论知识,相信通过这次的分析讨论,会对机械专业知识进行进一步的理解和认识。希望能够通过这次设计,进一步对大学生活的理论专业知识有更深一步的感悟,能够增加自己的实际动手实践的经验和对机械工业生产的部分了解。进一步认识辅助工装夹具的知识,了解夹具中部分为特殊装置和可调夹具内容的浅显概念和认识。1.2 国内外的发展概况总的来说,制作夹具需要注重很多方面的要求,既有技术内容,对零件所用设备也有规范要求。一般来说夹具是在不同的器件生产过程中使用的定位夹紧装置的总称。夹具对零
14、件的主要作用是是限制工件的自由度,以避免发生位移,所有的公司,其产品大部分是加工功能。随着技术的日益发展,劳动人民逐渐认识到,改进夹具的功用或者提高其他关键生产部分技术,对生产效率和精确度的提高有重要影响,所以要越来越重视对所用工具的加工改善。慢慢地变成机器的一部分,是不可缺少的机械加工工艺设备。在这个日新月异的现代化社会,经济和科技的迅猛发展,对传统夹具的硬件要求也有了更高层次的提高,需要在传统基础上进行突破和改善,适应现代化快速且有保证的节奏。与此同时,为了进一步提高劳动效率,减轻劳动强度,基于传统的夹具的基础上,更加多元的研究各种不同动力及原理的夹具设计,液压夹具基于这种背景下,是一个很
15、有竞争力的元件。1.3液压夹紧夹具的特点采用液压夹具的具有如下特点:将夹紧系统与一般机械液压系统进行比较。该功能相对统一,系统简单,易于操作。液压夹具具有以下特点:1)首先需要明确的是,夹具的作用是为了限制泵体的自由度,然后能够防止泵体在铣削过程中进行偏转和移动,能够定位夹紧。液压夹具一般夹紧后,能保持较长时间的油压稳定效果,在完成零件部分生产加工后就可以装置松开。2)液压夹紧电源与气动传动不同,取决于空气压缩机和管网系统。在不同情况下可以使用单泵站用于不同的机床。所以使用灵活方便。3)在目前的机械零件加工产业中,相较于其他的控制系统,液压系统控制的工件加工行程中,压强相对就高,针对这种情况,
16、具体问题具体分析,所以单缸可以采用适用的夹紧力,同时液压缸采用较小的尺寸。因此,液压夹具尺寸小,结构紧凑。目前广泛应用于大规模生产操作,液压是目前钳夹电源的主要选择。在对铣A型齿轮油泵泵体进行分析后,选用普遍适用的液压缸对其实现夹紧。1.4机床夹具的作用在当前的机械工业中,加工工件时,夹具的主要作用是限制工件的偏转和移动。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是(1) 定位:限制工件的自由度。 (2) 夹紧:保证工件不发生偏转移动 。 2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能。(1)对刀:确保刀具在机床中准确调整方位。(2)导向:准确无误的进行走刀工作。 1.5 专用夹具设计的发展趋势专用夹具在
17、现在的机械行业发展很快,能够利用零件制作加工过程上的共同点,抓住工件特征在机加工过程中的变化。与此同时,提高专用夹具设计和生产加工效率成数字化以及自动化机械制造生产方面的需要重点解决的问题之一9。由于现代高效、 高需求的专用夹具,经过快速、 有效和安全的发展,很多时候生产零件需要用到这种夹具。要达到这样的生产和需求,实际中的零件在加工中要能达到缓解联合力、 重力和惯性带来的影响,以及生产切功率和扭矩,根据夹具选择的夹紧方式,来匹配特定的低容量的设计。需要增加夹具定位间隔增加夹紧力和产生较少的摩擦。在现在这个快速发展的经济社会,需要讲究经济效益与此同时也要注意安全,保证泵体工件加工工艺过程中的规
18、范。所以在设计夹具体时需要仔细考虑,减少可能的出现的风险,从而能完成泵体的加工,达到精准铣削的目的。通过实际调研和搜集相关资料数据,将相关的关于工艺及夹具设计的数据结合起来,对夹具的基本结构和功能作用方面来进行理解,根据对泵体在铣削过程中的定位夹紧方式,可以分析所采用的方式是否符合实际需求,是否在操作过程中有误差。可以根据工艺加工要求,定位分析和金属切削最终获得经济的工艺路线,完成加工定位合理规划,得到更多的优化设计产品。它也会在未来产生深远的,我们是能够做机械的工作,可以很好地工作。数字化自动化的机械是国家现代化的主要标志之一。在现在的机械生产行业里,竞争也越来越激烈,能够保障工件加工的高效
19、率和高效益是提高自身竞争力的重要催化剂。在加工工件时,能够再注意成本的控制,进行原材料的节约,对产业的持续健康发展会提供强有力的支撑。本文是根据任务书要求,模拟实际生产要求,对A型齿轮油泵安装板端面进行液压夹具设计。加工定位夹紧过程主要是用到了铣床的设备。设计该零件部分部件的夹具可以增加生产加工过程中的定位精度,能够提高完成品的质量,可以节省物资消耗,从而降低生产成本为企业和个人赢得更大的利润。这次的课题任务是对大学专业理论学习和实践操作生产的知识的融合。并且目前夹具已成为各个机械生产活动中的重要的加工过程的一个必不可少的环节和要求。为了能够更好、更快的进行生产发展,设计和使用夹具逐渐成为一种
20、必不可少的工具。在确定泵体定位夹紧方式之前,要把握好零部件的配合和加工中注意的事项。保障能够使油泵铣削的工艺过程顺利进行。利用机械加工工艺规程可以开发生产程序和相应的调度并且可以科学的联系起来,使生产均衡和生产工艺顺利,从而进一步实现高质量、 高性能、 低消耗的目标。在机械零件加工产业中,为了保障加工零件最终能够具有精度比较高和加工过程顺利进行,使劳动技术人员操作比较便利的同时能够生产加工出更多的零件。 更合理的使用于相似的生产加工中,这也是加工齿轮油泵安装板端面所需夹具需要考虑的问题。随着现代社会机械行业的发展,逐渐渗透的高科技,使用此类夹具产品,以能够相关部门产业充分利用这些技术在机械工程
21、中,使用这些技术服务于人类,这是越来越需要注意和关注的地方。往多元发展的同时,夹具设计和柔性制造方向在一步一步前进。到目前为止,在当前的机械生产行业中,机具对各种机械零件的加工生产都有很大的作用与影响,并且随着工件产品的多元化,夹具的种类和质量自身也在慢慢的提高改善。在一些机床工具行业或小的相对独立的产业,夹具逐渐变得不仅标准化、 模块化,而且与先进的当代设计和与环保原则一致。夹具是用来固定工件和夹紧的工具以及各种设备的集合,通常被称为辅助工具。根据在机械行业的定义和规范, 一般可以分为一般固定、 可调式固定和专用夹具。可以通过对零部件的自由度进行必须的限制达到定位的作用,通过对各个零件部件加
22、工面的固定和限制达到夹紧的功用。由于现代加工的快速发展,需要更多类型多功能的夹具,同时需要夹具要能实现快速、 高效和安全的生产要求。要达到这样的目的,需要考虑零件加工的过程中遇到的由于铣削加工受到的切削力,各个力矩和产生的惯性的力,并最好明确这些力的缘由和消除这些力矩的措施,以达到安全生产,高效生产的目的。通过对夹具设计上的夹紧方式的分析判断,验算强度计算的可取与否并确定特定大小的设置,需要增加的定位设置,可以在一定范围内增加弯曲疲劳强度和扭转疲劳折断强度。降低产生的摩擦.为了降低工人的劳动强度,提高效率,同时需要以最短的时间进行可能夹紧行程,同时也是为了实现更好的结果和夹紧固定工件。通过这次
23、对泵体进行工艺和专用夹具的设计,实现对大学四年理论知识的检验,把学到的理论与实际应用结合,为以后参加工作做好铺垫,也为未来自己进一步的发展打好良好的基础。通过优化设计产品进行夹具设计,对大学四年课程的理论分析和实践知识培训进行整合。通过搜集相关资料数据进行计算和相关的实际零件生产注意事项的汇总,将关于工艺及夹具设计的数据结合起来,对泵体的基本结构和功能作用方面来进行理解。这个课题也培养自己自学和总结分析的能力,这个是全面、实用的项目,涉及广泛的知识。1.6 本课题应达到的要求通过提供有效的讨论和收集数据,在加工和设计机械零件的过程中,结合理论知识相关的、有效的定位来完成工件的加工,以达到最理想
24、的产品设计。进一步认识辅助工装夹具的知识,了解夹具中部分为特殊装置和可调夹具内容的浅显概念和认识。实际机械加工过程中的实际使用的夹紧装置的设计,为了保证稳定性,让夹具有足够的硬度和强度。 高度和宽度应一般符合 H/B 1 1.25,减少重量夹具,尽量保证在接近工作表面的桌面工作。在铣削的过程中,安装夹具夹紧泵体,其作用是使工作时齿轮油泵的位置保持固定,不会发生偏转或者移动。确保泵体能被精准加工,精度铣削,从而可以降低工人的工作劳动强度,降低制造齿轮油泵的成本和扩大铣削机床的使用。在现代经济上的成功也是必不可少的元素。产品规划过程或机器零件操作方法能够严格执行所有相关的行业规范。大小的生产规模和
25、水平的技术和处理技术问题的形成过程和手段体现。跳舞你工件夹紧装置、 反过来使机器或工具在正确的位置,和维护过程中不能改变这个立场。工程行业研究是十分重要的意义。为了在现代的机械加工中保持活跃力和生命力,在进行工件加工的过程中要对所用到的辅助工具进行优化设计。确定安装到改进的机器上夹具能够具有比较良好的稳定性,防止振动引起间歇切断。同时夹紧要有一个足够的刚度和强度,高度和宽度之比的减小也必须是适当的。 31第2章 铣床夹具设计特点2.1 确定夹具的类型在现代的机械设计制造领域内,根据对加工零件所起到的不同作用,夹具可按照行业规范大体分为通用和专用两个种类。 通用夹具可以广泛应用于不同尺寸的零件的
26、加工修改,如导向尺,分度盘等。 这种夹具经常扮演作为附件和为机床提供稳定性的角色。 专用夹具的设计是弥补通用夹具不能满足的对工件的加工要求而设计的,为了能够准确无误的对泵体进行铣削加工。能够更好的满足精度和效率的要求。如铣床加工和弯曲部件必须使用相应的夹具,加工坡面和刨床上的表面也使用专用夹具。2.2 夹具的组成虽然有多种夹具,但是其工作原理基本相同。固定装置中有相同结构或元件的组合。夹紧元件首先是起到定住零件的作用,以保证油泵在其铣削过程中的一直在正确的位置。这些组件是独立的也是相互关联的。1.定位支撑元件定位支撑部件的作用是通俗来说就是固定泵体的位置,不让其发生移动或者转移,这是一个夹具的
27、必须具备的功能之一。这个元件的定位精度直接影响油泵的加工精度。2.夹紧装置夹紧元件通俗来讲是按压泵体在夹具体上,以保证泵体在其生产工艺中的正确位置。3.连接方向元素用于将夹具连接到机床,以确保泵体在其铣削工艺中不会发生偏转或者移动,能够在加工的过程中和夹具体连接正确,其自身也能起到自己本身的作用。4.工具设置或引导元件这些元件的功能是保证泵体表面和刀具之间从加工开始及其工艺中都是处于正确位置。在这个运作过程中,刀具要一直处于正确的位置否则会给泵体铣削过程产生影响,在这个过程中对其起到稳定作用的元件定义为刀具元件。同时能够让刀具位置正确和引导待加工刀具的夹具部件称为引导元件。5.其他设备或组件一
28、般来说,按照原则,通常使用的夹具大多是铸造结构,锻造结构,焊接结构和组装结构,他们由于夹具本身生产流程或者原材料的不同,有的也是因为在零件加工流程中起到不同的作用所分的不同机构。总的来说,在设计的每个定位夹紧零件的夹具中,每个通有的部件,起到的作用一般是大体相同的。其中定位元件,夹紧元件是对泵体有固定保持正确位置的作用,以保证泵体在其生产工艺过程中不会发生偏转或者移动。综上所述,夹具本身是个复杂的组装体,在目前的机械行业里,一般来说定位元件、夹紧装置是夹具的基本组成部分。2.3 常用定位元件及选用为了保证泵体加工准确无误,获得泵体在夹具中的正确部位,首先需要选择位置参考,进行定位分析。然后选择
29、能够起到作用的定位部件。同时为了实现泵体的完全定位,防止在铣削加工过程中发生偏转和移动,要进行自由度的限制。 定位元件的选择以泵体的结构特性和需要铣削加工的外部表面为参考,确定定位元件的结构特征。2.3.1工件以平面定位1。以一个小面积的已经处理过的泵体面定位,应当指出,有两个或三个支持点定位支持,为了达到一定的自由度的限制,只能作为一个支持点的网格支撑钉的选择。2。具有面积较大、平直度较高的基准面定位精度高,选择支撑板定位元件为表面定位用溜槽,无支撑板,通常尽可能用溜槽支撑板,以去除芯片。3.以粗糙面、梯形面和圆弧面为基准面定位,选择定位元件的自支撑。针对零件的不同部位可以选择相应的支撑面,
30、判断所属零件部件的基准面。4。以粗糙表面为参考平面,调整可根据质量和面积进行调整,选择定位元件的自支撑。应当指出,如果有较多的支持点定位支持,因当只能作为一个支持点可选择可调支撑的定位组件。5。当泵体定位需要使定位夹具的刚度提高,然后保证一定的稳定性和可靠性时,可以考虑辅助支撑的作用,利用它的特性进行辅助定位。但应该指出的是,辅助支撑不会对泵体的自由度有限制作用。选择定位元件的自支撑。轴承的位置应选择在有利的工件承受夹紧力和切削力。2.3.2工件以外圆柱定位1.当泵体是具有一定对称性的零件时,可以考虑V形块定位。 V块工作面之间的角度通常为60度,90度和120度,其中90度V挡是最常用的一个
31、,最重要的是三度。 在机械生产中,此V块的规格尺寸已经标准化,可以根据齿轮油泵的外部圆柱面的尺寸来选择。 V块结构有许多形式,一些V块用于在长圆柱面定位处理;粗圆柱定位V块适合长;一些V块在较大尺寸的位置为圆柱形,该V块底座采用铸造,表面硬化钢V块由两组组合组成。2.当泵体定位如果出现圆柱孔或者比较光滑的圆柱块时,要求有高精度的圆柱面时,可以选择定位套筒或半圆定位座位定位,可以使用半圆定位座。2.4 夹紧装置在对油泵泵体进行铣削加工的过程中,泵体会受到切削力、离心力等外力作用。为了保证在这些外力下,仍能使泵体正常进行铣削及定位夹紧工艺流程,泵体仍然可以通过对泵体需要铣削的平面的观察就行夹具紧急
32、方式和定位方式的确定,为了不产生偏移和转动,一般夹具的结构部件中需要有一些夹紧装置,让泵体紧靠夹具体。1。夹紧装置的组成一个典型的夹紧装置由几个部分组成(1)力源装置。力源装置顾名思义是产生对泵体产生固定力的装置。在目前的机械产业中,大多是指采用气动夹紧、电动等动力装置。(2)中介机构。中介机构起到一个承前启后的工作,可以将力源装置作用出来的力传送给泵体元件,从而使夹具将泵体夹紧,进行铣削工艺流程。最终完成工件的要求。在机械生产中,力机构会在传送力的过程中改变夹紧力的三要素,此时针对这种情况,需要做好准备工作,可以设计部件的自锁解决上述部分问题。(3)夹紧元件和夹紧机构。夹紧装置防止泵体在进行
33、铣削加工的过程中发生偏转和移动,从而能够起到定位夹紧的作用。通过其与泵体表面直接接触完成夹紧动作。以上是夹紧装置的基本设计。2。夹紧装置的基本要求(1)在夹紧过程中,泵体应能在初始时刻夹紧的位置,换句话说,工件不能离开初始固定位置支撑处。(2)夹具对泵体的作用力要适当可靠。它不能让泵体在定位夹紧以及铣削过程中产生偏移和转动,同时也不能产生泵体的变形和损坏。(3)夹紧装置应安全、方便、省力。2.5 专用夹具的基准选择 本夹具采用侧面定位限制一个方向的自由度;机械设计理论与综合编辑过程中的文件和实施了一系列的案例设计乙级的其他方面的方法的知识由压板轴定位,这样六个自由度全部都被限制住了。机械设计理
34、论与综合编辑过程中的文件和实施了一系列的案例设计乙级的其他方面的方法的知识可调部分安装在夹具体上,即通过滑块来限制住支座X轴方向上的转动。定位基础可以通过机械设计理论与综合编辑过程中的文件和实施了一系列的案例设计乙级的其他方面的方法的知识夹具体上的面来定位或由底板来定位,因为夹具上的面上的定位误差比起底板所产生的定位误差相比较大机械设计理论与综合编辑过程中的文件和实施了一系列的案例设计乙级的其他方面的方法的知识,因此为了减少在泵体定位夹紧进行铣削工艺流程汇中的误差,在此我选择了以底板作为定位基准。2.6 铣床夹具的分类铣床夹具主要用于加工零件上的平面精加工工序、机械设计理论与综合编辑过程中的文
35、件和实施了一系列的案例设计乙级的其他方面的方法的知识花键及各种成型面等,是最常见的夹具之一。按铣削的进给方式,机械设计理论与综合编辑过程中的文件和实施了一系列的案例设计乙级的其他方面的方法的知识可将铣床夹具分为直线进给式、圆周进给和靠模进给三类。其中,直线进给夹具用得最多。第3章 夹具的设计步骤3.1 研究原始资料在明确夹具设计任务后,应对以下几方面的原始资料进行研究。1、研究加工工件图样分析齿轮油泵的外貌形状 、外形尺寸、材料组成,以及在油泵铣削加工过程中底面和安装板端面的加工精度、零件圆柱外圆表面粗糙度及其它技术要求。以初始的任务书中的数据及要求为基础,进行资料的收集获取。如液压夹具零部件
36、的几个标准,通过借阅参考各类夹具图册等,和收集一些类似夹具的设计样图,以供参考,摘录有用信息。并且根据实际的需求及生产要求,经济性分析,初步得出结论,主要是满足实际经济需求。2、明确以下内容(1)泵体所属于的工件种类、以及在铣削过程中为了达到目的所需要的加工余量及其精度。(2)本工序所使用的刀具及其它辅助加工泵体所用到的夹具辅助工具的规格。(3)本工序所采用的切削量。3.2 拟订夹具的结构方案拟订夹具的结构方案包括以下几个内容1)确定夹具的类型在机械生产行业中,不同的机床夹具具有多种不同的分类,应根据泵体的外形尺寸、任务书要求及精确度等确定夹具种类。2)确定泵体的定位方式,明确定位设备根据六点
37、定位原则,然后分析泵体的加工流程中的工艺,明确加工要求确定工件以椎孔定位,定位元件为中心轴。3)确定泵体的夹紧方式,设计夹紧装置在机械生产中,常用的夹紧机构有偏心夹紧、铰链夹紧等。根据泵体的结构种类,分析所需的铣削方法然后确定为螺旋夹紧。4)用SW绘制夹具零件。5)用SW完成泵件的夹具装配三维图,并导出夹具体的CAD图。3、主要工作程序1)零件本工序的加工要求分析。2)确定夹具类型。3)拟定定位方案。4)确定夹紧方案。5)确定引导元件。6)绘制夹具泵体的三维图以及完成装配体。7)导出夹具的装配图。8)编写设计说明书和工序卡。第4章 专用夹具的设计4.1 明确设计任务,了解零件加工工艺过程4.1
38、.1 熟悉工件零件图、本工序加工要求图2.1 加工零件图该泵体材料为HT20钢;零件图如上图2.1;该工序在立式铣床上用三面刃铣刀加工。4.1.2 熟悉零件加工工艺过程 1.粗铣A型齿轮油泵泵体端面 2.铣安装板底面 3.铣侧面凸台 4.钻、铰各个孔 5.铣安装板底面精加工工序4.2 确定定位方案4.2.1 基准的选择根据任务书的加工要求,通过对泵体进行分析,得出最少限制工件的五个自由度。为保证底面至工件B面的垂直度,应选B面为定位基面,限制绕X轴及Z轴方向的旋转度的两个自由度;为保证工序尺寸70mm,须限制绕Y及Z轴方向旋转的两个自由度,所以选取A面为定位基面;为保证两侧面对孔轴线的对称度要
39、求,还必须在加工时限制X方向的移动自由度。另外,为了方便控制刀具的走刀位置,还需要限制Y轴方向的移动自由度。根据上面的描述,得出泵体的六个自由度都已经被限制,选取的定位基准是A型齿轮油泵泵体端面、侧面。4.2.2 确定定位夹紧方案根据所需要铣削的泵体的外形特点,按照加工过程中的要求,及实际生产活动中的经济需求,确定泵体定位夹紧方式,结合借阅查询的数据资料及分析讨论确定采用机械夹紧方式对泵体进行定位夹紧。经过资料查询分析,此方案基本符合实际生产需求和持续发展有积极的影响。综上对工件定位、夹紧方案的分析,确定定位、夹紧方案。其定位夹紧图如 图2.3 定位夹紧方案图4.2.3 定位元件的选择及设计1
40、.定位元件的选择 由上知,泵体的定位面是圆柱形外圆侧平面B面、底平面A面、和孔,然后在夹具上的定位元件选为支承板、支承钉、和菱形定位销。2.定位板设计 定位平面B面所用的定位支承板参照参考文献第272页设计。 标记为:支承板 A6HT20 GB 2236-80 材料:T8。查阅资料得出定位销极限偏差和定位表面到定位销中心的名义尺寸的计算公式: =L,其中取工件相应尺寸=L=230.08mm的平均尺寸,公差取相应尺寸公差的()倍,现取,则有: =400.02mm满足工件顺利装拆的补偿量值:=(+)2=(0.16+0.04)2=0.10mm得出定位销和定位孔配合的最小间隙=0.43mm4.3 定位
41、误差的计算与分析查阅资料得出结论,误差的总和应该小于或等于该工序公差。与夹具有关的加工误差,可表示为: 由参考文献可得:销定位误差 : 其中:, 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查5表1215有。 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:综述所示,所采用的夹具满足泵体加工的要求。4.4 计算切削力及实际所需的夹紧力 图2.9作用于工件上的切削力 泵体在加工时的受力情况如图2.9所示。工件受到切削合力F的作用,F可分解为水平和垂直方向的切削分力和, 和可通过切向铣削力分别乘以一个系数来得到。在对称铣削情况下,=(11.2),=(0.20.3)。铣削力的计算公式: 参
42、数的选取:切向铣削力 (N) 铣刀系数 =669铣削深度 =3mm 每齿进给量 =0.15mm 铣刀直径 d=100mm铣削宽度 B=12mm铣刀齿数 z=12修正系数 (工件屈服应力)综上,计算得:铣削力 。故水平分力=1.1=1279N,垂直分力=0.3=349N。工件的主定位面是B面,夹紧力的作用方向为水平方向。当夹紧力作用于工件上时,理论夹紧力=+=1279+=3606N由公式 = 可计算出实际所需夹紧力。 现在计算安全系数K的值。安全系数K的计算公式为: 由机床夹具设计手册表1-2-0得各安全系数K的取值如下: 基本安全系数 加工性质 刀具钝化程度 切削特点 稳定性 手柄位置 工件与
43、支撑面接触情况 将各安全系数值代入上面公式计算得,K=1.95=9015N,查阅夹具设计说明书,得出夹紧机构满足设计要求。4.6 主要元件的设计与建模查阅机床夹具设计手册,得夹具中的部分元件的材料组成,并进行相应的标记:1. 定位键: A14h6 GB 2206-80 材料:HT20钢2. 压板: A14130 GB 2188-80 材料:HT20钢3. 浮动压块:A4014 GB 2174-80 材料:HT20钢4. 销 A1028 GB/T 119.1-2000 材料:35钢5. 销 A628 GB/T 119.1-2000 材料:35钢6. 对刀块 GB 2242-80 材料:20钢7.
44、 对刀塞尺 3 GB 2244-80 材料:T88. 螺钉 GB/T 68-2000 M5.525 4.7 对刀元件对泵体的加工表面形状进行分析,得出可选用夹具零件的直角对刀块。它的对刀面和工件被加工的泵体安装板底面加工工序形相对应,把对刀件安装于夹具体的竖直板上。根据铣床安装板底面精加工工序的宽度,选用宽度B=14mm,公差为h6的A型定位键来确定夹具在机床上的位置。夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体。其基本厚度选为22mm。并设计出U形安装板底面精加工工序耳座。最后设计出夹具的形状、结构。4.8 夹具体的要求1)有适当的精度和尺寸稳定性2) 有足够的强度和刚度3) 结构工艺性好4) 排屑方便5)
45、 在机床上安装稳定可靠4.9 夹具体毛坯的类型1) 铸造夹具体2) 焊接夹具体3) 锻造夹具体4) 型材夹具体在次设计中采用铸造的夹具体,其中的部件如底板等的材料均采用HT200。HT200指的是最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁,是较高强度铸铁,本身也是具有较高强度、耐磨性、耐热性、减振性均较好的材料,使用前需要进行人工时效处理,工作条件:1.承受较大应力的零件(弯曲应力0.49MPa(大于10t在磨损下工作的大型铸件压力1.47MPa);3.要求气密性介质。 第5章 夹具图的绘制5.1 工序图 依据零件的加工要求,制订铣安装板底面精加工工序工序图。5.2 夹具体零件图 参照工序图的定位夹紧
46、方式,设计铣安装板底面精加工的夹具,绘制夹具体零件图。5.3 绘制夹具装配总图 见附图 如下图3.1: 图3.1 铣安装板底面精加工工序夹具总图5.4 标注夹具装配图上的尺寸、公差与配合和技术条件5.4.1 标注尺寸、公差与配合1.夹具外形轮廓尺寸 夹具在长、宽、高三个方向的轮廓尺寸为273m、192mm、和239mm。如上图3-1。2.工件与定位元件的联系尺寸 3.夹具与刀具的联系尺寸。4.夹具与机床连接部分的联系尺寸 定位键与工作台T形安装板底面精加工工序配合尺寸为14H7/h6。5.夹具内部的配合尺寸:销与螺杆: 过渡配合 孔 轴;支承钉与夹具体底面孔: 过盈配合 孔 轴;销与浮动压块孔
47、: 间隙配合 孔 轴;销与夹具体顶面孔: 过盈配合 孔 轴。5.4.2制订技术条件1.由于工件上有安装板底面精加工工序底至工件B面的垂直度要求0.10mm,夹具上应标注定位表面Q(两个支承板限定的表面)对底面的垂直度允差100:0.2 (mm)。2.由于工件上有安装板底面精加工工序两侧面对10孔轴线对称度要求,夹具上应标注定位表面Q(两个支承板限定的表面)对定位键侧面的垂直度允差100:0.2 (mm)。3.两定位支承钉的等高允差不大于0.02(mm)。5.5 三维装配图SOLIDWORKS建模 下图为装配三维建模图3.2、3.3、3.4:图3.2图3.3图3.4图3.5第6章 夹具工作精度分
48、析在确定定位夹紧方式后,还需对夹具工作精度进行分析,分析计算夹具部分误差,并将它与加工允差比较,从而判断设计出来的夹具是不是能够准确的完成任务书的要求,能对泵体进行精准的铣削加工,从而保证此次设计方案的合理性。与夹具有关的误差有定位误差等,夹具在机床上的安装误差和夹具误差等。聚沙成塔,各种误差一般都会使刀具在加工泵体的过程中发生偏转或者有加工误差发生位置变动,最终形成夹具总的加工误差。6.1 位置尺寸700.10定位基准与设计基准重合,=0,平面定位时=0;工件夹紧力的作用面是B面,其对底面的垂直度允差造成的对尺寸30mm会有影响,此值较小;调刀尺寸的公差也会引起0.04mm的调刀误差。此三值
49、相加远小于工件的加工允差0.2mm,故夹具可满足尺寸70。6.2平面度允许误差0.2mm夹具的设计理念第一是位置,并且在具有六个自由度共同的部分的形状是通过使用两个直定位考虑,同时利用紧凑的轧制得到充分完成定位。第二,考虑泵体是光洁度顶部,使得夹紧和考虑到影响的工具,如通过夹紧轧压盘抵靠圆筒形工件的表面的选择系统并在联动夹紧系统绘制夹紧的同时。 夹具铣面加工的设计,大规模生产的部件,则需要以方便夹紧夹具,和一个长的使用寿命。零件加工权,并不想改善我们的经济,主要是从视图高效的生产运营的地步。为了降低按压板2中,为了更好的压缩效率的一侧,减少工作时间,联动装置,使得在同一时间具有两个夹紧压板。切割或不使用快速夹紧的步骤,这可能是一个非常良好的加工性能。成本和其他如机床行业是不可避免的,生产效率提高,从而在单位时间内的值就越大。除了技术和经济的电力的一部分,并应考虑工作的工作时间,有效工作时间安排和工作时间可以提高生产效率。如果员工工作时间长,不能减少,而其他条件,导致低质量的加工,甚
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