机械毕业设计-双筋蹄零件的镗铰孔加工组合机床夹具设计（含全套CAD图纸）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共36页)
编号：210501621
类型：共享资源
大小：770.63KB
格式：ZIP
上传时间：2022-05-02
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
机械
毕业设计
双筋蹄
零件
镗铰孔
加工
组合
机床
夹具
设计
全套
CAD
图纸
- 资源描述：
-
机械毕业设计-双筋蹄零件的镗铰孔加工组合机床夹具设计（含全套CAD图纸）,机械,毕业设计,双筋蹄,零件,镗铰孔,加工,组合,机床,夹具,设计,全套,CAD,图纸
- 内容简介：
-
双筋蹄组合镗铰机床夹具设计双筋蹄组合机床的夹具设计摘 要：夹具主要依据零件的加工要求来设计的。夹具应满足零件加工工序的精度要求、加工生产率要求，并保证操作方便、安全及使用寿命和较低的夹具制造成本。本课题加工的零件是焊接件，总体呈拱形，两端分别有直径为20mm和30mm的孔，拱形的外缘有一高为100mm的肋板。零件的加工精度要求较低。 根据六点定位原理和定位基准的选择原则，采用长V型块，支承块和定位挡铁定位。长V型块置于拱形肋板后限制x轴的两自由度和z轴的两自由度，挡铁置于孔端限制绕y轴旋转的自由度，支承块置于肋板下方限制沿y轴移动的自由度。依据相关原理计算定位误差。根据夹紧方式的选择原则选择夹紧元件为压板压头和V型块，然后通过切削力进行夹紧力的计算。夹紧的动力装置选用液压装置。按照定位元件和夹紧元件设计连接件。因为刀杆较短，所以在本课题中导向元件设计就不作要求。然后进行其它元件和装置的设计。根据以上元件和装置确定夹具总体布局和夹具体的结构形式，并处理好定位元件在夹具体上的位置。绘制夹具方案设计，进行工序精度分析。对以上设计进行审核。最后设计夹具总装配图。 关键词：夹具; 定位; 夹紧; 组合机床。The design of the jig of double rebars and feet of modular machineAbstract: The jig design is based on the request of parts working . the jig should satisfy the request of mading procedure precision , the processing productivity, and guarantee ease of operation, security ,service life and low production cost. This parts are the weldment in this task, the whole parts with two holes lying in head and foot whose the diameter respectively are 20mm and the 30mm assume the arch, the arch outflow boundary has a ribbed plate whose height is the 100mm. The parts processing precision is low. According to six localizations principles and selection principle of the localization datum, using the long V block, the supporting block and the localization comes true the hard localization. The long V block putted in the arch ribbed plate to limit two degrees of freedom in x axis and the z axes two degrees of freedom, the iron putted in the hole end limit to the degree of freedom which circle the y rotation of axis, the supporting block putted under the ribbed plate to limit degree of freedom along the y axis migration. position error is reckoned by the correlation principle . According to the way of the selection principle , discharge head and V block is selected to clamp the part .Then Computation of the strength is achieved by carrying on through the cutting force clamps . The power of clamps is from the hydraulic unit. Design of bridge piece is according to the location part and the clamp part. The guide part designing in this topic is not requested because the cutter bar is short. Other parts and equipment is designed following last process. The jig overall arrargement and concrete structure of the body clamp is determined with the above part and the equipment. The position of the components in the kits specific location must be guaranteed ,and then design the jig , carry on the working procedure precision analysis. The design review is following. Finally the jig assembly drawing is achieved. Keywords: jig ; location; clamp; modular machine tool. 目录1 前言12 总体概述32.1 工艺路线的确定32.2 机床夹具在组合机床的地位及作用42.3 总体设计中对夹具设计的重要的参数 43 双筋蹄组合镗铰机床的夹具设计 63.1概述63.1.1 机床夹具的分类63.1.2夹具的组成63.1.3 夹具体63.1.4 机床夹具在机械加工中的作用73.1.5 国内外夹具的发展与趋势73.2 夹具设计要求与选型93.2.1夹具设计要求93.2.2 夹具的选型93.3 定位和夹紧方案的确定113.3.1 定位和夹紧方案的选择分析113.4 定位元件和夹紧元件的设计计算153.4.1 定位元件的设计计算153.4.2 夹紧元件的设计计算163.5 误差的分析计算183.5.1误差的计算183.5.2 加工精度的保证183.6 夹具机构的确定213.6.1 夹具体的确定213.7 夹紧力的确定233.7.1 夹紧力的计算公式233.7.2 夹紧力的计算233.8 液压驱动装置的设计计算253.8.1 液压缸的设计计算253.8.2 活塞的设计253.8.3 活塞杆的设计253.8.4导向套的设计253.8.5 密封元件的设计选择264 结论27致谢28参考文献29附录301 前言组合机床及其自动化是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。现代组合机床和自动线作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合 反映。近20年来，这些技术有长足进步，同时作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有很大的变化，其 产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力地推动和激励了组合机床和自动线技术的 不断发展。我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存。组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，仅盐城恒力组合机床厂近30年来就先后为中国一汽集团、东风汽车公司、南京汽车公司、江淮汽车集团、北汽福田公司、中国重汽集团、青特汽车集团、柳州五菱汽车公司、辽宁曙光汽车集团、徐工集团、山东工程厂、上海飞机制造厂、成发航空科技公司、宝钢、马钢、上海柴油机厂、玉林柴油机厂、常州柴油机厂、无锡柴油机厂、莱阳动力机厂、潍坊柴油机厂、宁波中策汽拖公司、山东时风集团、春兰集团、江动集团及美国通用公司、德国starragheckert公司、瑞士hidrostal(Qingdao)公司、缅甸柴油机厂、越南陈兴道公司等国内外汽车、发动机、农用机、拖拉机、柴油机、航天、工程机械、纺织机械、摩托车、工模具等行业提供了各类组合机床3800多台、通用部件20000多台，可见组合机床这一块发展态势良好。本次设计的课题是双筋蹄镗铰组合机床设计。该课题来源江苏高精机电设备有限公司。本课题设计的组合机床用来镗、铰双筋蹄零件两孔。为了保证加工零件的质量和产量和降低成本，在设计该组合机床时，首先要制定合理的工艺方案；然后按工艺方案的要求，确定机床的配置型式，选择通用部件，设计专用部件和工件循环的控制系统。为了保证孔的加工精度、提高生产效率，降低工人劳动强度。本课题主要解决的问题是双筋蹄镗铰组合机床设计其中的夹具设计,根据总体设计的“三图一卡”本人主要完成夹具装配图及其相应零件图的设计任务。2 总体概述组合机床的总体设计就是针对具体的被加工工件，在选定的工艺和方案的基础上，进行方案设计。其中包括：被加工零件工序图（如图2-1）、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。图2-1 双筋蹄零件根据所提供双筋蹄零件的工序图，分析被加工零件的精度、表面粗糙度、技术要求、加工部位尺寸、形状、结构、特点、材料硬度、刚性及零件的批量。据此确定定位基准和夹紧方案。加工孔为：20、34。被加工零件材料为A3钢，硬度HB156。2.1 工艺路线的确定根据先粗后精，先基准面后其它表面，先主要表面后次要表面的机械加工工序安排的设计原则，对双筋蹄零件的工艺路线作如下设计：工序1 半精镗孔19.8半精樘孔33.7锪零件孔33.7端面,表面粗糙度为6.3零件孔33.7一端倒角145工序2 铰20孔表面粗糙度为1.6精铰34孔表面粗糙度为1.6锪34孔的另一端面, 表面粗糙度为6.3 工序3 最终检验. 各孔的位置精度及具体要求详见双筋蹄零件的零件图。22 机床夹具在组合机床中的地位及作用 机床夹具是零件在机床上加工时，用以装夹工件（和引导刀具）的一种工艺装备。起作用是正确确定工件与刀具之间的相对位置，并将工件牢固地夹紧。使用夹具可以有效地保证工件的加工质量，提高劳动生产率，扩大机床工艺范围和减轻劳动强度。因此，夹具在机械制造中占有重要位置。本课题我设计的夹具能够保证零件装夹、定位，从而保证零件的加工精度。2.3 总体设计中对夹具设计重要的参数a. 镗孔 ap=2mm HB=156 D=19.8mm Fz1= =35.720.230.751560.75=1080.7(N) Fx1= =0.21221.20.230.651561.5=375.3(N) T1= =17.919.820.230.751561.5 =10728.8(Nmm)P1= =1080.799.5/61200 =1.757(Kw)b. 镗孔 ap=2mm HB=156 D=33.7mm Fz2= =35.720.390.751560.75=1555.4(N)Fx2= =0.21221.20.390.651561.5=514.6(N) T2= =17.933.720.390.751560.75=26281.8(Nmm)P2=2.58(Kw)式中：F切削力T切削功率v切削速度f进给量Fx轴向切削力Fz圆周力D加工直径3 双筋蹄镗较组合机床的夹具设计31 概述机床夹具是在金属切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备。它的主要作用：可靠的保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。机床夹具可以分为多种类型，其中最有代表性的就是专用夹具、组合夹具。专用夹具为某一工件的某道工序设计制造的夹具。组合夹具采用标准的组合夹具元、部件，组装而成的夹具。论实用性，组合夹具要远大于专用夹具。组合夹具大部分的部件都是采用标准件，跟换容易，成本低效益高。311 机床夹具的分类机床夹具的种类和形式很多，可以按照不同的方法进行分类。若根据夹具的特点来划分，则有通用夹具、专用夹具、组合夹具，通用可调夹具和成组夹具等。若按使用夹具的机床类型来划分，则为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具，镗床夹具、磨床夹具、齿轮加工机床夹具、组合机床夹具等。若按夹紧动力源的不同来划分，则为受动夹具、气动夹具、液压夹具、气液压夹具、电动夹具、电磁夹具、和真空夹具等。312 夹具的组成通常，夹具的组成部分如下：a.定位装置定位装置包括定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置。常用的定位元件支承钉，定位销，V形块等。b.夹紧装置 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置，在加工过程中不因受外力作用而产生位移，同时可以减轻或防止振动。它通常由夹紧元件，传动机构，和动力装置组成。c.对刀，引导装置 对刀，引导装置的作用是确定刀具相对于夹具的位置，或引导刀具进行加工。常用的对刀，引导元件对刀块，钻套等。d.其它元件及装置 根据夹具特殊功能需要而设置一些元件或装置，如分度装置，靠模装置，连接件，操作件以及其它辅助元件等。313 夹具体夹具体是用于连接夹具上所有的元件的装置，使其成为一个整体的基础件，它还用来与机床有关部件连接，以确定夹具在机床上的位置。314 机床夹具在机械加工中的作用a.保证加工精度。b.提高劳动生产率。c.改善工人的劳动条件。d.降低生产成本。e.保证工艺要求。f.扩大机床的工艺范围。315 国内外夹具的发展现状与趋势夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。32 夹具的设计要求与选型32 .1 夹具设计的基本要求a.保证工件的加工精度保证工件的加工精度是夹具设计的最基本要求。其关键在于，正确地确定夹具的定位方案、夹紧方案和刀具导向装置，合理地制定夹具的尺寸、公差和技术要求，必要时进行适当的误差分析和计算。b.提高生产效率，减低制造成本夹具设计的总体方案应与生产纲领相适应。在大量生产时，应尽量采用各种快速、高效的机构和先进的控制方法，以缩短辅助时间，提高生产率；在中批量生产中，则要求在满足夹具功能的前提下，尽量采用结构简单，容易制造的夹具，以降低夹具的制造成本。c.结构简单，操作方便，安全和省力夹具的操作要做到方便、省力，有条件尽可能采用气动、液压、电气及其他高效机械夹紧装置，以减轻人员的劳动强度。夹具操作位置应当有利与操作人员，必要时应有安全保护装置，以确保使用安全。d.便于排屑夹具的排屑是个不容忽视的问题，如果排屑不好，切屑聚集在夹具中，会不利与工件的定位；切屑聚集严重时，还会损伤刀具导致设备事故或人员伤亡；切屑的清扫又会增加辅助时间，降低生产率。因此，排屑问题在夹具设计时必须给予充分的考虑。e.良好的结构工艺性有良好的结构工艺，便于夹具的制造加工、装配、检验和维修，要达到这些要求，应尽量选用标准件。夹具设计应按加工要求构思出设计方案，绘制图样，确定夹具的结构。合理选择材料，标注尺寸、公差和技术要求。322 夹具的选型机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。而要实现这一要求，又必须满足三个条件：一批工件在夹具中占有正确的加工位置；夹具装夹在机床上的准确位置；刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通 过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模。33 定位和夹紧的方案确定33.1 定位和夹紧的方案选择分析工件的定位是保证工件在夹具中占有一致的正确加工位置，而这一位置的确定要通过定位支承限制工件的相应自由度来实现。而通常需要限制的六个自由度。根据本课题零件要加工孔的位置，该零件要加工的孔面为：1个20孔，1个34孔，加工方法为先镗后铰。根据定位基准的选择原则确定定位基准为：第一定位基准为圆形肋板的轴线，第二定位基准为肋板底面。因此，可以得出如下几个定位方案：a.用一短V形块置于20孔的外端限制沿X轴及Z轴移动的两自由度，三个支承钉置于肋板的底部限制绕X轴、绕Z轴和沿Y轴的三个自由度，一挡铁置于34的孔的外端限制绕Y轴的自由度。实现完全定位。夹紧力作用点位于肋板的外表面。图3-1 零件定位方案示意图（a-1） 图3-2 零件定位方案示意图（a-2）b.与a比较，把零件绕Z轴顺时针旋转180,定位装置和夹紧装置随之改变相应的位置（如图所示），定位方案同a。图3-3 零件夹紧方案示意图（b）c. 零件放置方式同方案a。夹紧力作用点如图所示。用一相当于短V形块的两定位板置于肋板的外表面限制沿X轴及Z轴移动的两个自由度，三个支承钉置于肋板的底部限制绕X轴、绕Z轴和沿Y轴的三个自由度，一挡铁置于34的孔的外端限制绕Y轴的自由度。实现完全定位。短V形块置于20孔的外端作夹紧元件。图3-4 零件定位夹紧示意图（c-1） 图3-5 零件定位夹紧示意图（c-2）（说明：以上定位和夹紧方案针对于两个同时加工的零件，两零件对称放置相应的定位和夹紧装置也对称布置。）分析以上方案：方案a：此方案符合定位和夹紧的相关原理，短V形块作为定位元件起定心定位作用。但是美中不足的是需要两液压缸，并且两液压缸需分布在两零件的外侧。由此带来的影响是设计两液压缸增加夹具整体的体积，也增加制造成本。再者此方案虽然能够保证零件的较高的加工精度，但是所要加工的零件尺寸精度和位置精度要求不高。所以此方案是不可用的。方案b：此方案与方案a类似，不同的是提供夹紧力只需一个位于夹具中心的液压缸。但是两零件间的距离增大，这样带来主轴箱四根轴间的轴间距加大，从而会增大整个机床的体积和制造成本。所以此方案也不可用。方案c：两定位板相当于一短V形块起定心定位作用，能够保证定位基准和工序基准的基准重合，也符合夹紧力的选择原则，使夹紧力朝着主要的定位基准面。从而提高零件的加工精度。同时又能降低机床和夹具的体积和成本，解决了以上两方案的出现的问题。所以以此方案可行。根据以上的论述比较，可以定出方案c是合理可行。34 定位元件和夹紧元件的设计计算341 定位元件的设计计算定位元件设计包括定位元件的结构、形状、尺寸、及布置形式等。利用六点定位原则正确选择定位方式和定位元件。根据前面定位方案的叙述，可以知道本课题所使用到的定位元件有：两个定位板（相当于一短V形块），三个圆形支承块，一个挡铁。具体的尺寸如下所定：34.1.1 定位板(两定位板相当于短V形块)的设计及尺寸的确定V型块是标准件，但是考虑到本设计所使用的V型块的具体尺寸要远大于标准件的尺寸，所以要自己设计。所谓的自行设计也就是在标准件的基础上，根据具体情况做出适当的改动。之所以要把V形块改进为两定位板，就是因为肋板的外圆面的直径很大,这样设计出V形块体积较大从而增大夹具的体积。但是安装时应保持两定位板垂直放置（安装方式见总装图）。定位板的长度根据肋板的高度确定，取略大于肋板的一半高度的尺寸作为定位板的长度（取60mm）.具体尺寸如图所示：图3-6 定位板34.1.2 支承钉设计及尺寸的确定3个支承钉，主要的定位元件，对它的要求也就比较的高，要想达到较高的要求，应当做到：几个支承钉装配后，要求等高，可以用装配后一次磨削法，以保证它们的限位基面在同一平面内，也就是保证了它们的平面度比较的高。由于肋板的底面属粗基准面，所以选用C型（齿纹）支承钉。参照文献2表2-1-9得出支承钉的型号:支承钉C1212GB 2226-199134.1.3 挡铁的设计及尺寸的确定挡铁的尺寸根据34孔的直径和长度确定，具体设计及尺寸如图所示：图3-7 挡铁34.2 夹紧元件的设计计算34.2.1 压板压头夹紧机构的确定根据夹紧原理和零件的形状来确定夹紧机构。本课题中由于第一定位基准为圆形肋板的轴线，根据夹紧原理夹紧力应朝着主要的定位基准面，所以压板压头夹紧机构应如总装图中的放置位置。零件的形状呈内凹状又零件为薄臂件故设计压头为球形压头。34.2.2 V形块夹紧机构的确定 零件的另一端采用挡铁定位，再者加工零件时会产生扭距和切向力，这样必然导致零件的翻转和窜动。用V形块夹紧机构可以有效地控制这些不利于加工的运动。34.2.3 手动夹紧机构的确定 由于切削时产生轴向力，将使零件绕y轴翻转。而手动夹紧机构的存在有效地消除这样的转动。35 误差分析计算 一批工件依次在夹具中进行定位时，由于工序基准的变动对加工表面尺寸所造成的极限值之差称为定位误差。产生定位误差的原因是工序基准与定位基准不相重合或工序基准自身在位置上发生偏移或位移所引起的。35.1 影响加工精度的因素用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多，与夹具有关的因素有：定位误差D、对刀误差T、夹具位置误差A，夹具误差。在机械加工工艺系统中，影响加工精度的其它因素综合称为加工误差G。上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确而形成总的加工误差35.2 误差的计算35.2.1定位误差D a.基准不重合误差B基准不重合误差是由于定位基准和工序基准不重合而产生的那部分定位误差。在本设计中，由于定位误差和工序基准是重合的，所以基准不重合误差为0。b.基准位移误差Y基准位移误差是工件实际位置对确定位置的理想要素的误差。35.2.1.1主要定位元件的定位误差分析计算a.两定位板（相当于短V形块）的定位误差分析计算:因为：相当于一短V形块的两定位板起定心定位作用，并且定位准和工序基准的基准重合。所以：B=0根据参考文献1当=时，V形块的位移误差可由公式（2-8）即：=故：b.由于零件的加工精度要求较低，故其它定位元件的定位误差计算省略。35.2.2对刀误差T因为刀具相对于对刀或导向装置不精确造成的加工误差，称为对刀误差。本工序中镗孔时导向误差计算公式为： （3-1） 即得导向误差mm 35.2.3夹具位置误差A因为夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。一般取： =0.02mm =0mm 本课题中夹具为垂直安装,所以取 =0mm35.2.4 夹具误差E因夹具上定位元件，对刀或导向元件及安装基面三者之间（包括导向元件与导向元件之间）的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差，夹具误差大小取决于夹具零件的加工精度的夹具装配时的调整和修配精度。一般取E=0.04mm3.5.2.5 加工方法误差G因机床精度，刀具精度，刀具与机床的位置精度，工艺系统受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差，因该项误差影响因素很多，又不便于计算，所以常根据经验所以常根据经验为它留出工件公差的。计算时可设G=。工件位置公差取0.20G=3.5.3 保证加工精度工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机误差，应用概率法加，因此，保证工件加工精度条件是工件总加工误差应不大于工件的加工尺寸公差。的计算按公式（5-2）计算： （3-2）=0.091显然：0.0910.2所以:本夹具完全可以保证加工精度。为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时需留出一定精度储备量，因此将上式改为： = （3-3）当0时夹具能满足加工要求，根据以上=0.20-0.091=0.1090所以夹具完全可以满足加工要求。3.6 夹具结构的确定3.6.1 夹具体的确定夹具体是用来确定各元件之间总体布局的根基，有了夹具体镗模板才能够固定各部件，各元件才能够有发挥的作用。夹具体的尺寸是根据零件的尺寸，零件的定位夹紧方式以及定位夹紧元件和驱动装置等的安装方式来确定的。对夹具体的具体要求a.有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件，夹具体的安装表面，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间还要有适当的位置精度。一般要求夹具体的加工公差为一般工件相应公差的1/51/3。为使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行实效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。b.有足够的强度和刚度加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生不允许的变形与振动，夹具体应当有足够的强度和刚度。c.排屑方便切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构，可在夹具体上开排屑槽。夹具体的具体尺寸如下图：图 3-8 夹具体正视图图 3-9 夹具体俯视图图 3-10 夹具体左视图3.7. 夹紧力的确定3.7.1 夹紧力的计算公式根据工件所受切削力、重力、惯性力、等作用情况，按静力平衡原理先计算出理论夹紧力，最后为保证夹紧可靠再乘以安全系数便可得到所需夹紧力的数值，即：算出理论夹紧力，然后要保证夹紧可靠需要乘以安全系数，所以有以下公式： (3-4) 式中 夹紧力(N);理论夹紧力(N);安全系数。安全系数可按下列公式计算： (3-5) 式中 各种因数的安全系数 考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数，取1.2； 加工性质，精加工取1.0，粗加工取1.2，本课题是半精镗孔，取1.0； 刀具钝化程度，半精镗铸铁工件取1.3； 切削特点，连续切削取1.0； 夹紧力的稳定性，机动夹紧取1.0； 手动夹紧时受柄位置，操作方便取1.0； 仅有力矩作用于工件时与支撑面接触情况，接触点确定取1.0。 本课题中的安全系数 = =1.563.7.2 夹紧力的计算夹紧力的计算由于受多方面工艺因素的影响，计算起来比较复杂，一般只能粗略计算。为了简化计算，在设计夹紧装置时可假定工艺系统是刚性的，只考虑切削力的切削力矩对夹紧力的影响。3.7.2.1 机动压头夹紧力的计算由于两定位块相当于V形定位块，所以此夹紧力按照工件以外圆柱面在形块上定位的方式来计算。根据文献2V型块铰链夹紧机构处的夹紧力近似计算的公式如下： (3-6)所设计的V型块的夹角、D=20mm根据前面总体部分计算结果可以计算出：根据文献1表3-4材料的摩擦系数上查得摩擦系数：=0.3根据以上得出的数据可以算出夹紧力WK：3.7.2.2 手动压头的夹紧力的计算 根据前面总体设计计算的轴向力的结果计算：镗20孔的轴向力：镗34孔的轴向力：N总的轴向力： 手动压头的夹紧力：其中：。 （3-7）3.7.2.3 V形块夹紧元件的夹紧力的计算 根据前面总体设计计算的切向力的结果计算： 镗20孔的切向力：=1080.7N 镗34孔的切向力：=1555.4N 只有镗20孔时的切向力才造成零件挡铁中心的翻转，所以这里计算V形块夹紧元件的夹紧力只取镗20孔的切向力（=1080.7N ）。所以V形块夹紧元件的夹紧力计算为： （3-8） 3.8. 液压驱动装置的设计计算3.8.1 液压缸的设计与计算 一般采用圆筒结构。缸筒材料采用冷拔拉制的钢管、铝合金管、不锈钢管、钢管和工程塑料管。为抵抗活塞运动的磨损，材料表面应有一定的硬度。缸筒与活塞的动配合精度H9级，圆柱度允差(0.020.03)/100,表面粗糙度Ra0.20.4m，缸筒两端对内孔轴线的垂直度允差0.050.1mm。液压缸体应能承受1.5倍最高工作压力下的耐压实验。3.8.1.1 驱动压板加紧元件的液压缸负载力的计算 由前面计算得压板压头的加紧力：液压缸所能提供的压力F可按如下公式计算： 式中安全系数取1.3当活塞以推力工作时，活塞直径可按下式计算： （3-9） -液压缸的效率。3.8.1.2 液压缸的设计制造 由于零件的加工所需的夹紧力较小，所以提供夹紧力的油压也相对较低。为了节省成本并能够保证零件的加工，本课题中的液压缸进行自行制造。设计中液压缸在支架加工，支架材料为45钢，加工方法为铸造粗镗精镗。加工的技术要求：铸件不得有砂眼、气孔、裂纹等；加工前后分别进行人工时效。缸的内表面需镀铬，镀层厚度0.02mm。液压缸的结构和尺寸见零件图。3.8.2 活塞的设计选择 高压油液作用在活塞面上产生推力作功，并在缸筒内滑动。活塞材料应具有足够的强度和良好的滑动性能，特别是耐磨性和不发生“咬缸”现象。活塞的宽度与密封圈的数量、导向环的形式等因素有关，从使用上来讲，活塞的滑动面小容易引起早期磨损。一般活塞的宽度约为缸径的20%50%。根据缸径的计算D=0.27m，则活塞的d=D（20%-50%）=0.06450%=0.032m3.8.3 活塞杆的设计选择 活塞杆是用来传递力的零件，要求能承受拉伸、压缩、振动等负载，表面耐磨，不发生锈蚀，一般选用碳钢、精轧不锈钢等材料。钢材表面需镀铬及调质热处理。3.8.4 导向套的设计选择 导向套的作用是用作活塞杆往复运动的导向，应具有良好的滑动性能，能承受由于活塞杆受负载时引起的弯曲、振动及冲击。常用聚四氟乙烯复合材料和其他复合树脂材料，及铜颗粒烧结的含油轴承材料。导向套内径尺寸允许公差取H8，表面粗糙度Ra=0.4m。3.8.5 密封元件的设计选择 1. 缸筒的密封: 为了密封性缸盖与缸筒采用法兰盘密封。 2. 活塞的密封 活塞有两处地方需密封，一处是活塞与缸筒之间的动密封，除了用O形密封圈和唇形密封圈外，也有用W形密封圈的。 3. 活塞杆的密封 在缸盖的沟槽里放置唇形密封圈和防尘密封圈，或防尘组合密封圈，保
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号