液壓系統(tǒng)中截止閥的鉆孔夾具設(shè)計【含4張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 題目：液壓系統(tǒng)中截止閥的鉆孔夾具設(shè)計專用夾具設(shè)計：本論文主要所要鉆的孔為截止閥的俯視圖中的7個直徑為7毫米的孔，而本論文的所要達到的目的就是設(shè)計一個專用夾具，保證在加工該截止閥的7個孔是能夠達到以下目的：1、穩(wěn)定保證工件的加工精度。用夾具裝加工件是，工件對于刀具及機床的位置精度要由夾具保證好，受工人技術(shù)水平和加工操作的影響小，是一批工件的加工精度趨于一致。2、減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率3、擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能可以從以下幾個方面考慮入手：加工7個孔，這里采用工件移動而刀具不動的方式。(1)定位基準的選擇 (2)定位方案和定位元件設(shè)計考慮該零件表面結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性但有較高精度的孔需要加工，定位基準選擇“一面雙孔”是最佳的方法。(3)定位誤差分析及其相應(yīng)計算(4)切削力及夾緊力的計算根據(jù)機械加工工藝手冊可查銑削力計算公式(5)夾緊方案和夾緊元件設(shè)計 (6)夾具設(shè)計及操作的簡要說明作圖零件圖、夾具圖（包括一個加工底面5個孔的夾具圖和另一個2個孔的夾具圖）、夾具總裝配圖以及相關(guān)的圖。緒論1.1 問題分析及其對策1.1.1 現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r金屬切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，是機械制造行業(yè)中最基本的加工方法，金屬切削加工過程是由金屬切削機床來實現(xiàn)的。金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器。在現(xiàn)代機械制造行業(yè)中，隨著加工零件方式多樣化及工藝合理化的發(fā)展的要求，加工零件的方法也呈現(xiàn)出多樣化，如：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓和輥軋等，在這其中機床切削加工的工作量約占總制造工作量的40%60%(其中鉆床占11.2%),所以在目前的機械制造行業(yè)中金屬切削機床是主要的加工設(shè)備。而機床的技術(shù)性能又直接影響機械制造行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，所以為了提高國家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平，必須對機床的發(fā)展作出新的要求。隨著機械工業(yè)的擴大和科學(xué)技術(shù)的進步，尤其是計算機的出現(xiàn)和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，我國的機械制造行業(yè)正朝著自動化、精密化、高效率和多樣化的方向發(fā)展。我國機床工業(yè)自1949年建立以來，雖然在短短的時間內(nèi)取得了很大的成就，但與世界先進水平相比還有較大的差矩。就現(xiàn)狀看，主要表現(xiàn)在：我國機床工業(yè)起步晚、技術(shù)不成熟；大部分高精度和超精度機床的性能還不能滿足要求，精度保持度也差，特別是高效自動化和數(shù)控機床的產(chǎn)量、技術(shù)水平和質(zhì)量等方面都明顯落后。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計我國數(shù)控機床的產(chǎn)量僅是全部機床產(chǎn)量的1.5%，產(chǎn)值數(shù)控化僅為8.7%（至1990年底）；我國數(shù)控機床基本上是中等規(guī)格的車床、銑床和加工中心等，而精密、大型、重型或小型數(shù)控機床還遠遠不能滿足要求；另外我國機床在技術(shù)水平和性能方面的差矩也很明顯，機床理論和應(yīng)用技術(shù)的研究也明顯落后。所以我們要不斷學(xué)習(xí)和引進國外先進科學(xué)技術(shù)，大力發(fā)展研究，推動我國機床工業(yè)的發(fā)展。1.1.2 問題的提出由以上現(xiàn)狀分析我們可以看出，在機床加工中鉆床的加工工作量在總制造工作量中占有很大的比重。鉆床為孔加工機床，按其結(jié)構(gòu)形式不同可以分為搖臂鉆床、立式鉆床、臥式鉆床、深孔鉆床、多軸鉆床等。主要用來進行鉆孔、擴孔、絞孔、攻絲等。長期以來我國的機械機械制造工業(yè)中孔類加工多數(shù)由傳統(tǒng)鉆床來完成，但是傳統(tǒng)的鉆床在大批量生產(chǎn)時存在許多的不足之處：（1）自動化程度不高.，難以進行大批量的生產(chǎn)；（2）工作效率低，且工人的工作環(huán)境惡劣；（3）占用人力較多，操作固定不變易出錯；（4）精度不高，工件裝夾費時；（5）加工產(chǎn)品質(zhì)量不高；針對以上傳統(tǒng)鉆床的不足之處及生產(chǎn)中存在的問題，我們有必要對傳統(tǒng)鉆床進行結(jié)構(gòu)改進。通過對傳統(tǒng)鉆床手動的進給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)及人工送料系統(tǒng)的改進和設(shè)計，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)自動化，降低勞動強度及工作量。1.1.3 問題的分析以及解決方案當(dāng)前傳統(tǒng)鉆床問題的存在主要在于自動化程度、生產(chǎn)效率、工作環(huán)境及產(chǎn)品質(zhì)量。在生產(chǎn)過程中，手動的操作、繁鎖的裝夾、大量生產(chǎn)力的投入和單一的生產(chǎn)流程導(dǎo)致了鉆床加工的自動化程度低、生產(chǎn)效率低、工作環(huán)境惡劣和產(chǎn)品質(zhì)量不高，因此，我們要解決的問題在于如何實現(xiàn)鉆床加工的自動化、減少生產(chǎn)力的投入生產(chǎn)和與其它工藝流程相結(jié)合，同時也要考慮經(jīng)濟問題。經(jīng)過分析，我們可以從機構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)兩方面去考慮。通過對鉆床機構(gòu)的改造來實現(xiàn)自動化控制的要求，提高產(chǎn)品的加工精度及質(zhì)量；通過導(dǎo)入先進的控制系統(tǒng)來進行自動操控，從而實現(xiàn)自動化，便于導(dǎo)入到其它生產(chǎn)流程中去。為了解決問題和便于設(shè)計改造，我們將鉆床分為傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)、送料系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五個部分，下面分別對各部分的問題提出解決方案：（1）傳動系統(tǒng) 為滿足改進后的加工及工作要求，在作出相應(yīng)的計算后對傳動系統(tǒng)進行改進和調(diào)整。（2）進給系統(tǒng) 傳統(tǒng)的鉆床主軸進給系統(tǒng)主要由主軸、主軸套筒、主軸套筒鑲套、齒輪齒條和軸承等組成。主軸在加工時即要作旋轉(zhuǎn)運動，也要作軸向的進給運動。機床主軸被裝置在主軸套筒內(nèi)，套筒放置在主軸箱體孔的鑲套內(nèi)，主軸上側(cè)由花鍵連接。機床加工時，旋轉(zhuǎn)運動由花鍵傳入，而進給運動則由齒輪通過齒條帶動套筒在鑲套內(nèi)運動。為了實現(xiàn)自動化控制的要求，主軸進給機構(gòu)改進主要有：主軸旋轉(zhuǎn)運動依然由電動機傳入，而進給則由液壓傳動替代手動的齒條傳動，通過液壓控制系統(tǒng)來實現(xiàn)進給動作。（3）夾緊系統(tǒng) 傳統(tǒng)鉆床的夾緊主要是手工操作，由夾具夾緊工件。為了便于實現(xiàn)自動化控制，工件夾緊由夾具完成，動力源由夾緊液壓缸導(dǎo)入，通過液壓控制系統(tǒng)來實現(xiàn)夾緊動作的自動化。（4）送料系統(tǒng) 在生產(chǎn)過程中，鉆床的送料主要由人工輸入，這使得投入了大量的生產(chǎn)力，消耗了大量的工時，使的生產(chǎn)率不高，為此我們通過導(dǎo)入自動送料系統(tǒng)來減少生產(chǎn)力的投入和工時的消耗。自動送料系統(tǒng)機構(gòu)傳動要根據(jù)生產(chǎn)的需求作出相應(yīng)的設(shè)計需求，動力源可由電機或液壓系統(tǒng)傳入，二者均可實現(xiàn)自動化控制。（5）控制系統(tǒng) 當(dāng)前機床控制系統(tǒng)主要由計算機數(shù)控、繼電器電氣控制和PLC控制等，由于繼電器電氣控制系統(tǒng)，其聯(lián)動關(guān)系復(fù)雜，維修困難，故障率高，經(jīng)常影響正常生產(chǎn)，計算機數(shù)控造價高、系統(tǒng)復(fù)雜，而PLC控制系統(tǒng)可靠性好、造價低、抗干擾能力強、柔性好、編程簡單、使用方便、擴充靈活、功能完善，所以我們利用PLC控制技術(shù)來實現(xiàn)對進給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)和送料系統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)的控制。1.2 本文研究的內(nèi)容及目標 本文主要是通過應(yīng)用機床設(shè)計的一般方法對傳統(tǒng)鉆床的機構(gòu)和控制系統(tǒng)進行設(shè)計及改進。研究的主要內(nèi)容是普通臺式鉆床傳動系統(tǒng)的改進、進給系統(tǒng)的設(shè)計、進給系統(tǒng)液壓缸的設(shè)計和PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計等四個方面。其中重點在于進給系統(tǒng)、進給系統(tǒng)液壓缸和PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計。進給系統(tǒng)設(shè)計主要是解決主軸高速旋轉(zhuǎn)與軸向進給兩個自由度的實現(xiàn)；進給系統(tǒng)液壓缸設(shè)計包括液壓缸的設(shè)計、液壓缸與主軸的配合和液壓缸油路控制； PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計主要是通過應(yīng)用PLC控制程序來實現(xiàn)對液壓油路的動作控制及鉆床加工過程的動作控制。我們通過對傳統(tǒng)臺式鉆床的改進及設(shè)計，要達到的目標在于通過改進鉆床能夠?qū)崿F(xiàn)工作自動化，最終能滿足以下要求：（1）能實現(xiàn)自動化連續(xù)生產(chǎn)，改善產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率；（2）降低工作人員勞動強度和工作量；（3）鉆床系統(tǒng)工作平穩(wěn)，滿足工作要求；（4）經(jīng)濟因素合理；1.3 本章小結(jié)本章節(jié)主要對現(xiàn)代機械制造業(yè)作了簡單的總概括，并對機床切削加工作出分析。提出當(dāng)前金屬切削加工中存在的一些問題，以及針對鉆床加工現(xiàn)存的缺點作出剖析，提出對傳統(tǒng)鉆床改造的必要性和可行性，并對改造的任務(wù)和目標作出簡述。2.1 夾具的設(shè)計在本次夾具設(shè)計中，指導(dǎo)老師指定設(shè)計鉆孔的夾具，利用本夾具主要用來鉆圓周面上孔，加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。22定位基準的選擇由零件圖可知：定位、夾緊方案有：方案：選底平面、外圓和側(cè)面定位，即兩面、與一個外圓定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔，以便刀具能加工工件上的小孔。方案：選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的上下移動螺旋夾柱來夾緊。分析比較上面二種方案：方案中的心軸夾緊、定位是不正確的，外圓端是不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開，因夾緊會破壞定位。心軸上的開孔也不利于排銷。通過比較分析只有方案滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位基準來設(shè)計鉆模，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制6個自由度。根據(jù)零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計過程中盡量以設(shè)計基準為定位基準，以便減小加工誤差。所以在這道設(shè)計中采用以的內(nèi)表面以及的端面為定位基準。2.3 定位原理在機械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機床上相對于刀具處于正確的相對位置。當(dāng)采用機床夾具安裝一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這些要求的。要實現(xiàn)工件在機床上相對于刀具占有一個正確的加工位置，必須做到以下三點：. 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置；. 使夾具在機床上占有正確的位置；. 使刀具相對于夾具占有正確的位置。工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置，這就可以通過設(shè)置定位支承點，限制工件的相對運動來實現(xiàn)。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據(jù)運動原理學(xué)可知，任一剛體在空間直角坐標系中都有六個自由度，即沿三個坐標軸軸向移動的自由度，分別用、來表示；繞三個坐標軸的轉(zhuǎn)動的自由度，分別用、來表示。由此看來，未限制六個自由度的工件的位置是不確定的，當(dāng)然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進行限制。工件的六個自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。2.4 定位元件的分析在連接座的加工過程中，因為該零件較為復(fù)雜，加上零件的特殊性，因此在設(shè)計過程中設(shè)計定位板一塊來限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動方向和旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的方面，一共限制了零件的五個自由度，達到不完全定位狀態(tài)。不完全定位可分為下列兩種情況：. 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點，無法也沒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，工件在定位時允許某些方面的自由度不被限制。2.5夾緊元件的選擇工件在夾緊過程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進行點接觸。因為在點接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力，由于定加工過程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會出現(xiàn)點接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺的相對位置安裝誤差，必須進行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導(dǎo)軌。.選擇鉆套鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔?？蓳Q鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。快換鉆套：當(dāng)要取出鉆套時，只要將鉆套朝逆時方向轉(zhuǎn)動使螺釘頭部剛好對準鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。在這次設(shè)計中我選擇可換鉆套，因為是大批量生產(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度。快換鉆套如圖所示：圖4-1 快換鉆套2.6 切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：臺式鉆床Z4006A，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻5查表可得：切削力公式： 式中 查表得： 其中： 即：實際所需夾緊力：由參考文獻5表得： 有：安全系數(shù)K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻5表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。取，查參考文獻51226可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：式中參數(shù)由參考文獻5可查得： 其中： 螺旋夾緊力：由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。2.7 誤差分析與計算該夾具以底面、兩孔為定位基準，要求保證被加工和孔粗糙度為12.5。該孔次性加工即可滿足要求。由參考文獻5可得： 兩定位銷的定位誤差 ： 其中：， 且：L=135mm ，得 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：66夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于在鉆床上加工孔。工件以底平面、兩孔為定位基準，在定位上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋壓柱機構(gòu)夾緊工件。該夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。設(shè)計總結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計是我們對本專業(yè)知識的一個綜合運用練習(xí)，也是我們在學(xué)本專業(yè)最后的專業(yè)課機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和機械裝備后的一次檢驗。這也是我們在校期間的最后一次設(shè)計，這不僅反應(yīng)得出我們在學(xué)習(xí)上的知識度，也為我們在畢業(yè)前的做的最后一次練習(xí)，更為我們以后在社會實踐積累到一定的寶貴經(jīng)驗。本次畢業(yè)設(shè)計擁有三個月的時間來完成，在這三個月里，從一張僅有的零件圖到我們寫完整個設(shè)計報告書和畫出所有必須的設(shè)計圖，每一個環(huán)節(jié)都是一個從無到有的重要環(huán)節(jié)，在這一個過程中，也使得我（們）翻閱了不少相關(guān)的設(shè)計手冊，查到應(yīng)有的標準，對每個零件的重要性提高了很多。在這一過程中，給我最深的體會就是，對一個產(chǎn)品的初步設(shè)計到設(shè)計完成，最需要的是你對這個產(chǎn)品到底有多少的認識，它的功用，然后就是它的經(jīng)濟性，在經(jīng)濟性方面，影響它最主要的因素就是加工工藝的編制，所以在我們設(shè)計之前就應(yīng)考慮到加工工時、加工強度、加工能力、加工設(shè)備等；一個合理的工藝，對我后序的加工工序中是充分能體現(xiàn)出來，每一步的完成，都應(yīng)是靠近最少工時，最低成本，最小的加工強度。這次畢業(yè)設(shè)計也使我（們）對以前所學(xué)的專業(yè)知識、基礎(chǔ)力學(xué)知識和計算機輔助知識得到了綜合的運用，培養(yǎng)了自己的思考能力和創(chuàng)新能力，也更深切的了解到，一個產(chǎn)品的完成所需要靈魂所在正確完整的加工工藝。參 考 文 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