TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔手動(dòng)夾具設(shè)計(jì)（全套設(shè)計(jì)及CAD圖紙）

TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔手動(dòng)夾具設(shè)計(jì)（全套設(shè)計(jì)及CAD圖紙）,tl5,彈性,套柱銷,聯(lián)軸器,零件,工藝,規(guī)程,加工,柱銷孔,手動(dòng),夾具,設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文附錄二 ：中文翻譯 通過(guò)夾具布局設(shè)計(jì)和夾緊力的優(yōu)化控制變形摘 要工件變形必須控制在數(shù)值控制機(jī)械加工過(guò)程之中。夾具布局和夾緊力是影響加工變形程度和分布的兩個(gè)主要方面。在本文提出了一種多目標(biāo)模型的建立，以減低變形的程度和增加均勻變形分布。有限元方法應(yīng)用于分析變形。遺傳算法發(fā)展是為了解決優(yōu)化模型。最后舉了一個(gè)例子說(shuō)明，一個(gè)令人滿意的結(jié)果被求得， 這是遠(yuǎn)優(yōu)于經(jīng)驗(yàn)之一的。多目標(biāo)模型可以減少加工變形有效地改善分布狀況。關(guān)鍵詞：夾具布局；夾緊力； 遺傳算法；有限元方法1 引言?shī)A具設(shè)計(jì)在制造工程中是一項(xiàng)重要的程序。這對(duì)于加工精度是至關(guān)重要。一個(gè)工件應(yīng)約束在一個(gè)帶有夾具元件，如定位元件，夾緊裝置，以及支撐元件的夾具中加工。定位的位置和夾具的支力，應(yīng)該從戰(zhàn)略的設(shè)計(jì)，并且適當(dāng)?shù)膴A緊力應(yīng)適用。該夾具元件可以放在工件表面的任何可選位置。夾緊力必須大到足以進(jìn)行工件加工。通常情況下，它在很大程度上取決于設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，選擇該夾具元件的方案，并確定夾緊力。因此，不能保證由此產(chǎn)生的解決方案是某一特定的工件的最優(yōu)或接近最優(yōu)的方案。因此，夾具布局和夾緊力優(yōu)化成為夾具設(shè)計(jì)方案的兩個(gè)主要方面。 定位和夾緊裝置和夾緊力的值都應(yīng)適當(dāng)?shù)倪x擇和計(jì)算，使由于夾緊力和切削力產(chǎn)生的工件變形盡量減少和非正式化。 夾具設(shè)計(jì)的目的是要找到夾具元件關(guān)于工件和最優(yōu)的夾緊力的一個(gè)最優(yōu)布局或方案。在這篇論文里， 多目標(biāo)優(yōu)化方法是代表了夾具布局設(shè)計(jì)和夾緊力的優(yōu)化的方法。 這個(gè)觀點(diǎn)是具有兩面性的。一，是盡量減少加工表面最大的彈性變形； 另一個(gè)是盡量均勻變形。 ANSYS軟件包是用來(lái)計(jì)算工件由于夾緊力和切削力下產(chǎn)生的變形。遺傳算法是MATLAB的發(fā)達(dá)且直接的搜索工具箱，并且被應(yīng)用于解決優(yōu)化問題。最后還給出了一個(gè)案例的研究，以闡述對(duì)所提算法的應(yīng)用。2 文獻(xiàn)回顧隨著優(yōu)化方法在工業(yè)中的廣泛運(yùn)用，近幾年夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化已獲得了更多的利益。夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化包括夾具布局優(yōu)化和夾緊力優(yōu)化。King 和 Hutter提出了一種使用剛體模型的夾具-工件系統(tǒng)來(lái)優(yōu)化夾具布局設(shè)計(jì)的方法。DeMeter也用了一個(gè)剛性體模型，為最優(yōu)夾具布局和最低的夾緊力進(jìn)行分析和綜合。他提出了基于支持布局優(yōu)化的程序與計(jì)算質(zhì)量的有限元計(jì)算法。李和melkote用了一個(gè)非線性編程方法和一個(gè)聯(lián)絡(luò)彈性模型解決布局優(yōu)化問題。兩年后， 他們提交了一份確定關(guān)于多鉗夾具受到準(zhǔn)靜態(tài)加工力的夾緊力優(yōu)化的方法。他們還提出了一關(guān)于夾具布置和夾緊力的最優(yōu)的合成方法，認(rèn)為工件在加工過(guò)程中處于動(dòng)態(tài)。相結(jié)合的夾具布局和夾緊力優(yōu)化程序被提出，其他研究人員用有限元法進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)與分析。蔡等對(duì)menassa和devries包括合成的夾具布局的金屬板材大會(huì)的理論進(jìn)行了拓展。秦等人建立了一個(gè)與夾具和工件之間彈性接觸的模型作為參考物來(lái)優(yōu)化夾緊力與，以盡量減少工件的位置誤差。Deng和melkote 提交了一份基于模型的框架以確定所需的最低限度夾緊力，保證了被夾緊工件在加工的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。大部分的上述研究使用的是非線性規(guī)劃方法，很少有全面的或近全面的最優(yōu)解決辦法。所有的夾具布局優(yōu)化程序必須從一個(gè)可行布局開始。此外，還得到了對(duì)這些模型都非常敏感的初步可行夾具布局的解決方案。夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)的問題是非線性的，因?yàn)槟繕?biāo)的功能和設(shè)計(jì)變量之間沒有直接分析的關(guān)系。例如加工表面誤差和夾具的參數(shù)之間（定位、夾具和夾緊力）。以前的研究表明，遺傳算法（ GA ）在解決這類優(yōu)化問題中是一種有用的技術(shù)。吳和陳用遺傳算法確定最穩(wěn)定的靜態(tài)夾具布局。石川和青山應(yīng)用遺傳算法確定最佳夾緊條件彈性工件。vallapuzha在基于優(yōu)化夾具布局的遺傳算法中使用空間坐標(biāo)編碼。他們還提出了針對(duì)主要競(jìng)爭(zhēng)夾具優(yōu)化方法相對(duì)有效性的廣泛調(diào)查的方法和結(jié)果。這表明連續(xù)遺傳算法取得最優(yōu)質(zhì)的解決方案。krishnakumar和melkote 發(fā)展了一個(gè)夾具布局優(yōu)化技術(shù)，用遺傳算法找到夾具布局，盡量減少由于在整個(gè)刀具路徑的夾緊和切削力造成的加工表面的變形。定位器和夾具位置被節(jié)點(diǎn)號(hào)碼所指定。krishnakumar等人還提出了一種迭代算法，盡量減少工件在整個(gè)切削過(guò)程之中由不同的夾具布局和夾緊力造成的彈性變形。Lai等人建成了一個(gè)分析模型，認(rèn)為定位和夾緊裝置為同一夾具布局的要素靈活的一部分。Hamedi 討論了混合學(xué)習(xí)系統(tǒng)用來(lái)非線性有限元分析與支持相結(jié)合的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ ANN ）和GA。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被用來(lái)計(jì)算工件的最大彈性變形，遺傳算法被用來(lái)確定最佳鎖模力。Kumar建議將迭代算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來(lái)發(fā)展夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)。Kaya用迭代算法和有限元分析，在二維工件中找到最佳定位和夾緊位置，并且把碎片的效果考慮進(jìn)去。周等人。提出了基于遺傳算法的方法，認(rèn)為優(yōu)化夾具布局和夾緊力的同時(shí)，一些研究沒有考慮為整個(gè)刀具路徑優(yōu)化布局。一些研究使用節(jié)點(diǎn)數(shù)目作為設(shè)計(jì)參數(shù)。一些研究解決夾具布局或夾緊力優(yōu)化方法，但不能兩者都同時(shí)進(jìn)行。 有幾項(xiàng)研究摩擦和碎片考慮進(jìn)去了。碎片的移動(dòng)和摩擦接觸的影響對(duì)于實(shí)現(xiàn)更為現(xiàn)實(shí)和準(zhǔn)確的工件夾具布局校核分析來(lái)說(shuō)是不可忽視的。因此將碎片的去除效果和摩擦考慮在內(nèi)以實(shí)現(xiàn)更好的加工精度是必須的。在這篇論文中，將摩擦和碎片移除考慮在內(nèi)，以達(dá)到加工表面在夾緊和切削力下最低程度的變形。一多目標(biāo)優(yōu)化模型被建立了。一個(gè)優(yōu)化的過(guò)程中基于GA和有限元法提交找到最佳的布局和夾具夾緊力。最后，結(jié)果多目標(biāo)優(yōu)化模型對(duì)低剛度工件而言是比較單一的目標(biāo)優(yōu)化方法、經(jīng)驗(yàn)和方法。3 多目標(biāo)優(yōu)化模型夾具設(shè)計(jì)一個(gè)可行的夾具布局必須滿足三限制。首先，定位和夾緊裝置不能將拉伸勢(shì)力應(yīng)用到工件；第二，庫(kù)侖摩擦約束必須施加在所有夾具-工件的接觸點(diǎn)。夾具元件-工件接觸點(diǎn)的位置必須在候選位置。為一個(gè)問題涉及夾具元件-工件接觸和加工負(fù)荷步驟，優(yōu)化問題可以在數(shù)學(xué)上仿照如下： 這里的表示加工區(qū)域在加工當(dāng)中j次步驟的最高彈性變形。其中是的平均值；是正常力在i次的接觸點(diǎn)；是靜態(tài)摩擦系數(shù)；fhi是切向力在i次的接觸點(diǎn)；pos(i)是i次的接觸點(diǎn)；是可選區(qū)域的i次接觸點(diǎn)；整體過(guò)程如圖1所示，一要設(shè)計(jì)一套可行的夾具布局和優(yōu)化的夾緊力。最大切削力在切削模型和切削力發(fā)送到有限元分析模型中被計(jì)算出來(lái)。優(yōu)化程序造成一些夾具布局和夾緊力，同時(shí)也是被發(fā)送到有限元模型中。在有限元分析座內(nèi)，加工變形下，切削力和夾緊力的計(jì)算方法采用有限元方法。根據(jù)某夾具布局和變形，然后發(fā)送給優(yōu)化程序，以搜索為一優(yōu)化夾具方案。圖1 夾具布局和夾緊力優(yōu)化過(guò)程4 夾具布局設(shè)計(jì)和夾緊力的優(yōu)化4.1 遺傳算法遺傳算法（ GA ）是基于生物再生產(chǎn)過(guò)程的強(qiáng)勁，隨機(jī)和啟發(fā)式的優(yōu)化方法?；舅悸繁澈蟮倪z傳算法是模擬“生存的優(yōu)勝劣汰“的現(xiàn)象。每一個(gè)人口中的候選個(gè)體指派一個(gè)健身的價(jià)值，通過(guò)一個(gè)功能的調(diào)整，以適應(yīng)特定的問題。遺傳算法，然后進(jìn)行復(fù)制，交叉和變異過(guò)程消除不適宜的個(gè)人和人口的演進(jìn)給下一代。人口足夠數(shù)目的演變基于這些經(jīng)營(yíng)者引起全球健身人口的增加和優(yōu)勝個(gè)體代表全最好的方法。遺傳算法程序在優(yōu)化夾具設(shè)計(jì)時(shí)需夾具布局和夾緊力作為設(shè)計(jì)變量，以生成字符串代表不同的布置。字符串相比染色體的自然演變，以及字符串，它和遺傳算法尋找最優(yōu)，是映射到最優(yōu)的夾具設(shè)計(jì)計(jì)劃。在這項(xiàng)研究里，遺傳算法和MATLAB的直接搜索工具箱是被運(yùn)用的。 收斂性遺傳算法是被人口大小、交叉的概率和概率突變所控制的 。只有當(dāng)在一個(gè)人口中功能最薄弱功能的最優(yōu)值沒有變化時(shí)，nchg達(dá)到一個(gè)預(yù)先定義的價(jià)值ncmax ，或有多少幾代氮，到達(dá)演化的指定數(shù)量上限nmax， 沒有遺傳算法停止。有五個(gè)主要因素，遺傳算法，編碼，健身功能，遺傳算子，控制參數(shù)和制約因素。 在這篇論文中，這些因素都被選出如表1所列。表1 遺傳算法參數(shù)的選擇由于遺傳算法可能產(chǎn)生夾具設(shè)計(jì)字符串，當(dāng)受到加工負(fù)荷時(shí)不完全限制夾具。這些解決方案被認(rèn)為是不可行的，且被罰的方法是用來(lái)驅(qū)動(dòng)遺傳算法，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)可行的解決辦法。1夾具設(shè)計(jì)的計(jì)劃被認(rèn)為是不可行的或無(wú)約束，如果反應(yīng)在定位是否定的。在換句話說(shuō)，它不符合方程（2）和（3）的限制。罰的方法基本上包含指定計(jì)劃的高目標(biāo)函數(shù)值時(shí)不可行的。因此，驅(qū)動(dòng)它在連續(xù)迭代算法中的可行區(qū)域。對(duì)于約束（4），當(dāng)遺傳算子產(chǎn)生新個(gè)體或此個(gè)體已經(jīng)產(chǎn)生，檢查它們是否符合條件是必要的。真正的候選區(qū)域是那些不包括無(wú)效的區(qū)域。在為了簡(jiǎn)化檢查，多邊形是用來(lái)代表候選區(qū)域和無(wú)效區(qū)域的。多邊形的頂點(diǎn)是用于檢查?！癷npolygon ”在MATLAB的功能可被用來(lái)幫助檢查。4.2 有限元分析ANSYS軟件包是用于在這方面的研究有限元分析計(jì)算。有限元模型是一個(gè)考慮摩擦效應(yīng)的半彈性接觸模型，如果材料是假定線彈性。如圖2所示，每個(gè)位置或支持，是代表三個(gè)正交彈簧提供的制約。圖2 考慮到摩擦的半彈性接觸模型在x ， y和z 方向和每個(gè)夾具類似，但定位夾緊力在正常的方向。彈力在自然的方向即所謂自然彈力，其余兩個(gè)彈力即為所謂的切向彈力。接觸彈簧剛度可以根據(jù)向赫茲接觸理論計(jì)算如下：隨著夾緊力和夾具布局的變化，接觸剛度也不同，一個(gè)合理的線性逼近的接觸剛度可以從適合上述方程的最小二乘法得到。連續(xù)插值，這是用來(lái)申請(qǐng)工件的有限元分析模型的邊界條件。在圖3中說(shuō)明了夾具元件的位置，顯示為黑色界線。每個(gè)元素的位置被其它四或六最接近的鄰近節(jié)點(diǎn)所包圍。圖3 連續(xù)插值這系列節(jié)點(diǎn)，如黑色正方形所示，是（37，38，31和30 ），（9，10 ，11 ， 18，17號(hào)和16號(hào)）和（ 26，27 ，34 ， 41，40和33 ）。這一系列彈簧單元，與這些每一個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。對(duì)任何一套節(jié)點(diǎn)，彈簧常數(shù)是：這里，kij 是彈簧剛度在的j -次節(jié)點(diǎn)周圍i次夾具元件，Dij 是i次夾具元件和的J -次節(jié)點(diǎn)周圍之間的距離，ki是彈簧剛度在一次夾具元件位置,i 是周圍的i次夾具元素周圍的節(jié)點(diǎn)數(shù)量為每個(gè)加工負(fù)荷的一步，適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件將適用于工件的有限元模型。在這個(gè)工作里，正常的彈簧約束在這三個(gè)方向（X ， Y ， Z ）的和在切方向切向彈簧約束，（X ， Y ）。夾緊力是適用于正常方向（Z）的夾緊點(diǎn)。整個(gè)刀具路徑是模擬為每個(gè)夾具設(shè)計(jì)計(jì)劃所產(chǎn)生的遺傳算法應(yīng)用的高峰期的X ，Y ，z切削力順序到元曲面，其中刀具通行證。在這工作中，從刀具路徑中歐盟和去除碎片已經(jīng)被考慮進(jìn)去。在機(jī)床改變幾何數(shù)值過(guò)程中，材料被去除，工件的結(jié)構(gòu)剛度也改變。 因此，這是需要考慮碎片移除的影響。有限元分析模型，分析與重點(diǎn)的工具運(yùn)動(dòng)和碎片移除使用的元素死亡技術(shù)。在為了計(jì)算健身價(jià)值，對(duì)于給定夾具設(shè)計(jì)方案，位移存儲(chǔ)為每個(gè)負(fù)載的一步。那么，最大位移是選定為夾具設(shè)計(jì)計(jì)劃的健身價(jià)值。遺傳算法的程序和ANSYS之間的互動(dòng)實(shí)施如下。定位和夾具的位置以及夾緊力這些參數(shù)寫入到一個(gè)文本文件。那個(gè)輸入批處理文件ANSYS軟件可以讀取這些參數(shù)和計(jì)算加工表面的變形。 因此， 健身價(jià)值觀，在遺傳算法程序，也可以寫到當(dāng)前夾具設(shè)計(jì)計(jì)劃的一個(gè)文本文件。當(dāng)有大量的節(jié)點(diǎn)在一個(gè)有限元模型時(shí)，計(jì)算健身價(jià)值是很昂貴的。因此，有必要加快計(jì)算遺傳算法程序。作為這一代的推移，染色體在人口中取得類似情況。在這項(xiàng)工作中，計(jì)算健身價(jià)值和染色體存放在一個(gè)SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。遺傳算法的程序，如果目前的染色體的健身價(jià)值已計(jì)算之前，先檢查；如果不，夾具設(shè)計(jì)計(jì)劃發(fā)送到ANSYS，否則健身價(jià)值觀是直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出。嚙合的工件有限元模型，在每一個(gè)計(jì)算時(shí)間保持不變。每計(jì)算模型間的差異是邊界條件，因此，網(wǎng)狀工件的有限元模型可以用來(lái)反復(fù)“恢復(fù)”ANSYS 命令。5 案例研究一個(gè)關(guān)于低剛度工件的銑削夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化問題是被顯示在前面的論文中，并在以下各節(jié)加以表述。5.1 工件的幾何形狀和性能工件的幾何形狀和特點(diǎn)顯示在圖4中，空心工件的材料是鋁390與泊松比0.3和71Gpa的楊氏模量。外廓尺寸152.4mm127mm*76.2mm.該工件頂端內(nèi)壁的三分之一是經(jīng)銑削及其刀具軌跡，如圖4 所示。夾具元件中應(yīng)用到的材料泊松比0.3和楊氏模量的220的合金鋼。圖4 空心工件5.2 模擬和加工的運(yùn)作舉例將工件進(jìn)行周邊銑削，加工參數(shù)在表2中給出。基于這些參數(shù)，切削力的最高值被作為工件內(nèi)壁受到的表面載荷而被計(jì)算和應(yīng)用，當(dāng)工件處于330.94 n（切）、398.11 N （下徑向）和22.84 N （下軸） 的切削位置時(shí)。整個(gè)刀具路徑被26個(gè)工步所分開，切削力的方向被刀具位置所確定表2加工參數(shù)和條件。5.3 夾具設(shè)計(jì)方案夾具在加工過(guò)程中夾緊工件的規(guī)劃如圖5所示。圖5 定位和夾緊裝置的可選區(qū)域一般來(lái)說(shuō)， 3-2-1定位原則是夾具設(shè)計(jì)中常用的。夾具底板限制三個(gè)自由度，在側(cè)邊控制兩個(gè)自由度。這里，在Y=0mm截面上使用了4個(gè)定點(diǎn)（L1，L2 ， L3和14 ），以定位工件并限制2自由度；并且在Y=127mm的相反面上，兩個(gè)壓板（C1,C2）夾緊工件。在正交面上，需要一個(gè)定位元件限制其余的一個(gè)自由度，這在優(yōu)化模型中是被忽略的。在表3中給出了定位加緊點(diǎn)的坐標(biāo)范圍。表3 設(shè)計(jì)變量的約束由于沒有一個(gè)簡(jiǎn)單的一體化程序確定夾緊力，夾緊力很大部分（6673.2N）在初始階段被假設(shè)為每一個(gè)夾板上作用的力。且從符合例5的最小二乘法，分別由4.43107 N/m 和5.47107 N/m得到了正常切向剛度。5.4 遺傳控制參數(shù)和懲罰函數(shù)在這個(gè)例子中，用到了下列參數(shù)值：Ps=30, Pc=0.85, Pm=0.01, Nmax=100和Ncmax=20.關(guān)于f1和的懲罰函數(shù)是這里fv可以被F1或代表。當(dāng)nchg達(dá)到6時(shí)，交叉和變異的概率將分別改變成0.6和0.1.5.5 優(yōu)化結(jié)果連續(xù)優(yōu)化的收斂過(guò)程如圖6所示。且收斂過(guò)程的相應(yīng)功能（1）和（2）如圖7、圖8所示。優(yōu)化設(shè)計(jì)方案在表4中給出。圖6 夾具布局和夾緊力優(yōu)化程序的收斂性遺傳算法 圖7 第一個(gè)函數(shù)值的收斂圖8第二個(gè)函數(shù)值的收斂性表4 多目標(biāo)優(yōu)化模型的結(jié)果 表5 各種夾具設(shè)計(jì)方案結(jié)果進(jìn)行比較，5.6 結(jié)果的比較 從單一目標(biāo)優(yōu)化和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)中得到的夾具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)變量和目標(biāo)函數(shù)值，如表5所示。單一目標(biāo)優(yōu)化的結(jié)果，在論文中引做比較。在例子中，與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)相比較，單一目標(biāo)優(yōu)化方法有其優(yōu)勢(shì)。最高變形減少了57.5 ，均勻變形增強(qiáng)了60.4 。最高夾緊力的值也減少了49.4 。從多目標(biāo)優(yōu)化方法和單目標(biāo)優(yōu)化方法的比較中可以得出什么呢？最大變形減少了50.2 ，均勻變形量增加了52.9 ，最高夾緊力的值減少了69.6 。加工表面沿刀具軌跡的變形分布如圖9所示。很明顯，在三種方法中，多目標(biāo)優(yōu)化方法產(chǎn)生的變形分布最均勻。與結(jié)果比較，我們確信運(yùn)用最佳定位點(diǎn)分布和最優(yōu)夾緊力來(lái)減少工件的變形。圖10示出了一實(shí)例夾具的裝配。圖9沿刀具軌跡的變形分布圖10 夾具配置實(shí)例6 結(jié)論本文介紹了基于GA和有限元的夾具布局設(shè)計(jì)和夾緊力的優(yōu)化程序設(shè)計(jì)。優(yōu)化程序是多目標(biāo)的：最大限度地減少加工表面的最高變形和最大限度地均勻變形。ANSYS軟件包已經(jīng)被用于健身價(jià)值的有限元計(jì)算。對(duì)于夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化的問題，GA和有限元分析的結(jié)合被證明是一種很有用的方法。 在這項(xiàng)研究中，摩擦的影響和碎片移動(dòng)都被考慮到了。為了減少計(jì)算的時(shí)間，建立了一個(gè)染色體的健身數(shù)值的數(shù)據(jù)庫(kù)，且網(wǎng)狀工件的有限元模型是優(yōu)化過(guò)程中多次使用的。 傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)方法是單一目標(biāo)優(yōu)化方法或經(jīng)驗(yàn)。此研究結(jié)果表明，多目標(biāo)優(yōu)化方法比起其他兩種方法更有效地減少變形和均勻變形。這對(duì)于在數(shù)控加工中控制加工變形是很有意義的。參考文獻(xiàn)1、 King LS，Hutter（ 1993年） 自動(dòng)化裝配線上棱柱工件最佳裝夾定位生成的理論方法。De Meter EC (1995) 優(yōu)化機(jī)床夾具表現(xiàn)的Min - Max負(fù)荷模型。2、 De Meter EC (1998) 快速支持布局優(yōu)化。Li B, Melkote SN (1999) 通過(guò)夾具布局優(yōu)化改善工件的定位精度。3、 Li B, Melkote SN (2001) 夾具夾緊力的優(yōu)化和其對(duì)工件的定位精度的影響。4、 Li B, Melkote SN (1999) 通過(guò)夾具布局優(yōu)化改善工件的定位精度。5、 Li B, Melkote SN (2001) 夾具夾緊力的優(yōu)化和其對(duì)工件定位精度的影響。6、 Li B, Melkote SN (2001) 最優(yōu)夾具設(shè)計(jì)計(jì)算工件動(dòng)態(tài)的影響。7、 Lee JD, Haynes LS (1987) 靈活裝夾系統(tǒng)的有限元分析。8、 Menassa RJ, DeVries WR (1991) 運(yùn)用優(yōu)化方法在夾具設(shè)計(jì)中選擇支位。9、 Cai W, Hu SJ, Yuan JX (1996) 變形金屬板材的裝夾的原則、算法和模擬。10、 Qin GH, Zhang WH, Zhou XL (2005) 夾具裝夾方案的建模和優(yōu)化設(shè)計(jì)。11、Deng HY, Melkote SN (2006) 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定裝夾中夾緊力最小值的確定。12、Wu NH, Chan KC (1996) 基于遺傳算法的夾具優(yōu)化配置方法。13、Ishikawa Y, Aoyama T(1996) 借助遺傳算法對(duì)裝夾條件的優(yōu)化。14、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 一項(xiàng)關(guān)于空間坐標(biāo)對(duì)基于遺傳算法的夾具優(yōu)化問題的作用的調(diào)查。15、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 夾具布局優(yōu)化方法成效的調(diào)查。16、Kulankara K, Melkote SN (2000) 利用遺傳算法優(yōu)化加工夾具的布局。17、Kulankara K, Satyanarayana S, Melkote SN (2002) 利用遺傳算法優(yōu)化夾緊布局和夾緊力。18、Lai XM, Luo LJ, Lin ZQ (2004) 基于遺傳算法的柔性裝配夾具布局的建模與優(yōu)化。19、Hamedi M (2005) 通過(guò)一種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法混合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能夾具。20、Kumar AS, Subramaniam V, Seow KC (2001) 采用遺傳算法固定裝置的概念設(shè)計(jì)。21、Kaya N (2006) 利用遺傳算法優(yōu)化加工夾具的定位和夾緊點(diǎn)。22、Zhou XL, Zhang WH, Qin GH (2005) 遺傳算法用于優(yōu)化夾具布局和夾緊力。23、Kaya N, ztrk F (2003) 碎片位移和摩擦接觸的運(yùn)用對(duì)工件夾具布局的校核。62購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 摘 要 分析了 TL5 彈性套柱銷聯(lián)軸器加工工藝過(guò)程 提出在制定工件加工工藝時(shí) 要全 面考慮影響加工工藝的因素 確定工藝方案時(shí) 首先是要保證加工品質(zhì) 其次則應(yīng)兼 顧經(jīng)濟(jì)性 縮短輔助加工時(shí)間 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以降低生產(chǎn)成本是機(jī) 械加工中面臨的主要問題 而生產(chǎn)中夾具的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵 文章介紹了 聯(lián)軸器孔加工工序的專用夾具的設(shè)計(jì) 該夾具的投入使用大大縮短了產(chǎn)品的加工時(shí)間 降低了勞動(dòng)強(qiáng)度 提高了設(shè)備效率 關(guān)鍵字 聯(lián)軸器 加工工藝 孔加工 夾具 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 Abstract Analysis of the elastic sleeve coupling with TL5 processing procedure the processing technology in the development of the workpiece we must take full account of the factors that affect the processing technology to determine the process plan the first is to ensure processing quality followed by the economy should be balanced Shorten assisted machining time reduce labor intensity and improve productivity to reduce cost of production is machining the main problems facing and the production of fixture design is crucial to achieve this goal This paper introduces the special coupling hole machining fixture design process the fixture in use greatly shortened product processing time and reduce labor intensity and improve the equipment efficiency Key words Coupling processing technology hole machining fixture 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 目 錄 摘 要 1 ABSTRACT 2 目 錄 3 前 言 5 第 1 章 材料的選擇 6 第 2 章 毛坯的選擇 8 2 1 確定毛坯種類 8 2 2 確定毛坯的形狀 8 2 3 加工余量的確定 10 2 4 繪制毛坯 零件綜合圖 12 第 3 章 加工工序 15 3 1 對(duì)左聯(lián)軸器毛坯的加工 15 3 2 對(duì)右聯(lián)軸器毛坯的加工 19 第 4 章 聯(lián)軸器的安裝零件 25 4 1 螺母的選擇 25 4 2 鍵的選擇 26 4 3 彈性套 擋圈 柱銷的選擇 26 4 4 聯(lián)軸器的許用補(bǔ)償量 28 第 5 章 技術(shù)要求 29 5 1 聯(lián)軸器零件材料 29 5 2 橡膠彈性套物理 機(jī)械性能 29 5 3 要求 31 5 4 檢驗(yàn)規(guī)則 31 5 5 標(biāo)志 包裝 貯存 31 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 第 6 章 夾具的設(shè)計(jì) 32 6 1 夾具概述 32 6 2 機(jī)床夾具的分類 32 6 3 夾具的組成 34 6 4 夾具的作用 35 6 5 選擇夾具的類型 36 6 6 確定夾具的零件 37 6 7 實(shí)體建模 37 6 7 1 底座的設(shè)計(jì) 37 6 7 2 鉆模板和鉆套的設(shè)計(jì) 38 6 7 3 螺旋夾緊定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 41 6 8 V 型壓頭的設(shè)計(jì) 43 6 9 套筒和螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 45 6 10 支承板的設(shè)計(jì) 46 6 12 夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 47 總 結(jié) 49 參 考 文 獻(xiàn) 50 致 謝 51 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 前 言 彈性套柱銷聯(lián)軸器是利用一端套有彈性套 橡膠材料 的柱銷 裝在兩半聯(lián)軸器凸緣 孔中 以實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接 其功能是 連接兩軸共同回轉(zhuǎn)以傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng) 補(bǔ) 償所連兩軸相對(duì)位移和改善系統(tǒng)傳遞動(dòng)力學(xué)特性 彈性套柱銷聯(lián)軸器曾經(jīng)是我國(guó)應(yīng)用 最廣泛的聯(lián)軸器 早在 20 世紀(jì) 50 年代末期即已制訂為機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn) JB08 60 彈 性圈柱銷聯(lián)軸器 是我國(guó)第一個(gè)部標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器 彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 制造容易 不用潤(rùn)滑 不需要與金屬硫化粘結(jié) 更 換彈性套方便 不用移動(dòng)半聯(lián)軸器 具有一定補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移和減振緩沖性能 彈性 套工作是受壓縮變形 由于彈性套的厚度較薄 體積小 彈性變形有限 所以 彈性套柱銷 聯(lián)軸器雖可補(bǔ)償軸線位移和彈性 但軸線位移許用補(bǔ)償量較少 彈性較弱 彈性套柱銷 聯(lián)軸器是依靠柱銷組的鎖緊力而產(chǎn)生于接觸面的摩擦力矩 并壓縮橡膠彈性套來(lái)傳遞轉(zhuǎn) 矩 適用于安裝底座剛性好 對(duì)中精度較高 沖擊載荷不大 對(duì)減振要求不高的中小 功率軸系傳動(dòng) 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展 機(jī)械產(chǎn)品的種類日益增多 對(duì)其使用性能的 要求也不斷提高 為了適應(yīng)各種不同工況的需要 要求有各種不同特性的聯(lián)軸器 以 獲得預(yù)期的使用效果 近些年來(lái) 我國(guó)在聯(lián)軸器的研制 學(xué)術(shù)探討和標(biāo)準(zhǔn)化工作方面 均有較大進(jìn)展 但與先進(jìn)國(guó)家相比尚有一定差距 主要是缺少自主開發(fā)的產(chǎn)品 缺乏 動(dòng)力特性試驗(yàn)數(shù)據(jù) 機(jī)床夾具是機(jī)械制造過(guò)程中最常用的一種工藝裝備 在機(jī)械制造過(guò)程中 它裝在 機(jī)床上 使工件相對(duì)刀具與機(jī)床保待正確的位置 并能承受切削力 機(jī)床夾具的主要 作用是保證加工精度 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍和保證生產(chǎn)安全 因此 機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有很重要的地位 在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中 三維建模圖形文件的調(diào)用快捷 方便 虛擬裝配過(guò)程簡(jiǎn)潔 明了 有利于提高設(shè)計(jì)效率 減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤 夾具的設(shè)計(jì)采用三維模型 不僅直觀 減輕設(shè)計(jì)勞動(dòng) 還可以借助動(dòng)畫檢查各零 件間有無(wú)干涉 提高設(shè)計(jì)質(zhì)量 模擬加工過(guò)程中夾具裝卸工件 夾緊工件 翻轉(zhuǎn)鉆模板 等各種動(dòng)作 提高設(shè)計(jì)的可行性 減少了標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)查找和繪圖工作 有利于提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 第 1 章 材料的選擇 1 1 材料 選用 45 鋼 4 5 號(hào) 鋼 廣 泛 用 于 機(jī) 械 制 造 這 種 鋼 的 機(jī) 械 性 能 很 好 但 是 這 是 一 種 中 碳 鋼 淬 火 性 能 并 不 好 45 號(hào) 鋼 可 以 淬 硬 至 HRC42 46 所 以 如 果 需 要 表 面 硬 度 又 希 望 發(fā) 揮 45 鋼 優(yōu) 越 的 機(jī) 械 性 能 常 將 45 鋼 表 面 滲 碳 淬 火 這 樣 就 能 得 到 需 要 的 表 面 硬 度 45 鋼 為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼 硬度不高易切削加工 模具中常用 來(lái)做模板 導(dǎo)柱等 但須熱處理 通過(guò)調(diào)質(zhì)件淬火后得到硬度為 HRC56 59 雖然截面大 的可能性低 但不能低于 HR 出 8 使其獲得強(qiáng)度 塑性 韌性都比較好的綜合機(jī)械性能 1 2 材料性能 材料牌號(hào) 45 材料名稱 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 標(biāo) 準(zhǔn) 號(hào) GB699 88 試樣尺寸 25 試樣狀態(tài) 退火鋼 抗拉強(qiáng)度 600 MPa 屈服強(qiáng)度 355 MPa 延 長(zhǎng) 率 16 斷面收縮率 40 布氏硬度 197 Hblack eye 化學(xué)成分 材料化學(xué)成分組成 元素 比例 碳 C 0 42 0 50 鉻 Cr 0 25 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 錳 Mn 0 50 0 80 鎳 Ni 0 25 磷 P 0 035 硫 S 0 035 硅 Si 0 17 0 37 特性及應(yīng)用 未熱處理時(shí) HB 229 熱處理 正火 沖擊功 Aku 39J 強(qiáng)度較高 塑性和韌性尚好 用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小 的大型正火零件 以及對(duì)心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件 如曲軸 傳動(dòng)軸 齒輪 蝸桿 鍵 銷等 水淬時(shí)有形成裂紋的傾向 形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油中淬火 焊接性差 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 第 2 章 毛坯的選擇 毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀 尺寸等制成的供進(jìn)一步加工用的生產(chǎn)對(duì)象 毛坯 的種類 形狀 尺寸及精度對(duì)機(jī)械加工工藝工程 產(chǎn)品質(zhì)量 材料消耗和生產(chǎn)成本有 著直接的影響 2 1 確定毛坯種類 機(jī)械零件常用的毛坯種類有鑄件 鍛件 型材 焊接件 沖壓件以及粉末冶金件 和工程塑料件等 選用時(shí)應(yīng)該考慮下列因素 零件的材料及其機(jī)械性能 零件的材料大致確定了毛坯的種類 例如 鑄鐵 和青銅零件用鑄造毛坯 鋼質(zhì)零件當(dāng)形狀不復(fù)雜且機(jī)械性能要求不高時(shí)常用型材 機(jī) 械性 能要求高時(shí)宜用鍛件 零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸 例如 階梯軸零件各臺(tái)階直徑相差不大時(shí)可用 棒料 相差大時(shí)宜用鍛件 外形尺寸大的零件一般用自由鍛件或砂型鑄造毛坯 中小 型零件可用模鍛件或特種鑄造毛坯 生產(chǎn)類型 大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法 鑄件 應(yīng)采用金屬型鑄造 鍛件應(yīng)采用模鍛或精密鍛造 單件小批生產(chǎn)則應(yīng)采用手工鑄造或 自由鍛造 毛坯車間的生產(chǎn)條件 必須結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)條件來(lái)確定毛坯 利用新工藝 新技術(shù) 新材料的可能性 例如 采用精密鑄造 精鍛 冷軋 冷擠壓 粉末冶金 異型鋼材及工程塑料等 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 2 2 確定毛坯的形狀 為了減少機(jī)械加工工作量和節(jié)約金屬材料 毛坯應(yīng)盡可能接近零件形狀 最終確 定的毛坯形狀除了取決于零件形狀 各加工表面總余量和毛坯種類 還應(yīng)考慮 是否需要制出工藝凸臺(tái)以利于工件的裝夾 是一個(gè)零件制成一個(gè)毛坯還是多個(gè)零件各制成一個(gè)毛坯 哪些表面不要求制成 如孔 槽 凹坑等 鑄件分型面 撥模斜度及鑄造圓角 鍛件敷 分模面 模鍛斜度及圓角半徑 等 根據(jù) 新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 主編 路永明 可以查表得到部分?jǐn)?shù)據(jù) 確定 TL5 彈性套柱銷聯(lián)軸器的數(shù)據(jù) 從而作出聯(lián)軸器的圖形 TL5 彈性套柱銷聯(lián)軸器 公稱扭矩 125 N M 許用轉(zhuǎn)速 鋼 4600r min 軸孔直徑 d1 30mm d 2 35mm d z 35mm 軸孔長(zhǎng)度 J1 型 L1 60mm L 82 mm D 130 mm D 1 90 mm D 2 56 mm d 3 14 mm d 4 28 mm b 38 mm b 1 17 mm S 5 mm A 45 mm n 6 mm 標(biāo)記示例 TL5 聯(lián)軸器 J130 50 J235 50 GB T 4323 1984 主動(dòng)端 J 1 型軸孔 A 型鍵槽 d 30mm L 50mm 從動(dòng)端 J 1 型軸孔 A 型鍵槽 d 35mm L 50mm 本聯(lián)軸器具有一定補(bǔ)償兩軸線相對(duì)偏移和減振緩沖能力 適用于安裝底座剛性好 沖擊載荷不大的中 小功率軸系傳動(dòng) 可用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn) 起動(dòng)頻繁的場(chǎng)合 工作溫 度為 20 70 由此 確定設(shè)計(jì)加工聯(lián)軸器的左 右部分的圖像如下 2 1 和圖 2 2 所示 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 2 1 左半聯(lián)軸器 圖 2 2 右半聯(lián)軸器 2 3 加工余量的確定 加工余量的大小應(yīng)按加工要求來(lái)確定 余量過(guò)大會(huì)浪費(fèi)原材料和加工工時(shí) 增大 機(jī)床和刀具的負(fù)荷 余量過(guò)小則不能修正前一道工序的誤差和去掉前一道工序留下來(lái) 的表面缺陷 造成局部表面切不到而影響加工質(zhì)量 甚至造成廢品 為了合理確定加 工余量 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 首先要明白影響最小余量的各項(xiàng)因素 影響加工余量的主要因素有 前道工序加工后的表面上有微觀的表面粗糙度 Ra 和表面缺陷層 Da 如圖 2 3 所示 在本工序加工時(shí)要去除的這部分厚度是指表面粗糙層 表面缺陷層 鑄 件的冷硬層 氣孔 夾渣層 鍛件和熱處理的氧化皮 脫碳層 表面裂紋或其 它破壞層 和切削加工后的殘余應(yīng)力層等 它的大小與所采用的加工方法有關(guān) 前道工序的表面尺寸公差 Ta 右于前道工序加工后 表面存在尺寸誤差和形 狀誤差 如圖 2 4 所示 這些誤差的總和一般不超過(guò)前道工序的尺寸公差 Ta 所以當(dāng)考慮加工一批零件時(shí) 為了糾正這些誤差 本工序的加工余量在不 考慮其他誤差的存在時(shí) 不應(yīng)小于 Ta Ta 的數(shù)值可從工藝手冊(cè)中按加工方法 的經(jīng)濟(jì)加工精度查得 圖 2 3 表面粗糙度和缺陷層 圖 2 4 前道工序留下的形狀誤差的影響 前道工序的各表面間相互的空間誤差 a 如直線度 同軸度 垂直度誤差等 前道工序加工后 還留下表面位置尺寸誤差和表面間的相互位置誤差 如圖 2 5 所示的軸 由于前道工序軸線有直線度偏差 本工序加工余量需要增加 2 才能保證該軸在加工后無(wú)彎曲 a 的數(shù)值需要結(jié)合實(shí)際情況通過(guò)計(jì)算或 實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)求得 本工序加工時(shí)的安裝誤差 b 安裝誤差包括定位誤差和加緊誤差 如圖 2 6 所示用三爪卡盤加緊工件外圓來(lái)磨內(nèi)孔時(shí) 由于三爪卡盤本身定位不準(zhǔn)確 使 工件中心和機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)中心偏移了一個(gè) e 值 為了加工出內(nèi)孔就需使磨削余 量增大 2e 值 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 2 5 軸的彎曲對(duì)加工余量的影響 圖 2 6 三爪卡盤的安裝誤差 定位誤差可按定位方法進(jìn)行計(jì)算 加緊誤差可根據(jù)有關(guān)資料查得 由于 a 和 b 在空間可有不同的方向 因此他們的合成應(yīng)為矢量和 綜上所述 可得出加工余量的計(jì)算公式 對(duì)于單邊余量 Zb Ta Ra Da a b 對(duì)于雙邊余量 2Zb Ta 2 Ra Da 2 a b 以上是兩個(gè)基本計(jì)算式 在應(yīng)用時(shí)需要根據(jù)具體情況進(jìn)行修正 為了防止工序余量不夠而產(chǎn)生廢品 所估余量一般偏大 對(duì)毛坯總量余量必須保證切 除 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 毛坯制造時(shí)的缺陷 如鑄造毛坯是有氧化層 脫碳層 高低不平 氣孔和裂紋的深度 等 鑄鋼件毛坯缺陷頂面為 2 7mm 底面和側(cè)面為 2 4mm 2 4 繪制毛坯 零件綜合圖 1 左聯(lián)軸器毛坯圖 詳細(xì)標(biāo)注可以參考零件圖 2 右聯(lián)軸器毛坯圖 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 詳細(xì)標(biāo)注可以參考零件圖 毛坯由鑄鋼件組成 影響其鑄鋼件質(zhì)量的因素很多 第一 鑄件的設(shè)計(jì)工藝性 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí) 除了要根據(jù)工作條件和金屬材料性能來(lái)確定 鑄件幾何形狀 尺寸大小外 還必須從鑄造合金和鑄造工藝特性的角度來(lái)考慮 設(shè)計(jì)的合理性 即明顯的尺寸效應(yīng)和凝固 收縮 應(yīng)力等問題 以避免或減少 對(duì)鑄鐵件的成分偏析 變形 開裂等缺陷的產(chǎn)生 第二 要有合理的鑄造工藝 即根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu) 重量和尺寸大小 鑄造合金特 性和生產(chǎn)條件 選擇合適的分型面和造型 造芯方法 合理設(shè)置鑄造筋 冷鐵 冒口和澆注系統(tǒng)等 以保證獲得優(yōu)質(zhì)鑄件 第三 是鑄造用原材料的質(zhì)量 金屬爐料 耐火材料 燃料 熔劑 變質(zhì)劑以 及鑄造砂 型砂粘結(jié)劑 涂料等材料的質(zhì)量不合標(biāo)準(zhǔn) 會(huì)使鑄件產(chǎn)生氣孔 針 孔 夾渣 粘砂等缺陷 影響鑄鐵件外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量 嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鑄件報(bào) 廢 第四 是工藝操作 要制定合理的工藝操作規(guī)程 提高工人的技術(shù)水平 使工 藝規(guī)程得到正確實(shí)施 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 第 3 章 加工工序 3 1 對(duì)左聯(lián)軸器毛坯的加工 首先選用普通車床對(duì)毛坯進(jìn)行外圓的車削 用三角卡盤夾住左聯(lián)軸器毛坯 62 的外圓部分 然后選擇 90 度外圓車刀對(duì) 136 的外圓進(jìn)行車削 加工余量為 2Zb da db 136 130 6mm Zb 3mm 車削為粗車 得到加工精度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 50um 的零件表面 得到如 圖 3 7 所示零件 圖 3 7 接著 用同樣的方法 選擇 90 度外圓車刀對(duì) 72 的外圓進(jìn)行車削 加工余量 為 3mm 車削為粗車 得到加工精度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 50um 的零件表面 得 到如圖 3 8 所示零件 圖 3 8 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 選擇 45 左偏角端面車刀對(duì)左聯(lián)軸器 130 外圓的下端面進(jìn)行端面車削 粗 加工余量為 3mm 保證端面的平整 得到加工精度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 20um 的 表面 得到如圖 3 9 所示零件 圖 3 9 選擇 45 右偏角端面車刀對(duì)左聯(lián)軸器 130 外圓的上端面進(jìn)行端面車削 粗 加工余量為 3mm 保證端面的平整且上下端面的寬度為 17mm 得到加工精度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 50um 的表面 然后 對(duì)左聯(lián)軸器 130 外圓的上端面進(jìn)行半精車的加工 得到加工精度要求為 IT10 粗糙度 Ra 為 6 3um 的平整端面 零件所示如圖 3 10 圖 3 10 將毛坯取下車床并交換位置 使三角卡盤夾住左聯(lián)軸器的 130 外圓部分 使 用車刀對(duì)毛坯 62 的外圓進(jìn)行外圓車削 加工余量為 3mm 進(jìn)行粗加工 得到加工精 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 50um 的外圓表面 零件所示如圖 3 11 圖 3 11 選擇 45 左偏角端面車刀對(duì)左聯(lián)軸器 66 外圓的上端面進(jìn)行端面車削 粗加 工 余量為 3mm 保證端面的平整且上下端面的寬度為 22mm 得到加工精度要求為 IT12 粗 糙度 Ra 為 50um 的表面 接著用同樣的方法 對(duì)左聯(lián)軸器 56 外圓的上端面進(jìn)行端面車削 粗加工余量為 4mm 保證端面的平整且上下端面的寬度為 43mm 得到加工精度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 50um 的表面 然后 對(duì)左聯(lián)軸器 66 外圓的上端面和 56 外圓的上端面進(jìn)行半精加工 得到 加工精度為 IT10 粗糙度 Ra 為 6 3um 的平整端面 如圖 3 12 所示 圖 3 12 左聯(lián)軸器的各外圓部分都進(jìn)行了初步的粗加工 為了達(dá)到審美和感觀的效果 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 提高光澤 需要對(duì)外圓表面進(jìn)行半精加工和精加工的過(guò)程 以達(dá)到生產(chǎn)和銷售的需要 半精車得到加工精度為 IT10 粗糙度 Ra 為 12 5um 的表面 精車得到加工精度為 IT7 粗糙度 Ra 為 3 2um 的表面 選擇搖臂轉(zhuǎn)床對(duì)左聯(lián)軸器進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸孔的加工 以 130 孔的下端面為基準(zhǔn) 對(duì) 24 的孔進(jìn)行擴(kuò)孔的加工 加工余量為 3mm 選用套式擴(kuò)孔鉆對(duì) 24 的孔做進(jìn)一步 加工 以擴(kuò)大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值 且可在一定程度上校正孔的軸線 誤差 此時(shí)擴(kuò)孔的精度為 IT9 粗糙度 Ra 為 20um 接著對(duì)所擴(kuò)孔進(jìn)行鉸孔的加工 換為套式機(jī)用鉸刀 以 130 孔的下端面為基準(zhǔn) 對(duì)聯(lián)軸器中心孔進(jìn)行鉸孔 鉸孔精度為 IT6 粗糙度 Ra 為 3 2um 保證垂直度誤差不 超過(guò) 0 05mm 得到如圖 3 13 所示的零件 圖 3 13 在左聯(lián)軸器中心孔外圈 即 130 外圓由圖可知由 8 個(gè)形狀大小一樣的小圓錐 孔組成 且這 8 個(gè)圓錐孔上端面的直徑為 10mm 下端面的直徑為 14 5mm 為了方 便鉆孔的加工和錐形孔的形成 應(yīng)從較大端面開始經(jīng)過(guò)鉆孔和鉸孔的加工過(guò)程 首先 以 130 外圓的圓點(diǎn)為圓心 以 45mm 為半徑 在 130 外圓的下端面用畫 針作好一個(gè)圓 并將該圓 8 等分 用畫針做好記號(hào) 作為 8 個(gè)圓錐孔的圓心 然后 將 56 圓的上端面為基準(zhǔn)面 將左聯(lián)軸器毛坯倒置放置 用夾具將其加緊固定 選用 合適的麻花鉆分別對(duì) 8 個(gè)圓心進(jìn)行鉆孔 鉆孔直徑為 10mm 接著用錐形的鉸刀分別對(duì) 8 個(gè)鉆孔進(jìn)行鉸孔的加工處理 以達(dá)到加工出錐形孔和進(jìn)行精加工的目的 此時(shí)獲得鉸孔精度為 IT6 粗糙度 Ra 為 3 2um 的圓錐孔 加工零件如圖 3 14 所 示 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 3 14 對(duì)左聯(lián)軸器的加工還需要進(jìn)行鍵槽的考慮 為了滿足需要 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)課 程設(shè)計(jì)手冊(cè) 吳宗澤 主編 可以查表得到鍵槽的參考數(shù)據(jù) 鍵槽深度軸 t 公稱尺 寸為 5mm 極限上偏差為 0 2mm 下偏差為 0mm t1 的公稱尺寸為 3 3mm 極限上偏差 為 0 2mm 下偏差為 0mm 選用插床對(duì)左聯(lián)軸器進(jìn)行鍵槽的加工 鍵槽寬度為 10mm 長(zhǎng)度為 60mm 標(biāo)注如圖 3 15 所示 圖 3 15 3 2 對(duì)右聯(lián)軸器毛坯的加工 對(duì)于右聯(lián)軸器 從圖形外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)觀察 兩部分的構(gòu)造結(jié)構(gòu)大體相同 只 是從外部外圓臺(tái)階上有了點(diǎn)差異 其工作性能和表面粗糙度的要求也是大體一致 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 對(duì)于右聯(lián)軸器毛坯 因?yàn)檫x用的是鑄鋼件 在其 136 的大圓部分有著形狀相同 的 8 個(gè)圓柱孔 根據(jù)零件圖需要 可以看出該 8 個(gè)圓柱孔的實(shí)際直徑為 28mm 孔的 高度 為 38mm 如果說(shuō)是對(duì)這 8 個(gè)孔 鑄鋼件 136 外圓部分采用的是實(shí)心體結(jié)構(gòu) 則加工 將會(huì)用鉆孔的方法進(jìn)行起始的加工處理 則是不符合加工經(jīng)濟(jì)要求 因?yàn)檫@樣的加工 大大減少了材料和能源的消耗 并不符合環(huán)境保護(hù)要求 并降低了生產(chǎn)效率和提高了 生產(chǎn)的成本 為此 對(duì)于右聯(lián)軸器毛坯的確定 應(yīng)在 136 外圓部分在鑄造的時(shí)候 保留那 8 個(gè)孔的準(zhǔn)確位置 其孔的直徑選為 22m 同時(shí)對(duì)這 8 個(gè)孔的加工位置確定也是非常重要的 即要準(zhǔn)確的確定好這 8 個(gè)孔每 個(gè)孔的中心線位置 因?yàn)槁?lián)軸器左 右部分并不是獨(dú)立的 他們是一個(gè)整體 對(duì)工作 起著重要作用 因此必須保證左 右聯(lián)軸器兩部分的 8 個(gè)孔的中心線相對(duì)穩(wěn)和 否則 因偏心后產(chǎn)生附加交變載荷對(duì)減速機(jī)造成振動(dòng)大 噪聲大 發(fā)熱高 對(duì)電機(jī)造成軸瓦 發(fā)熱 以致影響二者壽命 而且這種加工方法使每套聯(lián)軸器間也無(wú)互換性 為以后更 換聯(lián)軸器 帶來(lái)了很大麻煩 因此對(duì)于右聯(lián)軸器的加工 我們可以參考左聯(lián)軸器的加工方法 具體工序如下 首先選用普通車床對(duì)毛坯先進(jìn)行外圓的車削 用三角卡盤夾住右聯(lián)軸器毛坯 62 的外圓部分 用頂針頂著 136 外圓的下端面 保證右聯(lián)軸器中心孔中心線與水 平線的平行 以提高生產(chǎn)質(zhì)量 然后選擇 90 外圓車刀對(duì) 136 的外圓進(jìn)行車削 加 工余量為 2Zb da db 136 130 6mm Zb 3mm 初次車削為粗車加工 為的是除去鑄鋼件鑄造出時(shí)自身表面的氧化層 脫碳層 高低不平 氣孔和裂紋的深度等 得到加工精度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 50um 的零 件表面 得到如圖 3 16 示零件 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 3 16 同樣選擇普通車床對(duì)右聯(lián)軸器進(jìn)行切端面的加工 選擇 45 左偏角端面車刀 對(duì)右聯(lián)軸器 130 外圓的下端面進(jìn)行端面車削 粗加工余量為 3mm 保證端面的平整 因該端面是左 右聯(lián)軸器相對(duì)的端面 對(duì)工作的影響也不大 而且隱藏于兩端面之間 所以對(duì)該端面的加工精度要求也不是很高 因此選擇該端面的加工精度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 20um 得到如圖 3 17 所示零件 圖 3 17 將加工毛坯取下車床并交換上下端面位置 使用三角卡盤夾住右聯(lián)軸器的 130 外圓部分 使用圓頭車刀對(duì)毛坯 62 的外圓進(jìn)行外圓車削 加工余量為 3mm 進(jìn)行粗加工 得到加工精度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 50um 的外圓表面 零件所示如 圖 3 18 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 3 18 選擇 45 左偏圓弧車刀對(duì)右聯(lián)軸器 130 外圓的上端面進(jìn)行端面車削 粗加 工余量為 3mm 保證端面的平整且上下端面的寬度為 38mm 并對(duì) 130 和 56 外圓的 交界處進(jìn)行倒圓 使其倒圓直徑為 4mm 所得端面的加工精度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 50um 但根據(jù)零件圖紙的需要 應(yīng)對(duì)該端面進(jìn)行半精加工的操作 加工精度要求為 IT10 粗糙 度 Ra 為 6 3um 接著用同樣的方法 選擇 45 左偏角端面車刀對(duì)右聯(lián)軸器 56 外圓的上端面進(jìn) 行端面車削 粗加工余量為 4mm 保證端面的平整且上下端面的寬度為 44mm 得到加 工精度要求為 IT12 粗糙度 Ra 為 50um 的表面 然后 對(duì)右聯(lián)軸器 56 外圓的上端面進(jìn)行半精加工 得到加工精度為 IT10 粗 糙度 Ra 為 6 3um 的平整端面 如圖 3 19 所示 圖 3 19 右聯(lián)軸器的各外圓部分都進(jìn)行了初步的粗加工 為了達(dá)到審美和感觀的效果 提高光澤 需要對(duì)外圓表面進(jìn)行半精加工和精加工的過(guò)程 以達(dá)到生產(chǎn)和銷售的需要 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 半精車得到加工精度為 IT10 粗糙度 Ra 為 12 5um 的表面 精車得到加工精度為 IT7 粗糙度 Ra 為 3 2um 的表面 選擇搖臂轉(zhuǎn)床對(duì)右聯(lián)軸器進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸孔的加工 以 130 孔的下端面為基準(zhǔn) 對(duì) 29 的孔進(jìn)行擴(kuò)孔的加工 加工余量為 3mm 選用套式擴(kuò)孔鉆對(duì) 29 的孔做進(jìn)一步 加工 以擴(kuò)大孔徑并提高精度和降低表面粗糙度值 且可在一定程度上校正孔的軸線 誤差 此時(shí)擴(kuò)孔的精度為 IT9 粗糙度 Ra 為 20um 接著對(duì)所擴(kuò)孔進(jìn)行鉸孔的加工 換為套式機(jī)用鉸刀 以 130 孔的下端面為基準(zhǔn) 對(duì)聯(lián)軸器中心孔進(jìn)行鉸孔 鉸孔精度為 IT6 粗糙度 Ra 為 3 2um 保證垂直度誤差不 超過(guò) 0 05mm 得到如圖 3 20 所示的零件 圖 3 20 在右聯(lián)軸器中心孔外圈 即 130 外圓由圖可知由 8 個(gè)形狀大小一樣的小圓柱 孔組成 且這 8 個(gè)圓柱孔上 下端面的直徑為 28mm 在之前也介紹了該 8 個(gè)孔的確 定 情況 應(yīng)依次采取擴(kuò)孔和鉸孔的加工方法 首先 將 56 圓的上端面為基準(zhǔn)面 將右聯(lián)軸器毛坯倒置放置 用夾具將其加緊 固定 選用合適的套式擴(kuò)孔鉆分別對(duì) 8 個(gè)圓心進(jìn)行擴(kuò)孔加工 擴(kuò)孔直徑為 28mm 擴(kuò)孔 所得精度為 IT9 粗糙度為 20um 接著用帶柄的套式鉸刀分別對(duì) 8 個(gè)孔進(jìn)行鉸孔的加工處理 以達(dá)到精加工的目的 此時(shí)獲得鉸孔精度為 IT6 粗糙度 Ra 為 3 2um 加工零件如圖 3 21 所示 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 3 21 對(duì)右聯(lián)軸器的加工還需要進(jìn)行鍵槽的考慮 為了滿足需要 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)課 程設(shè)計(jì)手冊(cè) 吳宗澤 主編 可以查表得到鍵槽的參考數(shù)據(jù) 鍵槽深度軸 t 公稱尺 寸為 5mm 極限上偏差為 0 2mm 下偏差為 0mm t1 的公稱尺寸為 3 3mm 極限上偏差 為 0 2mm 下偏差為 0mm 選用插床對(duì)右聯(lián)軸器進(jìn)行鍵槽的加工 鍵槽寬度為 10mm 長(zhǎng)度為 82mm 標(biāo)注如圖 3 22 所示 圖 3 22 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 第 4 章 聯(lián)軸器的安裝零件 彈 性 柱 銷 聯(lián) 軸 器 具 有 較 大 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 合 理 維 修 方 便 兩 面 對(duì) 稱 可 互 換 壽 命 長(zhǎng) 允 許 較 大 的 軸 向 竄 動(dòng) 具 有 緩 沖 減 震 耐 磨 等 性 能 其 結(jié) 構(gòu) 是 由 左 右 半 聯(lián) 軸 器 螺 母 墊 圈 擋 圈 彈 性 套 柱 銷 組 成 的 因 此 對(duì) 各 零 件 的 選 擇 可 以 由 周 明 衡 主 編 機(jī)械傳動(dòng)基礎(chǔ)部件標(biāo)準(zhǔn) 聯(lián)軸器手冊(cè) 和 吳 宗 澤 主 編 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 參 考 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 可 得 聯(lián) 軸 器 各 安 裝 零 件 的 選 擇 4 1 螺母的選擇 根 據(jù) 吳 宗 澤 主 編 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 可 知 允 許 制 造 型 式 GB T 6170 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 I 型 六 角 螺 母 GB T 6170 2000 摘 錄 螺 紋 規(guī) 格 D M12 性 能 等 級(jí) 為 04 級(jí) 不 經(jīng) 表 面 處 理 相 關(guān) 參 數(shù) damax 13mm dwmin 16 6mm emin 20 03mm Smax 18mm cmax 0 6mm mmax 六 角 螺 母 10 8mm 技術(shù)條件 螺紋公差為 6H 4 2 鍵的選擇 根 據(jù) 吳 宗 澤 主 編 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 可 知 因左 右聯(lián)軸器中心孔的公稱直徑分別為 30mm 和 35mm 所以按照手冊(cè)所給 數(shù) 據(jù)要求 所選鍵的公稱尺寸為 b h 即 10 8 則 b 10mm h 8mm 鍵尺寸的極限偏差 b 為 h8 h 為 h11 L 為 h14 鍵材料的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不小于 590MPa A 型鍵 4 3 彈性套 擋圈 柱銷的選擇 根據(jù)周 明 衡 主 編 機(jī)械傳動(dòng)基礎(chǔ)部件標(biāo)準(zhǔn) 聯(lián)軸器手冊(cè) 可 知 彈 性 套 擋 圈 柱 銷 的 型 式 和 主 要 尺 寸 應(yīng) 符 合 圖 4 23 4 24 4 25 和 表 4 1 的 規(guī) 定 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 4 23 彈 性 套 圖 4 24 擋 圈 圖 4 25 柱 銷 表 4 1 彈性套 擋圈 柱銷尺寸表 GB 4323 84 彈性套 擋 圈 柱 銷型 d5 d6 L1 d7 S d8 L2 M 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 號(hào) TL5 26 14 28 20 5 14 5 72 M12 4 4 聯(lián)軸器的許用補(bǔ)償量 使用時(shí)被聯(lián)接兩軸容許相對(duì)偏移量不得大于表 4 2 的規(guī)定 表 4 2 許用補(bǔ)償量 聯(lián)軸器型號(hào)許用補(bǔ)償量 TL5 徑向 y mm 0 3 角向 a 1 30 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 第 5 章 技術(shù)要求 5 1 聯(lián)軸器零件材料 聯(lián)軸器零件材料應(yīng)符合表 5 1 的規(guī)定 表 5 1 聯(lián)軸器零件名稱及材料 零件名稱 材料 備注 鑄鋼 ZG35 GB 979 67 碳素鋼鑄件 分類技術(shù)條件 鑄鐵 HT20 40 GB 976 67 灰鑄鐵件分 類及技術(shù)條件 半聯(lián)軸器 鍛鋼 35 螺母 按機(jī)械性能 5 級(jí) GB 3098 2 82 緊固件機(jī) 械性能螺栓 螺釘和螺柱 墊圈 65Mn GB 93 76 彈簧墊圈 擋圈 A3 GB 700 79 普通碳素結(jié) 構(gòu)鋼技術(shù)條件 彈性套 橡膠 合成膠 天然膠 柱銷 35 GB 699 65 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié) 構(gòu)鋼技術(shù)條件 5 2 橡膠彈性套物理 機(jī)械性能 橡膠彈性套物理 機(jī)械性能不低于表 5 2 的規(guī)定 表 5 2 橡膠彈性套物理 機(jī)械性能 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 序號(hào) 性能要求 單 位 指 標(biāo) 試驗(yàn)方法 1 邵爾硬度 A 70 5 GB 531 76 橡膠邵爾 A 型硬度試驗(yàn)方法 2 扯斷伸長(zhǎng)率 300 GB 528 76 橡膠扯斷 強(qiáng)度試驗(yàn)方法 3 扯斷強(qiáng)度 Kgf c 150 GB 528 76 4 磨耗量 cm3 1 61k M 0 2 HG 4 843 76 橡膠 阿克隆磨耗試驗(yàn)方法 5 老化 100 70h 硬度變 化 A 0 10 HG 4 845 76 橡膠 熱空氣老化試驗(yàn)方法 6 壓縮永久變形 100 70h 2 0 70 HG 4 829 76 橡膠 恒定壓縮永久變形試驗(yàn) 方法 7 耐油 100 70h30 號(hào)油 體積變化率 40 HG 4 847 76 橡膠 耐介質(zhì)試驗(yàn)方法 體 積和重量法 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 5 3 要求 彈性套外形要光滑平整 內(nèi)部組織要緊密 不得有雜質(zhì) 氣泡 裂紋 龜裂等 缺陷 需要保護(hù)凸緣和圓柱柱銷時(shí)由供需雙方協(xié)議商解決 高速工況條件下需作動(dòng)平衡時(shí) 按有關(guān)主機(jī)軸系要求一起進(jìn)行 制動(dòng)輪外圓表面淬火 螺母應(yīng)符合 GB 52 76 六角螺母 的規(guī)定 5 4 檢驗(yàn)規(guī)則 聯(lián)軸器制造廠技術(shù)檢驗(yàn)部門應(yīng)按符合本標(biāo)準(zhǔn)要求并經(jīng)過(guò)規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣進(jìn)行 檢查和驗(yàn)收 并應(yīng)附有合格證 根據(jù)用戶的需要 彈性套制造廠應(yīng)按規(guī)定提供彈性套合格證 5 5 標(biāo)志 包裝 貯存 兩個(gè)半聯(lián)軸器應(yīng)按要求分別打印型號(hào)標(biāo)志 聯(lián)軸器清洗干凈后進(jìn)行防銹包裝 聯(lián)軸器和彈性套應(yīng)保存在干燥的環(huán)境 避免日曬 雨淋 與酸 堿有機(jī)溶劑等物 質(zhì)接觸 彈性套在自由狀態(tài)下貯存 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 第 6 章 夾具的設(shè)計(jì) 6 1 夾具概述 夾具是指將工件迅速固定在正確位置上 完成切削加工 檢驗(yàn) 裝配 焊接和熱 處理等工作所使用的工藝裝備 機(jī)床夾具 簡(jiǎn)稱夾具 是指機(jī)床上用來(lái)完成工件裝夾 任務(wù)所使用的工藝裝備 在機(jī)械制造的切削加工 檢驗(yàn) 裝配 焊接和熱處理等工藝 過(guò)程中 要使用大量的夾具來(lái)安裝加工對(duì)象 使其占有正確的位置 以保證零件和產(chǎn) 品的加工質(zhì)量 并提高生產(chǎn)率 從而提高其經(jīng)濟(jì)性 在批量生產(chǎn)中 為滿足加工精度和生產(chǎn)率以及減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的要求 常根據(jù) 工件形狀和某一工序的具體要求 設(shè)計(jì)和制造專用夾具 利用夾具上的定位元件和夾 緊機(jī)構(gòu) 無(wú)需進(jìn)行找正便可以迅速而精確地安裝工件 6 2 機(jī)床夾具的分類 隨著機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展 夾具的種類不斷增加 為了學(xué)習(xí)和掌握各類夾具的工 作特點(diǎn)及設(shè)計(jì)原理 應(yīng)對(duì)機(jī)床夾具的分類方法有所了解 機(jī)床夾具的分類方法很多 按所用的機(jī)床可分為車床夾具 銑床夾具 刨床夾具 磨床夾具 鏜床夾具 鉆床夾 具和組 合機(jī)床夾具 數(shù)控和加工中心機(jī)床及柔性制造單元和系統(tǒng) FMC FMS 用夾具等 按夾具動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具 氣動(dòng)夾具 液動(dòng)夾具 氣液聯(lián)動(dòng)夾具 真空夾具 磁 力夾 具 電動(dòng)夾具 離心力夾具 切削力 自緊 夾具等 而按夾具的使用范圍可分類如 下 通用夾具 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 通用夾具是其結(jié)構(gòu) 尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化 規(guī)格化 在一定范圍內(nèi)具有較大通用性的夾 具 由專業(yè)制造廠生產(chǎn) 有的已作為機(jī)床附件與通用機(jī)床配套供應(yīng) 如車床上的三爪 卡盤 四爪卡盤 頂尖和雞心夾 銑床上的平口虎鉗 萬(wàn)能分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 平 面磨床上的磁力工作臺(tái)等 這類夾具在使用上具有很大的通用性 無(wú)需調(diào)整或稍作調(diào) 整就可用于裝夾一定形狀和尺寸的工件 在機(jī)床切削加工中使用通用夾具可減少夾具品種 縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 并降低零 件的加工成本 但受操作者的技術(shù)水平限制 工件的定位精度較低 生產(chǎn)率也降低 常用于單件和中 小批量生產(chǎn) 以及結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單及加工精度不是很高的工件的裝夾 專用夾具 專用夾具指針對(duì)某一種工件的特定工序而設(shè)計(jì)制造的夾具 此類夾具的優(yōu)點(diǎn)是針 對(duì)性強(qiáng) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 剛性好 操作容易 裝夾快捷 生產(chǎn)率高 定位精度高 專用夾 具一般由使用廠自行根據(jù)工件的工藝特點(diǎn)設(shè)計(jì)和制造 其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì) 制造周期長(zhǎng) 產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用 適應(yīng)性差 費(fèi)用較高 專用夾具適 用于產(chǎn)品固定及工藝過(guò)程較穩(wěn)定時(shí) 批量較大的生產(chǎn) 組合夾具 組合夾具是由一套預(yù)先制造好的不同形狀 不同規(guī)格 不同尺寸 具有完全互換 性 高耐磨性和高精度的標(biāo)準(zhǔn)元件及其合件 按不同工件的工藝特點(diǎn)組裝而成的夾具 組合夾具是一種標(biāo)準(zhǔn)化 系列化和通用化較高的機(jī)床夾具 組合夾具有基礎(chǔ)件 支承件 定位件 導(dǎo)向件 夾緊件 緊固件 其他件 合件 和部件等組合而成 它們是由專業(yè)生產(chǎn)廠家進(jìn)行制造的 組合夾具使用完備后 可將 其各組部分拆開 清洗和防護(hù)后入庫(kù)管理 以備再次組裝重復(fù)使用 減少了夾具存儲(chǔ) 空間 組合夾具是一中為某個(gè)工件的某道工序而組裝的專用夾具 由于不需要專門設(shè) 計(jì)和制造 節(jié)省了設(shè)計(jì)和制造夾具所用的工時(shí) 材料和相應(yīng)費(fèi)用 縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn) 準(zhǔn)備周期 在短時(shí)間內(nèi)即可組裝出一套夾具 組裝后又可以得到較高的精度 特別適用于新產(chǎn)品 試制和產(chǎn)品品種多的中小批量生產(chǎn) 對(duì)生產(chǎn)批量較大的產(chǎn)品也是適用的 采用組合夾 具既能保證加工質(zhì)量 提高生產(chǎn)率 又可降低成本 成組夾具 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 成組夾具是運(yùn)用成組技術(shù)的工程原理 由通用基礎(chǔ)件和可調(diào)整元件組成 用于某 一組尺寸 形狀 結(jié)構(gòu)以及工藝特征相似的工件的裝夾 并根據(jù)組內(nèi)的典型代表零件 而設(shè)計(jì)制造 在使用時(shí) 只需要調(diào)整和更換少量的定位 夾緊 對(duì)刀和分度元件即可 即對(duì)某一組中的一種零件是專用的 而對(duì)組內(nèi)其他零件時(shí)通用的 提高了專用夾具在 多品種 中小批量生產(chǎn)中的使用范圍和經(jīng)濟(jì)性 成組夾具又稱為專用可調(diào)夾具 成組 夾具的結(jié)構(gòu)有基礎(chǔ)部分和可調(diào)整部分組成 成組夾具使用范圍廣 設(shè)計(jì)制造成本低 產(chǎn)品制造的準(zhǔn)備周期短 與組合夾具相比具有精度高 性能好 結(jié)構(gòu)緊湊 調(diào)節(jié)方便 迅速等優(yōu)點(diǎn) 6 3 夾具的組成 由于機(jī)床種類不同 以及被加工工件的形狀和被加工表面的技術(shù)要求等的差異 機(jī)床夾具相應(yīng)有不同的結(jié)構(gòu)形式 歸納起來(lái) 機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)由彼此功能相互獨(dú)立而 又相互聯(lián)系的六個(gè)部分組成 定位元件或定位裝置 確定工件在機(jī)床夾具中正確位置的元件為定位元件 如支承釘 支承板 V 形塊 定位軸 定位鍵 定位銷等 只要把工件的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或 相配合 便將工件定位了 而且一批工件中的每個(gè)工件都處于夾具的同一位置 有些 夾具是用一些零件組成定位裝置將工件進(jìn)行定位的 夾緊元件或夾緊裝置 能夾緊工件 并使其在加工時(shí)在外力作用下仍然能保持工件在夾具正確位置的元 件或裝置 稱為夾緊元件或夾緊裝置 它一般由動(dòng)力裝置 如氣缸 油缸等 中間傳 力機(jī)構(gòu) 如杠桿 螺紋傳動(dòng)副 斜楔 凸輪等 和夾緊元件 如卡爪 壓板 壓塊等 組成 對(duì)刀及引導(dǎo)元件或裝置 用于確定夾具和刀具正確位置的元件或裝置 稱為對(duì)刀 引導(dǎo)元件或裝置 其作 用是用來(lái)保證夾具相對(duì)刀具的相對(duì)位置 或引導(dǎo)刀具的方向 如對(duì)刀塊 鉆套 鏜套 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 襯套 塞尺 對(duì)刀棒等 夾具體 將夾具的元件或裝置連接成一個(gè)具有裝夾功能的整體的基礎(chǔ)零件稱為夾具體 如 底座 本體等 夾具體與機(jī)床有關(guān)部位相連接 以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置 連接元件 確定夾具在機(jī)床中處于正確位置的定位元件及連接緊固件 連接夾具上所有零部 件組成一個(gè)完整的夾具的元件統(tǒng)稱為連接元件 如定位鍵 定位銷 過(guò)渡盤 襯套 螺釘 螺栓等 其他元件或裝置 由工件的某些特殊加工要求而設(shè)置的其他元件或裝置統(tǒng)稱為其他元件或裝置 如 分度裝置 靠模裝置 上下料裝置等 以上夾具的個(gè)組成部分 并不是所有夾具上都應(yīng)齊全 但定位元件 夾緊元件和 夾具體卻是每個(gè)夾具都必須具備的主要組成部分 6 4 夾具的作用 保證加工表面位置粗糙度 使加工質(zhì)量穩(wěn)定 由于工件在夾具中的定位和夾具在機(jī)床上的定位都有專門的元件保證 夾具相對(duì) 刀具的位置又由刀及引導(dǎo)元件確定 所以采用夾具安裝工件可以容易地保證工件加工 表面的位置精度 由于工件在夾具中定位不易受各種主客觀因素的影響 所以加工質(zhì) 量也很穩(wěn)定 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 降低加工成本 采用機(jī)床夾具 可使工件在機(jī)床上快速準(zhǔn)確可靠地定位和夾緊 既可省去劃線 找正 試切等工作 從而極大地減少了輔助時(shí)間 也可采用多件 多工位安裝和采用 氣壓 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 液壓 快速聯(lián)動(dòng)夾緊裝置 使輔助時(shí)間與基本時(shí)間重合或縮短輔助時(shí)間 由于夾緊安 全可靠 還可以采用強(qiáng)力 高速切削來(lái)縮短基本時(shí)間 使得總加工時(shí)間縮短 從而提 高了生產(chǎn)率 使得機(jī)床夾具 既能使工件的加工質(zhì)量得到保證 廢品率減少 生產(chǎn)率 提高 又可采用技術(shù)水平較低的操作者 故使生產(chǎn)成本大大降低 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 保證生產(chǎn)安全 采用機(jī)床夾具安裝工件 工人操作簡(jiǎn)便 省時(shí)省力 從而減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 改善了工作條件 根據(jù)加工條件 夾具上還可設(shè)置安全防護(hù)裝置 以保證生產(chǎn)安全 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能 采用機(jī)床夾具 可擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍 如在車床溜板上或在搖臂鉆床工作臺(tái)上 安裝鏜模 便可以加工箱體類零件上的孔 在車床上安裝拉削裝置可以實(shí)現(xiàn)拉削加工 這 樣既可在批量不大 工件的種類和規(guī)格增多 而機(jī)床的品種和數(shù)量有限的生產(chǎn)條件下 采用夾具 實(shí)現(xiàn) 一機(jī)多用 也可在大批量生產(chǎn)條件下將閑置或負(fù)荷不足 精度不高 的普通機(jī)床變?yōu)楦咝?高精度的專用機(jī)床 從而充分挖掘現(xiàn)有機(jī)床的潛力 減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間 縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期 在機(jī)床經(jīng)常采用通用 可調(diào) 成組和組合夾具 可以不必花費(fèi)大量的專用夾具的 設(shè)計(jì)和制造時(shí)間 因此減少了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間 這對(duì)多品種 小批量的生產(chǎn)方式特別適 合 在新產(chǎn)品試制開發(fā)時(shí)采用同樣的方法也能很好地減少開發(fā)試制時(shí)間 在大批量生 產(chǎn)時(shí)也可采用這種方法 在流水線的生產(chǎn)中 用于調(diào)整加工速度 平衡生產(chǎn)節(jié)拍 在機(jī)械加工工藝過(guò)程中 如果有的工序加工時(shí)間很廠 制約其他工序的順利進(jìn)行 成為加工工藝的瓶頸時(shí) 可采用多工位或高效夾具 縮短工序加工時(shí)間 提高生產(chǎn)效 率 使其生產(chǎn)節(jié)拍與其他工序協(xié)調(diào)平衡 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 6 5 選擇夾具的類型 選擇的夾具是用于在搖臂式鉆床上加工 28 孔的專用夾具 工件以 56 外圓的 上 端面為定位基準(zhǔn) 在 V 形塊和支承板上實(shí)現(xiàn) 5 點(diǎn)定位 采用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)推動(dòng) V 形壓頭夾緊工件 6 6 確定夾具的零件 如圖 6 26 所示 圖 6 26 夾具的結(jié)構(gòu)圖 6 7 實(shí)體建模 6 7 1 底座的設(shè)計(jì) 根據(jù)加工和設(shè)計(jì)的需要 基本確定底座的形狀為長(zhǎng)方體 長(zhǎng)為 470mm 寬為 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 280mm 高為 30mm 模型如圖 6 27 所示 主視圖為 俯視圖為 左視圖為 圖 6 27 底板的三視圖 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 6 7 2 鉆模板和鉆套的設(shè)計(jì) 鉆套 鉆套是引導(dǎo)刀具的元件 用以保證孔的加工位置精度 并防止加工過(guò)程中刀具發(fā) 生偏斜 鉆套有固定鉆套 可換鉆套 快換鉆套和特殊鉆套 鉆套導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括高度 H 孔徑 D 鉆套與被加工工件之間的距離 h 鉆套導(dǎo)向部分高度 H 越大 刀具導(dǎo)向性越好 但刀具與鉆套的摩擦系數(shù)也越大 一 般取 H 1 1 5 D 孔徑小時(shí) 精度要求越高 H 取較大值 為了便于排屑 鉆套下端 與被加工工件間應(yīng)留有適當(dāng)距離 h 但是 h 值不能取得太大 否則會(huì)降低鉆套對(duì)鉆頭的 導(dǎo)向作用 影響加工精度 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 加工鋼件時(shí) 取 h 0 7 1 5 D 加工鑄鐵 件時(shí) 取 h 0 3 0 4 D 大孔取較小的系數(shù) 小孔取較大的系數(shù) 為了滿足加工聯(lián)軸器孔 28 的要求 因此將鉆套的外圓直徑 D 取為 34mm 則此時(shí) 通過(guò)計(jì)算可以得 H 34 51mm h 23 8 51mm 則選取 H 40mm h 30mm 鉆模板 鉆模板用于安裝鉆套 并確保鉆套在鉆模上的正確位置 為了減少加工時(shí)對(duì)聯(lián)軸器 12 個(gè)孔進(jìn)行不斷換刀的時(shí)間 也為了提高加工所需要的 精度 應(yīng)此在鉆模板上設(shè)定了 12 個(gè)孔用于對(duì)孔的加工 用以一次性將零件夾緊 通過(guò) 移動(dòng)刀具的位置進(jìn)行效率的加工 為此鉆套的圖形如圖 6 28 所示 主視圖為 俯視圖為 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 左視圖為 圖 6 28 鉆套三視圖 鉆模板如圖 6 29 所示 圖 6 29 鉆模板的主視圖 鉆模板和鉆套組合如圖 6 30 所示 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 6 30 鉆模板和鉆套的組合 雖然鉆模板和鉆套進(jìn)行了組合 但考慮到因?qū)@套固定在鉆模板上 所以在鉆套 的四個(gè)方向上添加了螺釘進(jìn)行了固定 如圖 6 31 所示 圖 6 31 鉆套的固定 6 7 3 螺旋夾緊定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 支承塊的設(shè)計(jì) 考慮到底座對(duì)鉆模板的支撐只有一端而導(dǎo)致另一端因重力而產(chǎn)生向下偏移的情況 影響加工精度 也為了減少鉆模板一端受力過(guò)大而降低壽命的情況 應(yīng)此在支承塊的 上端打了 2 個(gè)螺栓孔以固定和支承鉆模板 為了便于觀察 將支承塊的模型圖分為了 2 部分 支承塊第 1 部分如圖 6 32 所示 三視圖 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 6 32 支承塊第 1 部分 上圖中 1 為 V 型壓頭的安裝位置 2 為連接鉆模板的螺栓孔的位置 3 為連接底座 的螺栓的位置 支承塊第 2 部分三視圖如圖 6 33 所示 圖 6 33 支承塊第 2 部分 圖中的 4 表示上下部分可以分離 用于套筒的安裝 上下部分的連接則是通過(guò)螺 釘?shù)倪B接來(lái)完成 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 于是將支承塊的 1 2 部分連接起來(lái)可以得到如圖 6 34 所示圖形 主視圖 俯視圖 圖 6 34 支承板 6 8 V 型壓頭的設(shè)計(jì) V 型壓頭模型如圖 6 35 所示 主視圖 左視圖 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 俯視圖 圖 6 35 V 型壓頭 V 型壓頭不是獨(dú)立的 他和 V 型塊組合形成夾具 對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行了夾緊的工作 它 的動(dòng)力則是來(lái)源于螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu) 因此 V 型壓頭是和螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)緊密連接起的 為 了方便兩者之間的安裝 需要對(duì) V 型壓頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行令內(nèi)的設(shè)計(jì) 先對(duì) A 線進(jìn)行切割得到如圖 6 36 所示圖形 沿 B 平面切割所得圖形 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 6 36 圖中 1 設(shè)計(jì)為倒梯形是為了防止因 2 號(hào)部件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的旋轉(zhuǎn)而使 1 號(hào)部件磨損而 向下沉 同時(shí)將 2 號(hào)部件抬起也能使 1 號(hào)部件從 V 型壓頭順利脫落 便于對(duì) V 型壓頭 和螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)的更換 2 號(hào)件則是連接 V 型壓頭和螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)的零件 6 9 套筒和螺旋推進(jìn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 模型如圖 6 37 和 6 38 所示 圖 6 37 套筒和螺旋推進(jìn)器 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 6 38 套筒和螺旋推進(jìn)器 套筒上突出的小棒部分則是為了防止套筒因螺旋推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦而使自身產(chǎn) 生旋轉(zhuǎn)磨損的現(xiàn)象 這樣也就延長(zhǎng)了套筒的使用壽命 6 10 支承板的設(shè)計(jì) 除此之外 還應(yīng)考慮對(duì)支承板的設(shè)計(jì) 支承板與聯(lián)軸器端面相接觸 則限制了 1 個(gè)自由度 加工時(shí)應(yīng)盡量保證支承板的干凈 防止因鐵屑與聯(lián)軸器端面接觸而影響加 工精度 在使用之前 還應(yīng)該對(duì)聯(lián)軸器與鉆套進(jìn)行孔的校正 以保證聯(lián)軸器和鉆套各 8 個(gè)孔的中心線能夠相重合 便于孔的加工 這樣就能保證一次性加工完所要求的 8 個(gè) 孔 而不用不停的對(duì)聯(lián)軸器更換位置與對(duì)孔 為此 需要設(shè)計(jì)出一個(gè)專用柱銷進(jìn)行孔的校 正 設(shè)計(jì)如圖 6 39 所示 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 圖 6 39 其中 1 用于懸掛和手指拿放 2 根據(jù)聯(lián)軸器 8 個(gè)孔的直徑確定為 28mm 3 根據(jù)聯(lián) 軸器毛坯的直徑確定為 22mm 這樣將柱銷插入聯(lián)軸器毛坯和鉆套的孔內(nèi) 在將夾具 夾緊 使聯(lián)軸器毛坯固定 便能保持各孔中心線的重合 校正后 將柱銷取出便可以 進(jìn)行孔的加工了 經(jīng)過(guò)對(duì)夾具各部位和模型的分析 由此可以得出所設(shè)夾具的裝配圖如圖 6 40 所示 圖 6 40 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828 6 12 夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 夾緊裝置的設(shè)計(jì)是否合理 對(duì)于保證工件加工精度 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和減輕工人的 勞動(dòng)強(qiáng)度都極為重要 為此 要正確地設(shè)計(jì)合理的夾緊裝置 必須滿足以下基本要求 確保工件的既定位置不變 在夾緊過(guò)程中 不得破環(huán)工件在夾具中的既定位置 夾緊力的大小要適當(dāng) 對(duì)工件所施夾緊力的大小 既要確保在加工過(guò)程中不因 外力而產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng) 又要保證工件不產(chǎn)生不允許的變形和損傷 并能在一定范圍 內(nèi)進(jìn)行調(diào)整 夾緊機(jī)構(gòu)性能可靠 手動(dòng)夾緊要有可靠的自鎖性 機(jī)動(dòng)夾緊要考慮其自鎖性和 夾緊力的穩(wěn)定性 夾緊裝置應(yīng)便于使用 夾緊裝置應(yīng)操作簡(jiǎn)便 動(dòng)作靈活 行程合理 安全省力 并具有足夠的強(qiáng)度和剛度 夾緊裝置應(yīng)有良好的工藝性 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造容易 安裝 維護(hù)方便 經(jīng)濟(jì)性 好 運(yùn)行成本低 標(biāo)準(zhǔn)化 系列化程度高 購(gòu)買后包含有 CAD 圖紙和論文 咨詢 Q401339828