KT37-12空壓機殼體-空氣壓縮機氣缸體的鉆Φ20孔Φ26孔夾具設計及機械加工工藝規(guī)程裝備【含2張CAD圖帶過程工序卡片】
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12 鉆 20 孔 26 孔專用夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工后托架零件時，需要設計專用夾具。2.2 夾具設計2.2.1 定位基準的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。采用一面 2 銷定位,以孔對應的端面作為定位基準面,其中一個基準面限制 3 個自由度,一個圓柱銷限制 2 個自由的,一個菱形銷限制一個自由的,一共限制了 6 個自由的,達到 6 點定位的目的.2.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具：鉆頭（硬質合金）刀具有關幾何參數(shù)： 015??01?頂 刃 0n?側 刃 601~5?''30rK?2.Lm2Z.8/famzmap.2由參考文獻[5]5 表 1～2～9 可得切削力的計算公式：0.8.10.5pzFafDBzn?有： .9.81.1.0.1254836.()N??????根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：FKW??安全系數(shù) K 可按下式計算：6543210式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1 可知其公式6~參數(shù)：123456.,.0,.,3KK?? 由此可得： 1.20.1.301.56K????所以 83645()WFN??由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點的選擇a. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內。b. 夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。估算的方法：一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟：a.建立理論夾緊力 FJ 理與主要最大切削力 FP 的靜平衡方程：FJ 理=Ф (FP)。b.實際需要的夾緊力 FJ 需，應考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J 需=KFJ 理。c.校核夾緊機構的夾緊力 FJ 是否滿足條件：FJ>FJ 需。夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構的特點：（1）結構簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻[5]1～2～26 可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 ??????tgtQLWz式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：6.2??.76zr?90152???'29?螺旋夾緊力： 048()N該夾具采用夾緊機構， 由上述計算易得： KW??由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。2.3 定位誤差的分析為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj????與機床夾具有關的加工誤差 ，一般可用下式表示：jMjjWDAZWj ???? ???⑴定位誤差 ： 11minDd??? 1 21min2min.DdDdJWarctgL????????其中：，10.52Dm?20D，d.3d?， in??in4?⑵ 夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj??其中接觸變形位移值：1()(9.62nHBZyRaZkNl?查[5]表 1～2～15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC???cos8jy???⑶ 磨損造成的加工誤差： 通常不超過Mj?m5.⑷ 夾具相對刀具位置誤差： 取AD0.誤差總和： 0.853jwm???從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.4 夾具設計及操作的簡要說明由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用移動夾緊的大平面定位三個自由度，定位兩個自由度，用定位塊定位最后一個轉動自由度。夾具體是夾具的基礎件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求，夾具體應有足夠的剛度和強度，同時結構工藝性要好。由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結構復雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取 HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內應力。 結 論通過近一個月的課程設計，使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟，不僅是對所學知識的一個鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時也提高了自己運用理論知識解決實際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設計的整個過程。在整個設計過程中，我本著實事求是的原則，抱著科學、嚴謹?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關的資料和相關產(chǎn)品信息。這一次設計是大學四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設計，也是最難的一次。在設計的時候不停的計算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有老師的指導和幫助，才能夠在設計中少走了一些彎路，順利的完成了設計。本設計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下：（1）缺乏實際工廠經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。（2）與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。（3）系統(tǒng)的設計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。 45 參考文獻[1] 劉德榮，組合夾具結構簡圖的初步探討，組合夾具，1982. (1)[2] 孫已德，機床夾具圖冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1984：20-23。[3] 貴州工學院機械制造工藝教研室，機床夾具結構圖冊[M] ，貴陽：貴州任命出版社，1983：42-50 。[4] 劉友才，機床夾具設計[Ｍ ] ，北京：機械工業(yè)出版社，1992 。[5] 孟少龍，機械加工工藝手冊第 1 卷[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1991。[6] 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊 [M]，上海：上?？茖W技術出版社，1979。[7] 李洪，機械加工工藝師手冊[M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 1990。[8] 馬賢智，機械加工余量與公差手冊[M] ，北京：中國標準出版社， 1994。[9] 上海金屬切削技術協(xié)會，金屬切削手冊[M] ，上海：上?？茖W技術出版社， 1984。[10] 周永強，高等學校課程設計指導[M] ，北京：中國建材工業(yè)出版社， 2002。[11] 薛源順,機床夾具設計(第二版 ) [M],機械工業(yè)出版社,2003.1[12] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計[M] ，重慶：重慶大學出版社， 1995。[13] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980。[14] 李慶壽，機械制造工藝裝備設計適用手冊[M] ，銀州：寧夏人民出版社， 1991。[15] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術測量[M] ，中國計量出版社， 2000：9-19。[16] 哈爾濱工業(yè)大學,哈爾濱市教育局,專用機床夾具設計與制造 ,黑農江人民出版社,1979.12 [17] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2005：4-17。[18] Machine Tools N.chernor 1984.[19] Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.[20] Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 .[21] Sors l.fatigue design of machine components.oxford:pergramon press.1971