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液压三爪卡盘摘要本论文设计一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构的螺旋摆动式液压缸增力机构的结构传统的机床如车床、铣床上三爪卡盘的工作一般依靠工人用手工进行夹紧这不但增加了工人的劳动强度,而且所需夹紧力非常大还常常有夹不紧的情况,阻碍了生产率的提高通过在三爪卡盘加装摆动式液压缸和平面螺旋机构构成螺旋摆动式液压缸增力机构,可实现与原有卡盘体的较好结合并使外加压力能转换成圆周运动且其结构简单工作可靠能达到较高的增力比,具有良好的经济性和可行性关键词三爪卡盘,液压缸,夹具,增力AbstractThispaperdesigna3J__aCardtheinstallationoftheswinghydraulicpressuretankpea__sidespiralthespiralswinghydraulicpressuretankincreasedpowerstructure.Traditional__chinetoolssuchaslathesMillerChuck3Clawsofworkersingeneralrelyona__nualforgrippingthiswillnotonlyincreasetheintensityoftheworkoftheworkersandtherequiredgrippingpowerisverygreatbutalsoafolderisnotimmediatelyareoftenthecasehindertheincreaseinproductivity.The3Clawschucktheinstallationoftheswinghydraulicpressuretankpea__sidespiralinstitutionsconstituteaspiralswinghydraulicpressuretankincreasedauthoritytoachievetheoriginalchuckthebetterandtheadditionalpressurecanbeconvertedintoacircularmovementandthe______reliablecanachieveahigherincreasetomorethanasoundeconomicandpractical.Keywords:Three-jawchuckhydrauliccylindersclampsfor__目录前言·······················································································································1第1章夹具介绍···································································································
21.1夹具的特点································································································
21.2研究夹具的目的和意义················································································
51.3夹具的国内外现状和发展趋势·······································································
51.4夹具的基本结构和原理················································································6第2章三爪卡盘螺旋摆动式液压缸增力机构的结构和原理······························7第3章主要参数确定与结构计算······································································
83.1液压腔的结构设计·······················································································
83.2转子叶片数的设计······················································································
83.3摆动角的设计·····························································································
83.4定子圆柱活塞杠__的设计·········································································8第4章凹槽轮廓线的设计··················································································
104.1轮廓面段数的确定····················································································
104.2活塞杠升程的确定····················································································
104.3参数θ1的设计·························································································
114.4参数β的设计··························································································13第5章夹具在__和操作时应注意的事项························································
145.1夹具的__······························································································
145.2夹具在操作时应注意的事项·······································································14第6章夹具的经济效益分析··············································································16第7章单工位夹具与成组夹具的分析································································
187.1定位基准与定位元件的选择·········································································
187.2夹紧元件与夹紧力的选择·············································································
187.3夹具基体的设计夹具基体·············································································
187.4机壳成组夹具结构······················································································19第8章误差分析··································································································
228.1定位误差分析···························································································
228.2装备误差分析··························································································22____··············································································································24致谢·····················································································································25前言随着我国__开放的不断深入,市场经济体系的不断完善,我国工业逐渐向成熟化发展在整个机械工业中,设计在其中占有的地位日益显现出来工业设计主要包括三个方面的内容第一是产品设计第二是与产品有关的视觉传达设计,如产品的包装、商业__等平面设计第三是由产品设计扩展的环境设计.如产品的展示与陈列,商品橱窗设计以及室内设计等产品设计作为工业设计的核心,它涉及的面广,从人们的衣食住行,到社会的各行各业,产品设计无时不有,无时不在产品设计的对象既包括一般的日用生活制品,也包括工业生产的机床,__工具;既包括家用小电器产品,也包括专业的仪器,仪表;既包括私有的自行车,摩托车,也包括大型的汽车,飞机等交通工具;“从口红到宇宙飞船”都是属于产品的设计的范畴,本论文主要针对__工具设计,在一定范围内又称“__辅助设计”,即机床夹具体的设计本论文设计一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构的螺旋摆动式液压缸增力机构的结构传统的机床如车床、铣床上三爪卡盘的工作一般依靠工人用手工进行夹紧这不但增加了工人的劳动强度,而且所需夹紧力非常大还常常有夹不紧的情况,阻碍了生产率的提高通过在三爪卡盘加装摆动式液压缸和平面螺旋机构构成螺旋摆动式液压缸增力机构,可实现与原有卡盘体的较好结合并使外加压力能转换成圆周运动且其结构简单工作可靠能达到较高的增力比,具有良好的经济性和可行性第1章夹具介绍
1.1夹具的特点在机床上__工件时我们可以看到两种不同的情况:一种是用划针或指示表等量具按工件的某一表面或者按工件表面上所划的线进行找正使工件在机床上处于所需要的正确位置然后夹紧工件进行__;另一种是把工件__字夹具上进行__为了在工件的某一部位上__出符合规定技术要求的表面一般都按工件的结构形状__方法和生产批量的不同采用各种不同的装置将工件准确方便的而可靠地__在机床上然后进行__.这种用来__的工件以确定工件与切削刀具的相对位置并将工件夹紧的装置称为“机床夹具”在实际的生产中例如活塞连杆的生产线上几乎每道工序中都采用了夹具十分明显如果不采用夹具不但工件的__精度难以保证而且__生产率也会大大降低有时甚至会造成无法__的情况除了机床__时需要使用夹具外有时在检验装配等的工序中也要用到夹具因之在这种场合中用到的夹具可分别称为“检验夹具”和“装配夹具”机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置则一般称为“辅助工具”辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内按照机床夹具的应用范围一般可分为通用夹具专用夹具和可调整式夹具等通用夹具是在普通机床上一般都附有通用夹具如车床上的卡盘铣床上的回转工作台分度头顶尖座等它们都一标准化了具有一定的通用性可以用来__一定形状尺寸范围内的各种工件而不需要进行特殊的调整但是在实际生产中通用夹具常常不能够满足各种零件__的需要;或者因为生产率低而必须把通用夹具进行适当的改进;或者由于工件的形状__的要求等的不同须专门设计制造一种专用夹具以解决生产实际的需要专用夹具是为了适应某一工件的某一工序__的要求而专门设计制造的其功用主要有下列几个方面:
1.保证工件被__表面的位置精度例如与其他表面间的距离精度平行度同轴度等对于外行比较复杂位置精度要求比较高的工件使用通用夹具进行__往往难以达到精度要求
2.缩短了工序时间从而提高了劳动生产率进行某一工序所需要的时间其中主要包括__工件所需要的机动时间和装卸工件等所需要的辅助时间两部分采用专用夹具后__工件和转换工位的工作都可以大为简化不再需要画线和找正缩短了工序的辅助时间并且节省了画线这个工序从而提高了劳动生产率.在生产中由于采用了多工件平行__的夹具使同时__的几个工件的机动时间将与__一个工件的机动时间相同采用回转式多工位连续__夹具可以在进行切削__某个工件的同时进行其它工件的装卸工作从而使辅助时间与机动时间相重合总之随着专用夹具的采用和进一步改善可以有效地缩短工序时间满足生产不断发展的需要
3.采用专用夹具还能扩大机床的工艺范围例如在普通车床上附加镗模夹具后便可以代替镗床工作;装上专用夹具后可以车削成型表面等以充分发挥通用机床的作用
4.减轻劳动强度保障安全生产根据生产需要采用一些气动液压或其它机械化自动化程度较高的专用夹具对于减轻工人的劳动强度保障生产安全和产品的稳质高产都有很大作用__大型工件时例如__车床床身上下两面上的螺孔需要把床身工件翻转几次进行__劳动强度大而且不安全采用电动回转式钻床家具后就能够达到提高生产效率减轻劳动强度保障生产安全的目的专用夹具在生产上起着很大的作用那么是不是在任何场合都要设计和采用呢!这个问题就是具体问题具体的分析上面说的关于专用夹具在生产中的作用只是事物的一个方面另一方面由于夹具的设计制造和所用的材料等须消耗一定的费用增加了产品的成本因之在什么情况下采用什么样的夹具才是经济合算的这是一个大问题特别对于重大的设计制造工作量大的专用夹具需与工人__等三结合共同研究解决事物总是一分为二的专用夹具也存在缺点即专用夹具的专用性和产品多样性的矛盾由于专用夹具只适用于一个工件__的某一个工序因而随着产品品种的不断增多夹具数量也不断上升造成存放和管理上的困难;而当某产品不再进行生产时原来的夹具一般都无法重新利用造成浪费.同时专用夹具的设计生产时间周期长与生产的迅速发展也有矛盾但是在当前成批生产的机械工厂中多数还是采用通用机床加上专用夹具进行工件的机械__可调整夹具是为了扩大夹具的使用范围弥补专用夹具只适用与一个工件的某一特定工序的缺点正在逐步__使用可调整式的夹具可调整式夹具一般可分为标准化夹具成组夹具和组合夹具等
1.标准化夹具:标准化夹具就是利用本厂已规格化了的部分或全部标准零件装配成的专用夹具专用夹具中的大件如夹具体以及定位元件夹紧件和机械夹紧用的气缸部件等经过标准化尺寸规格化后有利于工厂成批准备配件成批__这样可使夹具的设计制造工作加快节省费用另外当产品更改夹具不再使用时可以拆开把标准零件保存起来备以后使用
2.成组夹具:多品种小批量生产的机械__车间中往往可以采用成组__法采用成组__法是把多种产品的零件按__所用的机床和刀具夹具等工艺装备的共性分组同一组的零件能在同一台机床上用共同的工艺装备和调整方法进行__例如分成轴类套类盘类齿轮杠杆支架类等各种零件成组夹具就是根据一组__方法相类似的零件而设计的只要稍作调整或更换夹具上的某些定位夹紧件就可以从__某一工件转为__另一工件
3.组合夹具:组合夹具是有一套专门设计制造便于组装和拆卸的有各种不同的形状不同尺寸规格并且有完全互换性和耐磨性的标准元件和合件所组成利用这些元件和合件根据__工件的需要可以组装成车磨铣刨钻镗等工序用的各种不同的机床夹具夹具使用完毕可以方便的拆开洗净元件存放起来留待以后组装新夹具时再用因之组合夹具是具有高度标准化和系列化元件的新型工艺装备关于组合夹具的问题其设计原理基本相同在实际生产中应用的夹具很多分类方法也有很多种通常还可按使用夹具的工序不同分为车床夹具铣床夹具……等;还可以根据在机床上运动的特点归并成以下几类1车床类夹具:包括车床内外圆磨床螺纹磨床用夹具其特点是夹具与工件一起作旋转运动2铣床类夹具:包括铣床刨床平面磨床等机床用夹具其特点是夹具固定字工作台上只作纵向或横向往复运动或回转运动3钻镗床类夹具:用于在钻床上钻扩铰等工序或在镗孔工序其实就是夹具固定在机床上刀具通过夹具上的导向装置进行送进运动上述的各种夹具都是固定在机床上的但是在自动线__中有的夹具带着工件由生产线的输送装置挨着每台机床逐步向前输送这类夹具通常称为“随行夹具”自动线上的随行夹具除了完成工件的定位支承和夹紧外还带着工件沿自动线的__机床进行定位相对于每台机床的刀具位置夹紧待__完了再自动送至下一台机床__以便通过自动线的各台机床完成工件的全部工序__随行夹具主要适用于采用组合机床自动线__但又无良好的输送基面和定位基面的工件以便将这种畸形工件先装夹于基面完整的随行夹具上然后在通过自动线进行__对一些有色金属等软件性材料的工件虽然具有良好的输送基面但为了保护工件的基面不受划伤有时也采用随行夹具通用可调夹具若产品中有若干零件具有相似性有选用通用可调整夹具的可能应进一步探索应用下面三方面分析判断1工件结构要素的相似性主要是被__表面形式和部位的相似工序内容和技术要求基本相似;能有相似或相同的定位基准和定位方式2有可能采用功能相同的定位方式和夹紧方式包括夹紧动力源3工件尺寸要素相似如定位基准和外廓尺寸的近似程度看能否使用可调夹具结构紧凑布局协调的夹具综上所述机床夹具已成为机械__中的重要装备机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一随着我国机械工业生产的不断发展机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务
1.2研究夹具的目的和意义机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分,是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施在设计过程中应深人实际,进行调查研究,吸取国内外的先进技术,制定出合理的设计方案,再进行具体的设计而深入生产实际调查研究中,应当掌握下面的一些资料
1.工件图纸;详细阅读工件的图纸,了解工件被__表面是技术要求,该件在机器中的位置和作用,以及装置中的特殊要求
2.工艺文件了解工件的工艺过程,本工序的__要求,工件被__表面及待__面状况,基准面选择的情况,可用机床设备的主要规格,与夹具连接部分的尺寸及切削用量等
3.生产纲领夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应,做到经济合理
4.制造与使用夹具的情况,有无通用零部件可供选用工厂有无压缩空气站;制造和使用夹具的工人的技术状况等夹具的出现可靠地保证__精度,提高整体工作效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能
1.3夹具的国内外现状和发展趋势工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物,从英国莫里斯的“工艺美术运动”,到德国的包豪斯设计__以及美国的广泛传播与__,工业设计经过了酝酿,探索,形成,发展百余年的历史沧桑时至今日,工业设计已成为一门__的专业学科,并且有一套完整的研究体系1980年国际工业设计协会理事会(ICSID)给工业作了明确定义“就批量生产的工业产品而言,凭借训练,技术知识,经验及视觉__,而预示材料、结构、构造、形态、色彩、表面__,装饰以新的品质和规格,叫做工业设计根据当时的具体情况,工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作,而且需要工业设计师对包装、宣传、展示,市场__等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时,这也属于工业设计的范畴”材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础,一方面,技术制约着设计;另一方面,技术也推动着设计从设计美学的观点看,技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用,只要善于应用材料的特性,予以相应的结构形式和适当的__工艺,就能够创造出实用,美观,经济的产品,即在产品中发挥技术潜在的“功能”任何设计都是时代的产物,它的不同的面貌,不同的特征反映着不同历史时期的科学技术水平技术是产品形态发展的先导,新材料,新工艺的出现,必然给产品带来新的结构,新的形态和新的造型风格材料,__工艺,结构,产品形象有机地__在一起的,某个环节的变革,便会引起整个机体的变化
1.4夹具的基本结构和工作原理按在夹具中的作用地位结构特点组成夹具的元件可以划分为以下几类:1.定位元件及定位装置;2夹紧元件及定位装置或者称夹紧机构;3夹具体;4对刀引导元件及装置包括刀具导向元件对刀装置及靠模装置等;5动力装置;6分度对定装置;7其它的元件及装置包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉销钉键和各种手柄等;每个夹具不一定所有的各类元件都具备如手动夹具就没有动力装置一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置反之按照__等方面的要求有些夹具上还需要设有其它装置及机构例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置第2章三爪卡盘螺旋摆动式液压缸增力机构的结构及原理设计本设计是在三爪卡盘的结构基础上增设一个液压机构来实现夹紧省力的,设计方案如图1所示,主要是在原有结构的基础上增加了一个螺旋盘,一个摆动油缸及柱塞等大锥齿轮背面__出凹槽,圆柱活塞一端与槽配合,另一端装在液压缸定子叶片的孔中,端部装有弹簧,柱塞在弹簧作用下,一端始终与凹槽接触工作时利用转动杠转动小锥齿轮2带动大锥齿轮3当卡爪7未接触工件时圆锥螺旋弹簧5所受载荷较小圆柱活塞4与大锥齿轮3无相对运动缸体6随之一起转动卡爪7径向__接近工件此为空行程当卡爪7接触工件后所受阻力激增进
1.卡盘体端盖
2.小锥齿轮
3.大锥齿轮
4.圆柱活塞
5.圆锥螺旋弹簧
6.液压缸体
7.卡爪
8.定子叶片
9.换油机构
10.转子叶片
11.缸体端盖
12.液压油
13.卡盘体图2-1卡盘结构方案简图给激减,继续转动手柄,活塞4受力增大,当其达到一定程度时,圆锥螺旋弹簧5被压缩,活塞4与大锥齿轮3产生相对运动,活塞4向定子孔中运动,液压油12被加压缩,液体推动转子叶片10旋转,卡爪7径向微进给,此为夹紧行程当大锥齿轮3继续旋转至某一角度,活塞4将复位,继续转动,将重复上一次的运动直到把工件完全夹紧第3章主要参数确定与结构计算以下以在KZ320型卡盘基础上增设一个螺旋摆动式液压机构为例进行分析
3.1液压腔的结构设计根据其具体的__条件和强度刚度要求,拟对其尺寸初步取外壁厚n1=16mm内壁厚n2=8mm油腔宽a=30mm空隙宽x=1mm故液压腔的__S1=aD/2-d/2-L1-L2-x-n1-n2=1350mm²(
3.1)其中卡盘体大径D=320mm小径d=100mm卡盘体外壁厚L1=25mm卡盘体内壁厚L2=15mm
3.2转子叶片数的设计摆动缸中转子叶片的作用是得到尽可能大的扭矩其输出扭矩的表达式为M=Zb²-²PymN.m(
3.2)其中Z叶片数b轴间宽度D1油腔大径d1油腔小径P进油口压力PaYm机械效率D1=D-2L1-2X1-2n1=236mmd1=d+2L1+2L2=146mm在b、D
1、d
1、P及Ym等一定的情况下,理论上叶片数越大,得到的输出扭矩也越大在本设计中,摆动液压缸是利用液体压强向各个方向等压强传递的原理,来实现轴向运动向旋转运动的转换由于已知结构特定,故在本方案中其输出扭矩并不随叶片数的增大而增大,在外力一定的情况下,M只与油腔轴向__成正比叶片数Z只影响压力油压强,但最终扭矩不变故为了便于制造、__和密封,取Z=
3.
3.3 摆动角的设计由经验可知,在通常情况下,工件被夹紧时其变形B≤1mm取每次夹紧行程中卡爪进给
0.05mm故可得摆动角θ=360º∕t·f=
1.5º其中平面螺旋机构的升程t=12 卡爪每次进给量f=
0.
053.4 定子圆柱活塞杠__的设计由结构可知,叶片输出扭矩M=P•S1•r•Z1•Ym(
3.3)其中P进油口压强S叶片__Z叶片数r叶片__的几何中心到轴心线的距离Ym机械效率油液压强P=F2/S2(
3.4)其中F2=F/Z(
3.5)每个叶片受力F1=PS1(
3.6)F1/F2=S1/S2=σ1(
3.7)其中σ1为增力比为一常数故S2=S1/σ1(
3.8)第4章.凹槽轮廓线的设计根据设计方案可知凹槽轮廓线分两个功能部分即增力夹紧部分和圆柱活塞杠位置复原部分活塞杠与叶片组成增力系统又与弹簧配合组成离合销系统为了使两个系统的工作顺利衔接特设计过渡斜面系统.设计的凹槽形状如图3所示图3凹槽展开图如图所示θ1角斜面为槽面的第一部分α角斜面为槽面第二部分增力部分θ2角为第三部分过渡部分,下面分别确定个参数
4.1确定轮廓面段数因采用三个圆柱活塞杠故同样形状的轮廓面段数N=3nn=
1、
2、3……考虑到结构的具体需要取n=2则N=6卡爪在一周内将进给f=6×f
10.30,故缩短了夹紧时间提高了效率
4.2活塞杠的升程活塞杠的升程H=H1+H2分别确定H
1、H2再根据H=σ•m(
4.1)其中σ增力比m卷子叶片的平均__距离m=θ0/π•r=θ0/π•(D1+d2/2)191/2×2π/200=3mm根据__的需要,活塞杠轴线与卡盘体轴线R=(191-6)/2==92mm得轮廓线参数L=2πr/6=
90.3mm则H=m·σ1=12mm故S2=S1/σ1=1350/15=270mm.r2=σ1S2/π=
9.0mm凹槽轮廓线的增力部分增力比最大为σ3=J/L对活塞杠进行受力分析如图4所示图4活塞杠受力图θ=Nsinα+Fcosα(
4.2)J=Ncosα
4.3F=Nf
4.4其中f为摩擦系数可取f=
0.18则σ3=T/Q=1/tgα+f若α取极大值则tgα≤H/L-2r1=15/
96.3-18=
0.20故可得σ3min=1/
0.20+
0.18=1/
0.36=
2.6σ1σ3=4×
2.5=
10.4由于新增机构增力比为σ1σ3且其他机构不变故σ1σ3就是最终的增力比.设计目标为增力比σ0=10故σ1σ3=
10.4相差不大符合要求,故取σ1=4H=mσ1=12mm可设H1=4mmH2=8mm
4.3参数θ1的设计当活塞杠处于与凹槽配合状态,与大锥齿轮还没有相对滑动时,其受力如图5所示,图5活塞杠—凹槽受力图取临界状态分析,则根据平衡条件可得Fcosθ+Nsinθ+R2=R水平力平衡
4.4F1+F2+Fsinθ+T=Nsinθ竖直力平衡
4.5Fcosθ+Nsinθ=Q
4.6F=Rf
4.7T=PS2+T
04.8T圆锥螺旋弹簧弹力F
1、F2为密封圈处摩擦力R
1、R2为密封圈处空壁对活塞杠作用力f摩擦系数取f=
0.15,f1=f2=
0.3已知H1=4力N的作用点在h=H1/2=2处为方便计算和实际需要初取θ=45由以上各式可得:
3.83sinθ-
0.85cosθT/
0.1cosθ+sinθ=2R
11.83sinθ-
1.15cosθQ/
0.15cosθ+sinθ=2R2由于T≥0,θ≤52°38′;由于R2≥0,θ≤32°9′取θ=32°9′,则T=
0.86Q,R2=0取θ=52°38′,则T=
0.故可得随着θ的增大T急剧减少且T随活塞杠升程增大而增大其与弹簧弹力及液体压强有关若弹簧确定则临界T确定即能求得螺旋盘从空行程转入到夹紧行程的最小动力,故θ=45符合要求此时R1=
1.3Q,R2=
0.3Q,T=
0.26Q
4.4参数β的设计图6凹槽中心剖面图槽面形状如图6所示基于工作要求取C1=3mmC2由前述条件得:C2=H2tgβ=H2sin45°=8mm
4.9则tgβ=H2/L-Φ-C1-C2=8/
96.3-20-3-8=
0.123,得β=7°第5章夹具在__和操作时应注意的事项
5.1夹具的__当夹具的各个零件生产出来后,就要对它进行____夹具看起来是非常简单的事情,但是不同的人__同样的夹具,其__的夹具误差都不一样从瑞士手表的__准确度,其秒针走时误差一年相隔一秒与一星期相隔一秒的例子得启示公司有专人__夹具的队伍,在某些程度上提高了__精度在__夹具的过程中要注意一些事项1先以平衡的方式把钻模板和夹具体以两个锥销定位,接着依次上固定螺钉2垫铁留有余量,在__上去后,等检验精度的时候再磨削部分余量至达到要求按照磨损规则是尽量的初次磨削最少的余量,可以使使用时间加长减少成本3衬套用专用的夹钳装入,实际装入时应有一定的阻力,最佳效果是一次性装入钻套以旋转的方式逐渐装入,当装入大约2/3时候旋出,再完全装入4定位柱套入后即旋紧螺母,当需要调整精度时再作更换,一般情况是不需要调整和更换的5__夹紧座时,需同时上两个固定螺钉如果螺孔已经回孔,就有一次性装入,未回孔的先__旋进1/2后旋出,然后整体旋进即可6装支板对照总装图的形式装入,其中有一反向螺栓,装在第2支板上即可支板序号以总装图从左往右为序7最后以总装图的标准配上夹紧螺钉
5.2夹具在操作时应注意的事项现代化生产要想有好的经济效益,必须提高劳动生产率而影响生产率的因素很多金属__中一个重要的影响因素就是工件在夹具上的装夹夹具设计依据的原则是简捷、实用、快速、可靠.这里的“快速”指的就是快速装夹根据工件的种类、结构特征的不同,可采用不同的形式合理的装夹形式不但能达到快速、高效的目的而且能减轻工人的劳动强度,一般夹具设计出来成为产品后就有一个装夹模式装夹模式在快速装夹的过程中,应该注意一些事项:1分别松开支板1和2的上下螺栓只需要稍微松一点,约2~3毫米,依次旋转扳开支板1和2,逆时针松动夹紧座的的夹紧螺钉2把工件以10~15度倾斜角靠定位柱放入夹具内,同时旋转支板2并相应的拧紧螺栓和轻微的拧夹紧螺钉至与工件接触水平回位支板1及其上的夹紧螺钉,一次性旋紧夹紧座上的夹紧螺钉,最后依次拧紧支板1和2的夹紧螺钉3工件__过程中不要手去接触铁屑,让其自动排屑.按规定是每间隔1小时有工人清除铁屑4取工件时是先松支板1和2的夹紧螺钉,再松螺栓后旋转支板至水平,一手扶工件,一手松夹紧座的夹紧螺钉方可取出工件5定位柱有明显的磨损后,更换新定位柱或调整定位柱原则上该公司每隔一段时间就检验一次精度,不需要操作工负责详细DWG图纸请加三二
③1爸爸五四0六全套资料低价拾元起第6章夹具的经济效益分析机床夹具费用是工艺成本的组成部分,它直接影响工艺过程的经济性及产品成本机床夹具的经济性用下述不等式评价:SN≥C式中S------使用机床夹具后生产费用的节约即经济效果;式中N------用机床夹具全年__的工件数量即工件的年产量;式中C------使用机床夹具全年的费用1使用机床夹具的经济效果机床夹具的使用减少了生产单件的时间,一个工件的某一工序因使用机床夹具而减少的单件时间是△T=T1-T2,式中T1和T2分别为使用机床夹具前后工件的单件时间若比较两种机床夹具的经济性,T1和T2又分别代表两种夹具__工件的单件时间由于使用机床夹具而节约的工人工资额为△Z=Z1T1-Z2T2式中Z1,T2分别为使用机床夹具前后机床工人每分钟的工资额,若考虑杂费方面H的节约,使用机床夹具的经济效果为S=△Z1+
0.01H2使用机床夹具的的全年费用一套专用夹具的费用为式中As------专用夹具的设计系数通常为
0.5;式中Ay------专用夹具的使用系数,一般取用专用夹具制造__的
0.2~
0.3;式中T------专用夹具的使用年限简单夹具=1年,中等复杂的夹具=2~3年,复杂夹具是=4~5年;Cz专用夹具的制造__由下式计算Cz=δθ+tZp1+
0.01H;式中δ------材料的平__格(元/kg)式中θ------夹具元件的重量;式中t------夹具制造工时h;式中Zp------工人的平均工资元/人;式中H------工具车间杂费百分比;通过原理,已经可以从该方案中检索到实现设计可行性原理方案实现某一功能可能有多个解,其优劣程序要视具体情况而论评价项给出了评价准则和评价的特性值,反映了原理方案在技术性、经济性和社会性上的效用以上所述原理中有关项目中所表达的评价决策的方方面面,为设计展示出统率全局的设计信息空间第7章单工位夹具与成组夹具的分析成组技术是近年来在国内外机械制造领域内得到迅速发展的一种新的作业方式而成组夹具则是按成组技术原理,在零件分组的基础上,针对一组(或几组)相似零件的一道(或几道)工序而设计的夹具它具有专用夹具的若干特点,又具有对工件特征在一定范围内变化的适应性,它能使产品多品种、中小批量生产达到大批量生产的效果,因此,成组夹具在产品不断更新换代的今天,有着不可比拟的优势零件的分析与分组如某厂生产的交、直流起动机机壳,由于结构简单,采用10号无缝钢管__而成本道工序为半精车内孔,其品种有12种之多轴向长度尺寸最大为1820+
0.023,最小为900+
0.18止口定位尺寸最大为φ0-
0.087,最小为φ710-
0.046,轴向止口长度一律为3,由于尺寸段相距较远,轴向长度考虑压板尺寸,将其分为两组第1组轴向长度为90~135,第2组为140~182,止口定位尺寸由于需更换定位元件不再分组把这类使用机床、夹紧方式、__内容相同的零件挑选出来,形成所需要的成组工序(见图)成组夹具的结构设计成组夹具设计与专用夹具的设计方法相似,但具有一定的针对性,它是为__某些几何形状相似、工艺过程和定位夹紧相似的零件而设计的设计时仍然需要选择合理的定位基准、定位元件;选择合适的夹紧力、夹紧元件;设计好合理的基体件
7.1定位基准与定位元件的选择定位基准与定位元件的选择制定设计方案时需选择合理的定位基准、定位元件以图工件为例,选φ1020-
0.07处止口为定位基准,止口平面为辅助定位夹具采用定位盘定位,这样定位基准与设计基准重合,无基准不重合误差但在实际中考虑多种因素的影响,往往采用增大定位盘内圆柱孔的方法定位盘内圆柱孔最小增大尺寸为δ=hXtgα=3X
0.05/123=
0.
00127.2夹紧元件与夹紧力的选择夹紧力的选择,除夹紧力方向和作用点外,还要使工件产生尽可能小的夹紧变形,这是选择夹紧元件和夹紧力的主要因素本例采用压板压紧,夹紧力方向平行工件外圆母线,夹紧牢靠,工件保持正确位置,既防止了薄壁零件装夹变形,又满足了成组的要求
7.3夹具基体的设计夹具基体在设计夹具基体时,除应保证结构合理外,还应保证夹具基体有足够的刚度,而且在可能的范围内,力求能__零件组的全部对其基体件还应根据相似件形状、尺寸、精度、毛坯种类及其工艺方法来确定基体件形状、尺寸,以满足__所有相似件的要求该基体件与其它夹具元件组成的夹具结构紧凑,操作方便,更换元件容易,可以__不同产品的相似件,详见下图,通过它组成半精车内孔成组夹具,可以完成不同产品机壳内孔的__
7.4机壳成组夹具结构机壳成组夹具由基体件、调换件、标准件三部分组成,见下图该夹具由基体件与机床连接,使用机床可视厂方具体情况而定为保证工件轴线与机床轴线相重合,使用法兰盘过渡件与机床内锥孔配合,完成定位与夹具定位则依靠基体件上的外止口本例为φ240处,准确定位后,予以轴向锁紧夹紧采用双压板球铰压紧,由大拉杆1带动两个小拉杆2来完成两小拉杆做为调换件,以适应分段两组中不同轴向长度的需要4成组夹具的误差分析1机床回转中心与夹具__不同轴时,使夹具在机床上定位脱离理想状态,造成__误差解决办法:可在车床上重新车一次定位盘止口,保证定位盘中心和机床主轴中心同轴度小于
0.0152工件在夹具上定位时,定位脱离理想位置,产生__偏差,产生的原因有
①定位元件制造超差;
②工件与定位元件间定位面间隙太大,或定位元件与机床主轴不垂直;解决办法a确保元件制造精度,定位盘与基体件的配合可按公差等级5级或6级精度b夹具基体件上与定位元件的配合需在机床上精车,以确保定位元件__后,处于正确位置如图2中甲120H6及其端面A,并保证尺寸公差和精度要求c定位盘内孔尺寸,取工件最大实体尺寸加或减制造公差的1/5~1/8即:102+
0.1x1/7=
102.0143成组夹具的经济效益分析1节约设计时间成组夹具只需设计调换件,可单独出图或提供元件号填表选用,一般只占总夹具设计量的5~15%,以本夹具为例,调换件只占设计总量的10%2节约制造工时只需制造调换件即可,因此节约工时,缩短生产周期,减轻工具车间负荷3节约原材料一般调换件所需原材料只占夹具用料的5~15%4便于管理,减少库存__5为工装标准化、系列化、规格化打下基础目前,成组夹具和组合夹具在车床、铣床、钻床、磨床上得到__应用开展成组夹具的设计和应用,对保证产品质量,缩短生产准备周期,提高经济效益起到积极作用,对我国工业发展将起到良好的推动作用第8章误差分析
8.1定位误差分析工件的定位就是使同一工序中的所有工件逐次放置到夹具中,使之占有正确的位置的工艺过程一批工件逐个在夹具中定位时,由于定位基准与工序基准不重合、定位副制造不准确等原因,使得各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致,势必产生定位误差,即工件在夹具中因定位不准确而产生的工件__误差定位误差实际上是一批工件采用调整法__时,由于定位所造成的工件__面相对于工序基准的位置误差假定在__时,夹具相对于刀具及切削成形运动的位置经调整后不再变动,那么可以认为__面的位置是固定的,这样工件__面相对于其工序基准的位置误差就是由于工序基准的位置变动所引起的所以,定位误差也就是工件定位时工序基准在工序__要求位置尺寸或位置精度方向上的位置变动量应用夹具CAD系统设计夹具时,在未选定夹具定位方案的具体结构之前,尚不能建立定位尺寸链在系统确定了夹具定位结构之后,就可以根据具体结构建立定位尺寸链进行正计算或反计算a正计算就是当已知定位结构中有关定位元件尺寸的公差时,用定位尺寸链求解封闭环公差即定位误差如果所求的定位误差值在允许的公差范围之内,则表明所确定的定位元件的尺寸公差能满足精度要求否则不能保证精度,就需调整定位结构中定位元件的尺寸公差如果这些公差无调整的余地则需考虑重新确定定位结构b反计算就是已知封闭环的尺寸及公差确定各组成环的公差即将允许的定位误差合理地分配到各组成环中去
8.2装备误差分析“机床夹具装配调整及夹具精度检验”实验,认识到夹具制造工艺特点和工件__精度的保证方法,认识到夹具总装图公差配合与技术要求的实际意义从而使我在进行夹具设计时明白到底应标注哪些技术要求有其意义__误差与定位误差在应用夹具__工件时往往由于下列几种因数引起工件的__误差
1.夹具本身的误差;
2.夹具在机床上的__调整误差;
3.夹紧时整个夹具或其它元件受力后产生弹性变形;
4.工件的定位基准与定位元件接触后的变形;
5.由于工件的定位基准与设计基准不重合而引起的误差;
6.由于工件的定位基准面与定位元件之间的间隙如内外圆柱面定位时引起的工件可能的最大的位移小结:在实际工作中,应多读些典型机床夹具总图,多调试一些夹具,多了解一些夹具结构方案,从中多学习一些结构工艺性方面的知识,使设计能力有所提高详细DWG图纸请加三二
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