中国知网查重 高校在线论文查重入口

立即检测
  • 58 元/篇
    系统说明: 知网职称论文检测AMLC/SMLC是杂志社专用系统,针对投稿论文、评审论文、学校、单位职称论文的学术不端重复率检测系统。
  • 288 元/篇
    系统说明: 知网本科论文检测PMLC是最权威的大学生毕业论文检测系统,含“大学生论文联合对比库”,国内95%以上高校使用。检测结果和学校一致!
  • 498 元/篇
    系统说明: 此系统不支持验证!可用作研究生初稿检测,相比知网VIP5.3缺少“学术论文联合对比库”,检测结果有5%左右的误差!(论文中若参考往届研究生论文,重复率误差会较大)
  • 128 元/篇
    系统说明: 大分解论文检测系统,对于想检测学术不端文献检测系统,而又价格便宜的同学可以选择,限每篇2.9万字符,结果与大学生PMLC、硕博VIP定稿系统有出入!
  • 68 元/篇
    系统说明: 知网论文小分解检测系统,适合中国知网初稿查重,数据库和定稿查重不同。结果与本科PMLC,研究生VIP5.3有出入,限每篇1.4万字符!
  • 3 元/千字
    系统说明: 学术家论文重复率检测系统,支持学位论文、毕业论文、投稿论文、职称评审论文,提供全文对照,word标红报告,性价比超高!
论文案例分享-涨紧轮摆杆工艺规程与夹具设计
时间:2021-03-17 15:13:49

   随着时代的发展,机械加工行业势头迅猛,制造业已经是不可或缺的。而在机械加工行业中,随着时代的发展,信息化的时代来临,不再有之前的传统加工业,信息技术的进步意味着现代制造业将与信息技术相关联,取而代之的是新型数控加工。新型数控加工在质量以及效率方面大大超过了传统制造业。在以往的制造业中,加工时所需要的人力物力完全不是现在能比拟的,既费时又费力,而且控制不到位,误差相对于数控加工来说是比较大的。所以我们要将整个数控加工的应用达到最大化,从而最大程度一高生产效率以及产品质量,全面的提高机械加工的水平。

 
  涨紧轮摆杆是位于涨紧轮装置内的一个重要零部件,在整个机构中是不可或缺的。因此涨紧轮摆杆是一种在生活中人们很少了解但又是应用很广泛的一个零部件,但是由于零件的曲面与平面结合,以及各个孔的加工精度,加之于对零件本身的要求,以往加工都需要进行多次装夹,所以需要对涨紧轮摆杆的加工进行优化设计,要实现涨紧轮摆杆的一体化加工,而涨紧轮摆杆的有效装夹就是解决这个问题的有效方法之一,因此涨紧轮摆杆的专用夹具体的设计是很有必要的。
 
  在机械制造行业中,夹具体拥有很高的地位,对于控制工件的精度,生产的效率,以及在加工时所需要耗费的成本,都能起到不容忽视的作用。而涨紧轮摆杆的夹具设计,就是加工制造涨紧轮摆杆的有效前提,因为一套合适的夹具体,能够提高涨紧轮摆杆的精度,生产效率等。
 
  本课题的目的就是为了针对涨紧轮摆杆的加工,对涨紧轮摆杆进行分析,设计一套适合涨紧轮摆杆的夹具题。在对涨紧轮摆杆的工艺规程制定以及夹具体的设计中,能够提高涨紧轮摆杆的生产质量和效率。对于涨紧轮摆杆的生产和制造来说有着重大的意义,也是本次设计的意义所在。
 
  1.1课题背景
 
  1.1.1课题背景
 
  从19世纪到目前为止,以前被定位成奢侈品的汽车,现如今已经成为了普及广泛的普通交通工具,并且伴随着生活品质的提高,人们已经不满足于普通的交通工具了,人们对汽的产品性能、种类都有了更高的标准和多样性的需求。汽车的变速箱是一种复杂的汽车组合零件装配体,它本身并不是某一种具有整体性的结构,而是由多种复杂的组合零件相互组合在一起来,其中自动变速箱更是其中的各个核心部件的一个更重要核心,能够做从制造到输出加速性能等等各方面稳定的自动变速箱,是现代人们确保出行安全的重要技术保证。但是,性能卓越的自动变速箱仍然需要由多个不同高品质汽车零件共同装配的最终组合而成,正如平常所说的是牵一发而动全身,那么一个变速箱内的每一个汽车零部件都必须配备的是一种高品质、高标准的汽车零件。
 
  汽车自动变速箱内有涨紧轮自动摆杆,下图中的是某一汽车厂家专门生产的一个涨紧轮自动摆杆,在自动变速箱中对整个涨紧轮的正常工作性能起到了极其关键的保护作用,它也正是目前汽车自动变速箱内的一个非常之大和关键的重要零部件之一。如此一来,针对小型汽车自动变速箱内部的涨速锁紧轮胎和摆杆的设计生产以及组装加工等必须严格符合高标准要求高标准并且对产品质质量要求极高。本文主要针对的问题是在实际工业生产夹具加工中,涨紧轮摆杆在使用加工中心使用其他的通用夹具加工时不易装夹,加工的时候因为需要多次重复装夹,所以这样会容易造成摆杆加工中心精度低,加工工作效率慢,并且严重增加了加工成本等各种情况,对其通用夹具结构进行重新设计,使之成为能够有效克服以上这些问题,符合二十世纪的实际生产加工需求。
 
  图1-1一种涨紧轮摆杆
 
  1.1.2研究意义
 
  汽车变速箱的质量在一定程度上取决于汽车涨紧轮摆杆的精度。在追求高品质生活的21世纪,人们对汽车的性能要求较高,高质量高精度涨紧轮摆杆的生产具有非常重大的意义。
 
  涨紧轮在机械行业应用广泛,作为涨紧轮的组成元件之一,涨紧轮摆杆的使用也是范围广阔。涨紧轮的主要结构组成有固定壳体,涨紧轮摆杆(张紧臂),轮体,扭簧,滚动轴承和弹簧轴套组成,能依据皮带不同的松紧程度来自动调整张紧力,从而保证传动系统安全可靠。涨紧轮在传动系统中是一个易疲劳件,经常性的损坏,通常在更换皮带时一起更换。特别在汽车领域,随着时代的发展,对于汽车的使用也越来越多,而对于涨紧轮的需求就越发的大,涨紧轮摆杆起到的作用也就越发重要,因为它能使传动系统更加安全可靠。
 
  在涨紧轮的工作过程中,为了使皮带的张紧力能够维持在一个稳定的数值,减少皮带打滑或是皮带磨损老化后补偿伸长量,这是需要一定扭矩的。并且一般在皮带涨紧轮工作时,工作的皮带有很大的可能会在涨紧轮中激起震动,从而导致了皮带传动装置会过早磨损。总而言之,在工作过程中,涨紧轮和皮带经常磨损,属于易损件,导致经常需要更换涨紧轮摆杆等零件。
 
  涨紧轮摆杆的特点:使用寿命短,易损坏,加工不方便,需求大。
 
  1.2夹具的国内外发展情况
 
  18世纪的后期就出现了夹具的定义,并且成为了现代制造系统中的一大工具,与刀具、量具和模具等并称为现代制造行业的四大工具。相对而言,对于通用化以及标准化的量具与刀具,夹具与模具主要是要求与工件形状相匹配的一个专用工具。夹具是对于工件的质量精度以及加工效率的一个重要前提。
 
  在19世纪,为了保证零件的夹持加工,作为机床的附件和延伸,卡盘出现在了设备上。随后又出现了虎钳之类的通用夹具,夹具出现以后,不仅提高了机械制造的效率,也使得机床的使用范围更广,工件的质量更高。
 
  20世纪初,汽车技术的进步加快了汽车行业的发展。当时的福特公司为了满足普通机床和流水线的需求,专用夹具和钻模的出现解决了这一问题,轿车产量也因此增加。再往后由于世界大战的爆发,对武器的需求导致了机械制造行业有了飞速发展,也带动了夹具的发展。当时最早出现的组合夹具是英国华尔通公司设计的槽系组合夹具。在20世纪的生产要求下,现代夹具系统发展趋势趋于统一,由通用夹具、专用夹具、成组夹具和组合夹具组来成了一个完整的夹具系统。
 
  表2-1夹具的基本分类表
 
  夹具种类结构特点适用生产模式主要问题
 
  通用夹具适用于形状规则简单的工件中小批量生产适用对象比较单一
 
  专用夹具适用于特定零件的加工大批量生产只能适用于一零件
 
  组合夹具适用于任何种类的零件中小批量的生产夹具结构不够紧凑,元件过多,购买整套系统装置费用较高
 
  成组夹具适用于某一零件族,并且夹具可做调整。成批量生产订单生产时,不能满足零件族产品同期生产的需要
 
  1.3本课题基本的研究内容,研究中出现的问题以及解决问题的办法
 
  本次毕业设计我所设计的是涨紧轮摆杆工艺规程与夹具设计,其主要内容包含如下:
 
  (1)由于涨紧轮摆杆是一个特定的零件,但是类型颇多,只能说打部分在工作原理上相似,所以此次专门选择了下图这一涨紧轮摆杆来进行设计,此涨紧轮摆杆在结构方面上下对称,并且各个表面比较均匀,但是由于曲面与平面的结合使得加工时需要进行多次装夹,所以比较影响精度,并且效率比较低下,所以此次希望能够应用所学知识,设计一套合理的夹具,使得加工比较方便快捷,能够提高加工效率以及工件精度。
 
  图1-2涨紧轮摆杆二维图
 
  尺寸对于机械行业是非常重要的,无论是加工还是设计,因此对于尺寸的掌握是我们必需要做的。因为要对涨紧轮摆杆的尺寸进行严格的把控,所以我们得采用制图软件来对涨紧轮摆杆的二维图三维图来进行绘制,为的是保证能够对涨紧轮摆杆的每一个尺寸都了然于胸。并且这也是一个我熟悉软件的机会。
 
  (2)在设计时,需要对涨紧轮摆杆量身定做一套专属于涨紧轮摆杆的工艺路线,这是在做所有工作前就必须要做的了,因为如果我们不知道涨紧轮摆杆的实际加工步骤时,是根本无法继续进行下一步的,不知道怎么去进行加工,是无法根据实际加工时的各种情况来分析零件的加工工艺路线的。在对工艺路线的制定与选择时,我们不仅仅要对零件进行分析,还需要对工作的设备考究,因为在不知道加工环境的情况下,无法严谨的来制定出贴合实际情况的加工路线。在设计的时候需要用到许许多多的资料,这些需要自己来查,还有很多不懂的问题,要与老师同学进行沟通,总之并不是一个很简单的过程,需要进行很多的工作,防止后续的工作出现变故。
 
  (3)首先是要制定一套可靠的涨紧轮摆杆的工艺规程,其次是设计一套涨紧轮摆杆的专用夹具,专用夹具的设计是夹具历史中的一个重要发现,它能更好的保证零件加工出来的质量,尽管他使用范围并不广泛,但依然有着重大的作用,在设计的时候,需要考虑到以下的问题:
 
  ①第一是选择基准:对于夹具的设计,定位是重中之重,在确定定位方案的的时候,第一个要做的就是选择基准,在基准的选择时,需要注意区分基准,还有就是基准的选择原则需要我们掌握,基准的选择要依据基准的选择原则选择基准的时候,得要使的定位或夹紧简洁方便,在装夹的时候避免出现干涉。
 
  ②自由度是我们第二个要考虑的:在对涨紧轮摆杆装夹定位的时候,需要对涨紧轮摆杆的自由度进行限制,自由度的限制是很重要的,需要定位完全,如果是过定位和欠定位,就会在加工的时候出现我们无法预知的情况,小则工件变形飞出,大则工件打到机床,造成事故,加工出来的零件毫无疑问是不合格的,所以必须要分析零件加工时的工作状态,最后确定的方案第一个是得要合理,第二一个是要满足定位方案。
 
  ③第三就是夹紧机构:设计夹紧机构,第一个就是需要分析涨紧轮摆杆的受力情况。因为在夹紧时里的大小是很关键的,力的大小是保证安全和精度的第一前提,一个合适的力,不会使得工件飞出,也不会因为夹紧力太大而工件变形。另外夹紧方式也是需要考虑的,一次装夹几个工件,加工一个零件大概需要多少时间,在这里所需的夹紧力其实不大,所以完全没必要采用什么气动电动还有液压来夹紧啊,我们选用普通的夹紧方式就行。
 
  ④使用夹具的注意事项:最开始我们应该想到的是夹具要与机床的工作台相连,所以在设计的时候,要有一个能与工作台相连的地方,并且这个地方需要的是与工作台的槽相对应,不是想当然的去设计。关于夹具的设计,第一个是不能太复杂,因为得先满足实际的加工情况,设计的太复杂,那么这个设计将是没有意思的,还有就是夹具的尺寸得依据涨紧轮摆杆来进行调整,尺寸相差过大,是不能保证加工的。因为加工的时时候主要考虑的是孔,但是由于零件是个配合件,需要考虑一下面与面之间的过度以及面的精度,所以在此应该选择使用加工中心进行加工,在夹具尺寸设计的时候,需要有很多的资料来辅助设计,这样设计出来的尺寸才能更贴近于标准,尺寸大或小都会影响整体的协调以及加工的效率和美观等等。此次研究的课题是为了满足实际加工生产的,所以夹具体的设计要求保证夹具机构的合理,正因为如此,才需要更好的研究工件与夹具体,查找资料,并联系见过的夹具体来综合考虑设计出一套满足要求的夹具体。
 
  第2章工艺规程的拟定与涨紧轮摆杆的夹具设计
 
  2.1工艺规程的意义
 
  所谓的工艺规程总的来说就是机械加工的工艺规程,是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法的工艺文件。
 
  一、它的作用:
 
  1、工艺规程不仅仅是生产人员和管理人员都必须按要求约定执行的,也是保证产品合格的技术文件;
 
  2、还是组织与管理,在工作时工作计划的基本依据;
 
  3、也是新建车间和扩建车间时的基本要执行的资料。
 
  二、格式:
 
  1、如图所示是工艺过程卡的图;
 
  2、工艺卡;
 
  3、如图所示是工序卡。
 
  图2-1涨紧轮摆杆工艺过程卡片
 
  图2-2涨紧轮摆杆工序卡片
 
  三、制定准则:
 
  1、指定是要保证加工质量;
 
  2、在满足生产的情况下尽量提高生产效率;
 
  3、制定时考虑零件的成本,不宜过高;
 
  4、制定时要考虑生产的安全,生产条件必须满足。
 
  四、工艺规程的拟定步骤;
 
  1、首先制图分析;
 
  2、确定毛坯的大小形状;
 
  3、按照定位方案来选择定位基准;
 
  4、工艺路线拟定;
 
  5、计算定位误差,各工序间的尺寸,保留加工余量;
 
  6、切削三要素的计算和选择;
 
  7、选择设备和工具;
 
  8、填写技术要求,检验标准;
 
  9、撰写工艺文件。
 
  2.2零件三维图及原理分析
 
  本次设计的涨紧轮摆杆如图2-3所示。涨紧轮摆杆主要由几个孔配合轴进行工作,所以加工时主要考虑孔的精度,另外,涨紧轮摆杆是一种结构较为接单,外形相对来说简单,但是一次装夹难以加工完整的零件。还有就是需要多次装夹,在工艺规程的制定时,仅需要简明扼要地表达出来就行。
 
  图2-3涨紧轮摆杆三维图
 
  2.3零件图的工艺分析
 
  图2-4是涨紧轮摆杆的二维图,需要对涨紧轮摆杆的二维图进行分析,同时要考虑涨紧轮摆杆的技术要求;
 
  图2-4涨紧轮摆杆的二维图
 
  涨紧轮摆杆零件的毛坯是铸造的,先要进行浇铸才能加工。该涨紧轮摆杆需要由孔与轴配合使用。涨紧轮上的孔要先粗加工然后精加工,除开孔之外的的面在使用时精度要求较低,铸造出来的零件表面质量较为粗糙需要考虑的问题总的来说还是比较多的,所以应慎重拟定工艺路线。
 
  2.4确定加工余量
 
  一个零件从最开始的样子,直到最后变成我们想要的样子并且属于那种完全符合要求的,在这之间两个样子件相差的金属层厚度称之为加工余量,总厚度称之为加工总余量。在加工时经过了一道道的工序,每一道工序都需要切削一成,这就是工序间的余量。
 
  根据零件的材料,铸造的方法,查阅下表2-1,此处公差等级应为CT=9。
 
  表2-1公差等级表
 
  以下是公差等级表,如表所示,涨紧轮摆杆的机械加工余量应=2.0。
 
  表2-2公差等级加工余量表
 
  2.5选择基准
 
  2.5.1确定工艺基准
 
  工艺基准是零件在加工、测量还有整个过程中所使用的的基准。可按照用途可分为以四类:
 
  (1)一是工序基准。
 
  (2)二是定位基准。
 
  (3)三是测量基准。
 
  (4)四是装配基准。
 
  2.5.2粗基准还有粗基准
 
  选择粗基准还有精基准的时候,主要需要考虑的还是是保证加工工件的精度,所以我们一般都是优先考虑的是精基准,粗基准在精基准之后在做考虑。
 
  一、精基准选择的原则:
 
  在我们考虑精基准时,有两个方面是我们要顾及的:第一是零件加工的精度,二是安装工件要安全且方便。精基准选择有以下几个原则:
 
  a.第一个是基准重合的原则,定位基准尽量选用设计基准来,这样做是为了能够实现基准重合,这样就能更好的避开了基准补不重合的情况,导致基准不重合误差,下图就是基准不重合误差的实例。
 
  图2-5基准不重合误差实例
 
  b.第二个是基准统一的原则,工件加工时无需太多基准,二是某一个基准的选用就可以加工很多的地方,减少了工步,这个时候最好的选择就是使用这一个基准来作为精基准,这样一来就能很好地保证基准的统一原则,不然转换基准时就会出现误差,下面就是基准统一原则的实例。
 
  图2-5基准统一原则的实例
 
  c.自为基准的原则,精加工时,或者说是光整加工的时后,可能某一个面的加工余量在相对来说要求的余量是比较小且均匀的,这样的话,选择需要加工的这一个表面来作为精基准肯定是最好的,因为这样一来德华,他就能满足自为基准的这一原则。则应先行工序来保证这个面与除这个表面外的其他的面的位置精度,自为基准实例如下。
 
  图2-6自为基准原则的实例
 
  d.互为基准的原则,加工余量要保证是比较均匀的或着是位置精度需要较高时,我们选择互为基准,反复加工的原则就应该是最好的选择,因为互为基准,吩咐加工的时候,就避免了很多情况,能更好的解决加工余量与位置精度的问题。
 
  e.简便可靠的原则,选择基准的方案都多种多样,但是在选择的时候,除去定位准确、稳定可靠等条件,应该选择众多方案中的最为简单的那一组。
 
  二、粗基准选择的原则:
 
  一般我们对粗基准来进行确定的时候,首先应该能够在各加工面上都能够有足够的余量去加工得前提下,并且粗基准只能说是一个过渡,最好是尽快过渡到精基准。
 
  a.一开始的时候,如果说是要先保证哪一个表面上的拥有较为均匀的余量,那么最好的就是先选择这个面来作为粗基准;
 
  b.开始时,如果我们最先考虑的时加工面与非加工面的位置间的精度,则粗基准的选择应该是不见共面;
 
  c.粗基准的表面相对来说应该是面积比较大的,还有就是不能够太粗糙;
 
  d.作为粗基准,一般都是只使用一次的,如果使用次数较多,就会造成精度偏差较大。粗基准的选择实例。
 
  图2-7床身加工的粗基准选择的实例
 
  2.6拟定工艺路线
 
  工艺路线:所谓工艺路线,就是一个零件,从一个毛坯变成成品的这么一个加工路线。关于涨紧轮摆杆的工艺路线的拟定,我们主要依据了一下几个工序安排的原则:
 
  (1)首先需要安排的是加工后续的工序用来作为精基准的表面,之后使用该表面来作为一个基准面来加工其他的面;
 
  (2)将平面作为加工孔的精基准,容易保证加工时孔的位置精度;
 
  (3)先主后次;
 
  (4)先粗后精;
 
  在对涨紧轮摆杆的工序进行拟定时,先粗加工外轮廓面,然后粗加工两端面,加工完孔以后再回头来精加工两端面和外轮廓面。
 
  第3章设计夹具
 
  本次的设计针对的是涨紧轮摆杆上D22、D50、D70的光孔的加工的夹具。
 
  夹具光听名字就晓得在加工某一零件时,用来固定零件的一种工具,数控机床所使用的夹具,不像日常生活中我们用来固定东西的物品,因为它需要承受的切削力是非常大的,因为机床的力矩特别大。需要有很好的不同于一般的定位的定位精度,而且他必需要有很好地疲劳强度,不可能仅仅使用个几天就要更换夹具。夹具还是要跟机床啊工件啊什么的是相连的,所以还得方便拆卸,一边呢是与机床工作台相连接,一边固定工件,保证加工时工件有良好的位置精度,保证工件有良好的精度,保证加工效率和节约成本。
 
  3.1夹具体的组成
 
  夹具体的组成无论怎么来说他都是有很大的相似之处,都是需要由几个特定的元件组合构成一个完整功能的夹具体。如图3-1所示,就是一个简单的夹具三维示意图。
 
  图3-1夹具体的三维示意图
 
  从上图来进行分析,我们得出的结论是,一个完整且统一的夹具体大致可分为以下几个部分:
 
  1.第一就是夹具体当中的定位支承元件。定所谓位支承元件就是在夹具体工作的过程中,他既能够确定涨紧轮摆杆加工的正确位置,还能支承住涨紧轮摆杆,起到定位作用。
 
  2.第二就是用来夹紧的装置。如下图中的地九个元件压紧杠杆,夹紧元件的主要目的就是保证将工件压紧并且夹牢,并保证在加工的时候加工面能够保持不动,能够在加工时确保工件的精度和生产安全。
 
  3.第三是连接定向元件和连接表面。这种元件目的是将夹具体相连,并连接工作台的元件。没有这几种元件,就无法使得整个系统达成统一,无法工作。
 
  4.第四就是用来对刀的对刀元件以及起到导向作用的导向元件。
 
  5.剩下的就是其他的例如用来的辅助装置或元件。
 
  6.夹具体。如图中得元件一所示,夹具体他作为夹具中的一个基本元件,在其他元件装配上能够使他们构成一个整体。
 
  3.2设计夹具要求
 
  在做夹具体的设计之前我们需要先了解的是怎设计一个夹具的前提到底是什么,到底一个合格得夹具体需要具备什么样的条件,符合怎样的标准,以下几点是在我查阅资料后总结的:
 
  1.第一机床夹具体应具有良好的强度、刚度和稳定性,在四年的大学中接触学习到的知识以及结合老师指导的还有来源于各种各样的地方的资料文献等,强度、刚度和稳定性这这三项指标无论是谁都应该知道,这三个数据主要是用来评测一个零件到底合不合格的三个标准。并且设计夹具的时候,最为重要也是不能够忽视且必须要论证计算的。因为这不仅仅是能够影响到夹具体本身质量的,这三项指标也会影响到所加工的涨紧轮摆杆的精度和质量,所以首先我们应该着重考虑夹具体的强度、刚度和稳定性。
 
  2.第二就是我们应该综合考虑,使用最适合的尺寸来设计从而满足生产需要。在设计夹具时,我们要从多方面考虑,首先应该考虑工件的生产规模,其次是工件尺寸,然后还应考虑机床的尺寸大小,最后我们还应考虑加工时夹具的受力情况,这都会决定夹具的整体尺寸。
 
  3第三个还得是工艺的优良性。在设计设计的夹具应该要要考虑的是结构要合理、拆装尽量方便并且使用的时候要便捷、维护起来简便然后制造起来简单方便的,不可能一套夹具在加工的时候还特别难加工,还得针对夹具做一套夹具的夹具。
 
  4.第四一个是在设计的时候要选用标准件。选用各种各样的国家标准零件库内的标准件。因为在我们进行设计各种夹具时通常会需要用到许多多的国家标准件,例如:螺钉、键销等,这些具有标准件的夹具的选择的时候我们应该一定要十分着重进行选择,因为并非仅仅是选择一个标准件就行,还要充分考虑到这些标准件能够承受的承载能力和我们使用时的使用标准,选择好这些标准件只后在将其用来对其进行涨紧轮摆杆夹具的设计,因为标准件的加入我们设计时就会更加的节省时间精力。图3-2和3-3所示就是我们平常常见的夹具体。
 
  图3-2常见的夹具体(一)
 
  图3-3常见的夹具体(二)
 
  3.3选择定位的方案和定位原件
 
  3.3.1选择定位方案
 
  一般来说所谓好的定位方案就是能够尽量去限制每个零件的移动和转动自由度,一般我们通常会采用最为合理的零件布置还有就是定位点的方式来尽量限制每个工件的移动和转动自由度。每一个物体摆在自然环境下,并且他不受到其他因素的干扰,它能够自由的绕某一个我们看不见的抽象的轴或者点来旋转的三维方式我们就把它称之为自由度,无论是在什么地方。一个刚体在空间内空都是必须具有六个点的自由度的。下图就是物体在空间内的自由度。
 
  图3-4刚体在空间内的六个自由度
 
  本课题涉及的是涨紧轮摆杆端面上孔的加工,在定位方面的选择上,采用的是孔定位和面定位,加上一个限位块,配合V形块定位锁紧。
 
  3.3.2定位支撑块的设计
 
  在本次设计中,并没有采用普通的定位元件,而是根据实际情况设计了一个支撑定位元件,根据孔的位置设计了一个圆盘形状的定位块,其上有类似销的定位元件,但是是与圆盘相连的,如图3-7。
 
  3-5支撑定位块
 
  (1)材料:T9按照GB/T-1298来确定。
 
  (2)热处理:硬度是55~60HRC的这个范围内。
 
  (3)其他技术条件均按照JB/T 8044-1999的规定处理
 
  3.4设计夹紧装置
 
  3.4.1夹紧装置的组成
 
  如图就是基本夹紧装置组装示意图,如图3-6所示。
 
  图3-6一种夹紧装置组成示意图
 
  (1)定位单元
 
  在夹具系统的设计中,我们首先要做的就是定位,也就是夹具的定位单元,关于夹具的定位,一开始我们就要选择好定位基准,所以我们应该首先分析涨紧轮摆杆的加工工艺过程,从而选择有效的定位基准。然后就需要我们根据定位基准,来根据空间中的六点定位,选择定位方式,定位的方式有很多种,他可能是平面定位,或是点定位,外圆,孔定位等等,本次涨紧轮摆杆所选用的就是平面和孔定位。确定好零件的定位方式后,我们需要对定位方式进行可行性分析,分析定位是过定位,欠定位还是完全定位,分析结果后,则需要根据涨紧轮摆杆的定位方式来选择依次定位元件,之后还要对整个系统来进行定位误差的分析与准确计算等,这才是一整个定位单元的工作最终完成。
 
  (2)夹紧单元
 
  夹紧单元是在涨紧轮摆杆加工工作的时候,工件在受到来自机床的巨大切削力等的情况下,还要使得工件保持在正确的一个加工位置。所以对于整个夹具系统来说,夹紧系统才是最为重要的,因为在考虑安全的情况下,我们才能来考虑关于工件的质量问题。夹紧单元的设计,我们首先要对零件的几何形状以及尺寸来进行分析,却定夹紧力所作用的点和夹紧力的大小,还需要确定其作用力的方向。说到夹紧力,我们又不得不提一下力源装置,力源装置呢是用来提供夹紧力的装置,一般的力源装置可分为3种驱动方式,分别是液压、气动和电动,或者采用机械式夹紧方式来夹紧。在选择夹紧力的方向的时候,我们要从零件加工时的受力方向来分析,有效的结合夹紧力与零件的受力情况,能减少所必需的夹紧力,在确定作用点的时候,我们最好能够选择零件的定位面来夹紧,既可以辅助定位,又能确保工件的夹紧,最后就是有关于夹紧力的计算。夹紧力确定后校核,方可使用。
 
  (3)安装单元
 
  安装单元即为夹具系统与机床工作台的连接,工件与夹具系统的连接,夹具系统内部的连接。也就是说整个系统从夹具的安装,工件的加工,到最后的拆卸,都要依靠安装单元来工作,最开始应该是定位元件与工件的安装与连接,能够确保在开始时工件的定位,然后就是夹紧元件以及辅助元件的连接,确保工件的正确位置后,在使用连接件将夹具的各个系统串联起来最后形成一个完整的夹具系统。
 
  3.4.2夹紧装置的一些基本要求
 
  对于夹紧装置来说我们有着以下的几点的基本要求:
 
  (1)首先是在夹紧的时候,我们一定要保证工件的完全定位,不能使之出现错位的情况。
 
  (2)第二就是在夹紧的时候需要施加的力需要经过计算,夹紧力既不能过大,也不能过小,夹紧力过大,则可能会导致工件变形,但是夹紧力过小的话,则会导致工件松动,造成机械事故等无法挽回的隐患。
 
  (3)第三还是夹紧的的时候过程应简洁明了,不应过于复杂。
 
  (4)再就是夹紧的过程应是简单且安全的,避免夹紧的时候造成意外,出现损失。
 
  (5)最后才是夹紧装置应具备一定的自锁能力,而不是单靠力的驱动。
 
  如图3-9所示,是一种良好的偏心夹紧装置。
 
  图3-7一种偏心的夹紧机构
 
  3.4.3计算夹紧力
 
  公式(3-1)
 
  式中:是一个理论的夹紧力;
 
  是实际的夹紧力;
 
  K是安全系数。
 
  在粗加工的时候,K取2到4;在精加工的时候,K取1到3。
 
  本次设计中,夹紧机构选用的是螺栓锁定配合螺杆夹紧,即为手动锁紧,根据《机械设计手册--联结与紧固篇》,螺栓扭矩计算公式为:
 
  t=kfd公式(3-2)
 
  公式中f是预紧力,也就是所求的轴向
 
  t是扭矩
 
  k是扭矩系数,扭矩系数在机械设计手册上有推荐值
 
  d是为螺栓公称直径,带入数据,即可得轴力。
 
  图3-8一种手动锁紧装置
 
  在计算实际所需要的夹紧力的时候是很复杂的过程,因为要根据实际的加工情况来进行不止一次的分析,在这里我们就不去进行精确的计算了。
 
  3.5夹具体的设计
 
  3.5.1结构的初步分析
 
  本次的研究对象是涨紧轮摆杆,相对来说结构比较简单,并且加工孔的时候我们不需要考虑其他的面,所以我们设计夹具的时候主要考虑的还是工件的装夹与精度的保证,下图是我查阅资料所得的一种装夹工件时比较简单的夹紧装置。装夹时结构与之类似。
 
  图3-9螺杆夹紧结构示意图
 
  考虑到装夹时要比较简单,所以此处采用了螺杆来装夹与夹紧。
 
  3.5.2夹具组件设计
 
  1、底板:底板:每一套机床夹具最为基础的,就是整套夹具的内部底板,夹具上的底板一般是机床用来与其在机床内部工作的平台底板相连的,所以在设计时,应设计U形槽或T形槽,从而能够与机床工作台的导轨相连接。另外底板是夹具的基础,还需要与整套夹具相连接,所以尺寸相对来说是比较大的,所以在保证能很好的连接时,需要考虑到减重的问题。底板的设计还是比较重要的,不然会出现配合误差,如图3-10所示。
 
  图3-10底板
 
  2、定位块:这个元件对于涨紧轮摆杆的夹具来说是比较重要的元件,他既是一个支撑件,又是一个定位件,对于涨紧轮摆杆来说,他能承受更大的切削力,在工作时,无论对于切削的径向力还是轴向力,能承受的力都比较大
 
  图3-11定位块
 
  3、支撑板在这里的支撑板呢主要是用来支撑转、钻模板的,由于转模板比较大,所以支撑板的结构也是比较大的,并且为了夹具的加工比较方便,将转模板分为两部分,另外还有有一个支撑板主要是用来固定手柄用来夹紧的。
 
  图3-12支撑板1
 
  图3-13支撑板2
 
  4、支撑定位装置:支撑定位装置它是由几个元件组成的,底部的两个小的支撑块用来支撑元件,保证了工件的水平位置精度,连杆和螺杆主要用来夹紧,他们的连接采用了类似阀体的工作原理,利用了球面与曲面的配合,限制了工件在Z方向的自由度。如图3-16。
 
  图3-14支撑定位装置
 
  5、限位块,限位块是支撑定位装置中的一个小零件,它虽然小但是却起到了很重要的作用,在工作时用来承担轴向力,防止工件受力倾斜或变形。
 
  图3-15限位块
 
  6、V形块:V形块在夹具体中起到了一个夹紧的作用,此V型块在此处还起到了点各位的作用,在夹紧的同时限制了Y方向的自由度。由于工件距离底板有一定的距离,所以此处还配合了一个V形块的限位块来使用。
 
  图3-16
 
  图3-17 V形块限位块
 
  7、钻模板,钻模板的主要作用就是用来固定整个钻套的。
 
  8、钻套,钻套一般是在进行钻孔时主要用于固定钻头、铰刀等专用刀具的工作轴线固定位置的,并且这些钻套的具体尺寸与操作规格也都是已经完全标准化了的。如图是钻套的选择尺寸表。
 
  表3-1钻套的尺寸选择产考表
 
  3.6.3夹具体的总装配
 
  如下图所示,就是涨紧轮摆杆的总装配图,也是夹具的工作状态,主要是用来加工D22、D50、D70的光孔。
  • 上一篇: 没有了