缸体类零件机械加工工艺规程设计及夹具设计毕业设计论文[管理资料].pdf

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用了3个卡爪来定位工件毛坯,三抓卡盘的定位,多采用定心夹紧机构。它常用于外圆及端面的回转体的加工。三爪卡盘的定位元件是它的三个卡爪,这三个卡爪既是它的定位元件,也是它的夹紧元件,它们能同时趋近或退离工件,使工件的定位基准与限位基准重合,而这种定心和夹紧双重功能的机构,称为定心夹紧机构。定心夹具机构可以分为两类:一类为等速移动的定心夹紧机构,它是利用定心——夹紧元件的等速移动来实现定心夹紧的,另一类称为均匀变形定心夹紧机构,它是利用薄壁弹性元件受力后的弹性变形实现定心夹紧的。而三爪卡盘是属于前一种,它利用了三个卡爪等速向卡盘的圆心移动来定位工件。三爪卡盘是由三个卡爪,卡盘和里面的齿轮机构组成。当要加工零件时,零件首先要放在三爪卡盘的的前方,然后用一把手来扭动三个卡爪,图4就是扭动三爪的把手:图4扭动三爪的把手把手扭动卡盘,带动了里面的齿轮机构,它们会慢慢的使三个卡爪同时接近于一点,然后随着把工件放到三个卡爪慢慢接近的中心,因为用三爪卡盘夹紧的话,工件的受力面是毛坯的圆柱面,由于三个卡爪与工件的接触面多是平面,而毛坯的圆柱面,由于没有经过加工,所以会与三个卡爪慢慢接近的圆心有所偏差,为了减少这样的误差,根据老师傅的经验所得,:..会使他们的同心度会提高点。由于是粗加工,考虑到他的转速和加工工艺,夹紧的时候,尽量夹紧,因为不用考虑零件的表面是否回变形。而这次的工件的定位,要两个定位,一个是轴向定位,那就是车端面,还有一个是径向定位,那就是车圆柱表面,还有一个是钻中心空。这是粗加工的第一步,而在做这些时,工件必须要换头,然后再夹,在再夹的过程中,由于一面已经粗加工过,所以在再夹紧时,用力要均匀。还有要考虑车床夹具在车床主轴的安装方式,:(1)夹具体直径D小于140mm或D<(2~3)d的小型夹具,一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中,并用螺钉拉紧,此种安装方式的安装误差很小。(2)径向尺寸较大的夹具,一般用过度盘安装在主轴的头部,过度盘与主轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。三爪卡盘的过渡盘就是卡盘,它的卡盘以定位孔按H7/h6与主轴相配合,用螺纹紧固,轴向由过渡盘端面与主轴前端的台阶面接触,为防止停车与倒车时因惯性作用或使两者松。开,用压板固定在了主轴上。不过,这样安装精度受配合精度的影响。在夹具的定位时,还要注意如下几个问题:(1)结构要紧凑以及悬伸长度要短车床夹具的悬伸长度过大,会加剧主轴轴承的磨损,同时引起震动,影响加工质量,因此,夹具结构应紧凑,悬伸长度要短。夹具的悬伸长度L与轮廓直径D之比应控制如下:直接小于150mm的夹具,L/D≦直径在150~300mm之间的夹具,L/D≦直接大于300mm的夹具,L/D≦(2)夹具应基本平衡三爪卡盘夹具,一般设有平衡装置,以减少震动和主轴轴承的磨损。平衡的方法是设置配重块或加工减重孔。配置重块的质量或减重孔应去掉的质量可用隔离法近似计算。即把工件和夹具上的各个元件隔离成几部分,以夹具的回转轴线为对称中心,对称相等的略去不计,不对称相等的部分则按力距平衡公式计算m1r1=m2r2m1——不对称部分的质量r1——不对称部分重心位置至回转中心的距离m2——配重块(或减重块)的质量:..——配重块(或减重块)重心位置至回转中心的距离为了弥补估算法的不准,配重块上(或夹具上)应开有径向槽或环型槽,以便夹具装配时调整其位置。(3)夹具体要成圆形车床的夹具的夹具体应为圆形,夹具上(包括工件在内)的各个元件不应伸出夹具体的圆形轮廓之外,以免碰伤操作者。这几个条件三爪卡盘基本上多满足了。此外,还有应注意切削的缠绕和冷却润滑液的飞溅等问题,必要时应设置防护罩。用夹具装夹时保证工件加工精度条件采用夹具装夹法对工件加工时,为保证工件加工表面相对其它有关表面的尺寸和位置精度,必须满足以下的三个条件:(1)工件在夹具中占据一定的位置;(2)夹具在机床上保持一定的位置;(3)夹具相对***保持一定的位置。,工件定位表面的尺寸变化不大,所以在这里我把航空座椅锁扣缸体零件的加工夹具设计为卡盘式斜楔气动三爪卡盘(如图5),因为这类卡盘夹具的结构是对称的,回转时的不平衡影响较小。:..5斜楔气动三爪卡盘总装图1—夹具体2—楔体3—螺钉4、6—顶柱5—套筒7—滑块8—卡爪9—弹簧接触面积较大,故磨损小,又由于斜面的增力作用,能够产生足够的夹紧力。图中楔体2上有三个沿周围斜楔气动三爪卡盘它是利用斜面的作用原理将轴向移动变为径向定心夹紧,由于斜面接均匀分布的15度斜槽,滑块7的钩形部分插入斜槽中。当气缸的活塞杆经拉杆、螺钉3、套筒5带动楔体2作轴向移动时,迫使滑块7及与其相连的卡爪8作径向移动,从而夹紧或松开工件。弹簧顶柱4用以防止螺钉3与拉杆的连接松脱。用插头扳手插入楔体中部的六方孔中,将楔体逆时针转动,滑体7的钩形部分即从楔体中脱开,以拆下楔块。弹簧顶柱6在滑块脱开楔体时,防止其脱落。弹簧9可阻止楔体因受振动而发生偏转。夹紧元件的选择和计算夹紧装置是家具中最重要的部分,其设计或选用的是否合理,对于保证加工质量,提高生产效率,降低成本及创造良好的工作条件都有很大影响,因此,设计夹紧装置时应满足以下基本条件:(1)在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置。(2)夹紧应可靠和适当。夹紧机构一般有偶子锁作用,保证在加工过程中不会产生松动或震动。夹紧工件时不允许工件产生不适当的变形和表面损坏。(3)夹紧装置应操作方便,省力,安全。(4)夹紧装置的复杂程度与自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。在保证加工质量和生产率的前提下结构设计应力求简单,紧凑,并尽量采用标准化元件。夹紧元件的选择首先要确定夹紧力的大小,夹紧力包括大小,方向,作用点三个要素。所以最先确定的:..(1)夹紧力作用方向应有利于工件的准确定位,而不能破坏定位,为此一般要求夹紧力方向朝向定位元件,且应垂直于主要定位基准。在粗加工工序里,三爪卡盘的夹紧力方向与工件的夹紧力方向是垂直的,所以这一准则,三爪卡盘满足了。(2)夹紧力作用方向应使工件夹紧变形下,为此一般要求夹紧力作用方向最好指向工件刚度最大的方向。在回塞零件粗加工时,由于毛坯的材质多是45号钢,所以不存在这样的问题。(3)夹紧力的作用方向应有利于减少夹紧力,为此要求夹紧力方向尽可能与切削力,工件重力方向一致,以减小所需夹紧力。在粗加工时,切削力的方向与夹紧力的方向成个90度的角图6夹紧力的作用方向图6中:F―――是夹紧力W―――是切削力象这种夹法,,因而夹紧装置的结构形式也是种类繁多,但夹紧装置的组成却大体相同,即由以下几部分组成:(1)力源装置力源装置是产生夹紧原始作用的动力源。同常使用的动力装置有气压装置、液压装置、电动装置、磁力装置等。:..(2)夹紧机构夹紧机构一般由中间递力机构和夹紧元件组成。它的作用是传递原始作用力,改变其大小、方向,使之变为夹紧力,并执行夹紧工件的任务。对夹紧装置的基本要求夹紧装置是夹具中重要的组成部分,其设计或选用的是否合理,对于保证加工质量,提高生产率,降低成本及创造良好的工作条件都有很大的影响,因此,设计夹紧装置时应满足以下基本要求。(1)在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置。(2)夹紧应可靠和适当。(3)夹紧装置应操作方便,省力、安全。(4)夹紧装置的复杂程度与自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。:(1)夹紧力作用方向应有利于工件的准确定位,而不能破坏定位。(2)夹紧力的作用方向应使工件夹紧变形小。(3)夹紧力作用方向应有利于减小夹紧力。,并非是指夹紧元件与工件接触处的一点,而是指二者之间相互接触处的一小块面积。夹紧力作用点是在其作用方向已定的情况下,确定其位置和数目。一般应符合以下原则:(1)夹紧力作用点不能引起工件产生位移和偏移产生位移和偏转会破坏工件的定位为此要求夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内。(2)夹紧力作用点应使夹紧变形小为达到这项要求,夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位,或采取增加夹紧力作用点数目和增大接触面积等措施减小夹紧变形。(3)夹紧力作用点应尽量靠近加工部位这可使切削力对夹紧力作用点力矩变小,从而减小工件的转动趋势和振动。必要时,可在靠近部位增设辅助支承,并施加附加夹紧力,以减小切削过程中的振动和变形。夹紧力的估算在夹紧方向和作用点位置确定以后,还需合理的确定夹紧力的大小。夹紧力过小,则夹紧不稳固,会使工件在切削过程中产生位移,并容易引起振动。夹紧力过大,又会造成工具或夹具不应有的变形或表面损坏。其结果都对加工质量不利。因此,应对所需的夹紧力进行:..估算。夹紧力的大小主要取决于切削力F和工件重力G,必要时,还须考虑离心力,惯性力等的影响。除此之外,夹紧力大小还与工艺系统的钢性,定位副表面及工件受压表面粗糙度等因素有关。因此确定夹紧力大小是相当复杂的,一般只能粗略估算。为简化计算,在设计夹紧装置时,一般主要考虑切削力(距)对夹紧的影响,并假设工艺系统是刚性的,切削过程是稳定不变的。其估算方法是首先找出切削过程中对夹紧最不利的情况,以工件为受力分析对象,分析作用在工件上的各种力,再根据力系平衡条件,列出静力(矩)平衡方程,求出计算夹紧力Wa,公式为WaL1=FL2,受力的方式如图7:图7受力分析Wa——是夹紧力F——是切削力L1——是夹紧力的力矩L2——是切削力的力矩由于工件是汽车活塞,本来体积小,相对于夹具的自重,这里可以忽略不计。这里的切削力F估计为3000N,L2是60mm,L1是17mm。所以根据公式可得Wa是10588N。由于是估算,所以最后还要乘以一个适当的安全系数K,即的得出所需的实际夹紧力W,即W=KWa。其中安全系数K:用于粗加工时,K=~3;用于精加工时,K=~。由于是粗加工,所以W=*10588W=28587N。相对于其它工件而言,这次夹紧时,需要加力杆。斜楔的增力特性和升角的合理选择:..夹紧力W与原始力Q之间的比值成为增力系数,用i表示。它表示夹紧机构的增力特征如图8所示。对于斜楔夹紧:i=￣W/Q=1/tga1+tg(b+a2)由是上式可见:当原始作用力Q一定时,b则越小i则越大,即夹紧力W俞大,且自锁性能就越好,但在工作中斜楔的移动距离和长度相应增大,夹紧速度减慢,所以选择升角a时,应注意兼顾增力,自锁与行程两方面的问题。图8楔体的受力分析:..结论本课题主要研究航空座椅锁扣缸体零件机械加工工艺规程设计及夹具的设计和航空座椅锁扣缸体零件图的工艺分析,航空座椅锁扣缸体零件机械加工的毛坯的以及其机械加工时的毛坯定位基准以及加工方法和工艺路线的拟定。机械加工时的毛坯的定位基准的选择,工序余量和工序尺寸的确定。航空座椅锁扣缸体零件的机械加工过程卡片及工序卡的制定以及对机床夹具的类型,机床夹具的作用的概述等同时也介绍了用夹具装夹时保证工件加工精度条件。本次的课题设计让我们进一步巩固和掌握前面所学的专业基础知识,加深了对机械加工工艺、机械基础、CAD/CAM、工程力学等专业知识的更深层次的学****致谢通过这次对机械加工工艺规程设计及夹具设计,让我对机械加工工艺和机床夹具有了更深的了解,从而巩固了我所学的机械基础、机械设计等专业知识。可能本次的课题设计或多或少分析得不够透彻,存在着很多的漏洞。希望在以后的日子里可以进行更一步的完善。在这次设计的整个过程中,我学会了自己去分析机械加工工艺规程设计及夹具设计的基本方法。在未来的工作中,这可能会起到很大的帮助作用。我也很感谢有这样的一次机会。对此,我要特别感谢我的专业负责老师董必辉老师和课题设计指导老师姚树建老师在我的设计过程中不断的给我建议,以及在整个过程中,给我启迪和提供信息。还有在此设计中帮助过我的同学和朋友们,我会在以后的日子里继续努力的,大家要一起努力,加油!:..参考文献1所学过的有关课本及设计手册;2;3王先逵,2003;4一些有关计算机绘图的软件及书,如:AutoCAD等;5黄森彬,2001;,2003;,1992;8肖继德.***出版社,2003。