【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有預覽點開可看。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無水印,高清圖,壓縮包內(nèi)文檔可直接點開預覽,需要原稿請自助充值下載,所見才能所得,請細心查看有疑問可以咨詢QQ:11970985或197216396
畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯
系 別: 機電信息系
專 業(yè): 機械設計制造及其自動化專業(yè)
班 級:
姓 名:
學 號:
外文出處: 機器人和計算機集成制造
21(2005)368-378
附 件: 1. 原文; 2. 譯文
2013年3月
夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂
CAM實驗室,機械工程學系,伍斯特理工學院研究院,100路,伍斯特,碩士01609,美國
2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表
摘 要
幾何約束是夾具設計中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達。然而,如何分析和修改在實際夾具設計實踐過程中的一個非確定性的定位計劃尚未深入研究。在本文中,提出了一種方法來描述在限制約束下的重點夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài),如果它存在,可以識別給定定位計劃??梢宰詣幼R別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計劃,并為修訂提供指引,以最終實現(xiàn)確定性的定位。
關(guān)鍵詞:夾具設計;幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束
1.介紹
夾具是用于制造工業(yè)進行工件牢固定位的一種機制。在零件加工過程中規(guī)劃一個關(guān)鍵的第一步,夾具設計需要,以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則,在一般情況下,是最廣泛使用的指導原則發(fā)展的位置計劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。
一個加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是,必須提供工件確定的位置。這種觀點指出,定位計劃生產(chǎn)的確定位置,工件不能移動,而至少有一個定位不會失去聯(lián)系。這一直是夾具設計的最根本的準則之一,許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明,工件在任何定位計劃分為以下三個類別:
1、良好的約束(確定性):工件在一個獨特的位置進行配合,工件表面與6個定位器取得聯(lián)系。
2、限制約束:不完全約束工件的自由度。
3、過約束:工件自由度超過6定位的制約。
在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響,而采用點接觸面積。他們介紹了接觸矩陣,并指出,兩個接觸的機構(gòu)不應該有平等的,但在接觸點曲率相反。卡爾森[4]認為,可能沒有足夠的應用,如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個二階泰勒展開,其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費雷拉[5]應用周對3-2-1的位置擬訂,制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。
在淺田的擬定方案中,他們假設工件夾具元件和點之間的聯(lián)絡無阻力。理想的位置q*,而應放置工件表面和分片,可微函數(shù)是gi(見圖1)。
表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應該有一個獨一無二的解決方案為下列所有定位方程組。
gi(q)=0,i=1,2,...,n (1)
其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。
只有考慮到目標位置q*附近在處:
淺田表明
(2)
hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣,矩陣式所示(3)。確定定位
如果雅可比矩陣滿秩,可滿足要求。 (2)只有q=q*一個解決辦法
(3)
在1個3-2-1定位計劃中,一個約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6,工件是限制約束的,即存在至少有一個工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩,但定位大于6定位,工件是過約束,這表明存在至少一個定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個模型除了3-2-1,可以建立基準框架提取等效的定位點。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。
圖1 .夾具系統(tǒng)模型。
表1
等級 數(shù)量的定位 地位
<6 - 在受限
=6 =6 約束
=6 >6 過分約束
康等[7]遵循這些方法和他們實施制定的幾何約束分析模塊其自動化的計算機輔助夾具設計的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯誤。熊等人[8]提出的等級檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下:
在受限:ΔX=WLΔr, (4)
約束:ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5)
過分約束:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6)
λ是任意一個向量。
他們還介紹了從這些矩陣的幾個指標,評價定位配置,其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而,他們的研究分析,不涉及非確定性定位的修訂。目前,還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設計系統(tǒng)的研究。
2.定位完整性評價
如果不確定性的位置達到夾具系統(tǒng)設計的要求,設計師知道約束狀態(tài)是什么,以如何改善設計是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束,是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時,所有有關(guān)知識約束工件的議案,可以引導設計師選擇額外的定位或使得修改定位計劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。
在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評價狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL:
如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi]
每一個定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下:
(7)
當?shù)燃墸╓L)=6,n=6時,是工件良好約束。
當?shù)燃墸╓L)=6,n>6時;是工件過約束。
這意味著(n-6)有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制(n-6)定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學表示方法,那就是(n-6)在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。
圖2 幾何約束狀態(tài)描述
圖3一個簡化的定位方案。
定位方案,提供了確定性的位置。發(fā)達國家的算法使用下列方法確定不必要的定位:
1、找到所有的(n-6)組合定位的。
2、為每個組合,從(n-6)定位器確定定位方案。
3、重新計算矩陣秩的定位為左六個定位器。
4、如果等級不變,被刪除的(n-6)定位器是負責過約束狀態(tài)。
這種方法可能會產(chǎn)生多種解決方案,并要求設計師來決定哪一套不必要的定位應該被刪除以最佳定位性能。
當?shù)燃墸╓L)<6,工件的限制約束。
3。算法的開發(fā)和實施
在這里待開發(fā)的算法,將致力于提供信息的不受限運動工件在不足的約束狀態(tài)。假設有n個定位器之間的關(guān)系的工件的位置/定向誤差和定位誤差可以表示為如下
其中,DX; DY,DZ,AX,AY,AZ沿X,Y,Z軸和X,Y,Z軸的旋轉(zhuǎn),分別是位移。直接還原鐵
第i個定位器的幾何誤差。 WIJ的定義是正確的廣義逆的定位矩陣WR?WTL
eWLWTL
為了找出所有未受限運動的工件,V =dxi ; dyi ; dzi; daxi; dayi; dazi介紹了V DX = 0.
由于 rank(△X)<6必須存在有非零V滿足式,每個非零的解決方案的V代表一個無約束
運動。每學期的V代表該運動的一個組成部分。例如,[0; 0; 0; 3; 0; 0] 說繞x軸的旋轉(zhuǎn)不約束裝置 ,[0; 1; 1; 0; 0; 0 ] 工件可以沿著由下式給出的方向向量[0; 1; 1 ] 有可能是無限的解決方案。解空間,然而,可以構(gòu)造6- rank(WL)基本的解決方案,致力于以下分析,找出基本的解決方案。
示出,Wr的行向量之間的依賴關(guān)系:在特殊情況下,例如,所有W1J等于零,
V具有一個明顯的解決方案,[1,0,0,0,0,0],表示沿x軸的位移還沒有限制。這是很容易理解,因為△=0在此情況下,這意味著相應的工件的位置誤差是不依賴任何定位錯誤。因此,相關(guān)的動議未約束的定位器。此外,結(jié)合動議不約束,如果是△X的元素之一,可以作為其他元素的線性組合表示。然而,它
可以移動向量定義的x-和y-軸之間的沿對角線
為了找到解決辦法一般情況下,以下策略:
1. 在定位矩陣消除依賴的行(S)。
2。計算6不正確的修改后的定位矩陣的廣義逆
3
4規(guī)范的自由運動空間。
5計算未定的V
6. 基于該算法,一個C ++程序的目的是為了查明受限的狀態(tài)下,不受約束的
運動。
實施例1。在一個表面的磨削操作中,位于一個工件的夾具系統(tǒng)上,如示于圖。 正常矢量和每個定位器的位置如下:
因此,定位矩陣被確定。
在有限的定位方案
這種定位系統(tǒng)提供了根據(jù)有限的定位因為rank(WL)=5<6,該程序,然后計算
正確的定位矩陣的廣義逆
第一行是公認的依賴行,因為這一行的去除不影響矩陣的秩?!捌渌迮攀仟毩⒌男?。發(fā)現(xiàn)根據(jù)獨立的行的線性組合規(guī)定下約束狀態(tài)的程序的步驟5。這種特殊情況下的解決方案是顯而易見的,所有系數(shù)均為零。因此,所述un-約束運動的工件可以被確定為V=[100000]這表明,工件可沿x方向移動?;谶@個結(jié)果,一個額外的定位器應該是采用約束沿x軸的工件位移。
實施例2。圖5示出了鉸接3-2-1定位系統(tǒng)。的法線矢量和每個定位器的位置,在這最初的設計如下:
這種配置的定位矩陣是
610真正的設計修改
修改定位矩陣變?yōu)?
修改后的定位矩陣是正確的廣義逆
檢查的程序依賴行,每一行是依賴其它五個行。不失概括性的,第一行被視為依賴行。 5×5改進的逆矩陣
根據(jù)第5步中,計算五個未確定的V條件
該矢量表示的位移的組合定義的自由運動,沿[1,0,1.713]方向結(jié)合旋轉(zhuǎn)[0.0432,0.0706,0.04]。要修改這個定位的配置,另一種定位器被添加到限制這種自由運動的工件,假設定位L1刪除在步驟1中。該程序可以也算自由運動的工件,如果一個定位器以外L1刪除在步驟1中。這提供了多的設計師的修訂選項。
4.總結(jié)
確定性的位置是一個重要的要求夾具定位方案設計。分析標準決定性的地位已經(jīng)確立。為了進一步研究非確定性狀態(tài),提出了一種用于檢查幾何約束的狀態(tài)已經(jīng)研制成功。該算法可以識別欠約束狀態(tài),并指示不受限運動的工件。它也承認過約束的狀態(tài)和不必要的定位器。輸出信息,可以幫助設計師來分析和改進現(xiàn)有的定位方案。
參考文獻
[1] Asada H, By AB.。自動重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運動學分析。 IEEE J機器人autom1985; RA-1:86-93。
[2] zhou YC,Chandru V,Barash MM。加工裝置的自動配置的數(shù)學方法分析和綜合。反ASME J英工業(yè)1989;111:299-306。
[3] Wang MY, Liu T, Pelinescu DM.。夾具運動學分析的基礎上充分接觸剛體模型。 J制造業(yè)│科學與工程2003;125:316-24。
[4] Carlson JS。剛性零件的裝夾和定位計劃的二次靈敏度分析“。 ASME J制造業(yè)│2001年科學與工程;123(3):462-72。
[5] Marin R, Ferreira P.確定性3-2-1定位計劃的運動學分析和綜合加工裝置。 ASME J制造業(yè)│科學與工程2001年;123:708-19。
[6] Hu W.設置規(guī)劃和公差分析。博士論文中,伍斯特理工學院;2001年。
[7] Kang Y, Rong Y, Yang J, Ma W.計算機輔助夾具設計驗證。大會Autom2002;22:350-9。
[8] Rong KY, Huang SH, Hou Z.先進的計算機輔助夾具設計。波士頓:愛思唯爾;2005年。
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
拔叉
拔叉
工序名稱
鑄造出毛坯
工序號
10
技檢要求
按照圖示要求保證粗糙度要求,要求已加工平面無明顯刀痕
基準面
外圓面
材料
同時加工零件數(shù)
設備
牌號
硬度
名稱
型號
KTH350-10
200HBS
1
車床
CA6140
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
JIAJU01
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進給量(毫米/轉(zhuǎn))
機動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
鍛造出毛坯
2
3
4
擬制
日期
審核
日期
批準
日期
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
拔叉
拔叉
工序名稱
毛坯熱處理,時效處理
工序號
20
技檢要求
按照圖示要求保證粗糙度要求,要求已加工平面無明顯刀痕
基準面
外圓面
材料
同時加工零件數(shù)
設備
牌號
硬度
名稱
型號
KTH350-10
200HBS
1
車床
CA6140
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
代號
JIAJU01
專用夾具
JIAJU01
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進給量(毫米/轉(zhuǎn))
機動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
毛坯熱處理,時效處理
2
3
4
擬制
日期
審核
日期
批準
日期
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
拔叉
拔叉
工序名稱
銑削外圓Φ32一端面
工序號
30
技檢要求
按照圖示要求保證粗糙度要求,要求已加工平面無明顯刀痕
基準面
外圓面
材料
同時加工零件數(shù)
設備
牌號
硬度
名稱
型號
KTH350-10
200HBS
1
車床
CA6140
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
代號
JIAJU01
JIAJU01
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進給量(毫米/轉(zhuǎn))
機動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
銑削外圓Φ32一端面
32
3
0.9
143
660
0.9
15 min
2min
YT30面銑刀
1
專用夾具
1
游標卡尺
2
3
擬制
日期
審核
日期
批準
日期
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
拔叉
拔叉
工序名稱
銑削外圓Φ32另一端面
工序號
40
技檢要求
按照圖示要求保證粗糙度要求,要求已加工平面無明顯刀痕
基準面
外圓面
材料
同時加工零件數(shù)
設備
牌號
硬度
名稱
型號
KTH350-10
200HBS
1
車床
CA6140
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
代號
JIAJU01
JIAJU01
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進給量(毫米/轉(zhuǎn))
機動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
銑削外圓Φ32另一端面
56
3
0.9
143
660
0.9
15 min
2min
YT30面銑刀
1
專用夾具
1
游標卡尺
2
擬制
日期
審核
日期
批準
日期
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
拔叉
拔叉
工序名稱
車中心孔Φ19H9
工序號
50
技檢要求
按照圖示要求保證粗糙度要求,要求已加工平面無明顯刀痕
基準面
外圓面
材料
同時加工零件數(shù)
設備
牌號
硬度
名稱
型號
KTH350-10
200HBS
1
車床
CA6140
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
代號
JIAJU01
專用夾具
JIAJU01
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進給量(毫米/轉(zhuǎn))
機動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
車中心孔Φ19H9
56
3
0.9
143
660
0.9
15 min
2min
外圓車刀、
游標卡尺
1
專用夾具
1
游標卡尺
2
擬制
日期
審核
日期
批準
日期
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
拔叉
拔叉
工序名稱
鏜R24半圓孔,鏜R30半圓孔
工序號
60
技檢要求
按照圖示要求保證粗糙度要求,要求已加工平面無明顯刀痕
基準面
外圓面
材料
同時加工零件數(shù)
設備
牌號
硬度
名稱
型號
KTH350-10
200HBS
1
車床
CA6140
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
代號
JIAJU01
專用夾具
JIAJU01
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進給量(毫米/轉(zhuǎn))
機動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
鏜R24半圓孔,鏜R30半圓孔
56
3
0.9
143
660
0.9
15 min
2min
鏜刀、
游標卡尺
1
專用夾具
1
游標卡尺
2
擬制
日期
審核
日期
批準
日期
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
拔叉
拔叉
工序名稱
銑削距離4的叉口端面
工序號
07
技檢要求
按照圖示要求保證粗糙度要求,要求已加工平面無明顯刀痕
基準面
外圓面
材料
同時加工零件數(shù)
設備
牌號
硬度
名稱
型號
KTH350-10
200HBS
1
車床
CA6140
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
代號
JIAJU01
JIAJU01
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進給量(毫米/轉(zhuǎn))
機動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
銑削距離4的叉口端面
56
3
0.9
143
660
0.9
15 min
2min
銑刀、
游標卡尺
1
夾具
1
游標卡尺
2
3
擬制
日期
審核
日期
批準
日期
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
拔叉
拔叉
工序名稱
銑削外圓Φ20端面
工序號
80
技檢要求
按照圖示要求保證粗糙度要求,要求已加工平面無明顯刀痕
基準面
外圓面
材料
同時加工零件數(shù)
設備
牌號
硬度
名稱
型號
KTH350-10
200HBS
1
車床
CA6140
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
代號
JIAJU01
專用夾具
JIAJU01
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進給量(毫米/轉(zhuǎn))
機動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
銑削外圓Φ20端面
116
3
0.9
55
510
0.9
15 min
2min
外圓車刀、
游標卡尺
1
專用夾具
1
游標卡尺
2
3
擬制
日期
審核
日期
批準
日期
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
拔叉
拔叉
工序名稱
鉆M10X1-6H底孔
工序號
90
技檢要求
按照圖示要求保證粗糙度要求,要求已加工平面無明顯刀痕
基準面
外圓面
材料
同時加工零件數(shù)
設備
牌號
硬度
名稱
型號
KTH350-10
200HBS
1
車床
CA6140
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
代號
JIAJU01
專用夾具
JIAJU01
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進給量(毫米/轉(zhuǎn))
機動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
鉆M10X1-6H底孔
116
3
0.9
55
510
0.9
15 min
2min
麻花鉆、
游標卡尺
1
專用夾具
1
游標卡尺
2
3
擬制
日期
審核
日期
批準
日期
共 頁
第 頁
機 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
拔叉
拔叉
工序名稱
攻絲M10X1-6H
工序號
100
技檢要求
按照圖示要求保證粗糙度要求,要求已加工平面無明顯刀痕
基準面
外圓面
材料
同時加工零件數(shù)
設備
牌號
硬度
名稱
型號
KTH350-10
200HBS
1
鉆床
Z525
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間(分)
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
代號
JIAJU01
夾具
JIAJU01
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米)
走刀次數(shù)
切削深度(毫米)
切削速度(米/秒)
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
進給量(毫米/轉(zhuǎn))
機動時間(分)
輔助時間(分)
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
攻絲M10X1-6H
116
3
0.9
55
510
0.9
15 min
2min
攻絲、
游標卡尺
1
專用夾具
1
游標卡尺
2
3
擬制
日期
審核
日期
批準
日期
共 頁
第 頁
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
拔叉
零件名稱
拔叉
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號
KTH350-10
毛 坯 種 類
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每 臺 件 數(shù)
1
備 注
工
序
號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設 備
工 藝 裝 備
工時/min
準終
單件
10
鑄造
鑄造出毛坯
鑄造車間
20
熱處理
毛坯熱處理,時效處理
鑄造車間
30
銑削
銑削外圓Φ32一端面
機加工車間
銑床 X62W
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001
15min
15min
40
銑削
銑削外圓Φ32另一端面
機加工車間
銑床 X62W
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001
18min
18min
50
車
車中心孔Φ19H9
機加工車間
CA6140
盲孔偏刀,游標卡尺
10min
10min
60
鏜
鏜R24半圓孔,鏜R30半圓孔
機加工車間
T68
鏜刀,游標卡尺
11min
11min
70
銑削
銑削距離4的叉口端面
機加工車間
銑床 X62W
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001
5min
5min
80
銑削
銑削外圓Φ20端面
機加工車間
銑床 X62W
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標卡尺、工裝XJ001
15min
15min
90
鉆底孔
鉆M10X1-6H底孔
機加工車間
Z525
麻花鉆,游標卡尺
5min
5min
100
攻絲
攻絲M10X1-6H
機加工車間
Z525
攻絲,游標卡尺
5min
5min
110
鉗
去毛刺,清洗
金工
鉗工臺
絲錐,銼刀,游標卡尺
120
終檢
終檢入庫
設 計(日 期)
校 對(日期)
審 核(日期)
標準化(日期)
會 簽(日期)
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
XX大學
課程設計論文
撥叉機械加工工藝規(guī)程及
夾具設計
所在學院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學 號
指導老師
年 月 日
摘 要
拔叉零件加工工藝及鉆床夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析,了解零件的工藝再設計出毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準,設計出零件的工藝路線;接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算,關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量;然后進行專用夾具的設計,選擇設計出夾具的各個組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件;計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處,并在以后設計中注意改進。
關(guān)鍵詞:工藝,工序,切削用量,夾緊,定位,誤差
目 錄
摘 要 II
目 錄 III
第1章 序 言 5
第2章 零件的分析 5
2.1零件的形狀 5
2.2零件的工藝分析 6
第3章 工藝規(guī)程設計 6
3.1 確定毛坯的制造形式 7
3.2 基面的選擇 7
3.3 制定工藝路線 7
3.3.1 工藝路線方案一 7
3.3.2 工藝路線方案二 8
3.3.3 工藝方案的比較與分析 8
3.4 選擇加工設備和工藝裝備 9
3.4.1 機床選用 9
3.4.2 選擇刀具 9
3.4.3 選擇量具 9
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
3.6確定切削用量及基本工時 11
4 銑床夾具設計 17
4.1 問題的提出 17
4.2 夾具設計 18
4.2.1 定位基準的選擇 18
4.2.2切削力和夾緊力計算 18
4.2.3定位誤差分析 20
4.2.4夾具設計及操作的簡要說明 20
總 結(jié) 21
致 謝 22
參 考 文 獻 23
24
第1章 序 言
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品,并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用,也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備,社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè),因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè),是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講,機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。
拔叉零件加工工藝及鉆床夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下,進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位,夾緊以及工藝路線安排,工藝尺寸確定等問題,并設計出專用夾具,保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論,又要注意生產(chǎn)實踐的需要,只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,才能很好的完成本次設計。
本次設計水平有限,其中難免有缺點錯誤,敬請老師們批評指正。
第2章 零件的分析
2.1零件的形狀
題目給的零件是拔叉零件,主要作用是起連接作用。
零件的實際形狀如上圖所示,?從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸,公差如下圖所示。
2.2零件的工藝分析
由零件圖可知,其材料為KTH350-10,該材料為鑄鐵,具有較高強度,耐磨性,耐熱性及減振性,適用于承受較大應力和要求耐磨零件。
拔叉零件主要加工表面為:1端面,表面粗糙度值為3.2。2及端面,表面粗糙度值3.2。3.車裝配孔,表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面,及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5,法蘭面粗糙度值6.3。
拔叉共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下:
(1).左端的加工表面:
? ? 這一組加工表面包括:左端面,Φ28外圓,倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求,。其要求并不高,粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求,因此一道工序就可以達到要求,并不需要擴孔、鉸孔等工序。
(2).右端面的加工表面:
這一組加工表面包括:Φ28右端粗糙度為1.6;并帶有倒角。其要求也不高,粗車后半精車就可以達到精度要求。其中,Φ19的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。
第3章 工藝規(guī)程設計
本拔叉,假設年產(chǎn)量為10萬臺,每臺車床需要該零件1個,備品率為19%,廢品率為0.25%,每日工作班次為2班。
該零件材料為KTH350-10,考慮到零件在工作時要有高的耐磨性,所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設計要求Q=100000件/年,n=1件/臺;結(jié)合生產(chǎn)實際,備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
N=2XQn(1+α)(1+β)=238595件/年
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為KTH350-10,鑄件的特點是液態(tài)成形,其主要優(yōu)點是適應性強,即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件,也適用于不同的金屬,還特別適應制造形狀復雜的鑄件??紤]到零件在使用過程中起連接作用,分析其在工作過程中所受載荷,最后選用鑄件,以便使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平,而且零件輪廓尺寸不大,可以采用砂型鑄造,這從提高生產(chǎn)效率,保證加工精度,減少生產(chǎn)成本上考慮,也是應該的。
3.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,不但使加工工藝過程中的問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法正常進行。
粗基準的選擇,對像拔叉這樣的零件來說,選好粗基準是至關(guān)重要的。對本零件來說,如果外圓的端面做基準,則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱,按照有關(guān)粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時,應以這些不加工表面做粗基準,若零件有若干個不加工表面時,則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。
對于精基準而言,主要應該考慮基準重合的問題,當設計基準與工序基準不重合時,應該進行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不在重復。
3.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.3.1 工藝路線方案一
工序10 鑄造出毛坯。
工序20 毛坯熱處理,時效處理。
工序30 銑削外圓Φ32一端面。
工序40 銑削外圓Φ32另一端面
工序50 車中心孔Φ19H9。
工序60 鏜R24半圓孔,鏜R30半圓孔。
工序70 銑削距離4的叉口端面。
工序80 銑削外圓Φ20端面。
工序90 鉆M10X1-6H底孔
工序100 攻絲M10X1-6H
工序110 鉗去毛刺。
工序120 終檢入庫。
3.3.2 工藝路線方案二
工序10 鑄造出毛坯。
工序20 毛坯熱處理,時效處理。
工序30 銑削外圓Φ32一端面。
工序40 銑削外圓Φ32另一端面
工序50 車中心孔Φ19H9。
工序60 鏜R24半圓孔,鏜R30半圓孔。
工序70 銑削距離4的叉口端面。
工序80 銑削外圓Φ20端面。
工序90 鉆M10X1-6H底孔
工序100 攻絲M10X1-6H
工序110 鉗去毛刺。
工序120 終檢入庫。
3.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于:方案一的定位和裝夾等都比較方便,但是要更換多臺設備,加工過程比較繁瑣,而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù),但是要及時更換刀具,因為有些工序在車床上也可以加工,鏜、鉆孔等等,需要換上相應的刀具。要設計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案,取優(yōu)棄劣,具體工藝過程如下:
工序10 鑄造出毛坯。
工序20 毛坯熱處理,時效處理。
工序30 銑削外圓Φ32一端面。
工序40 銑削外圓Φ32另一端面
工序50 車中心孔Φ19H9。
工序60 鏜R24半圓孔,鏜R30半圓孔。
工序70 銑削距離4的叉口端面。
工序80 銑削外圓Φ20端面。
工序90 鉆M10X1-6H底孔
工序100 攻絲M10X1-6H
工序110 鉗去毛刺。
工序120 終檢入庫。
3.4 選擇加工設備和工藝裝備
3.4.1 機床選用
①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多,成批量生產(chǎn),故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大,精度要求屬于中等要求,選用最常用的CA61401型臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。
②.工序Ⅸ是鉆孔,選用Z525搖臂鉆床。
3.4.2 選擇刀具
①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀,它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆,參考《機械加工工藝手冊》(主編 孟少農(nóng)),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
③.磨具的選用:磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡明機械加工工藝手冊》(主編 徐圣群) 表12-47,選擇雙斜邊二號砂輪。
3.4.3 選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn),一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計量器具的不確定度選擇;二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“拔叉” 零件材料為KTH350-10,查《機械加工工藝手冊》(以后簡稱《工藝手冊》),表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較,球墨鑄鐵的硬度HB為143~269,表2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能,KTH350-10密度ρ=7.2~7.3(),計算零件毛坯的重量約為2。
表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)
生產(chǎn)類別
同類零件的年產(chǎn)量[件]
重型
(零件重>2000kg)
中型
(零件重100~2000kg)
輕型
(零件重<100kg)
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~300
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù),該零件的月工序數(shù)不低于30~50,毛坯重量2<100為輕型,確定為大批生產(chǎn)。
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng),選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高,適用于大批生產(chǎn),查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應用范圍,再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性,采用機器砂模造型鑄件。
表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級
鑄造方法
公差等級CT
球墨鑄鐵
砂型手工造型
11~13
砂型機器造型及殼型
8~10
金屬型
7~9
低壓鑄造
7~9
熔模鑄造
5~7
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。
3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級CT
大于
至
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160,公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機械加工余量(JB2854-80)如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級 6
澆注時位置
>120~250
6.0
4.0
頂、側(cè)面
底 面
鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
3.6確定切削用量及基本工時
切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量,再確定切削速度?,F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》(第三版,艾興、肖詩綱編,1993年機械工業(yè)出版社出版)確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號,與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。
工序30:銑削外圓Φ32一端面
機床:銑床X62W
刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀) 齒數(shù)[10]
(1)粗銑
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73,取
銑削速度:參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實際銑削速度:
進給量:
工作臺每分進給量:
:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.81,
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機動時間:
(2)精銑
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73,取
銑削速度:參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實際銑削速度:
進給量:
工作臺每分進給量:
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:精銑時
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機動時間:
本工序機動時間
工序40:銑削外圓Φ32另一端面
機床:銑床X62W
刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀) 齒數(shù)[10]
(1)粗銑
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73,取
銑削速度:參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實際銑削速度:
進給量:
工作臺每分進給量:
:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.81,
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機動時間:
(2)精銑
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73,取
銑削速度:參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實際銑削速度:
進給量:
工作臺每分進給量:
被切削層長度:由毛坯尺寸可知
刀具切入長度:精銑時
刀具切出長度:取
走刀次數(shù)為1
機動時間:
本工序機動時間
工序50:確定車中心孔Φ19H9的切削用量
所選用的刀具為YG6X硬質(zhì)合金圓形鏜刀,主偏角為K=45,直徑為19mm的圓形鏜刀,其耐用度為。
①.確定切削深度 a
②.根據(jù)表1.5,當半精鏜鑄料,鏜刀直徑為,a≤,鏜刀伸出長度時,進給量為:。
③ .確定切削速度 按表1.27的計算公式確定
V = (3-16)
式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20
V=124.6
選擇CA6140機床轉(zhuǎn)速:n=
n =1200=20
實際切削速度為: v = 2.08
④.確定基本時間
確定鏜孔的基本時間50s
工序60:鏜R24半圓孔,鏜R30半圓孔
進給量:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.66,刀桿伸出長度取,切削深度為。因此確定進給量
切削速度:參照《機械加工工藝手冊》表2.4.66,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實際切削速度:
工作臺每分鐘進給量:
被切削層長度:
刀具切入長度:
刀具切出長度: 取
行程次數(shù):
機動時間:
工序70:銑削距離4的叉口端面
機床:銑床X62W
刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀) 齒數(shù)
銑削深度:
每齒進給量:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73,取
銑削速度:參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實際銑削速度:
進給量:
工作臺每分進給量:
由工序5可知:
走刀次數(shù)為1
機動時間:
工序90:鉆M10X1-6H螺孔底孔
切削深度:
進給量:根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.39,取
切削速度:參照《機械加工工藝手冊》表2.4.41,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:,取
實際切削速度:
被切削層長度:
刀具切入長度:
刀具切出長度:
走刀次數(shù)為1
機動時間:
工序100:攻絲M10X1-6H
機床: Z525
刀具:釩鋼機動絲錐
(1)、M10X1-6H螺孔攻絲
進給量:由于其螺距,因此進給量
切削速度:參照《機械加工工藝手冊》表2.4.105,取
機床主軸轉(zhuǎn)速:,取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速:取
實際切削速度:
被切削層長度:
刀具切入長度:
刀具切出長度: (盲孔)
機動時間:
4 銑床夾具設計
4.1 問題的提出
本夾具要用于銑床夾具精度等級為IT12級,粗糙度為6.3。本道工序只精銑一下即達到各要求,因此,在本道工序加工時,我們應首先考慮保證各加工精度,
如何提高生產(chǎn)效率,降低勞動強度。
4.2 夾具設計
4.2.1 定位基準的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理,否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?;鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求,從保證零件的加工精度要求出發(fā),合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求,也沒有較高的平行度和對稱度要求,所以我們應考慮如何提高勞動效率,降低勞動強度,提高加工精度。Φ19的孔和其兩端面都已加工好,為了使定位誤差減小,選擇已加工好的φ19孔和其端面作為定位精基準,來設計本道工序的夾具,以兩銷和兩已加工好的φ19孔的端面作為定位夾具。
為了提高加工效率,縮短輔助時間,決定用螺旋夾緊壓板機構(gòu)作為夾緊機構(gòu)。
4.2.2切削力和夾緊力計算
(1)刀具: 高速鋼錯齒三面刃銑刀 φ40mm z=24
機床: x61W型萬能銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中: 修正系數(shù)
z=24
代入上式,可得 F=889.4N
因在計算切削力時,須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中:為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
(2)夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘: 公稱直徑d=20mm,材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限:
極限應力幅:
許用應力幅:
螺釘?shù)膹姸刃:耍郝葆數(shù)脑S用切應力為
[s]=2.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核: 滿足強度要求,夾具安全可靠,
使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力
4.2.3定位誤差分析
(1)定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷,孔與銷間隙配合。
(2) 工件的工序基準為孔心,當工件孔徑為最大,定位銷的孔徑為最小時,孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工,所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同,則其定位誤差為: Td=Dmax-Dmin
本工序采用一定位銷,一擋銷定位,工件始終靠近定位銷的一面,而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是,由于加工是自由公差,故應當能滿足定位要求。
4.2.4夾具設計及操作的簡要說明
如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(jié)構(gòu)簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為切削余量小,切削力小,所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。
總 結(jié)
課程設計即將結(jié)束了,時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的,通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設計,使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領(lǐng),使我們更好的利用圖書館的資料,更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏入社會打下了好的基礎。
課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的,還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導,使我們學到了很多,也非常珍惜大學給我們的這次設計的機會,它將是我們課程設計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致 謝
這次課程設計使我收益不小,為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時,數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊,由于經(jīng)驗不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題,不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見,在我遇到難題時給我指明了方向,最終我很順利的完成了課程設計。
這次課程設計成績的取得,與指導老師的細心指導是分不開的。在此,我衷心感謝我的指導老師,特別是每次都放下他的休息時間,耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題,她嚴肅的科學態(tài)度,嚴謹?shù)闹螌W精神,精益求精的工作作風,深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成,他都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜,他不僅在學業(yè)上給我以精心指導,同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外,他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣,并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻
[1] 東北重型機械學院,洛陽農(nóng)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:上海科學技術(shù)出版社,1980。
[2] 張進生。機械制造工藝與夾具設計指導[M]。機械工業(yè)出版社,1995。
[3] 李慶壽。機床夾具設計[M]。機械工業(yè)出版社,1991。
[4] 李洪。機械加工工藝手冊[M]。北京出版社,1996。
[5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會。金屬切削手冊[M]。上??茖W技術(shù)出版社,2544。
[6] 黃如林,劉新佳,汪群。切削加工簡明實用手冊[M]。化學工業(yè)出版社,2544。
[7] 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。
[8] [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,2542。
[9]?劉文劍,曹天河,趙維,夾具工程師手冊[M],哈爾濱:黑龍江科學技術(shù)出版社,1987。
[10] 王光斗,王春福。機床夾具設計手冊[M]。上海科學技術(shù)出版社,2542。
[11] 東北重型機械學院,洛陽農(nóng)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??茖W技術(shù)出版社,1984。
[12] 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。
[13] 廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術(shù)測量[M],中國計量出版社,2540:9-19。
[14] [王光斗,王春福,機床夾具設計手冊[M],上??茖W技術(shù)出版社,2540。
[15] 樂兌謙,金屬切削刀具,機械工業(yè)出版社,2545:4-17