搖臂連桿銑左側(cè)面夾具設(shè)計(jì)說明書

(前3章是工藝內(nèi)容，單獨(dú)有）第4章銑左端面夾具設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)要求為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具將用于X52k銑床。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計(jì)一銑左端面夾具利用本夾具主要用來粗、精銑左端面，該左端面對孔的中心線要滿足對稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此左端面時(shí)，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。4.2夾具設(shè)計(jì)4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇銑該左端面時(shí)其對孔的中心線有對稱度以及槽兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即為底平面。方案：采用一面2銷進(jìn)行定位，以和二孔組成兩銷配合，再加一個(gè)面，組成一面二銷定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的氣動壓緊的螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。4.2.2切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：端銑刀（硬質(zhì)合金）刀具有關(guān)幾何參數(shù)：由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9可得銑削切削力的計(jì)算公式：有：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(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：由此可得：所以4.2.3氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)要求是做任何設(shè)計(jì)的依據(jù)，氣動夾具設(shè)計(jì)時(shí)要明確氣動傳動系統(tǒng)的動作和性能要求，這里一般要考慮以下幾方面：1）該設(shè)備中，哪些運(yùn)動需要液壓或氣壓傳動完成，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式及動作幅度；2）對液壓或氣壓裝置的空間布置、安裝形式、重量、外形尺寸的限制等；3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)載荷形式和大??；4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度，速度變化范圍以及對運(yùn)動平穩(wěn)性的要求；5）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作順序，彼此之間的聯(lián)鎖關(guān)系，實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)動的操作或控制方式；6）自動化程度、效率、溫升、安全保護(hù)、制造成本等方面的要求；7）工作環(huán)境方面的要求，如溫度、濕度、振動、沖擊、防塵、防腐、抗燃性能等；另外對主機(jī)的功能、用途、工藝流程也必須了解清楚，力求設(shè)計(jì)的系統(tǒng)更加切合實(shí)際。4.2.4切削力及切削力矩的計(jì)算與分析對執(zhí)行元件的工況進(jìn)行分析，就是查明每個(gè)執(zhí)行元件在各自工作過程中的速度和負(fù)載的變化規(guī)律。通常是求出一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度和負(fù)載值列表表示，必要時(shí)還應(yīng)作出速度、負(fù)載隨時(shí)間（或位移）變化的曲線圖（稱為速度循環(huán)圖、負(fù)載循環(huán)圖和功率循環(huán)圖）。在一般情況下，液壓和氣壓系統(tǒng)中氣缸承受的負(fù)載由六部分組成，即工作負(fù)載、導(dǎo)軌摩擦負(fù)載、功率、慣性負(fù)載、重力負(fù)載、密封負(fù)載和背壓負(fù)載，前五項(xiàng)構(gòu)成了氣缸所要克服的機(jī)械總負(fù)載。這里為了方便起見，只是將銑削時(shí)產(chǎn)生的銑削力矩作為氣缸的工作負(fù)載，其余的負(fù)載這里沒有考慮（只需要按照一定的工作方式進(jìn)行計(jì)算即可）。根據(jù)加工需要，該系統(tǒng)的工作循環(huán)也較為簡單：快速前進(jìn)—快速后退—原位停止。根據(jù)調(diào)查研究和工作系統(tǒng)要求，快速前進(jìn)和快速后退的速度約為4.5m/min，不考慮換向及啟動時(shí)間、動靜摩擦系數(shù)等因素，氣缸的機(jī)械效率η取0.9。由于本道工序主要完成花鍵孔的兩端面加工，為后續(xù)花鍵孔的加工提供良好的基準(zhǔn)，且在銑削過程中由于銑刀所產(chǎn)生的銑削力對工件的附加轉(zhuǎn)矩會造成工件的加工誤差，因而必須對工件所受的銑削力和銑削力矩進(jìn)行計(jì)算分析，從而設(shè)計(jì)出符合要求的夾緊裝置。對氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算主要是以銑削力矩為主進(jìn)行理論計(jì)算，以工件加工中所需的夾緊力來設(shè)計(jì)氣缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)工件快速裝夾所需要的行程來確定氣缸的理論行程，因而需要對工件所受的夾緊力和夾具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。1）切削力的計(jì)算切削力的計(jì)算可通過試驗(yàn)的方法，測出各種影響因素變化是的切削力數(shù)據(jù)，加以處理得到的反映各因素與切削力關(guān)系的表達(dá)式，稱為切削力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式。在實(shí)際中使用的切削力經(jīng)驗(yàn)公式有兩種：一是指數(shù)公式；二是單位切削力。這里為了方便起見，以單位切削力進(jìn)行切削力的計(jì)算。單位切削力是指單位切削面積上的主切削力，用kc表示。由《切削手冊》得主切削力公式：式中：CF、XF、YF、μF、ωF是指切削用量的系數(shù)和指數(shù)，可查相關(guān)設(shè)計(jì)手冊；ap---銑削深度，mm；af---每齒進(jìn)給量，mm/Z；ae—銑削寬度，mm；Z---銑刀齒數(shù)，n---銑刀每秒轉(zhuǎn)速，m/s；d0---切削寬度，mm；kFZ---切削條件改變時(shí)的修正系數(shù)；代入數(shù)據(jù)可得工件所受的切削力：Fc=3305N。2）由《切削手冊》得銑削力矩公式：式中：M---銑削力矩，N?mm；Fc---銑削力，N；d0---切削寬度，mm；Z---銑刀齒數(shù)，代入數(shù)據(jù)可得：M=2079660N?mm.在夾具設(shè)計(jì)時(shí)采用了由氣缸帶動兩個(gè)定V形塊及一個(gè)活動的V形塊對工件實(shí)施夾緊，工件所需要的夾緊力是由這個(gè)氣缸提供的，因此需要計(jì)算氣缸所受的負(fù)載，氣缸所應(yīng)提供的夾緊力F夾緊情況來進(jìn)行計(jì)算。式中：M---銑削力矩，N?mm；F---夾緊力，N；L—力臂，mm；代入數(shù)據(jù)可得：F=18906N。4.2.5氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）初選氣缸的工作壓力[16]工作壓力是確定執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)，它的大小影響執(zhí)行元件的尺寸和成本，甚至整個(gè)系統(tǒng)的功能。在此氣動夾具設(shè)計(jì)中，因采用企業(yè)氣源作為動力，一般空氣的壓力為0.5~0.8Mpa。所以選定工作壓力為0.5Mpa。2）確定氣缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)本氣缸采用單向作用氣缸。最大負(fù)載即為上面所求值，F(xiàn)=18906N，其缸徑計(jì)算公式為:式中:F-活塞桿上的推力，N--氣缸工作壓力，MPaD---氣缸缸體直徑，m查設(shè)計(jì)[8]手冊，按氣缸內(nèi)徑系列將以上計(jì)算值圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取D=63mm。由,可得活塞桿直徑:圓整后，取活塞桿直徑校核，按公式有:其中，[]，則:滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。3）缸筒壁厚的設(shè)計(jì)缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算:式中:δ-缸筒壁厚，mm-氣缸內(nèi)徑，mm-實(shí)驗(yàn)壓力，取,Pa材料為:ZL3,[]=3MPa代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為:取，則缸筒外徑為:4）活塞行程的確定由夾具設(shè)計(jì)中對零件進(jìn)行裝夾的移動距離可知，為了便于工件的裝夾，移動壓板所需要的行程為15mm，氣缸裝在移動夾板的另一端，由杠桿原理可知，氣缸移動的距離不小于是25mm，為了確保氣缸安全工作，取氣缸的工作行程為25mm。5）氣動傳動原理圖擬定由于只有一個(gè)工作氣缸，且氣缸的快速前進(jìn)和快速后退速度可取相同，并沒有采用多種工速，因而氣動傳動原理圖相對簡單，其傳動原理圖如圖4.2所示，所需要的氣動元件規(guī)格如表3-1所示。圖4圖4.2氣動傳動原理圖[9]各通行機(jī)構(gòu)的調(diào)速，這種方法的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單效果好。如平臂伸縮氣缸在接近氣缸處安裝兩個(gè)快速排氣閥，可加快啟動速度，也可調(diào)節(jié)全程的速度。氣液傳送器氣缸的排氣節(jié)流，可用來調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器[18]的背壓大小。為簡化氣路，減少電磁閥的數(shù)量，各工作氣缸緩沖均采用液壓緩沖器[10]，這樣可以省去電磁閥和切換節(jié)流閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。電磁閥的通徑，是根據(jù)各工作氣缸速度，行程，尺寸計(jì)算出所需壓縮空氣流量，與選用的電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應(yīng)來確定的。表氣路元件表表氣路元件表序號型號規(guī)格名稱數(shù)量1QF-44手動截止閥12儲氣缸13QSL-26-S1分水濾氣器14QTY-20-S1減壓閥15QIU-20-S1油霧器16YJ-1壓力繼電器1724D2H-10-S1二位五通電磁滑閥18單向節(jié)流閥19QGSCD-63X25-25-K-LB氣缸1使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。氣缸的參考資料，網(wǎng)址：/content/product/66/QGSC.html4.3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。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：=1\*GB2⑴定位誤差：其中：，，，⑵夾緊誤差：其中接觸變形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.4確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時(shí)效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強(qiáng)度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時(shí)清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個(gè)過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點(diǎn)技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計(jì)，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。4.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了快換墊圈的方式。由于本夾具是對工件進(jìn)行鉆孔，因此在鉛直方向受到很大的沖擊力，故在其相應(yīng)的方向上應(yīng)適當(dāng)?shù)目紤]強(qiáng)度上的要求。并設(shè)法減少夾具的的占地面積，使之很方便的操作和快速的切換工件。因此，應(yīng)設(shè)法解決上述問題。目前采取的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇精度的心軸，使其定位精確，并使心軸連在夾具體內(nèi)，這樣可以減少縱向傾斜的偏差；三是：加大螺母和開口墊圈的加緊力?？偨Y(jié)課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會，它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。致謝這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)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(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識融合在一起，綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識，是課本知識在實(shí)際中的應(yīng)用。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高，這離不開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析的過程中，尹長城老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計(jì)分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計(jì)思路，增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力，與我們一起討論問題，使我對分析有了更清晰明確的認(rèn)識，使我受益非淺。課程設(shè)計(jì)是我們的專長，這是我們走向社會化，專業(yè)化的工作中必不可少的過程中前實(shí)際訓(xùn)練綜合應(yīng)用。“千里之行始于足下”，通過課程設(shè)計(jì)，讓我深深體會到永恒的那句詞的真正含義。我認(rèn)真地把今天的課程設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)踏踏實(shí)實(shí)地采取這一步驟是在社會穩(wěn)定的未來潮流的運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)是真的累了。但一開始清理自己的設(shè)計(jì)成果，仔細(xì)琢磨課程設(shè)計(jì)的思路，成功的喜悅難得讓我疲憊頓消瞬間。雖然這是我第一次學(xué)會了如何完成，我的生活的小勝利，但它讓我感覺更成熟了。通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂；有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯，只能毫不留情地重做。但一想起老師平時(shí)多耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。經(jīng)歷了課程設(shè)計(jì)，使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正的貧乏，自己綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識的能力是如此的不足，幾年來學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會用。想到這里，我真的有點(diǎn)心急了。由于畢業(yè)時(shí)間的倉促，很多本來應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒有時(shí)間去細(xì)細(xì)追究來源，比如網(wǎng)格劃分的控制、坐標(biāo)系的理解、求解器的選擇等，這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個(gè)大體上的方向，離實(shí)際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的，因?yàn)榉较虼_定了，就會用最少的精力做好事情，這對于我以后的工作至關(guān)重要。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活中，要從事的工種是千差萬別的，只有從中找到自己最拿手，最有發(fā)展前途的崗位，個(gè)人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出一些貢獻(xiàn)。這次課程設(shè)計(jì)成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工