毕业设计(论文)-A2J-PK1121立式U钻专用机床夹具设计.docx
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1、A2J-PK1121立式U钻专用机床夹具设计目录中文摘要、关键词.1英文摘要、关键词.2第1章 绪论.31.1 机床夹具的发展概况.31.2 机床夹具的发展方向.31.3 夹具的特点.41.4 夹具的设计要点.5第2章 夹具的总体设计.6 2.1 设计任务.62.2 夹具的设计步骤.72.3 夹具的设计.8第3章 夹具的工作原理与结构设计.93.1 对定位元件的基本要求.93.2 定位方案的确定.9 3.2.1 定位方案.9 3.2.2 方案的比较以及选择.10 3.3 一面两销方案元件的设计.103.4 夹紧.133.5 夹紧方案的选择.143.5.1 钻削切削力.143.5.2 实际所需夹
2、紧力的计算.163.5.3 夹紧方案.18 3.5.4 方案比较.19 3.5.5 夹紧力的计算.19第4章 夹具体及零件的设计.224.1 夹具体的要求.224.2 夹具体毛坯的类型.22 4.3 零件的设计.23第5章 夹具误差的计算.295.1 定位误差.295.2 工件在夹具上加工的精度分析.295.3 夹具误差的计算.30结论.33致谢.34参考文献.36A2J-PK1121立式U钻专用机床夹具设计A2J-PK1121立式U钻专用机床夹具设计A2J-PK1121立式U钻专用机床夹具设计摘 要在机械制造过程中夹具是用来将被加工的物体固定在固定空间内,使之占有正确的位置,使零件能够正确的
3、加工。而本夹具适用于汽车前轴,保证其在钻床上能够准确定位、夹紧,实现在前轴两端上钻两个大小相同,相互对称的孔且能要保证孔的壁厚。本设计包括对夹具的定位、夹紧、夹具体等装置的设计。经过定位,夹紧方案的比较选择,确定采用一面两销的定位方案和绞链夹紧机构。最后通过计算定位误差、对刀误差等验算加工精度。该夹具不但专用性强,操作迅速方便,在批量较大的生产中可以获得较高的精度和生产效率,对工人的技术水平要求也相对较低,而且也考虑到灵活性一面,在操作方面获得大大改进,同时也可以随着工件的的改变而不断得到创新和改造。关键词:夹具; 定位装置;绞链夹紧机构 The Fixture Design of A2J-P
4、K1121 Vertical U-shaped Drilling MachineAbstractThe fixture is a construction or testing device that is used to fix the object in the process of mechanical manufacturing processing to make it at a correct position.This fixture is suitable for automobile front axle to ensure that it has accurate posi
5、tioning and clamping on the drilling machine to drill two of the same and symmetrical size on both ends of the front axle and make sure each holes wall thickness. This design including the positioning, clamping, clamp fixture in a specific device design. After locating and clamping scheme comparison
6、 options,I determined to use a two pin positioning scheme and hinge clamping mechanism. Finally through calculating positioning error, the error of knife such as , I can check the processing accuracy. The fixture not only has strong specificityand convenient operation,so the product is relatively st
7、able and can get higher precision and production efficiency and technology requirements for workers is relatively low, but also take into account the flexibility. The aspects of operation is greatly improved and it can continuously innovate and reform.with the change of object.Keywords:fixture; posi
8、tioning device;;hinge fastening device第1章 绪论1.1机床夹具的发展概况我国的机床夹具现状:夹具是用来固定所要切削的对象,能让被加工的对象在特定的空间中固定在所需要的位置,使机床能够完成特定的任务。对于在国际方面的预计,其中的生产研究协会对机床夹具的各个方面进行了的统计,其中统计的结果为:中批和小批的生产工件品种已能够占据所有工件种类总数的85左右。如今的企业,对于生产制造的产品需要不断的更新换代,制造出跟随时代的产品,否则将会被市场的竞争所打垮。然而,对于其中的一般企业还在使用着大量传统的专用夹具,对于其中的中等生产能力的工厂里,约拥有数千甚至近万套专
9、用夹具;而在另一方面,其中的多品种生产的企业中,就需要34年左右就要更新5080左右的专用夹具,其实夹具的实际磨损量才仅为1020左右,这就视为了市场的需要和竞争。也为了适应科学技术的快速发展,我们在短短几年内需更新大量的专用夹具,这样即提高了加工的成本,也造成了材料的浪费。面对上述情况所以,为了减少这种情况,我们可以采用数控机床的柔性化制造技术。机床夹具是在机械加工中使用的一种工艺装备,而它所具备的主要功能就是为了是实现对被加工零件的定位及其加紧,通过定位,能够使被加工零件在机床上占据一个正确的加工位置;通过夹紧,就能够克服在加工中产生的各种作用力,使这一正确的位置得到保证从而使加工过程得以
10、顺利进行近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:1.能迅速方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本;2.能装夹一组具有相似性特征的工件;3.能适用于精密加工的高精度机床夹具;4.能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具;5.采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置,以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率;6.提高机床夹具的标准化程度。1.2 机床夹具发展方向机床上面的夹具的发展,在近几年发展十分的迅速。其主要在体现在5个方面: 1.精密化对于现代化的科技,德国的机械制作行业可以说是世界顶尖的技术。他们对于机械的精密
11、程度,达到了一种很高的程度。就是因为它们的精密程度非常的高,是的机械行业处于领先地位。而对于机床上的夹具对精度的要求也不断的提高。 2.标准化在制作夹具方面需要考虑的内容有许多,其中对夹具规格的要求,进行了统一的标准,这样会使夹具的制造方面有极大的提高。也使夹具的使用更加的规格化 3高效化夹具的制作是为了方便被加工零件的安装,在夹具的使用过程,对体力的要求会很高,为了减少劳动强度就需要对夹具的设计进行改造,减少工件加工的基本时间和辅助时间。对于其中的夹具主要就是用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的
12、夹具等。例如,在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高5倍左右;在车床上使用高速三爪自定心卡盘,可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件,从而使切削速度大幅度提高。目前,除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外,在数控机床上,尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置,充分发挥了数控机床的效率。 4.模块化对于这种设计上体现在个中高端的机器上,然而对于模块化的制造在省时、节能,体现等方面上有很高的使用性,而为了使夹具在其中的方面打下基础,例如计算机辅助设计与组装,这就采用了CAD技术及可建立元件库、典型夹具库和用户使用档案库,这就可
13、以对其进行改造,其中对于三维方面进行了夹具的三维实体组装。对于切削过程则进行仿真系统的运用,为用户提供正确、合理的配套方案,改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构,发展可调夹具结构,将是当前夹具发展的主要方向。5.柔性化其中对于机床和夹具的柔性化,当夹具面临的零件不同时,对家具的结构及使用又拥有不同的构造,所以夹具的设计需要更加合理、更加简单、更加容易操作,这就是在通过对各个方面的调整,使其更加的符合要求例如工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等几个因素。1.3 夹具的特点1.增加零件的生产效率采用更加有效的结构方式,根据工件生产批量的大小选用不一样的夹紧装置从而达到合理的要求,极高的缩短其余时间
14、,来达到增加生产率的目的。2.能够拥有更好的使用性能够完成工艺的前提下对夹具的结构设计最为简单,能够满足所有的要求例如:零件的加工、夹具的拆卸、夹具的使用等等。3.能够确保被加工零件的加工精度应具有更好的定位设计和合适的尺寸,并设计合适的夹具,从而得到标准的大小、技术要求及其零件误差,才能够确保夹具满足被加工零件的准确度的要求。 4.工艺性好当夹具面临的零件不同时,对家具的结构及使用又拥有不同的构造,所以夹具的设计需要更加合理、更加简单、更加容易操作。 5.具有经济性夹具在能够的到足够的标准的前提下,根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析,如果其夹具的结构越简单的画,就会产生不同的经济效应,
15、则其对应的元件的标准化程度就会越高,就会使其制造的成本变得越低和它的制造时间就会变短,这样的画就可以争取更高的经济价值,也因此提高了夹具的价值。1.4 夹具的设计要点 确定各表面加工方案,在选择各表面孔的加工方法时,需综合考虑以下因素:1.要考虑各表面的精度和质量要求,根据各加工表面的技术要求,选择加工方法及分几次加工。2.根据生产类型来选择,在大批量生产中可使用专用的高效率的设备;在单件小批量生产中则使用常用设备和一般加工方法。3.要考虑被加工材料的性质。4.要考虑工厂或车间的实际情况,同时也应考虑不断改进现有的加工方法和设备,推广新技术,提高工艺水平。5.此外,还要考虑一些其他因素,如加工
16、表面的物理机械性能的特殊要求,工件形状和重量等。第2章 夹具的总体设计2.1 设计任务本设计的主要任务是设计一个钻床夹具,在零件两端上钻两个大小相同,相互对称的孔,为了使钻孔的位置精确,必须对零件进行固定定位,提高加工精度,使之满足使用要求。专用夹具设计,方便加工及装卸,节省时间,提高工作效率。被加工零件如图2.1。图2.1 被加工零件及需要加工的孔被加工零件材料为,总长为1773mm,两工艺孔直径为20.5mm且两工艺孔之间的距离为8301mm。在工件两端钻两个大小相同,相互对称的孔,孔的直径45mm,要加工的孔距离其所在圆柱右端母线距离为mm,其中心线与竖直线夹角为。2.2 夹具的设计步骤
17、1.调研分析对于生产纲领及其生产类型,并按照机械加工工艺方案分析,零件的标准程度和他的结构进行必要的调查,对被加工零件的各个图纸以及任务书进行全面的分析,以及需要的其他工艺装备情况分析,及定位元件的使用方法和成产进行调查。其次是研究设计任务书对被加工零件的要求,然后收集到能够使用的设计参考资料比如如机床的图册、机床的参数、典型的夹具设计手册、各类家具图册、夹具零部件的国际标准化等等,并向图书馆借阅一些有关于同类的夹具设计的设计图纸用来参考,从而提高夹具的质量。2.夹具计划的确定以及绘制专用夹具的草搞图首先要确定被加工零件的定位方法,从定位的方法中得到如何来设计夹具。其次确定被加工零件的夹紧方法
18、,并根据其夹紧的方式来设计其夹紧元件。在理想状态下设定出夹具与机床之间的联系,由此根据现实情况来设计基面同所要连接元件中进行确定对刀、引导方式和元件。再要清楚的知道其他装置结构形式,以及夹具在安装过程中处在机床的什么位置,并要知道夹具如何安装到机床上面。最后要知道夹具在各个零件或者部件之间的是什么关系。并要绘制出专用夹具的草图并在图上面标注尺寸公差和技术要求。3.方案审查和改进意见 因为被加工的零件的变准度不同时,如果被加工的零件精度要求是非常的高时,就有必要在此前提下对被加工零件的精度进行调查、计算以及分析。假如定位元件中有液压或其他动力装置的时候,以此为前提就需要对装置的夹紧力进行计算和分
19、析。若是不止一个夹具设计的时候,可以按照其他方面进行对照例如经济、操作、实用等等,根据上述的几个方面来选择最好的一个。对于零部件的强度和刚度分析,这就需要对夹具更加专业的知识人员来对夹具的设计进行更好优化。4.绘制夹具装配图在运用电脑或者手绘的时候,必须要按照现有的国家标准来进行绘制。其中要运用双点画线来绘制需要加工的零件使其于其他的装置能够更好的区别开,再次之后就需要绘制出定位机构、夹紧机构和其他的装置,而绘图的比例则需要采用1:1。并写上技术要求、必要的尺寸及其公差,最后要绘制出夹具的标题栏以及明细表。5.绘制夹具零件图在绘制完装配图后,对于在设计的夹具中零件,如果有非国家标准的零件的,那
20、么就都需要绘制出零件图并按照夹具装配图的要求对零件图来绘制。2.3夹具的设计钻床夹具装配图主视图,如图2.2。图2.2 钻床夹具装配图的主视图1-夹具体 2-限位螺钉 3-夹紧装置 4-定位板 5-支座 6-夹具座该夹具采用一面两销进行定位。其中夹具体1采用装配夹具体,用以将该夹具上的各种装置和元件连接成一个整体。限位螺钉2起定位作用,用以保证其工件钻孔的厚度。夹紧装置3采用铰链压紧机构,且动力元件采用液压装置,减少工人劳动强度,提高钻床加工效率。站在用户立场上,从长远来看,分别设置定位块4、支座5、夹具座6用以保证以后所加工工件的中心距,高度,所钻孔的倾斜度,避免换一批工件就要重新设计夹具,
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