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课程设计

制订飞锤工艺规程及铣槽夹具设计

时间:2018-09-27 23:20:30   作者:   来源:   阅读:90   评论:0

【摘要】

    本文针对飞锤零件拟定了工艺规程并对其铣槽工序进行了夹具设计。

    飞锤是机械产品中的一种特殊零件,它的材料为球墨铸铁,根据飞锤零件的材料及结构特点,采用铸造毛坯,机械加工方面,采用车床先粗加工柱面及端面,然后借助于专用夹具加工出孔,再以孔为精基准,精加工柱面及其它表面,并且保证它们之间的位置精度要求。

    设计机床夹具时,采用“一面两销”的定位方式,限制工件六个自由度,用螺旋夹紧机构将工件夹紧在夹具上,并设置对刀块。本夹具操作方便,结构紧凑。

    关键词:飞锤  一面两销  定位  夹紧

Abstract:

Aiming at the fly hammer parts drawn up a procedure for and the slot milling process of fixture design.

The fly hammer is a kind of special parts in mechanical products, its material is ductile cast iron, according to the material and structure characteristics of the fly hammer parts, adopt casting blank, mechanical processing, using cylindrical and lathe first rough machining, then with the help of the special fixture for machining a hole, and then to the hole as precise basis, essence machining cylindrical surface and other surface, and to ensure the position precision requirements between them.

Machine tool fixture design, using "positioning mode two sells at the same face", limiting the workpiece six degrees of freedom, the clamping of the workpiece in the fixture with screw clamping mechanism, and set up a knife block. The fixture has the advantages of convenient operation, compact structure.

Keywords:

The fly hammer, a two pin, positioning, clamping


1 绪论

1.1机床夹具的功能和作用

1.1.1. 机床夹具的功能

    机床夹具的主要功能是装夹工件,使工件在夹具中定位和夹紧。夹具还要与机床连接,并在机床上相对定位,以完成切削成形的加工过程。除上述功能外,根据工艺要求,夹具还可具备对刀、导向、分度等功能。

(1)夹具:夹具是一种装夹工件的工艺装备,种类很多。其广泛应用于机械制造的切削加工、焊接、装配、检测、热处理等工艺过程中,如机床夹具、焊接夹具、检测夹具等。

(2)机床夹具:在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。

(3)定位:确定工件在夹具中占有准确位置的过程称为定位。定位是通过工件的定位基准面与夹具定位件的定位面接触或相配合实现的。准确定位可保证加工面的尺寸和表面之间的位置精度要求。

(4)夹紧:为克服切削过程中工件受外力的作用而破坏定位,必须对工件施加夹紧力,这个过程称为夹紧。夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。

(5)对刀:对刀就是调整刀具相对工件或夹具的准确位置。

(6)导向:导向的作用是确定刀具相对于夹具的准确位置,并引导刀具进行切削。

(7)分度:分度的作用是确定多个加工表面间位置的分度间距或角度。分度分为圆角分度和直线分度两大类。

(8)装夹:从定位到夹紧的全过程称为装夹。工件的装夹方法有找正装夹法和夹具装夹法两种。

1.1.2. 机床夹具的作用

    夹具是机械制造厂里的一种工艺装备。在机械制造过程中,广泛采用大量夹具,机床夹具就是夹具中的一种。它装在机床上,使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置,并能承受切削力的作用。如车床上使用的三爪自定心卡盘、铣床上使用的平口虎钳、分度头等,都是机床夹具。

在机械加工中,机床夹具的主要作用有以下六个方面:

(1)保证加工精度。用专用夹具安装工件,能迅速准确的定位工件,不受工人操作水平等因素的影响,不同批次零件基本达到相同的精度,保证加工精度稳定可靠。

(2)提高劳动生产率。采用机床夹具工件定位和夹紧迅速可靠,既可减少画线找正等辅助工时,又提高工件加工时的刚度,还可以选用较大的切削量,从而提高劳动生产率。

(3)改善工人的劳动条件。采用夹具装夹工件方便、省力、安全、可靠。当采用气动、液动等夹紧装置时可减轻工人的劳动强度,同时保证安全生产。

(4)降低生产成本。在成批生产中使用夹具,生产效率高,对工人的技术要求低,可相对降低生产成本。批量越大,生产成本降低越显著。

(5)保证工艺纪律;

(6)获得良好经济效率。

1.2 机床夹具的作用

    虽然机床夹具的种类繁多,但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中,作用相同的结构或元件加以概括,可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分,这些组成部分既相互独立又相互联系。机床夹具由以下六个部分组成:定位元件;夹紧装置;夹具体;连接元件;对刀导向元件;其他元件或装置。

(1)定位元件:定位元件是夹具的主要功能元件之一。通常按工件定位基准面的形状设计。如V形块、可调V形块、定位轴、销、键。

(2)夹紧装置:其包括两部分,分为

a、夹紧机构  如螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构等。

b、夹紧动力装置  如液压动力装置、气压动力装置、电动装置等。使用夹紧动力装置可实现工件的自动夹紧达到较高的劳动生产率。                     

(3)夹具体:夹具体是夹具的基体骨架,用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。常用的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构和装配结构,形状有回转体形和底座形等形状。

(4)连接元件: 这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。通常有两种形式:一种是连接在机床工作台上;一种是连接在机床主轴上。

(5)对刀、导向元件: 这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件,用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。

(6)其他元件或装置: 根据加工需要,有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等,以及标准化了的其它联接元件。

上述各组成部分中,定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本组成部分。

制订飞锤工艺规程及铣槽夹具设计

图1 机床夹具的组成及各组成部分之间的关系

    图1所示为机床夹具的组成及各组成部分与机床、工件、刀具的相互联系。由此为正确设计夹具提供必要的依据。因为定位和夹紧是与工件有关,所以在设计定位元件和夹紧装置时,必须全面掌握与工件在该工序加工时的有关资料;在设计对刀、导向元件时,除考虑工件所要求的加工尺寸外,还必须掌握所用刀具的类型和尺寸规格;在设计连接元件时,则应符合加工时所用机床的工作台或机床主轴的结构型式和尺寸规格。

1.3 机床夹具的现状及发展方向

    夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。

(1)机床夹具的现状

    国际生产研究协会的统计表明,目前中、小批量多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场的需求与竞争。然而,一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产的工厂里,约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔3~4年就要更新50%~80%的专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为10%~20%。特别是近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:

a、能迅速而方便地装配新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本;

b、能装夹一组具有相似性特征的工件;

c、能适用于精密加工的高精度机床夹具;

d、能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具;

e、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;

f、提高机床夹具的标准化程度。

(2)现代机床夹具的发展方向

    随着科学技术的进步和市场需求的日益增长,要求产品更新换代的周期越来越短,因而缩短生产准备周期、提高产品质量和降低生产准备的成本等问题已显得十分突出。在现代制造业中,机床夹具如何适应上述发展的要求,是广大工艺设计人员值得注意的问题。根据今后各种生产组织形式的发展特点,机床夹具的发展方向可以归纳为以下几个方面。

a、功能柔性化

    由于多品种、小批量生产方式将成为今后的主要生产形式,机床夹具应能在一定范围内适用于不同的生产类型和不同的机床加工。

b、传动高效化、自动化

    为了减少夹紧的辅助时间和减轻工人的劳动强度,提高生产率,在现代机床夹具上普遍采用机械化和自动化的高效传动部件。

c、制造的精密化

    随着产品质量要求的不断提高,对夹具精度也提出了更高的要求,如定心夹具的定心精度目前可以达到微米级甚至亚微米级。

d、旋转夹具的高速化

    车削加工中为了获得高表面质量,对于有色金属材料切削速度要求高达1000m/min以上,对于黑色金属也要求超过600m/min,为了适应高速切削的需要,夹具必须采用特殊结构,自动进行夹紧力的检测和补偿,使动态夹紧力始终保持在所需的范围内。

e、结构标准化、模块化

    夹具标准化是生产专业化和柔性化的基础。模块化是在夹具的标准化和组合化的基础上发展起来的新型夹具。

f、设计自动化

    随着计算机辅助设计(CAD)的广泛应用,机床夹具的CAD技术也逐渐应用于生产。

2 零件的分析

    这是一个飞锤零件,从零件图上可以看出,它一共有四类加工表面,现将这两类加工表面分述如下:

1.孔:孔的加工主要包括Ø7mm,2-Ø12mm,4-Ø6.5mm。

2.柱面:柱面的加工主要包括Ø19mm; Ø15mm; Ø11mm;

3.端面:端面的加工主要包括Ø45mm端面; Ø11mm端面;

4.槽:14槽;

这四类加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:

孔系是以Ø7mm中心的, 柱面及端面相对于孔有垂直度要求,2-Ø12mm,4-Ø6.5mm相对于中心孔有位置度要求。,14槽相对于中心孔也有垂直度要求。

由以上分析可知,对于这四类加工表面而言,我们可以采用车床先粗加工柱面及端面,然后借助于专用夹具加工出孔,再以孔为精基准,精加工柱面及其它表面,并且保证它们之间的位置精度要求。

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图2


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