基于的液压夹紧的专用夹具设计(支架零件)说明书[带图纸].doc
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1、编号无锡太湖学院毕业设计(论文)题目: 基于液压夹紧的专用夹具设计 支架零件的工艺工装设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号: 学生姓名: 指导教师: (职称:副教授 ) (职称: )2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计(论文)诚 信 承 诺 书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文) 基于液压夹紧的专用夹具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设计(论文)中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级: 机械97 学 号: 0923816 作者姓名: 2013 年 5 月 25 日摘
2、要本文是对支架零件的加工工艺规程进行设计,并针对其中某一道工序进行基于液压的专用夹具设计,并进行了另一工序的普通夹具设计。支架零件作为叉架类零件,其主要加工表面是平面及孔。按照机械加工工艺要求,遵循先面后孔的原则,并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以支架大外圆端面作为粗基准,以支架大外圆端面与两个工艺孔作为精基准,确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。并按要求对其中一道工序进行了基于液压夹紧的专用夹具设计,在设计中计算了此道工序所受的切削力及切削力矩,进而确定了液压缸的负载,选定整个液压系统的压力,从而确定了液压缸的各参数,绘制了液压夹紧的专用
3、夹具总图。整个加工过程均选用万能机床。关键词 支架;加工工艺;液压;专用夹具AbstractThis article is carries on the design of the bracket components machine process, and the clamp designed based on the hydraulic pressure which aimed at some working process, and has carried on another working procedure ordinary jig design. The bracket com
4、ponents take the boom trestle class components, its main processing surface is the plane and the hole. According to the machine-finishing technological requirement, after following the first surface, the hole principle, and is clear about the hole and the plane processing divides the rough machining
5、 and the precision work stage guarantees the working accuracy. The datum choice takes the thick datum by the support big outer annulus end surface, takes the fine datum by the support big outer annulus end surface with two craft holes, had determined in its processings craft route and the processing
6、 needs each technological parameter. And according to request to a working procedure has carried on based on the hydraulic pressure clamp unit clamp design. Entire processing process chooses all-purpose machine tool. Key words: bracket; processing technic ;special fixture; hydraulic pressure目 录摘 要II
7、IABSTRACTIV目 录V1 绪论11.1 本课题的研究内容和意义11.2 国内外的发展概况11.3 本课题应达到的要求22 支架零件的三维造型33 零件的分析103.1 零件的作用103.2 零件的工艺分析104 工艺规程设计114.1 确定毛坯的制造形式114.2 工艺过程设计所应采取的相应措施114.3 定位基准面的选择114.3.1 粗基准的选择114.3.2 精基准的选择124.4 制定工艺路线124.4.1 工艺路线方案一:124.4.2 工艺路线方案二:124.4.3 工艺方案的比较与分析134.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定134.6 确定切削用量及基本工时15
8、4.6.1 工序三:铣的端面,铣的端面,铣2的端面。164.6.2 工序四:钻扩铰精铰的孔。184.6.3 工序五:钻扩铰精铰的孔。204.6.4 工序六:钻孔,锪孔,倒角。224.6.5 工序七:铣端面。234.6.6 工序八:粗镗半精镗精镗的孔。235 基于液压夹紧的专用夹具设计265.1 设计主旨265.2 夹具设计265.2.1 定位基准的选择265.2.2 定位误差分析265.2.3 铣夹具设计的基本要求275.3 液压缸的设计计算275.3.1 切削力及切削力矩的计算与分析275.3.2 确定系统的工作压力295.3.3 确定液压缸的几何参数305.4 确定液压泵规格和电动机功率及
9、型号325.4.1 确定液压泵规格325.5 确定各类控制阀335.6 管道通径与材料及管接头的选用336 专用普通夹具设计356.1 设计主旨356.2 夹具设计356.2.1 定位基准的选择356.2.2 切削力及夹紧力计算356.2.3 钻套、衬套、钻模板设计366.2.4 活动V形块的设计366.2.5 夹具体的设计366.2.6 夹具精度分析366.2.7 夹具设计及操作的简要说明377 结论与展望387.1 结论387.2 不足之处及未来展望38毕业设计小结39致谢41参考文献421 绪论1.1 本课题的研究内容和意义机械的加工工艺及夹具设计是在完成大学的全部课程之后,进行的一次理
10、论联系实际的综合运用,使我对专业知识、技能有了进一步的提高,为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计,保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段,合理的机械加工工艺过程是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据,也是企业上品种、上质量、上水平,加速产品更新,提高经济效益的技术保证。合理的机械加工工艺文件不仅能提高一个企业的技术革新能力,而且可以较大程度地提高企业的利润,因而合理地编制零件的加工工艺文件就显得时常重要。机械加工工艺文件的合理性也会受到企业各方面因素的制约,比如企业的生产设备、工人的技术水平及夹具的设计水平等,其中比较重要
11、的是夹具的设计和生产。夹具是机械加工系统的重要组成部分,无论是传统的制造,或是现代制造系统,夹具设计都非常重要。优化夹具设计可以使产品劳动生产率得到提高,降低生产成本,使加工精度得到提高和保证,同时可以拓宽机床的使用范围,而且在保证精度的前提下可使产品效率提高、成本降低。在企业信息化和激烈的市场竞争的要求下,企业对夹具的设计及制造要求更高。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。因而不仅要合理结合企业的生产实际来进行零件加工工艺文件的编制,而且还要根据零件的加工要求和先进的加工机床来设计先进高效的夹具。该课题主要是为了培养学生开发、设计和创新机械产品的能力,要求学生能够结合常规机床与
12、零件加工工艺,针对实际使用过程中存在的金属加工中所需要的三维造型、机床的驱动及工件夹紧问题,综合所学的机械三维造型、机械理论设计与方法、机械加工工艺及装备、液压与气动传动等知识,对高效、快速夹紧装置进行改进设计,从而实现金属加工机床驱动与夹紧的半自动控制。在设计液压系统装置时,在满足产品工作要求的情况下,应尽可能多的采用标准件,提高其互换性要求,以减少产品的设计生产成本。1.2 国内外的发展概况夹具从产生到现在,大约可以分为三个阶段:第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,是加工过程加速和趋于完善;第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它
13、主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到,夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系,所以对夹具引起了重视;第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备。在夹具设计过程中,对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员考虑的一般都会比较周全,但夹具设计还是会遇到一些小的问题,这些问题要是处理不好,不仅给夹具的使用造成很多不便,还会影响工件的加工精度。由于现代加工的高速发展,对传统的夹具提出了较高要求,如快速、高效、安全等。基于液压夹紧的专用夹具设计,必须计算加工工序所受的切削力及切削力矩,按照夹紧方式进行夹紧力的计算,进而可以确定液压缸的负
14、载,通过选定整个液压系统的压力,最终可以确定液压缸的各参数。随着机械工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,中小批生产作为机械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出更高的要求。特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中,应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具,尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。1.3 本课题应达到的要求通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合,在对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理
15、论及液压与气动传动等相关知识充分掌握后,分析金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据,结合液压与气动传动的相关理论知识,完成液压传动方案分析及液压原理图的拟定,设计液压专用夹具的驱动、夹紧装置,并进行主要液压元件的设计与选择及传动系统的验算校核等,来达到产品的最优化设计。针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题,综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识,设计出一套适合于实际的零件加工工艺路线,从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。2 支架零件的三维造型图2.1 中心线打开AutoCAD,单击“视图
16、”工具栏上的主视图标,画一条垂直的中心线,再画六条与垂直相交的水平中心线,上下间距上边为45mm下边为43mm。如图2.1所示:图2.2 拉伸图2.3 拉伸实体由图2.1所确定的交点,以最下面第三个交点作为圆心分别作、的同心圆,再将所作两圆选中,并进行拉伸,拉伸高度为39mm。其作图过程如图2.2所示,拉伸结果如图2.3所示:(拉伸命令ext)。选中所做的两个柱体,单击复制,以端面圆心为基点,移动39mm。分别如图2.4、2.5所示:图2.5 复制实体图2.4 复制再按图2.1所确定的交点,以最上边第一个交点作为圆心分别作、的同心圆,再将两圆选中,进行拉伸,拉伸高度为72mm。其过程和结果分别
17、如图2.6、2.7所示:图2.6 拉伸图2.7 拉伸实体继续按图2.1所确定的第一个交点为圆心分别作、的同心圆,并选中所做的两圆,反向拉伸,高度为18mm。其结果分别如图2.8、2.9所示:图2.8 拉伸图2.9 拉伸实体在刚刚拉伸的实体前端面确定为作图面,并确定圆心作圆,再选中的圆,进行拉伸,高度为18mm。其作图过程结果分别如图2.10、2.11所示:图2.10 拉伸图2.11 拉伸实体选中刚刚拉伸的柱体,单击复制,以外端面圆心为基点,移动18mm,其作图过程结果分别如图2.12、2.13所示:图2.12 复制图2.13 复制实体按图2.1所确定交点,以中间的交点为圆心作的圆,再选中的圆,
18、进行拉伸,高度为36mm。其作图过程和结果分别如图2.14、2.15所示 。图2.15 拉伸实体图2.14 拉伸以实体圆高度的对称位置作为基面,画出8846mm长方形的作为连接肋板的基面,再选中长方形进行拉伸,高度为6mm。其作图过程与结果分别如图2.16、2.17所示:图2.16 拉伸图2.17 拉伸实体选中8846mm长方体,单击复制,以图2.1中最底下交点作为基点,移动6mm,其过程与结果分别如图2.18、2.19所示:图2.18 复制图2.19 复制实体再以刚刚拉伸出的肋板背面作为基面,以中心线为中心确定8812mm的长方形作为另一个十字肋板的基面,选中此长方形,进行拉伸,高度为16m
19、m,其作图过程与结果分别如图2.20、2.21所示。图2.20 拉伸图2.21 拉伸实体接着选中刚拉伸出的8812mm长方体,单击复制,图2.1中最底下第三个交点作为基点,向前移动16mm,其作图过程与结果分别如图2.22、2.23所示。图2.23 复制实体图2.22 复制在以图2.2中拉伸出的的圆柱实体作为基面,按坐标确定圆心分别作两个、的同心圆,并将此两圆选中,进行拉伸,其高度为32mm。作图过程与结果如图2.24、2.25所示。图2.24 拉伸图2.25 拉伸实体再按坐标确定圆心作的圆,选中的圆进行拉伸,高度为23mm。其作图过程与结果分别如图2.26、2.27所示。图2.26 拉伸图2
20、.27 拉伸实体对拉抻好的实体进行孔的差集处理,再点合集,将所有外圆选中,然后右击,再点差集,选中外圆,按Enter键, 在选中所要除去的部分,按 Enter键。其作图结果分别如图2.28所示。图2.28 合集 差集对造型好的零件进行倒角,点倒角,选择第一条直线,指定基面的倒角距离为1,与其他基面的倒角距离为1,选择倒角的边,按Enter键。结果如图2.29所示:图2.29 倒角确定位置,作一直角三角形,单击面域,选中三角形的三条边,右击确定;单击旋转,选中三角形,右击确定,选中围绕旋转的轴,按Enter键,旋转角度,按Enter键。作图过程与结果分别如图2.30、2.31所示:图2.30 旋
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