三通接頭零件的車床組合夾具設(shè)計(jì)【加工Φ20、Φ14孔夾具】【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)+含9張CAD圖紙+帶開(kāi)題報(bào)告+中期檢查表+外文翻譯+30頁(yè)加正文1.7萬(wàn)字】
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車床組合夾具設(shè)計(jì)
一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法外文翻譯.zip
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車床組合夾具的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc
車床組合夾具的設(shè)計(jì)論文.doc
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車床組合夾具設(shè)計(jì)
摘 要
根據(jù)六點(diǎn)定位原理和定位基準(zhǔn)的選擇原則，采用長(zhǎng)V型塊，支承塊和定位擋鐵定位。長(zhǎng)V型塊置于拱形肋板后限制x軸的兩自由度和z軸的兩自由度，擋鐵置于孔端限制繞y軸旋轉(zhuǎn)的自由度，支承塊置于肋板下方限制沿y軸移動(dòng)的自由度。依據(jù)相關(guān)原理計(jì)算定位誤差。根據(jù)夾緊方式的選擇原則，選擇夾緊元件為壓板壓頭和V型塊，然后通過(guò)切削力進(jìn)行夾緊力的計(jì)算。夾緊的動(dòng)力裝置選用手動(dòng)壓緊裝置。按照定位元件和夾緊元件設(shè)計(jì)連接件。
以所選元件和裝置為基礎(chǔ)確定夾具總體布局和夾具體的結(jié)構(gòu)形式，并確定好定位元件在夾具體上的位置。繪制夾具方案設(shè)計(jì)，進(jìn)行工序精度分析。對(duì)以上設(shè)計(jì)進(jìn)行審核。最后設(shè)計(jì)夾具總裝配圖。
關(guān)鍵詞：組合夾具；定位；夾緊；三通接頭
Lathe modular jig and fixture design
Abstract
According to six localizations principles and selection principle of the localization datum, using the long V block, the supporting block and the localization comes true the hard localization. The long V block putted in the arch ribbed plate to limit two degrees of freedom in the x axis and the z axes two degrees of freedom, the iron putted in the hole end limit to the degree of freedom which circle the y rotation of axis, the supporting block putted under the ribbed plate to limit degree of freedom along the y axis migration. Position error is reckoned by the correlation principle. According to the way of the selection principle, discharge head and V block is selected to clamp the part. Then computation of the strength is achieved by carrying on through the cutting force clamps. The power of clamps is from the hydraulic unit. Design of bridge piece is according to the location part and the clamp part. The guide part designing in this topic is not requested because the cutter bar is short. Other parts and equipment are designed following last process.
The jig overall arrangement and concrete structure of the body clamp are determined with the above part and the equipment. The position of the components in the kits specific location must be guaranteed, and then design the jig, carry on the working procedure precision analysis. The design review is following. Finally the jig assembly drawing is achieved.
Keywords: Modular jig and fixture; location; clamp; union tee
目 錄
1緒論…………………………………………………………………………………1
1.1概述…………………………………………………………………………………1
1.1.1車床夾具的分類………………………………………………………………1
1.1.2夾具的組成……………………………………………………………………2
1.1.3夾具體…………………………………………………………………………3
1.1.4車床夾具在機(jī)械加工中的作用………………………………………………3
1.1.5車床夾具在車床中的地位及作用……………………………………………3
1.1.6國(guó)內(nèi)外夾具的發(fā)展與趨勢(shì)……………………………………………………4
1.2夾具研究現(xiàn)狀………………………………………………………………………5
1.2.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀………………………………………………………………5
1.2.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向……………………………………………………6
1.3國(guó)內(nèi)外對(duì)組合夾具的發(fā)展及研究狀況……………………………………………7
1.3.1國(guó)內(nèi)對(duì)組合夾具的發(fā)展?fàn)顩r…………………………………………………7
1.3.2國(guó)外對(duì)組合夾具的發(fā)展?fàn)顩r…………………………………………………8
1.4本文主要研究?jī)?nèi)容…………………………………………………………………9
2零件分析…………………………………………………………………………10
2.1零件的選擇與分析………………………………………………………………10
2.2工藝路線的確定…………………………………………………………………10
2.3總體設(shè)計(jì)中對(duì)夾具設(shè)計(jì)的重要的參數(shù)………………………………………… 11
3車床組合的夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………… 12
3.1夾具設(shè)計(jì)要求與選型……………………………………………………………12
3.1.1夾具設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………………12
3.1.2夾具的選型……………………………………………………………………13
3.2定位和夾緊方案的確定…………………………………………………………13
3.2.1定位和夾緊方案的選擇分析…………………………………………………14
3.3定位元件和夾緊元件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………15
3.3.1定位元件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………… 15
3.3.2夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………16
3.4誤差分析計(jì)算……………………………………………………………………17
3.4.1影響加工精度的因素…………………………………………………………17
3.4.2誤差的計(jì)算……………………………………………………………………17
3.4.3保證加工精度………………………………………………………………… 18
3.5夾具結(jié)構(gòu)的確定…………………………………………………………………19
3.5.1夾具體的確定…………………………………………………………………19
3.6夾緊力的確定……………………………………………………………………21
3.6.1夾緊力的計(jì)算公式……………………………………………………………21
3.6.2夾緊力的計(jì)算…………………………………………………………………22
4 結(jié)論……………………………………………………………………………… 24
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………25
致謝……………………………………………………………………………………26
畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開(kāi)題報(bào)告 題目 ：車床組合夾具的設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 2012 年 12 月 20 日 文）綜述（ 題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究 情況） 題目背景 : 機(jī)械制造離不開(kāi)金屬切削機(jī)床，而機(jī)床夾具則是保證機(jī)械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低對(duì)工人技術(shù)的過(guò)高要求、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化不可或缺的重要工藝裝備之一。機(jī)床夾具被廣泛用于制造業(yè)中，大量專用機(jī)床夾具的使用為大批量生產(chǎn)提供了必要條件。 夾具是工藝裝備的主要組合部分 ,在機(jī)械制造中占有重要地位。目前 ,單件、小批量生產(chǎn)正逐漸成為現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)新的生產(chǎn)模式。在這種模式中 ,要求加工機(jī)床 和夾具裝備具有更好的柔性 ,以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、降低生產(chǎn)成本 ,所以 ,按單一品種設(shè)計(jì)專用夾具的方法已不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求 ,而組合夾具正是適應(yīng)這一生產(chǎn)模式的柔性工裝設(shè)備。它對(duì)縮短工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造周期 ,以及產(chǎn)品換型后對(duì)原有工裝夾具延續(xù)使用起到至關(guān)重要的作用。國(guó)外為了適應(yīng)這種生產(chǎn)模式 ,也把柔性制造系統(tǒng)作為開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的有效手段 ,并將其作為機(jī)械制造業(yè)的主要發(fā)展。 研究意義： 組合夾具是一種先進(jìn)的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同的形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有互換性、高耐磨性和高精度的標(biāo)準(zhǔn)元件組成， 其結(jié)構(gòu)靈活多變，適應(yīng)性廣，元件可長(zhǎng)期循環(huán)使用。組合夾具的元件精度高、耐磨，并且實(shí)現(xiàn)了完全互換，元件精度一般為 。用組合夾具加工的工件，位置精度一般可達(dá)，若精心調(diào)整，可以達(dá)到 。由于組合夾具有很多優(yōu)點(diǎn)，又特別適用于新產(chǎn)品試制和多品種小批量生產(chǎn)，所以近年來(lái)發(fā)展迅速應(yīng)用較廣。組合夾具的主要缺點(diǎn)是體積較大，剛度較差，一次投資多，成本高，這使組合夾具的推廣應(yīng)用受到一定限制。隨著機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式逐步被中小批量生產(chǎn)模式所取代，機(jī)械制造系 統(tǒng)欲適應(yīng)這種變化需具備較高的柔性。國(guó)外己把柔性制造系統(tǒng) (為開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，并將其作為機(jī)械制造業(yè)的主要發(fā)展方向。柔性化的著眼點(diǎn)主要在機(jī)床和工裝兩個(gè)方面，組合夾具是工裝柔性化的重點(diǎn)。組合夾具是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備，它是由一套預(yù)先制造好的各種不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸、具有完全互換性的標(biāo)準(zhǔn)元件和組合件，按工件的加工要求組裝而成的夾具。它可以拆卸、清洗，并可重新組裝成新的夾具，其應(yīng)用非常普遍，尤其適合于多品種、中小批量的生產(chǎn)。由于組合夾具的平均設(shè)計(jì)和組裝時(shí)間是專用夾具所花時(shí) 間的 5%可以認(rèn)為組合夾具就是柔性?shī)A具的代名詞。 一個(gè)優(yōu)良的組合夾具必須滿足下列基本要求： （ 1）保證工件的加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量 保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必 要時(shí)還要進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其它零部件的結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度的影響，確保組合夾具能滿足工件的加工精度要求。 （ 2）提高生產(chǎn)效率，降低成本 組合夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效 率。 （ 3）良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性能 組合夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等，有利于提高組合夾具的制造精度。 （ 4）操作性能好 組合夾具的操作方便、省力、安全可靠。在客觀條件允許及又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。 （ 5）經(jīng)濟(jì)性好 組合夾具應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，以降低組合夾具的成本。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)組合夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 ，以提高組合夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 （ 6）擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍 使用組合夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。 （ 7）排屑順暢 組合夾具中積集切削會(huì)影響到工件的定位精度，切削的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切削將曾加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。因此組合夾具設(shè)計(jì)中要給予排屑問(wèn)題充分的重視。 國(guó)外的研究現(xiàn)狀 : 夾具的設(shè)計(jì)包括三個(gè)步驟 :設(shè)備規(guī)劃、夾具規(guī)劃和夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前 ,及 人在進(jìn)行 面的研究中對(duì)設(shè)備規(guī)劃有詳細(xì)論述 。計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì) (夾具方面也作了一些工作 :C , 等人提出的自動(dòng)夾具定位和夾緊的一種方法； C 提出的利用機(jī)械杠桿原理進(jìn)行定位和夾緊位置選擇的一種算法 ； 等人提出的針對(duì)棱柱形工件進(jìn)行組合夾具設(shè)計(jì)的基于規(guī)則的系統(tǒng)。目前 ,關(guān)于工件夾具的自動(dòng)化配置方面的工作 ,自動(dòng)夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (很少提及。 人提出了一個(gè)二維組合夾具元件的配置算法。幾乎所有的 在一個(gè)成功的 統(tǒng)中 , 工件的幾何形狀是一個(gè) 關(guān)鍵因素。 , 等人也對(duì)具有復(fù)雜幾何形狀的工件進(jìn)行嘗試研究。然而其結(jié)果也僅僅適用于特定的幾 何體 ,比如多邊形棱柱。 出了一個(gè)“完整”的算法用來(lái)分析多邊形工件的組合夾具設(shè)計(jì)。并開(kāi)發(fā)出一個(gè)組合夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng) ,針對(duì)一個(gè)任意存在的工件 ,能自動(dòng)產(chǎn)生所有可行的夾具設(shè)計(jì)。并且采用力球分析的方法對(duì)產(chǎn)生的方 案進(jìn)行優(yōu)化。以后的許多研究者大多借鑒了 算法。組合夾具在動(dòng)力學(xué)方面的研究也取得了一定的進(jìn)步 ,Yu 夾具加載規(guī)劃 方案是把夾具的加載問(wèn)題看作基于傳感器的集成問(wèn)題并給了一個(gè)規(guī)劃算法。 提出了一種指導(dǎo)夾具設(shè)計(jì)的方法 ,此方法是縮小由于工件表面與夾具安裝誤差所帶來(lái)的定位誤差。 出的模式是在工件加工期間工件的靜態(tài)分析 ,這種方法是一種定性分析并且是在抓緊或夾緊物體的最壞的情況下的偏差 ,這種情況是由于在單位扭球的干涉扭矩。 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀 : 我國(guó)于 80 年代末開(kāi)始對(duì)組合夾具元件的設(shè)計(jì)與管理進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā) ,在總結(jié)和吸取我國(guó)應(yīng)用和發(fā)展槽系夾具經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上 ,根據(jù)現(xiàn)代機(jī)械加工特征及夾具的 發(fā)展趨勢(shì) ,研制了新一代孔系組合夾具系統(tǒng)。此系統(tǒng)發(fā)揮了槽系平移可調(diào)性和孔的旋轉(zhuǎn)可調(diào)性的優(yōu)勢(shì) ,可直接組裝獲得任何直線尺寸和角度尺寸。此系統(tǒng)把大中小三個(gè)系列的元件有機(jī)融為一體 ,可在一塊多夾具基礎(chǔ)板上 ,既能組裝單個(gè)大工件夾具 ,又能組裝多個(gè)中小零件夾具 ,有利于裝夾具基礎(chǔ)板長(zhǎng)期固定在機(jī)床工作臺(tái)上 ,此系統(tǒng)還設(shè)有孔系和槽系過(guò)渡元件 ,便于實(shí)現(xiàn)孔、槽系夾具元件混合使用。北京工商大學(xué)麻建東和劉璇開(kāi)發(fā)的組合夾具元件庫(kù) ,元件庫(kù)模塊的核心程序用 02 工具包開(kāi)發(fā) ,界面程序用 供的對(duì)話框控制語(yǔ)言 言開(kāi)發(fā) ,在 + 編譯和聯(lián)接 ,生成的 U 直接加載運(yùn)行。元件庫(kù)可為使用者提供 7 類組合夾具元件三維圖形的瀏覽以及交互設(shè)計(jì)功能 ,并生成三維組合夾具構(gòu)形圖 ,在 境中可進(jìn)行修改或刪除山東工業(yè)大學(xué)的徐志剛在“廣義映射原理”的指導(dǎo)下 ,開(kāi)發(fā)了支持“ 范的夾具設(shè)計(jì)軟件自動(dòng)化系統(tǒng)。吳玉光博士在這個(gè)領(lǐng)域取得了較大的突破。提出孔系基礎(chǔ)板組合夾具設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法。該方法利用連 桿機(jī)構(gòu)原理自動(dòng)確定由直線和圓弧組成定位邊界的零件的全部候選定位方案。并提出定位銷可見(jiàn)錐概念和定位銷轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)的概念 ,進(jìn)行定位方案的裝卸方便性分析。進(jìn)一步提出瞬心三角形和同向邊的概念 ,對(duì)工件進(jìn)行可夾緊性分析 ,確定工件邊界的可夾緊范圍。其理論水平在國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)開(kāi)拓了新的局面。 究方法或措施 主要內(nèi)容： 設(shè)計(jì)一種車床的組合夾具，加工零件為三通接頭，對(duì)其進(jìn)行車孔。同時(shí)，設(shè)計(jì)出來(lái)的車床組合夾具可以經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單拆卸、調(diào)整，能夠加工同一系列不同大小的三通接頭。 擬采用的研究方 案： 定位裝置采用兩個(gè)大小不一的定位塊，組合成類似于 V 形塊，夾緊裝置采用擋鐵和三個(gè)長(zhǎng)螺釘?shù)慕M合裝置。由于加工的工件為 90 度的三通接頭，因此，要進(jìn)行所有管內(nèi)內(nèi)孔的加工，一次加工是無(wú)法完成，需要兩次裝夾兩次加工過(guò)程。而這樣的設(shè)計(jì)方案減少了夾緊元件的頻繁拆換，節(jié)省了時(shí)間。 研究方法： 1） 繪制零件圖，認(rèn)真分析、研究零件圖及其加工工藝，根據(jù)要求選用孔 系組合夾具。 2） 確定切削用量及參數(shù)要求，進(jìn)行組合夾具的定位、夾緊、支承、基礎(chǔ) 板部件設(shè)計(jì)。 3） 繪制組合夾具裝配圖、繪 制組合夾具重要部件的零件圖 期已開(kāi)展工作 課題研究的重點(diǎn)： 夾具設(shè)計(jì)本質(zhì)上是一種經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，且?jiàn)A具分類比較多，夾具參數(shù)比較復(fù)雜，夾具設(shè)計(jì)和工件形狀、加工條件、加工工藝等很多因素有關(guān)。組合夾具的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)所要加工的零件進(jìn)行夾緊、定位等部件的設(shè)計(jì)，使之能適應(yīng)系列化零件的合理裝夾。 課題研究的難點(diǎn)： a、異型零件的工藝分析，對(duì)零件的工藝分析要求對(duì)該零件有相當(dāng)熟悉的了解，由于條件有限使得對(duì)零件不熟悉，可能導(dǎo)致工藝分析不到位。 b、組合夾具的設(shè)計(jì)，目前組合夾具的設(shè)計(jì)跟個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)有直接關(guān)系，所以本課題的設(shè)計(jì)可能不夠成熟。 前期已經(jīng)開(kāi)展的工作： 查閱有關(guān)組合夾具資料，了解國(guó)內(nèi)外組合夾具的發(fā)展及其新技術(shù)，積極與導(dǎo)師進(jìn)行交流，確定研究方案及其研究方法。 周次填寫(xiě)） （ 1）分析題目，做好開(kāi)題報(bào)告，準(zhǔn)備好開(kāi)題答辯。（ 1 周） （ 2）根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容的要求，查閱相關(guān)資料，明確設(shè)計(jì)方向，對(duì)存在的疑問(wèn)咨詢指導(dǎo)老師。（ 2～ 5 周） （ 3）檢查、閱讀及完善設(shè)計(jì)內(nèi)容準(zhǔn)備中期答辯。（ 6 周） （ 4）進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，包括： 相關(guān)方面的計(jì)算、確定參數(shù)，繪制相關(guān)圖紙并建立圖庫(kù)，對(duì)資料進(jìn)行整理。（ 7～ 11 周） （ 5）對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行整理，與老師進(jìn)行討論修改，校核定稿。（ 12～ 13 周） （ 6）審查、閱讀設(shè)計(jì)內(nèi)容準(zhǔn)備答辯。（ 14～ 15 周） （ 7）進(jìn)行畢業(yè)答辯。 (16 周 ) 課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)） 指導(dǎo)老師： 年 月 日 系 主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 薛源順 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2000 [2] 楊黎明 北京：國(guó)防工業(yè)出版社 ,1996 [3] 東北重型機(jī)械學(xué)院 上海：上?？萍汲霭嫔?,1988 [4] 胡家秀主編 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1999 [5] 李益民主編 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1995 [6] 孟憲椅等主編 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1991 [7] 謝家瀛主編 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 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