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中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 目 錄 1 前言 4 1 1 國(guó)內(nèi)外夾具行業(yè)及機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 4 1 1 1 國(guó)內(nèi)夾具行業(yè)的現(xiàn)狀 4 1 1 2 國(guó)外夾具行業(yè)的現(xiàn)狀 4 1 1 3 機(jī)床夾具現(xiàn)狀 4 1 2 設(shè)計(jì)的目的 4 1 3 設(shè)計(jì)的意義 5 1 4 任務(wù)來源 5 1 5 設(shè)計(jì)原則 5 1 6 設(shè)計(jì)主要資料 5 1 7 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程 5 2 連桿體拉結(jié)合面夾具設(shè)計(jì) 6 2 1 連桿的加工工藝 6 2 2 生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算 7 2 3 連桿體拉結(jié)合面夾具定位方式的選擇 7 2 4 拉削加工方案的選定 7 2 5 切削力的計(jì)算及拉削方式的確定 9 2 5 1 半精拉切削力的計(jì)算 9 2 5 2 精拉切削力的計(jì)算 11 2 6 拉削加工時(shí)間的計(jì)算 12 2 7 氣缸的選取 12 2 8 夾緊機(jī)構(gòu)間傳動(dòng)小軸的選擇及校核計(jì)算 13 3 總結(jié) 14 4 參考文獻(xiàn) 15 5 致 謝 16 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 摘 要 連桿是柴油機(jī)運(yùn)動(dòng)的主要關(guān)鍵件之一 它工作的穩(wěn)定性 可靠性對(duì)柴油機(jī)的整機(jī)質(zhì)量至 關(guān)重要 質(zhì)量輕 精度高的連桿 有助于降低柴油機(jī)的能耗和噪聲 該設(shè)計(jì)說明書首先 介紹了國(guó)內(nèi)外夾具及機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 夾具設(shè)計(jì)的目的 意義 原則和一些設(shè)計(jì)所需要 的主要的資料 主要說明了連桿拉結(jié)合面夾具設(shè)計(jì)過程 其中包括連桿的加工工藝 生 產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算 連桿體拉結(jié)合面夾具定位方式的選擇 拉削加工方案的選定 切削力的 計(jì)算及拉削方式的確定 拉削加工時(shí)間的計(jì)算 氣缸的選取 夾緊機(jī)構(gòu)間傳動(dòng)小軸的選 擇及校核計(jì)算 最后簡(jiǎn)潔的總結(jié)設(shè)計(jì)所取得的結(jié)果及此次設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 譬如采用了氣動(dòng) 夾緊裝置 對(duì)以后夾具的發(fā)展方向給予一些建議 關(guān)鍵詞 連桿體精拉結(jié)合面 夾具設(shè)計(jì) 工藝分析 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 ABSTRACT Diesel engine connecting rod is the key piece of sports it works the stability reliability is critical to the quality of the diesel engine machine light weight high precision connecting rod help reduce energy consumption and engine noise The design specification introduces the domestic and international fixtures and the status of jigs and fixtures fixture design purpose meaning some design principles and key data needed mainly to explain the combination of surface tension rod fixture design process including the connecting rod Processing technology the calculation of the production program connecting rod body pull mode with the choice of surface fixture broaching processing program selected the calculation of cutting force and determine the way broaching broaching the calculation of processing time the cylinder selected folder Tight inter agency drive the choice of a small shaft and checking calculations the final design brief summary of the results achieved and the advantages of this design such as using a pneumatic clamping device fixture on the future direction of development to give some suggestions Key words connecting rod body with fine surface tension fixture design Process Analysis 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 1 前言 夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀(jì)后期 夾具 卡具 從廣義上說 在工藝過程中的任何工序 用來迅速 方便 安全地安裝工件的裝置 用來固定加工對(duì)象 使之占有正確的位置 以接受施工或檢測(cè)的裝置 按使用特點(diǎn)可分為 萬能通用夾具 專用性?shī)A具 可調(diào)夾具 組合夾具 在機(jī)床上用于裝夾工件的裝 置稱為機(jī)床夾具 1 1 國(guó)內(nèi)外夾具行業(yè)及機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 1 1 1 國(guó)內(nèi)夾具行業(yè)的現(xiàn)狀 我國(guó)國(guó)內(nèi)的夾具始于 20 世紀(jì) 60 年代 當(dāng)時(shí)建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠 和面向航空 工業(yè)的保定向陽機(jī)械廠 以后又建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾具元件的工廠 在當(dāng)時(shí)曾達(dá)到全國(guó)年產(chǎn)組合夾 具元件 800 萬件的水平 20 世紀(jì) 80 年代以后 兩廠又各自獨(dú)立開發(fā)了適合 NC 機(jī)床 加工中心的孔 系組合夾具系統(tǒng) 不僅滿足了我國(guó)國(guó)內(nèi)的需求 還出口到美國(guó)等國(guó)家 當(dāng)前我國(guó)每年尚需進(jìn)口不少 NC 機(jī)床 加工中心 而由國(guó)外配套孔系夾具 價(jià)格非常昂貴 現(xiàn)大都由國(guó)內(nèi)配套 節(jié)約了大量外匯 1 1 2 國(guó)外夾具行業(yè)的現(xiàn)狀 從國(guó)際上看俄國(guó) 德國(guó)和美國(guó)是組合夾具的主要生產(chǎn)國(guó) 當(dāng)前國(guó)際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè) 專用夾具 可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國(guó)內(nèi)訂貨 而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國(guó)際貿(mào)易中 的一個(gè)品種 有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計(jì)資料 但歐美市場(chǎng)上一套用于加工中心 的央具 通常為機(jī)床價(jià)格的 1110 一 1115 而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴 由于我國(guó)在組合夾具 技術(shù)上有歷史的積累和性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì) 隨著我國(guó)加入 wTO 和制造業(yè)全球一體化的趨勢(shì) 特別是 電子商務(wù)的日益發(fā)展 其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī) 具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景 1 1 3 機(jī)床夾具現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明 目前中 小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85 左 右 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng) 然而 一般企業(yè) 都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具 一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里 約擁有數(shù)千甚至近萬套專 用夾具 另一方面 在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中 每隔 3 4 年就要更新 50 80 左右專用夾具 而夾具的 實(shí)際磨損量?jī)H為 10 20 左右 1 2 設(shè)計(jì)的目的 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一套連桿體拉結(jié)合面夾具 采用流水線加工 提高效率 減少?gòu)U品 改善操作的勞動(dòng)強(qiáng) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 度 降低企業(yè)大批量生產(chǎn)成本 提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力 1 3 設(shè)計(jì)的意義 1 縮短輔助時(shí)間 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 2 確保并穩(wěn)定加工精度 保證產(chǎn)品質(zhì)量 3 降低對(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 保證安全生產(chǎn) 4 機(jī)床的加工范圍得到擴(kuò)大 1 4 任務(wù)來源 1 年生產(chǎn)綱領(lǐng) 25 萬件 年 2 連桿體和蓋為分開鑄造 3 采用氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì) 4 組合專用機(jī)床生產(chǎn)線加工 1 5 設(shè)計(jì)原則 1 年生產(chǎn)綱領(lǐng)為 25 萬件 年 因此按每年 10 個(gè)月 每個(gè)月工作 25 天 實(shí)行每天一班制 每個(gè)小 時(shí)的產(chǎn)量為 27 7 件 2 采用氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì) 可以節(jié)約時(shí)間 提高生產(chǎn)效率 3 連桿蓋和連桿桿采用分開鍛造 所以連桿蓋的加工需要單獨(dú)的專用夾具 4 由于大量生產(chǎn) 零件的要求精度高要采用組合機(jī)床 專用夾具 流水線加工 1 6 設(shè)計(jì)主要資料 連桿的材料是 45 鋼 硬度是 HB255 293 連桿體結(jié)合面主要尺寸如下圖 圖示 1 6 1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 1 7 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程 10 連桿體粗銑大頭兩端面 20 連桿體粗銑小頭兩端面 30 連桿體粗精銑小端平臺(tái)和大端工藝凸臺(tái) 40 連桿體粗銑結(jié)合面 50 連桿體精銑兩端面 60 連桿體精拉結(jié)合面 70 連桿體鉆兩孔 80 連桿體擴(kuò)鉸兩孔 90 連桿體鉆小頭油孔及孔口倒角 100 連桿體攻兩個(gè)螺紋孔 110 連桿蓋粗銑兩端面 120 連桿蓋粗銑結(jié)合面 130 連桿蓋精銑兩端面 140 連桿蓋精拉結(jié)合面 150 連桿蓋粗精銑螺栓孔平面 160 連桿蓋鉆兩孔 170 連桿蓋擴(kuò)鉸兩孔 180 連桿蓋和連桿體裝配 190 連桿粗鏜大小端孔 200 連桿精鏜大小端孔 210 連桿體與連桿蓋打號(hào)分開 220 連桿體銑定位槽 230 連桿蓋銑定位槽 240 連桿體與蓋對(duì)號(hào)裝配 2 連桿體拉結(jié)合面夾具設(shè)計(jì) 2 1 連桿的加工工藝 連桿由大頭 小頭 和桿身等部分組成 大頭為分開式結(jié)構(gòu) 連桿體與連桿蓋用螺栓連接 大頭孔 和小頭孔內(nèi)分別安裝軸瓦和襯套 連桿加工的工藝流程是 拉大小頭兩端面 粗磨大小頭兩端面 拉連桿大小頭側(cè)定位面 拉連 桿蓋兩端面及桿兩端面倒角 拉小頭兩斜面 粗拉螺栓座面 拉配對(duì)打字面 去重凸臺(tái)面及蓋定位側(cè) 面 粗鏜桿身下半圓 倒角及小頭孔 粗鏜桿身上半圓 小頭孔及大小頭孔倒角 清洗零件 零件探 傷 退磁 精銑螺栓座面及 R5 圓弧 銑斷桿 蓋 小頭孔兩斜端面上倒角 精磨連桿桿身兩端面 加工螺栓孔 拉桿 蓋結(jié)合面及倒角 去配對(duì)桿蓋毛刺 清洗配對(duì)桿蓋 檢測(cè)配對(duì)桿蓋結(jié)合面精度 人工裝配 扭緊螺栓 打印桿蓋配對(duì)標(biāo)記號(hào) 粗鏜大頭孔及兩側(cè)倒角 半精鏜大頭孔及精鏜小頭襯套 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 底孔 檢查大頭孔及精鏜小頭襯套底孔精度 壓入小頭孔襯套 稱重去重 精鏜大頭孔 小頭襯套孔 清洗 最終檢查 成品防銹 本組設(shè)計(jì)工藝安排 連桿體 蓋 銑兩面 連桿體 蓋 拉結(jié)合面 連桿體 蓋 鉆兩孔 精細(xì)大小頭孔 連桿體 蓋 銑定位槽 2 2 生產(chǎn)綱領(lǐng)的計(jì)算 設(shè)計(jì)的要求是年生產(chǎn)綱領(lǐng) N 20 萬件 年生產(chǎn)綱領(lǐng)是指計(jì)劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大 小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用 它決定了各工序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度 所 選用的工藝方法和工藝裝備及加工方案 加工方式的選擇 由 機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝學(xué) 得知 注 N 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 件 年 Q 產(chǎn)品的年產(chǎn)量 臺(tái) 年 n 每臺(tái)產(chǎn)品中生產(chǎn)零件的數(shù)量 備品率 廢品率 產(chǎn)品的年產(chǎn)量 Q 1 臺(tái) 備品率 10 廢品率 2 帶入公式得 n 133928 57 取 n 133929 一年的工作日為 300 天 一天一班制 工作時(shí)間為 7 個(gè)小時(shí) 所以每個(gè)小時(shí)要求生產(chǎn)的零件為 84 件 2 3 連桿體拉結(jié)合面夾具定位方式的選擇 根據(jù)六點(diǎn)定位原理以及一些參考資料 連桿的定位采用一個(gè)面 一個(gè)短銷和一個(gè)支承釘 滿足六 點(diǎn)位原理 具體定位方式選擇如下圖 N Q n 1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 2 4 拉削加工方案的選定 方案一 如下圖 此方案的當(dāng)時(shí)想時(shí)沒有考慮實(shí)際情況 被以下情況否定 1 拉削加工非常的不方便 對(duì)拉床的要 求比較高 一般的拉床為立式拉床 2 加緊和定位都比較困難 此方案的想法非常的不成熟 方案二 如下圖 圖示 2 4 1 圖示 2 4 2 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 此方案的優(yōu)點(diǎn) 1 容易加工 用立式機(jī)床就可以實(shí)現(xiàn) 此方案的缺點(diǎn) 1 支承釘承受的壓力比較大 要求比較高 2 不能保證很好的定位 影響加工 質(zhì)量 方案三 如下圖 此方案避免了方案二的缺陷 支承釘能實(shí)現(xiàn)很好的定位 不足之處就是自動(dòng)加緊裝置的安裝不方 便 但是綜合比較三種方案 第三種方案相對(duì)比較合理 所以選用第三個(gè)方案 2 5 切削力的計(jì)算及拉削方式的確定 拉刀的選取 拉刀是用于拉削的成形刀具 刀具表面上有多排刀齒 各排刀齒的尺寸和形狀從切入端至切出端 依次增加和變化 當(dāng)拉刀作拉削運(yùn)動(dòng)時(shí) 每個(gè)刀齒就從工件上切下一定厚度的金屬 最終得到所要求 的尺寸和形狀 拉刀常用于成批和大量生產(chǎn)中加工圓孔 花鍵孔 鍵槽 平面和成形表面等 生產(chǎn)率很 高 拉刀按加工表面部位的不同 分為內(nèi)拉刀和外拉刀 按工作時(shí)受力方式的不同 分為拉刀和推刀 推刀常用于校準(zhǔn)熱處理后的型孔 拉刀的結(jié)構(gòu)和刀齒形狀與拉削方式有關(guān) 拉削方式通常分為分層拉 削和分塊拉削兩類 根據(jù)加工材料及其強(qiáng)度 參考 金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè) 選取拉倒的材料為 w18cr4v 后角為 拉削進(jìn)給量為 0 03 0 12 精拉切削速度為 5m min 半精拉切削速度為 7m min 拉削半精拉和 10 精拉同時(shí)進(jìn)行 2 5 1 半精拉切削力的計(jì)算 圖示 2 4 3 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 如果是分層拉削 根據(jù) 金屬工藝學(xué)切削原理和刀具可知 拉刀的齒距 P 1 25 1 5 L 為加工面的長(zhǎng)度 由圖 1 6 1 得 L 38mm 計(jì)算得 p 8 02mm 可L 得拉刀接觸的齒數(shù) z L p 38 8 02 4 747 由于寬度不是均勻分布 所以取 z 4 根據(jù)連桿拉結(jié)合面尺寸圖可知 連桿體拉結(jié)合面的長(zhǎng)度 為 46mm 半精拉削每齒進(jìn)給量為l 0 1mm 根據(jù) 金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè) 查得 每齒進(jìn)給量為 0 1mm 的拉刀切削刃每 1 毫米長(zhǎng)度的單 位切削力 F 為 32 5 公斤力 以下的力都是以公斤力為單位 根據(jù) 金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè) 查得 公斤力和牛頓的換算關(guān)系 為每公斤力等于 9 807 牛頓 所以拉削力 F z 46 32 5 4 5980 公斤力 l 取安全系數(shù) n 為 1 5 n 1 5 5980 8970 公斤力 總Fl 因?yàn)槔逗蠼?為 由拉刀的結(jié)構(gòu) 計(jì)算得 10 平行連桿接合面的力 cos 8970 cos 8833 7 公斤力 t總F 10 垂直連桿接合面的力 sin 8970 sin 1557 7 公斤力 總 所以所需夾緊力為 2f 1557 7 2 0 15 5192 3 公斤力 j 夾具的夾緊裝置是靠夾板施加的壓力產(chǎn)生的摩擦力來實(shí)現(xiàn)夾緊 查資料可知摩擦系數(shù) f 為 0 15 采用鉸鏈增力機(jī)構(gòu) 支承端的臂長(zhǎng) 為 100mm 壓緊端的臂長(zhǎng) 為 60mm 1l 2l 所以所需氣缸力為 f 1557 7 60 100 0 15 6230 8 公斤力 qF 2 由于拉削力太大 所需要的夾緊力太大 即使使用了增力機(jī)構(gòu)盡管相對(duì)力小些 但是氣缸的選取 比較困難 因此采用分層的拉削方式行不通 采用分塊拉削 根據(jù) 金屬工藝學(xué)切削原理和刀具可知 拉刀的齒距 P 1 45 1 9 由圖 1 6 1 得 L 38mm 計(jì)算得 p 10 45mm 可得拉刀接觸的齒數(shù)L z L p 38 8 02 4 747 由于寬度不是均勻分布 所以取 z 4 一 分兩塊拉削 即 23mml 拉削力 F z 23 32 5 3 2242 5 公斤力 l 取安全系數(shù) n 為 1 5 n 1 5 2242 5 3363 75 公斤力 總 l 因?yàn)槔逗蠼?為 10 所以平行連桿接合面的力 cos 3363 75 cos 3312 7 公斤力 t總F 10 垂直連桿接合面的力 sin 3363 75 sin 584 2 公斤力 總 所以所需夾緊力為 2f 584 2 2 0 15 1827 3 公斤力 j 夾具的夾緊裝置是靠夾板施加的壓力產(chǎn)生的摩擦力來實(shí)現(xiàn)夾緊 查資料可知摩擦系數(shù) f 為 0 15 采用鉸鏈增力機(jī)構(gòu) 支承端的臂長(zhǎng)為 100mm 壓緊端的臂長(zhǎng) 60mm 所以所需氣缸力為 f 292 1 60 100 0 15 1168 4 公斤力 qF 2l1 夾緊力比較大 加緊比較困難 二 分四塊拉削 即 12mml 拉削力 F z 12 32 5 3 1170 公斤力 l 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 取安全系數(shù) n 為 1 5 n 1 5 1170 1755 公斤力 總Fl 因?yàn)槔逗蠼?為 10 所以平行連桿接合面的力 cos 1755 cos 1728 4 公斤力 tF總 10 垂直連桿接合面的力 sin 1755 sin 304 8 公斤力 總 所需夾緊力為 2f 304 8 2 0 15 1016 公斤力 j 采用鉸鏈增力機(jī)構(gòu) 支承端的臂長(zhǎng)為 100mm 壓緊端的臂長(zhǎng) 60mm 所需氣缸力為 f 152 4 60 100 0 15 609 6 公斤力 q 2l1 這種加工方法所需氣缸力相對(duì)較小 因此此拉削方式可以使用可以選用 2 5 2 精拉切削力的計(jì)算 如果是分層拉削 根據(jù) 金屬工藝學(xué)切削原理和刀具可知 拉刀的齒距 P 1 25 1 5 L 為加工面的長(zhǎng)度 由圖 1 6 1 得 L 38mm 計(jì)算得 p 8 02mm 根據(jù)上邊連桿體結(jié)合面圖可知 連桿體拉結(jié)合面的長(zhǎng)度為 46mm 精拉削每齒進(jìn)給量為 0 03mm 根據(jù) 金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè) 查得 每齒進(jìn)給量為 0 03 的拉刀切削刃每 1 毫米長(zhǎng)度的單位切削力為 16 1 公斤力 所以拉削力 F z 46 16 1 4 2962 4 公斤力 l 取安全系數(shù) n 為 1 5 n 1 5 2962 4 4443 6 公斤力 總Fl 因?yàn)槔逗蠼?為 10 所以平行連桿接合面的力 cos 4443 6 cos 4376 1 公斤力 t總F 10 垂直連桿接合面的力 sin 4443 6 sin 771 7 公斤力 總 夾具的夾緊裝置是靠夾板施加的壓力產(chǎn)生的摩擦力來實(shí)現(xiàn)夾緊 查資料可知摩擦系數(shù) f 為 0 15 如果采用鉸鏈增力機(jī)構(gòu) 支承端的臂長(zhǎng)為 100mm 壓緊端的臂長(zhǎng) 60mm 所以所需氣缸力為 f 771 7 60 100 0 15 3086 8 公斤力 q 2l1 由于所需要的夾緊力也太大 氣缸的選取也比較困難 即使用增力機(jī)構(gòu)也很難減少所需的夾緊力 因此采用分層的拉削方式也行不通 采用分塊拉削 根據(jù) 金屬工藝學(xué)切削原理和刀具可知 拉刀的齒距 P 1 45 1 9 由圖 1 6 1 得 L 38mm 計(jì)算得 p 10 45mm 可得拉刀接觸的齒數(shù)L z L p 38 10 45 3 636 由于寬度不是均勻分布 所以取 z 3 一 分兩塊拉削 即 23mml 拉削力 F z 23 16 1 3 1110 9 公斤力 l 取安全系數(shù) n 為 1 5 n 1 5 1110 9 1666 35 公斤力 總 l 因?yàn)槔逗蠼?為 10 所以平行連桿接合面的力 cos 1666 35 cos 1641 1 公斤力 t總F 10 垂直連桿接合面的力 sin 1666 35 sin 289 35 公斤力 總 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 所需夾緊力為 2f 289 35 2 0 15 964 5 公斤力 jF 夾具的夾緊裝置是靠夾板施加的壓力產(chǎn)生的摩擦力來實(shí)現(xiàn)夾緊 查資料可知摩擦系數(shù) f 為 0 15 采用鉸鏈增力機(jī)構(gòu) 支承端的臂長(zhǎng) 為 100mm 壓緊端的臂長(zhǎng) 為 60mm 1l 2l 所需氣缸力為 f 144 675 60 100 0 15 578 7 公斤力 q 2l 這種加工方法所需氣缸力相對(duì)較小 因此此拉削方式可以使用可以選用 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知 半精拉和精拉都要選用分塊拉削的加工方法 2 6 拉削加工時(shí)間的計(jì)算 根據(jù) 金屬機(jī)械加工工藝手冊(cè) 查得 精拉切削速度為 5m min 半精拉切削速度為 7m min 半精拉的時(shí)間為 100 4 116 3 4s cT 精拉的時(shí)間 80 2 83 1 92s j 裝卸時(shí)間各 10s 3 4 1 92 20 30s 總 2 7 氣缸的選取 氣缸是氣動(dòng)夾具的動(dòng)力部件 常用的有活塞式和薄膜式兩種結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)進(jìn)氣方式 他們可分 為單向作用和雙向作用 按氣缸的使用和安裝方式 又可分為固定的 搖擺的和回轉(zhuǎn)的氣缸三種 一 般氣動(dòng)銑床夾具和鉆床夾具 夾緊時(shí)活塞桿僅做直線運(yùn)動(dòng) 因此多采用固定的氣缸 為了使位置緊湊 可把氣缸直接嵌入家具體內(nèi) 但是這種氣缸的結(jié)構(gòu)尺寸不能過大 100 150mm 根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù) 半精拉和精拉所需的夾緊力分別為在網(wǎng)上選取氣缸 氣缸列表如下圖 FA 前法蘭型 QGS 氣缸外形尺寸 缸 徑 AB AM B E EE F G KK L MM R TF UF W WH 32 7 22 30 47 G1 8 10 26 M10 1 25 94 12 32 64 80 16 26 40 9 24 35 53 G1 4 10 28 M12 1 25 105 16 36 72 90 20 30 50 9 32 40 62 G1 4 12 28 M16 1 5 106 20 45 90 110 25 37 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 63 9 32 40 75 G3 8 12 32 M16 1 5 121 20 50 100 125 25 37 80 12 40 45 94 G3 8 16 32 M20 1 5 128 25 63 126 154 29 46 100 14 40 55 112 G1 2 16 37 M20 1 5 138 25 75 150 185 35 51 125 16 54 60 140 G1 2 20 42 M27 2 160 32 90 180 220 41 65 160 18 72 80 180 G3 4 20 45 M36 2 180 45 115 230 280 60 80 200 22 72 80 220 G3 4 25 50 M36 2 180 45 135 270 320 65 95 250 26 84 95 280 G1 25 50 M42 2 190 50 165 330 390 80 105 320 28 96 105 350 G1 30 55 M48 2 210 63 200 400 470 90 120 根據(jù)上圖 選取缸徑為 100mm 的氣缸 行程定位 40mm 2 8 夾緊機(jī)構(gòu)間傳動(dòng)小軸的選擇及校核計(jì)算 由于連桿間連接小軸截面兩側(cè)所受力大小相等 方向相反 且相互平行 連桿之間的運(yùn)動(dòng)使小軸 發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的變形 因此連桿主要是受剪切力 擠壓應(yīng)力影響相對(duì)比較小 所以應(yīng)按剪切力進(jìn)行設(shè) 計(jì) 當(dāng)半精拉時(shí)所承受的壓力為 1016 公斤力 當(dāng)精拉時(shí)所承受的壓力為 964 5 公斤力 yFyF 所以選按半精拉時(shí)所承受的壓力為 1016 公斤力 來進(jìn)行設(shè)計(jì)軸 由 機(jī)械設(shè)計(jì) 得剪切許用應(yīng)力 52Mpa T 所以按剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 材料力學(xué) 得 小軸直徑 d 11 08mm Ty 2 根據(jù)上述數(shù)據(jù) 如果選小軸的直徑為 12mm 按其剪切應(yīng)力校核 由 材料力學(xué) 得 受連桿間連接小軸的剪切應(yīng)力為 A A 為小軸的受剪面積 即 A r 為小軸半徑 T sF2 因?yàn)樾≥S是雙面受剪 所以 2 508 A 508 9 807 44 05 52Mpa sFyT s 26T 滿足剪切強(qiáng)度要求 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 3 總結(jié) 這次連桿拉結(jié)合面夾具使我理論結(jié)合實(shí)際的一次嘗試 是所學(xué)課程可以很好的消化 并且是自己有了理論結(jié)合實(shí)際的實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 這次設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是使用了氣壓氣動(dòng)夾緊裝置 節(jié)省了很多時(shí)間 更適合用于批量生產(chǎn) 大大提高勞動(dòng)效率 本設(shè)計(jì)的加工精度 夾具 的定位都不是很高 近年來 尤其是數(shù)控機(jī)床 加工中心 成組技術(shù) 柔性制造系統(tǒng) FMS 等新加工技術(shù)的應(yīng)用 對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求 1 能迅速而方便地裝 備新產(chǎn)品的投產(chǎn) 以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 降低生產(chǎn)成本 2 能裝夾一組具有相似性特征 的工件 3 能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具 4 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的 新型機(jī)床夾具 5 采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置 以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 6 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度 建議以后夾具要向標(biāo)準(zhǔn)化 精密化 高效化和柔性化等方面發(fā)展 提高夾具的定位精度 生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品 對(duì)制造業(yè)和汽 車業(yè)發(fā)展起很大的推動(dòng)作用 就本次設(shè)計(jì)的連桿體拉結(jié)合面夾具 以后要注意提高其定 位精度和加工精度且使裝卸更加方便 這次設(shè)計(jì)也是自己回憶起很多以前的知識(shí) 是自己重新記憶 從而更加深刻 在完 成設(shè)計(jì)之時(shí)既有完成的喜悅又有離別的悲傷 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 4 參考文獻(xiàn) 1 邱宣懷 機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社 1997 2 于萍編著 Auto CAD 2008 中文版機(jī)械制圖教程 上海 上?？茖W(xué)普及出版社 2009 4 3 左建民主編 液壓與氣壓傳動(dòng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 4 4 王啟平主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 高等學(xué)校 十一五 哈爾濱 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2007 3 5 王寶璽 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 6 王紹俊主編 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1985 7 吳拓 方瓊珊編 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社 8 大連組合機(jī)床研究所 組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 5 致 謝 本次連桿體精拉結(jié)合面設(shè)計(jì) 對(duì)于幫助我完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)和沈貴水老師表示真誠(chéng)的謝意 沒有你們的幫助 我很難完成這項(xiàng)設(shè)計(jì) 從你們身上我學(xué)到了課堂上學(xué)不到的東西 你們使我受益匪 淺 感受深刻 缺少了你們的悉心講解和指導(dǎo) 同時(shí)沈老師以其淵博的學(xué)識(shí) 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范 高度 的責(zé)任感使我受益非淺 再一次表示我最真誠(chéng)的謝意 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 長(zhǎng) 城 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 連桿生產(chǎn)線連桿體精拉結(jié)合面夾 具設(shè)計(jì) 系 別 工程技術(shù)系 專 業(yè) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 學(xué) 生 姓 名 丁 磊 學(xué) 號(hào) 05208416 指 導(dǎo) 教 師 沈 貴 水 職 稱 教授 2012 年 4 月 20 日