推動(dòng)架加工工藝和銑槽寬6mm深9.5mm夾具設(shè)計(jì)-氣動(dòng)夾具-版本4[含CAD高清圖和說(shuō)明書(shū)]

推動(dòng)架加工工藝和銑槽寬6mm深9.5mm夾具設(shè)計(jì)-氣動(dòng)夾具-版本4[含CAD高清圖和說(shuō)明書(shū)],含CAD高清圖和說(shuō)明書(shū),推動(dòng),推進(jìn),加工,工藝,以及,銑槽寬,mm,妹妹,夾具,設(shè)計(jì),氣動(dòng),版本,cad,高清,說(shuō)明書(shū),仿單 銑槽專用夾具設(shè)計(jì) 1、問(wèn)題的提出 本夾具主要用來(lái)銑深9.5mm，寬6mm的槽，為了保證加工，最關(guān)鍵就是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，選擇夾緊方案，考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 2、問(wèn)題的提出與研究原始質(zhì)料 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 本夾具主用用來(lái)銑槽，本工序的加工條件為X52K銑床，工件其他部位均已達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣的要求。尺寸精度和表面粗糙度要求都不高。此套夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮垂直度公差0.1，因此，在本工序加工中，應(yīng)主要考慮孔軸線的位置要求，確定合適的定位基準(zhǔn)，同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3、定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮，選擇孔和它的一端面為定位基準(zhǔn)面，先用心軸和端面定位，限制5個(gè)自由度，但工件繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度沒(méi)有限制。再用定位銷對(duì)下端孔進(jìn)行完全定位，限制其繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。裝夾卸載方便，減少了工作量。本工序采用孔和端面為基準(zhǔn)定位，使加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 4、夾緊方案選擇 由于工件體積較小，工件材料易切削，所需夾緊力不大。經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較，使用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。這種夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中有很廣泛的應(yīng)用。 5、 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)要求是做任何設(shè)計(jì)的依據(jù)，氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)要明確氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作和性能要求，這里一般要考慮以下幾方面： 1）該設(shè)備中，哪些運(yùn)動(dòng)需要液壓或氣壓傳動(dòng)完成，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式及動(dòng)作幅度； 2）對(duì)液壓或氣壓裝置的空間布置、安裝形式、重量、外形尺寸的限制等； 3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)載荷形式和大??； 4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度，速度變化范圍以及對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的要求； 5）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順序，彼此之間的聯(lián)鎖關(guān)系，實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)動(dòng)的操作或控制方式； 6）自動(dòng)化程度、效率、溫升、安全保護(hù)、制造成本等方面的要求； 7）工作環(huán)境方面的要求，如溫度、濕度、振動(dòng)、沖擊、防塵、防腐、抗燃性能等； 另外對(duì)主機(jī)的功能、用途、工藝流程也必須了解清楚，力求設(shè)計(jì)的系統(tǒng)更加切合實(shí)際。 6、切削力及切削力矩的計(jì)算與分析 對(duì)執(zhí)行元件的工況進(jìn)行分析，就是查明每個(gè)執(zhí)行元件在各自工作過(guò)程中的速度和負(fù)載的變化規(guī)律。通常是求出一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度和負(fù)載值列表表示，必要時(shí)還應(yīng)作出速度、負(fù)載隨時(shí)間（或位移）變化的曲線圖（稱為速度循環(huán)圖、負(fù)載循環(huán)圖和功率循環(huán)圖）。 在一般情況下，液壓和氣壓系統(tǒng)中氣缸承受的負(fù)載由六部分組成，即工作負(fù)載、導(dǎo)軌摩擦負(fù)載、功率、慣性負(fù)載、重力負(fù)載、密封負(fù)載和背壓負(fù)載，前五項(xiàng)構(gòu)成了氣缸所要克服的機(jī)械總負(fù)載。 這里為了方便起見(jiàn)，只是將銑削時(shí)產(chǎn)生的銑削力矩作為氣缸的工作負(fù)載，其余的負(fù)載這里沒(méi)有考慮（只需要按照一定的工作方式進(jìn)行計(jì)算即可）。 根據(jù)加工需要，該系統(tǒng)的工作循環(huán)也較為簡(jiǎn)單：快速前進(jìn)—快速后退—原位停止。 根據(jù)調(diào)查研究和工作系統(tǒng)要求，快速前進(jìn)和快速后退的速度約為4.5m/min，不考慮換向及啟動(dòng)時(shí)間、動(dòng)靜摩擦系數(shù)等因素，氣缸的機(jī)械效率η取0.9。 由于本道工序主要完成花鍵孔的兩端面加工，為后續(xù)花鍵孔的加工提供良好的基準(zhǔn)，且在銑削過(guò)程中由于銑刀所產(chǎn)生的銑削力對(duì)工件的附加轉(zhuǎn)矩會(huì)造成工件的加工誤差，因而必須對(duì)工件所受的銑削力和銑削力矩進(jìn)行計(jì)算分析，從而設(shè)計(jì)出符合要求的夾緊裝置。 對(duì)氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算主要是以銑削力矩為主進(jìn)行理論計(jì)算，以工件加工中所需的夾緊力來(lái)設(shè)計(jì)氣缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)工件快速裝夾所需要的行程來(lái)確定氣缸的理論行程，因而需要對(duì)工件所受的夾緊力和夾具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 1）切削力的計(jì)算 切削力的計(jì)算可通過(guò)試驗(yàn)的方法，測(cè)出各種影響因素變化是的切削力數(shù)據(jù)，加以處理得到的反映各因素與切削力關(guān)系的表達(dá)式，稱為切削力計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式。在實(shí)際中使用的切削力經(jīng)驗(yàn)公式有兩種：一是指數(shù)公式；二是單位切削力。這里為了方便起見(jiàn)，以單位切削力進(jìn)行切削力的計(jì)算。單位切削力是指單位切削面積上的主切削力，用kc表示。 由《切削手冊(cè)》得主切削力公式： 式中：CF、XF、YF、μF、ωF是指切削用量的系數(shù)和指數(shù)，可查相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)； ap---銑削深度，mm； af---每齒進(jìn)給量，mm/Z； ae—銑削寬度，mm； Z---銑刀齒數(shù)， n---銑刀每秒轉(zhuǎn)速，m/s； d0---切削寬度，mm； kFZ---切削條件改變時(shí)的修正系數(shù)； 代入數(shù)據(jù)可得工件所受的切削力： Fc=3305N。 2）由《切削手冊(cè)》得銑削力矩公式： 式中：M---銑削力矩，N?mm；Fc---銑削力，N； d0---切削寬度，mm；Z---銑刀齒數(shù)， 代入數(shù)據(jù)可得：M=2079660 N?mm. 在夾具設(shè)計(jì)時(shí)采用了由氣缸帶動(dòng)兩個(gè)定V形塊及一個(gè)活動(dòng)的V形塊對(duì)工件實(shí)施夾緊，工件所需要的夾緊力是由這個(gè)氣缸提供的，因此需要計(jì)算氣缸所受的負(fù)載，氣缸所應(yīng)提供的夾緊力F夾緊情況來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 式中：M---銑削力矩，N?mm； F---夾緊力，N； L—力臂，mm； 代入數(shù)據(jù)可得：F=18906N。 7、 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）初選氣缸的工作壓力[16] 工作壓力是確定執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)，它的大小影響執(zhí)行元件的尺寸和成本，甚至整個(gè)系統(tǒng)的功能。 在此氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)中，因采用企業(yè)氣源作為動(dòng)力，一般空氣的壓力為0.5~0.8Mpa。所以選定工作壓力為0.5Mpa。 2）確定氣缸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 本氣缸采用單向作用氣缸。最大負(fù)載即為上面所求值，F(xiàn)=18906N， 其缸徑計(jì)算公式為: 式中:F - 活塞桿上的推力，N - -氣缸工作壓力，MPa D---氣缸缸體直徑，m 查設(shè)計(jì)[8]手冊(cè)，按氣缸內(nèi)徑系列將以上計(jì)算值圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取D=63mm。 由,可得活塞桿直徑: 圓整后，取活塞桿直徑校核，按公式 有: 其中，[]， 則: 滿足實(shí)際設(shè)計(jì)要求。 3）缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算: 式中:δ- 缸筒壁厚，mm - 氣缸內(nèi)徑，mm - 實(shí)驗(yàn)壓力，取, Pa 材料為:ZL3,[]=3MPa 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: 取，則缸筒外徑為: 4）活塞行程的確定 由夾具設(shè)計(jì)中對(duì)零件進(jìn)行裝夾的移動(dòng)距離可知，為了便于工件的裝夾，移動(dòng)壓板所需要的行程為15mm，氣缸裝在移動(dòng)夾板的另一端，由杠桿原理可知，氣缸移動(dòng)的距離不小于是25mm，為了確保氣缸安全工作，取氣缸的工作行程為25mm。 5）氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖擬定 由于只有一個(gè)工作氣缸，且氣缸的快速前進(jìn)和快速后退速度可取相同，并沒(méi)有采用多種工速，因而氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖相對(duì)簡(jiǎn)單，其傳動(dòng)原理圖如圖4.2所示，所需要的氣動(dòng)元件規(guī)格如表3-1所示。 圖4.2 氣動(dòng)傳動(dòng)原理圖[9] 各通行機(jī)構(gòu)的調(diào)速，這種方法的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單效果好。如平臂伸縮氣缸在接近氣缸處安裝兩個(gè)快速排氣閥，可加快啟動(dòng)速度，也可調(diào)節(jié)全程的速度。氣液傳送器氣缸的排氣節(jié)流，可用來(lái)調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器[18]的背壓大小。 為簡(jiǎn)化氣路，減少電磁閥的數(shù)量，各工作氣缸緩沖均采用液壓緩沖器[10]，這樣可以省去電磁閥和切換節(jié)流閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。 電磁閥的通徑，是根據(jù)各工作氣缸速度，行程，尺寸計(jì)算出所需壓縮空氣流量，與選用的電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應(yīng)來(lái)確定的。 表4-1 氣路元件表 序號(hào) 型號(hào)規(guī)格 名稱 數(shù)量 1 QF-44 手動(dòng)截止閥 1 2 儲(chǔ)氣缸 1 3 QSL-26-S1 分水濾氣器 1 4 QTY-20-S1 減壓閥 1 5 QIU-20-S1 油霧器 1 6 YJ-1 壓力繼電器 1 7 24D2H-10-S1 二位五通電磁滑閥 1 8 單向節(jié)流閥 1 9 QGSC D-63X25-25-K-LB 氣缸 1 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 氣缸的參考資料，網(wǎng)址： http://www.wxpneum.cn/content/product/66/QGSC.html 8、定位誤差分析 由于加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以能很好的保證了加工精度。 該夾具以一面兩銷定位。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[5]可得： 1 兩定位銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， 得 ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 9 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表5.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 由于本道工序是完成槽銑加工，所以選用對(duì)刀塊。根據(jù)GB2243—80對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖5.2所示： 圖5.2 對(duì)刀塊 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖5.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表5.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 7、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 通過(guò)孔和端面及下方定位銷來(lái)裝工件，再用氣缸來(lái)夾緊。再利用對(duì)刀塊對(duì)刀，然后就可以加工。 此外，工作過(guò)程中出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，心軸采用可換的，以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。