双筋蹄镗铰组合机床设计

双筋蹄组合机床的夹具设计

摘要：夹具主要依据零件的加工要求来设计的。夹具应满足零件加工工序的精度要求、加工生产率要求，并保证操作方便、安全及使用寿命和较低的夹具制造成本。本课题加工的零件是焊接件，总体呈拱形，两端分别有直径为20mm和30mm的孔，拱形的外缘有一高为100mm的肋板。零件的加工精度要求较低。

根据六点定位原理和定位基准的选择原则，采用长V型块，支承块和定位挡铁定位。长V型块置于拱形肋板后限制x轴的两自由度和z轴的两自由度，挡铁置于孔端限制绕y轴旋转的自由度，支承块置于肋板下方限制沿y轴移动的自由度。依据相关原理计算定位误差。根据夹紧方式的选择原则选择夹紧元件为压板压头和V 型块，然后通过切削力进行夹紧力的计算。夹紧的动力装置选用液压装置。按照定位元件和夹紧元件设计连接件。因为刀杆较短，所以在本课题中导向元件设计就不作要求。然后进行其它元件和装置的设计。

根据以上元件和装置确定夹具总体布局和夹具体的结构形式，并处理好定位元件在夹具体上的位置。绘制夹具方案设计，进行工序精度分析。对以上设计进行审核。最后设计夹具总装配图。

关键词：夹具; 定位; 夹紧; 组合机床。

The design of the jig of double rebars and feet of

modular machine

Abstract: The jig design is based on the request of parts working . the jig should satisfy the request of mading procedure precision , the processing productivity, and guarantee ease of operation, security ,service life and low production cost. This parts are the weldment in this task, the whole parts with two holes lying in head and foot whose the diameter respectively are 20mm and the 30mm assume the arch, the arch outflow boundary has a ribbed plate whose height is the 100mm. The parts processing precision is low.

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 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 is designed following last process.

The jig overall arrargement and concrete structure of the body clamp is 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: jig ; location; clamp; modular machine tool.

目录

1 前言 (1)

2总体概述 (3)

2.1 工艺路线的确定 (3)

2.2 机床夹具在组合机床的地位及作用 (4)

2.3 总体设计中对夹具设计的重要的参数 (4)

3 双筋蹄组合镗铰机床的夹具设计 (6)

3.1概述 (6)

3.1.1 机床夹具的分类 (6)

3.1.2夹具的组成 (6)

3.1.3夹具体 (6)

3.1.4 机床夹具在机械加工中的作用 (7)

3.1.5国内外夹具的发展与趋势 (7)

3.2夹具设计要求与选型 (9)

3.2.1夹具设计要求 (9)

3.2.2 夹具的选型 (9)

3.3 定位和夹紧方案的确定 (11)

3.3.1 定位和夹紧方案的选择分析 (11)

3.4 定位元件和夹紧元件的设计计算 (15)

3.4.1 定位元件的设计计算 (15)

3.4.2 夹紧元件的设计计算 (16)

3.5误差的分析计算 (18)

3.5.1误差的计算 (18)

3.5.2 加工精度的保证 (18)

3.6 夹具机构的确定 (21)

3.6.1 夹具体的确定 (21)

3.7夹紧力的确定 (23)

3.7.1 夹紧力的计算公式 (23)

3.7.2 夹紧力的计算 (23)

3.8 液压驱动装置的设计计算 (25)

3.8.1 液压缸的设计计算 (25)

3.8.2 活塞的设计 (25)

3.8.3 活塞杆的设计 (25)

3.8.4导向套的设计 (25)

3.8.5 密封元件的设计选择 (26)

4 结论 (27)

致谢 (28)

参考文献 (29)

附录 (30)

1 前言

组合机床及其自动化是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。

现代组合机床和自动线作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。近20年来，这些技术有长足进步，同时作为组合机床主要用户的汽车和内燃机等行业也有很大的变化，其产品市场寿命不断缩短，品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力地推动和激励了组合机床和自动线技术的不断发展。

我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存。组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，仅盐城恒力组合机床厂近30年来就先后为中国一汽集团、东风汽车公司、南京汽车公司、江淮汽车集团、北汽福田公司、中国重汽集团、青特汽车集团、柳州五菱汽车公司、辽宁曙光汽车集团、徐工集团、山东工程厂、上海飞机制造厂、成发航空科技公司、宝钢、马钢、上海柴油机厂、玉林柴油机厂、常州柴油机厂、无锡柴油机厂、莱阳动力机厂、潍坊柴油机厂、宁波中策汽拖公司、山东时风集团、春兰集团、江动集团及美国通用公司、德国 starrag heckert公司、瑞士hidrostal(Qingdao)公司、缅甸柴油机厂、越南陈兴道公司等国内外汽车、发动机、农用机、拖拉机、柴油机、航天、工程机械、纺织机械、摩托车、工模具等行业提供了各类组合机床3800多台、通用部件20000多台，可见组合机床这一块发展态势良好。

本次设计的课题是双筋蹄镗铰组合机床设计。该课题来源江苏高精机电设备有限公司。本课题设计的组合机床用来镗、铰双筋蹄零件两孔。为了保证加工零件的质量和产量和降低成本，在设计该组合机床时，首先要制定合理的工艺方案；然后按工艺方案的要求，确定机床的配置型式，选择通用部件，设计专用部件和工件循环的控制系统。为了保证孔的加工精度、提高生产效率，降低工人劳动强度。本课

题主要解决的问题是双筋蹄镗铰组合机床设计其中的夹具设计,根据总体设计的“三图一卡”本人主要完成夹具装配图及其相应零件图的设计任务。

2 总体概述

组合机床的总体设计就是针对具体的被加工工件，在选定的工艺和方案的基础上，进行方案设计。其中包括：被加工零件工序图（如图2-1）、加工示意图、机床联系尺寸图和生产率计算卡。

图2-1 双筋蹄零件

根据所提供双筋蹄零件的工序图，分析被加工零件的精度、表面粗糙度、技术要求、加工部位尺寸、形状、结构、特点、材料硬度、刚性及零件的批量。据此确定定位基准和夹紧方案。

加工孔为：φ20、φ34。被加工零件材料为A3钢，硬度HB156。

2.1 工艺路线的确定

根据先粗后精，先基准面后其它表面，先主要表面后次要表面的机械加工工序安排的设计原则，对双筋蹄零件的工艺路线作如下设计：

工序1 半精镗孔19.8

半精樘孔33.7

锪零件孔Φ33.7端面,表面粗糙度为6.3

零件孔Φ33.7一端倒角1345°

工序2 铰Φ20孔表面粗糙度为1.6

精铰Φ34孔表面粗糙度为1.6

锪Φ34孔的另一端面, 表面粗糙度为6.3

工序3 最终检验.

各孔的位置精度及具体要求详见双筋蹄零件的零件图。

2．2 机床夹具在组合机床中的地位及作用

机床夹具是零件在机床上加工时，用以装夹工件（和引导刀具）的一种工艺装备。起作用是正确确定工件与刀具之间的相对位置，并将工件牢固地夹紧。使用夹具可以有效地保证工件的加工质量，提高劳动生产率，扩大机床工艺范围和减轻劳动强度。因此，夹具在机械制造中占有重要位置。本课题我设计的夹具能够保证零件装夹、定位，从而保证零件的加工精度。

2.3 总体设计中对夹具设计重要的参数

a. 镗孔8.19Φ a p =2mm HB =156 D=19.8mm m/min v 99.5= r mm f r /23.0= F z1=75.075.07.35HB f a p ?

=35.73230.230.7531560.75

=1080.7(N )

F x1=5.165.02.1212.0HB f a p

=0.212321.230.230.6531561.5

=375.3(N )

T 1=75.075.09.17HB f a D p ??

=17.9319.83230.230.7531561.5

=10728.8(N 2mm ) P 1=61200v Fz ? =1080.7399.5/61200

=1.757(Kw )

b. 镗孔7.33Φ a p =2mm HB =156 D=33.7mm m/min v 6.101= mm/min f r 39.0= F z2=75.075.07.35HB f a p ?

=35.73230.390.7531560.75

=1555.4(N )

F x2=5.165.02.1212.0HB f a p

=0.212321.230.390.6531561.5

=514.6(N )

T 2=75.075.09.17HB f a D p ??

=17.9333.73230.390.7531560.75

=26281.8(N 2mm ) P2=612006.1014.155561200?=?v Fz =2.58(Kw )

式中：

F ——切削力

T ——切削功率

v ——切削速度

f ——进给量

Fx——轴向切削力Fz——圆周力D——加工直径