TL10彈性套柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+PDF圖】
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機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱TL10型彈性套柱銷聯(lián)軸器零件零件名稱TL10型彈性套柱銷聯(lián)軸器零件共1頁第1頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)機(jī)加工8045毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鍛造11設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)鉆床Z5251夾具編號(hào)夾具名稱切削液JIAJU001專用夾具乳化液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/minmm機(jī)動(dòng)輔助1鉆加工8個(gè)柱銷孔專用夾具,鉆頭,游標(biāo)卡尺15011.80.6181設(shè) 計(jì)(日 期)校 對(duì)(日期)審 核(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)會(huì) 簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱TL10型彈性套柱銷聯(lián)軸器 零件名稱左半聯(lián)軸器共1頁第1頁材 料 牌 號(hào)45毛 坯 種 類鍛造毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每 臺(tái) 件 數(shù)1備 注工序號(hào)工 名序 稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備工 藝 裝 備工 時(shí)準(zhǔn)終單件10鍛造鍛造出毛坯20熱處理毛坯熱處理,時(shí)效處理30車粗車、半精車外圓315mm及其端面機(jī)二臥式車床CA6140專用夾具,高速鋼刀具,游標(biāo)卡40車粗車、半精車外圓134mm,倒角及其端面機(jī)二臥式車床CA6140專用夾具,高速鋼刀具,游標(biāo)卡尺50鉆鉆加工軸孔63mm機(jī)二鉆床Z525專用夾具,高速鋼刀具,游標(biāo)卡尺60車鏜加工軸孔63mm機(jī)二臥式車床CA6140專用夾具,高速鋼刀具,游標(biāo)卡尺70拉拉鍵槽機(jī)二臥式拉床L6120專用夾具,拉刀,游標(biāo)卡尺80鉆鉆加工8個(gè)柱銷孔機(jī)二鉆床Z525專用夾具,鉆頭,游標(biāo)卡尺90去毛刺去毛刺100終檢終檢入庫設(shè) 計(jì)(日 期)校 對(duì)(日期)審 核(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)會(huì) 簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期 課程設(shè)計(jì)論文 TL10型彈性套柱銷聯(lián)軸器零件工藝規(guī)程及加工柱銷孔氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì) 所在學(xué)院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)老師 年 月 日摘 要本次實(shí)踐訓(xùn)練以TL10型彈性柱銷聯(lián)軸器零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。主要內(nèi)容,從工裝的設(shè)計(jì)、加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、零件加工到裝配于一體的設(shè)計(jì)加工過程。機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件,它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益,因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用,它直接影響著機(jī)械加工的質(zhì)量,生產(chǎn)效率和成本,因此,夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械工藝準(zhǔn)備和施工中的一項(xiàng)重要工作。本文對(duì)機(jī)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了分析,確定了機(jī)械加工工藝路線,制訂出了零件的鑄造工藝方案和機(jī)械加工工藝規(guī)程,并為加工零件上柱銷孔設(shè)計(jì)了一套專用鉆床夾具。關(guān)鍵詞:工藝,工序,切削用量,夾緊,定位,誤差目 錄摘 要II目 錄III第1章 序 言5第2章 零件的分析62.1零件的形狀62.2零件的工藝分析6第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)73.1 確定毛坯的制造形式73.2定位基準(zhǔn)的選擇零件表面加工方法的選擇73.3 制定工藝路線93.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備103.4.1 機(jī)床選用103.4.2 選擇刀具103.4.3 選擇量具113.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定11第4章 確定切削用量及基本時(shí)間124.1 工序切削用量的及基本時(shí)間的確定124.2 工序切削用量的及基本時(shí)間的確定144.3 工序切削用量及基本時(shí)間的確定144.5 工序切削用量及基本時(shí)間的確定174.6 工序切削用量及基本時(shí)間的確定17第5章 加工柱銷孔夾具設(shè)計(jì)215.1 研究原始質(zhì)料215.2 定位、夾緊方案的選擇215.3切削力及夾緊力的計(jì)算215.4 氣缸的選擇225.5 氣缸結(jié)構(gòu)265.6 工作原理275.7 誤差分析與計(jì)算285.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明29總 結(jié)30致 謝31參 考 文 獻(xiàn)3231 第1章 序 言機(jī)械加工工藝是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分,其原意是指采用金屬切削刀具或磨具來加工工件,使之達(dá)到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)物理性能,成為合格零件的生產(chǎn)過程1。機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件,它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益,因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。20世紀(jì)初,機(jī)械制造中的大量生產(chǎn)為機(jī)械制造工藝學(xué)的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)2。 夾具是機(jī)床和工件之間的結(jié)盟,是機(jī)械加工不可缺少的部件,它們可以使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具獲得正確的位置3。應(yīng)用機(jī)床夾具,有利于保證工件的加工精度穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量;有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本;有利于改善工人勞動(dòng)條件,保證安全生產(chǎn);有利于擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍,實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”4。 本次設(shè)計(jì)水平有限,其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤,敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。第2章 零件的分析2.1零件的形狀題目給的零件是TL10型彈性柱銷聯(lián)軸器零件,主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接,以傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩。由于彈性套易發(fā)生彈性變形及其外徑與圓柱孔為間隙配合,因而使聯(lián)軸器具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和減震緩沖的功能。且不用設(shè)置中榫機(jī)構(gòu),以免喪失補(bǔ)償相對(duì)位移的能力。零件的實(shí)際形狀如上圖所示,從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸,公差如下圖所示。2.2零件的工藝分析由零件圖可知,其材料為45#,具有較高強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及減振性,適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。TL10型彈性柱銷聯(lián)軸器零件主要加工表面為:1.車外圓及端面,表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面,表面粗糙度值3.2。3.車軸孔,表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面,及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5, TL10型彈性柱銷聯(lián)軸器共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下:(1)左端的加工表面: 這一組加工表面包括:左端面,134外圓,63內(nèi)圓,倒角。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。(2).右端面的加工表面: 這一組加工表面包括:右端面;315的外圓,粗糙度為1.6;倒角其要求也不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中,63的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本TL10型彈性柱銷聯(lián)軸器假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺(tái),每臺(tái)車床需要該零件1個(gè),備品率為19%,廢品率為0.25%,每日工作班次為2班。該零件材料為63,考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性,所以選擇鍛造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=100000件/年,n=1件/臺(tái);結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率和 廢品率分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+)(1+)=2385134件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為45#,考慮到零件在使用過程中起連接作用,分析其在工作過程中所受載荷,最后選用鍛造,以便使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平,而且零件輪廓尺寸不大,可以采用鍛造,這從提高生產(chǎn)效率,保證加工精度,減少生產(chǎn)成本上考慮,也是應(yīng)該的。3.2定位基準(zhǔn)的選擇零件表面加工方法的選擇待加工的兩零件是盤狀零件,孔是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(也是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)),為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差,應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn),即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言,即選63mm的孔及其一端面作為精基準(zhǔn)。由于待加工的兩零件全部表面都需加工,而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先進(jìn)行加工,對(duì)主動(dòng)端而言,應(yīng)選面積較大的外圓及其端面為粗基準(zhǔn);對(duì)從動(dòng)端而言,應(yīng)選面積較大315mm的外圓及其端面為粗基準(zhǔn)。待加工的兩零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、鍵槽、錐孔,材料為63鋼。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求,參考相關(guān)資料,其加工方法選擇如下。由于待加工的兩零件全部表面都需加工,而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先進(jìn)行加工,對(duì)主動(dòng)端而言,應(yīng)選面積較大的外圓及其端面為粗基準(zhǔn);對(duì)從動(dòng)端而言,應(yīng)選面積較大90mm的外圓及其端面為粗基準(zhǔn)。表3.1 常用加工方法選擇加工表面 加 工方 法表面粗糙 度 Ra表 面光 潔度公 差等 級(jí)公 差等 級(jí)加 工余 量說 明外圓粗 車半精車精 車細(xì) 車粗 磨精 磨研 磨12.56.31.60.81.00.40.11345677867891014IT12IT11IT10IT9IT8IT7IT6IT5IT8IT7IT6IT5IT6IT5111010887767645150.501.600.20.50.10.250.250.850.060.100.03指尺寸在直徑180以下,長度在500以下,鑄件的直徑余量內(nèi)孔鉆 孔擴(kuò) 孔粗 鏜半精鏜精 鏜細(xì) 鏜粗 鉸精 鉸粗 磨精 磨研 磨256.36.33.21.60.23.21.61.60.20.113452456679105667679101014IT13IT11IT10IT9IT10IT9IT9IT8IT8IT7IT7IT6IT8IT7IT8IT7IT6IT7IT610898876877676540.30.51.81.01.80.50.80.10.30.10.550.40.20.20.30.20.50.10.20.010.02指孔徑在180以下,鑄件直徑的余量.L/d2000kg)中型(零件重1002000kg)輕型(零件重100kg)單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù),該零件的月工序數(shù)不低于3050,毛坯重量21000MPs的合金鋼,切削速度=97m/min。切削速度的修正系數(shù)查參考文獻(xiàn)7表1.63得:,其余的修正系數(shù)均為1,故:V=970.811.15=90.4m/min=178r/min查參考文獻(xiàn)6表4.2-8選擇C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速為: n=185r/min=3.08r/s則實(shí)際切削速度v=1.134m/s半精加工,機(jī)床功率也可不校驗(yàn)。最后確定的切削用量為:=0.75mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.134m/s=93.6m/min。確定半精車主動(dòng)端端面的切削用量。采用車外圓160mm相同的刀具加工,切削用量為:,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.134m/s=93.6m/min。確定半精車從動(dòng)端外圓71mm的切削用量。采用車外圓160mm相同的刀具加工,切削用量為:,f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.134m/s=93.6m/min。確定半精車從動(dòng)端端面的切削用量。采用車外圓160mm相同的刀具加工,切削用量為:,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.134m/s=93.6m/min。確定半精鏜孔63mm的切削用量。所選刀具為YT15硬質(zhì)合金、主偏角、直徑為12mm的圓形鏜刀。其耐用度T=60min。.。.參考文獻(xiàn)1表5-139和表5-57,f=0.2mm/r。.參考文獻(xiàn)1表2-8的計(jì)算公式確定。V=式中,C=291,m=0.2,x=0.15,y=0.2,T=60min,k=0.9,則V=150m/min=1209.4r/min選擇CA6140車床的轉(zhuǎn)速n=1200r/min=20r/s。4.4.1 切削用量本工序?yàn)榫M63mm的孔。確定精鏜63mm孔的切削用量。選刀具為YT30硬質(zhì)合金、主偏角、直徑為12mm的圓形鏜刀。其耐用度T=60min。=0.25mmf=0.15mm/rv=1.4=230.77mm/min=1837.3r/min參考文獻(xiàn)1表5-134,根據(jù)C6140車床的轉(zhuǎn)速表,選擇n=1400r/min=23.3r/s,則實(shí)際切削速度v=4.98m/s。4.4.2 基本時(shí)間5.4.2.1 確定精鏜主動(dòng)端63mm孔的基本時(shí)間:=16s4.5 工序切削用量及基本時(shí)間的確定 拉鍵槽機(jī)床:臥式拉床L6120。刀具:查參考文獻(xiàn)9表1.3-1,選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號(hào),該刀具特點(diǎn):拉削長度大于30mm,同時(shí)加工齒數(shù)不小于5。材料:W18Cr4V做拉刀材料,柄部采用40Cr材料(具體刀具設(shè)計(jì)見拉刀設(shè)計(jì))。拉削過程中,刀具進(jìn)給方向和拉削方向一致,拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè)計(jì),拉削的進(jìn)給量即為單面的齒升量。查參考文獻(xiàn)5表2.4-118和2.4-119,確定拉削速度=0.1160.08,取。拉削工件長度:;拉刀長度:(見拉刀設(shè)計(jì));拉刀切出長度=510mm,取。走刀次數(shù)一次。根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式(計(jì)算公式由參考文獻(xiàn)5表2.5-20獲得),得機(jī)動(dòng)時(shí)間4.6 工序切削用量及基本時(shí)間的確定(1)鉆孔鉆加工8個(gè)柱銷孔鉆孔,本工序采用計(jì)算法。表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途標(biāo)準(zhǔn)號(hào)類型直徑范圍(mm)用途GB1436-85直柄麻花鉆2.020.0在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔GB1437-85直柄長麻花鉆1.031.5在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔GB1438-85錐柄麻花鉆3.0100.0在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔GB1439-85錐柄長麻花鉆5.050.0在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔選用Z525搖臂鉆床,查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,查機(jī)表2.4-37鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得,耐用度為6300,表10.2-5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長,麻花鉆,則螺旋角=30,鋒交2=118,后角a=10,橫刃斜角=50,L=197mm,l=116mm。表3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度(摘自GB6137-85) mm直徑范圍直柄麻花鉆ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值(根據(jù)GB6137-85) ()d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度(1)后刀面最大磨損限度mm刀具材料加工材料鉆頭直徑d0(mm)20高速鋼鑄鐵0.50.8(2)單刃加工刀具耐用度T min刀具類型加工材料刀具材料刀具直徑d0(mm)1120鉆頭(鉆孔及擴(kuò)孔)鑄鐵、銅合金及合金高速鋼60鉆頭后刀面最大磨損限度為0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.確定進(jìn)給量查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為f=0.250.65,根據(jù)表4.13中可知,進(jìn)給量取f=0.60。.確定切削速度 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,表10.4-17高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵(190HBS)上鉆孔的切削速度軸向力,扭矩及功率得,V=12,參考機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,表10.4-10鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K=1.0,R=0.85。 V=12=10.32 (3-17)則 = =131 (3-18) 查表4.2-12可知, 取 n = 150則實(shí)際切削速度 = = =11.8.確定切削時(shí)間查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,表10.4-43,鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式: T= (3-19)其中 l= l=5 l=23則: t= =9.13確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床,刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆,機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.200.63。 則取確定切削速度,根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷表10.4-9切削速度計(jì)算公式為 (3-20)查得參數(shù)為,刀具耐用度T=63則 =1.6所以 =72選取 所以實(shí)際切削速度為=2.64確定切削時(shí)間(一個(gè)孔) =第5章 加工柱銷孔夾具設(shè)計(jì)5.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來加工柱銷孔,加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外,還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(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。5.2 定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知:在對(duì)孔進(jìn)行加工前,底平面進(jìn)行了粗、精銑加工,采用一個(gè)固定V型塊和一個(gè)活動(dòng)V型塊定位夾緊。 5.3切削力及夾緊力的計(jì)算刀具:鉆頭。則軸向力:查工藝師手冊(cè)F=Cdfk3.1 式中: C=420, Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420轉(zhuǎn)矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK式中 K基本安全系數(shù),1.5; K加工性質(zhì)系數(shù),1.1;K刀具鈍化系數(shù), 1.1;K斷續(xù)切削系數(shù), 1.1則 F=KF=1.5鉆削時(shí) T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。5.4 氣缸的選擇氣缸的選用要根據(jù)以下方面進(jìn)行分析:1、類型的選擇 根據(jù)工作要求和條件,正確選擇氣缸的類型。要求氣缸到達(dá)行程終端無沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲應(yīng)選擇緩沖氣缸;要求重量輕,應(yīng)選輕型缸;要求安裝空間窄且行程短,可選薄型缸;有橫向負(fù)載,可選帶導(dǎo)桿氣缸;要求制動(dòng)精度高,應(yīng)選鎖緊氣缸;不允許活塞桿旋轉(zhuǎn),可選具有桿不回轉(zhuǎn)功能氣缸;高溫環(huán)境下需選用耐熱缸;在有腐蝕環(huán)境下,需選用耐腐蝕氣缸。在有灰塵等惡劣環(huán)境下,需要活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無污染時(shí)需要選用無給油或無油潤滑氣缸等。 2、安裝形式 根據(jù)安裝位置、使用目的等因素決定。在一般情況下,采用固定式氣缸。在需要隨工作機(jī)構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)(如車床、磨床等),應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸。在要求活塞桿除直線運(yùn)動(dòng)外,還需作圓弧擺動(dòng)時(shí),則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時(shí),應(yīng)選擇相應(yīng)的特殊氣缸。 3、作用力的大小即缸徑的選擇。根據(jù)負(fù)載力的大小來確定氣缸輸出的推力和拉力。一般均按外載荷理論平衡條件所需氣缸作用力,根據(jù)不同速度選擇不同的負(fù)載率,使氣缸輸出力稍有余量。缸徑過小,輸出力不夠,但缸徑過大,使設(shè)備笨重,成本提高,又增加耗氣量,浪費(fèi)能源。在夾具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu),以減小氣缸的外形尺寸。 4、活塞行程與使用的場合和機(jī)構(gòu)的行程有關(guān),但一般不選滿行程,防止活塞和缸蓋相碰。如用于夾緊機(jī)構(gòu)等,應(yīng)按計(jì)算所需的行程增加1020的余量。5、活塞的運(yùn)動(dòng)速度主要取決于氣缸輸入壓縮空氣流量、氣缸進(jìn)排氣口大小及導(dǎo)管內(nèi)徑的大小。要求高速運(yùn)動(dòng)應(yīng)取大值。氣缸運(yùn)動(dòng)速度一般為50800/s。對(duì)高速運(yùn)動(dòng)氣缸,應(yīng)選擇大內(nèi)徑的進(jìn)氣管道;對(duì)于負(fù)載有變化的情況,為了得到緩慢而平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)速度,可選用帶節(jié)流裝置或氣液阻尼缸,則較易實(shí)現(xiàn)速度控制。選用節(jié)流閥控制氣缸速度需注意:水平安裝的氣缸推動(dòng)負(fù)載時(shí),推薦用排氣節(jié)流調(diào)速;垂直安裝的氣缸舉升負(fù)載時(shí),推薦用進(jìn)氣節(jié)流調(diào)速;要求行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)避免沖擊時(shí),應(yīng)選用帶緩沖裝置的氣缸。 圖3.1 氣缸實(shí)物圖 6、氣缸的選型步驟及其類型介紹程序1:根據(jù)操作形式選定氣缸類型:氣缸操作方式有雙動(dòng),單動(dòng)彈簧壓入及單動(dòng)彈簧壓出等三種方式程序2:選定其它參數(shù):1、選定氣缸缸徑大小 根據(jù)有關(guān)負(fù)載、使用空氣壓力及作用方向確定2、選定氣缸行程 工件移動(dòng)距離3、選定氣缸系列4、選定氣缸安裝型式 不同系列有不同安裝方式,主要有基本型、腳座型、法蘭型、U型鉤、軸耳型5、選定緩沖器 無緩沖、橡膠緩沖、氣緩沖、油壓吸震器6、選定磁感開關(guān) 主要是作位置檢測用,要求氣缸內(nèi)置磁環(huán)7、選定氣缸配件 包括相關(guān)接頭(一)單作用氣缸 單作用氣缸只有一腔可輸入壓縮空氣,實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。其活塞桿只能借助外力將其推回;通常借助于彈簧力,膜片張力,重力等。其原理及結(jié)構(gòu)見下圖:圖3.2單作用氣缸1) 缸體;2活塞;3彈簧;4活塞桿;單作用氣缸的特點(diǎn)是: 1)僅一端進(jìn)(排)氣,結(jié)構(gòu)簡單,耗氣量小。 2)用彈簧力或膜片力等復(fù)位,壓縮空氣能量的一部分用于克服彈簧力或膜片張力,因而減小了活塞桿的輸出力。 3)缸內(nèi)安裝彈簧、膜片等,一般行程較短;與相同體積的雙作用氣缸相比,有效行程小一些。 4)氣缸復(fù)位彈簧、膜片的張力均隨變形大小變化,因而活塞桿的輸出力在行進(jìn)過程中是變化的。 由于以上特點(diǎn),單作用活塞氣缸多用于短行程。其推力及運(yùn)動(dòng)速度均要求不高場合,如氣吊、定位和夾緊等裝置上。單作用柱塞缸則不然,可用在長行程、高載荷的場合。(二) 雙作用氣缸 雙作用氣缸指兩腔可以分別輸入壓縮空氣,實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)的氣缸。其結(jié)構(gòu)可分為雙活塞桿式、單活塞桿式、雙活塞式、緩沖式和非緩沖式等。此類氣缸使用最為廣泛。1. 雙活塞桿雙作用氣缸雙活塞桿氣缸有缸體固定和活塞桿固定兩種。2. 缸體固定時(shí),其所帶載荷(如工作臺(tái))與氣缸兩活塞桿連成一體,壓縮空氣依次進(jìn)入氣缸兩腔(一腔進(jìn)氣另一腔排氣),活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng),工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)范圍等于其有效行程s的3倍。安裝所占空間大,一般用于小型設(shè)備上。活塞桿固定時(shí),為管路連接方便,活塞桿制成空心,缸體與載荷(工作臺(tái))連成一體,壓縮空氣從空心活塞桿的左端或右端進(jìn)入氣缸兩腔,使缸體帶動(dòng)工作臺(tái)向左或向左運(yùn)動(dòng),工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍為其有效行程s的2倍。適用于中、大型設(shè)備。 圖3.3雙活塞桿雙作用氣缸a)缸體固定;b)活塞桿固定1缸體;2工作臺(tái);3活塞;4活塞桿;5機(jī)架雙活塞桿氣缸因兩端活塞桿直徑相等,故活塞兩側(cè)受力面積相等。當(dāng)輸入壓力、流量相同時(shí),其往返運(yùn)動(dòng)力及速度均相等。(三)緩沖氣缸緩沖氣缸對(duì)于接近行程末端時(shí)速度較高的氣缸,不采取必要措施,活塞就會(huì)以很大的力(能量)撞擊端蓋,引起振動(dòng)和損壞機(jī)件。為了使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),不產(chǎn)生沖擊現(xiàn)象。在氣缸兩端加設(shè)緩沖裝置,一般稱為緩沖氣缸。緩沖氣缸見下圖,主要由活塞桿1、活塞2、緩沖柱塞3、單向閥5、節(jié)流閥6、端蓋7等組成。其工作原理是:當(dāng)活塞在壓縮空氣推動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)時(shí),缸右腔的氣體經(jīng)柱塞孔4及缸蓋上的氣孔8排出。在活塞運(yùn)動(dòng)接近行程末端時(shí),活塞右側(cè)的緩沖柱塞3將柱塞孔4堵死、活塞繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)時(shí),封在氣缸右腔內(nèi)的剩余氣體被壓縮,緩慢地通過節(jié)流閥6及氣孔8排出,被壓縮的氣體所產(chǎn)生的壓力能如果與活塞運(yùn)動(dòng)所具有的全部能量相平衡,即會(huì)取得緩沖效果,使活塞在行程末端運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),不產(chǎn)生沖擊。調(diào)節(jié)節(jié)流閥6閥口開度的大小,即可控制排氣量的多少,從而決定了被壓縮容積(稱緩沖室)內(nèi)壓力的大小,以調(diào)節(jié)緩沖效果。若令活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí),從氣孔8輸入壓縮空氣,可直接頂開單向閥5,推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng)。如節(jié)流閥6閥口開度固定,不可調(diào)節(jié),即稱為不可調(diào)緩沖氣缸。圖3.4緩沖氣缸1活塞桿;2活塞;3緩沖柱塞;4柱塞孔;5單向閥6節(jié)流閥;7端蓋;8氣孔5.5 氣缸結(jié)構(gòu)氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示: 1)缸筒 缸筒的內(nèi)徑大小代表了氣缸輸出力的大小?;钊诟淄矁?nèi)做平穩(wěn)的往復(fù)滑動(dòng),缸筒內(nèi)表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um。對(duì)鋼管缸筒,內(nèi)表面還應(yīng)鍍硬鉻,以減小摩擦阻力和磨損,并能防止銹蝕。缸筒材質(zhì)除使用高碳鋼管外,還是用高強(qiáng)度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸,缸筒應(yīng)使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材質(zhì)。 SMC CM2氣缸活塞上采用組合密封圈實(shí)現(xiàn)雙向密封,活塞與活塞桿用壓鉚鏈接,不用螺母。 2)端蓋 端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通口,有的還在端蓋內(nèi)設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈,以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸內(nèi)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo)向套,以提高氣缸的導(dǎo)向精度,承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載,減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量,延長氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過去常用可鍛鑄鐵,現(xiàn)在為減輕重量并防銹,常使用鋁合金壓鑄,微型缸有使用黃銅材料的。 3)活塞 活塞是氣缸中的受壓力零件。為防止活塞左右兩腔相互竄氣,設(shè)有活塞密封圈?;钊系哪湍キh(huán)可提高氣缸的導(dǎo)向性,減少活塞密封圈的磨耗,減少摩擦阻力。耐磨環(huán)長使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夾布合成樹脂等材料?;钊膶挾扔擅芊馊Τ叽绾捅匾幕瑒?dòng)部分長度來決定?;瑒?dòng)部分太短,易引起早期磨損和卡死?;钊牟馁|(zhì)常用鋁合金和鑄鐵,小型缸的活塞有黃銅制成的。 4)活塞桿 活塞桿是氣缸中最重要的受力零件。通常使用高碳鋼,表面經(jīng)鍍硬鉻處理,或使用不銹鋼,以防腐蝕,并提高密封圈的耐磨性。 5)密封圈 回轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)處的部件密封稱為動(dòng)密封,靜止件部分的密封稱為靜密封。 缸筒與端蓋的連接方法主要有以下幾種: 整體型、鉚接型、螺紋聯(lián)接型、法蘭型、拉桿型。 6)氣缸工作時(shí)要靠壓縮空氣中的油霧對(duì)活塞進(jìn)行潤滑。也有小部分免潤滑氣缸。 5.6 工作原理根據(jù)工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了,輸出力不夠,氣缸不能正常工作;但缸徑過大,不僅使設(shè)備笨重、成本高,同時(shí)耗氣量增大,造成能源浪費(fèi)。在夾具設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu),以減少氣缸的尺寸。 氣缸 下面是氣缸理論出力的計(jì)算公式: F:氣缸理論輸出力(kgf) F:效率為85時(shí)的輸出力(kgf)(FF85) D:氣缸缸徑(mm) P:工作壓力(kgfcm2) 例:直徑340mm的氣缸,工作壓力為3kgfcm2時(shí),其理論輸出力為多少?芽輸出力是多少? 將P、D連接,找出F、F上的點(diǎn),得: F2800kgf;F2300kgf 在工程設(shè)計(jì)時(shí)選擇氣缸缸徑,可根據(jù)其使用壓力和理論推力或拉力的大小,從經(jīng)驗(yàn)表11中查出。 根據(jù)參數(shù)選擇F-SC63CA根據(jù)參數(shù)選擇F-SC63CA參考地址:http:/wenku.baidu.com/link?url=suvNCH9ck4ru_xSGujDVvFFG5_FF5bI3MQEtU3EJQ-JLuPkp83XY6FNC-jkDidVLPGtvk_Jur9Jbl4U5unTN-Ya9233QOB0E50zbwhBJwJW5.7 誤差分析與計(jì)算該夾具以一個(gè)平面和和2個(gè)V型塊定位,要求保證孔軸線間的尺寸公差。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。由5和6可得:1 定位誤差: 當(dāng)以任意邊接觸時(shí) 當(dāng)短以固定邊接觸時(shí) 通過分析可得: 因此:當(dāng)以任意邊接觸時(shí) 2 夾緊誤差 : 其中接觸變形位移值: 磨損造成的加工誤差:通常不超過 夾具相對(duì)刀具位置誤差:取誤差總和:從以上的分析可見,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。5.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明如前所述,該工件不但可以采用V型塊夾緊經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動(dòng)夾緊方式。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(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,選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取???結(jié)課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的,通過這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì),使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng),使我們更好的利用圖書館的資料,更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了很多,也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì),它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小,為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí),數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊,由于經(jīng)驗(yàn)不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題,不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見,在我遇到難題時(shí)給我指明了方向,最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。這次課程設(shè)計(jì)成績的取得,與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此,我衷心感謝我的指導(dǎo)老師,特別是每次都放下他的休息時(shí)間,耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題,她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成,他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜,他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外,他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。參 考 文 獻(xiàn)1 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué),機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M,上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1980。2 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社,19134。3 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)出版社,1991。4 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)。北京出版社,19134。5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)。上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2544。6 黃如林,劉新佳,汪群。切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)。化學(xué)工業(yè)出版社,2544。7 余光國,馬俊,張興發(fā),機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M,重慶:重慶大學(xué)出版社,19134。8 周永強(qiáng),高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M,北京:中國建材工業(yè)出版社,2563。9劉文劍,曹天河,趙維,夾具工程師手冊(cè)M,哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1987。10 王光斗,王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2563。11 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1984。 12 李慶壽,機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)M,銀州:寧夏人民出版社,1991。13 廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術(shù)測量M,中國計(jì)量出版社,2540:9-19。14 王光斗,王春福,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M,上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2540。15 樂兌謙,金屬切削刀具,機(jī)械工業(yè)出版社,2563:4-17
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