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3 组合机床夹具设计 3.1夹具总体分析 3.1.1 零件的工艺性分析 在机床上加工零件时,为了保证加工精度,必须正确安置工件,使其相对机床切削成形运动占有正确的位置,这过程称为“定位”。为了不因受切削力度、惯性力、重力等外力作用而破坏工件已定的正确位置,还必须对其施加一定的夹紧力,这一过程称为“加紧。定位和夹紧全过程称为“安装”。机床上用来完成工件安装任务的重要工艺装备,就是各类夹具中应用最广泛的“机床夹具”。 我这次毕业设计的课题是设计在ZH1105W机体进行钻削加工所用的夹具。ZH1105W柴油机机体材料为HT250,其硬度为HB190~240,在本工序之前柴油机气缸体的六个主要表面已加工完毕。加工左右后三面的孔。 3.1.2 夹具设计的基本原则和要求 1.保证工件的加工要求 保证加工质量是设计时首要考虑的要求,即必须稳定地达到工序图上所述的加工精度和表面粗糙度,这主要由所设计的定位装置(有时要结合夹紧一起考虑)来 保证。 2.提高生产效率 所设计的夹具结构在生产批量相适应的条件下,应尽量采用夹紧可靠、快速高效的夹紧机构与传动方式以缩短辅助时间提高生产率。 3.有利于降低成本 在能保证加工质量和效率的前提下,夹具结构应力求简单。尽量采用标准元件和组合件,专用零件的结构工艺性要好,制造容易,可缩短夹具的制造周期,降低工件的生产成本。 4.便于排屑 夹具的排屑是一个容易忽视的问题,如果排屑功能不好,切屑积集在夹具中,会破坏工件正确的定位;切屑带来的大量热量会引起夹具和工件的热变形,影响加工质量;切屑的的清扫又会增加辅助时间,降低生产率。切屑积集严重时,还会损伤刀具以致造成设备事故或工伤事故。因此,排屑问题在夹具设计时必须给予充分的注意,在设计高效组合机床夹具时尤为重要。 5.考虑夹具的适应性 在满足所要求的加工质量条件下,有时应考虑产品近期的发展,品种增多的要求,适当扩大夹具的适应能力,使夹具具有一定的通用性,也是夹具设计中经常要注意的问题之一。 夹具设计是工艺准备工作的重要内容之一。 3.1.3 夹具总体结构构思 根据被加工零件是箱体零件的特点,拟定夹具结构方案如下: 顶端用一个液压缸托板固定一个夹紧液压缸,夹紧液压缸通过压板夹紧工件,夹具体上左右各固定一个支架,支架上固定钻模板,夹具体通过螺钉和定位销与机床中间底座相连。 3.2 定位方案的确定 3.2.1 定位方案论证 箱体零件的定位方案一般有两种,“一面两孔”和“三平面”定位方法。 方案一,“一面双孔”的定位方法特点是: 1.可以简便地消除工件的六个自由度,使工件获得稳定可靠定位。 2.有同时加工零件五个表面的可能,既能高度集中工序,又有利于提高各 面上孔的位置精度。 3.“一面双孔”可作为零件从粗加工到精加工全部工序的定位基准,使零件整个工艺过程基准统一,从而减少由基准转换带来的累积误差,有利于保证零件的加工精度。同时,使机床各个工序(工位)的许多部件实现通用化,有利于缩短设计、制造周期,降低成本。 4.易于实现自动化定位、夹紧,并有利于防止切削落于定位基面上。 方案二,“三平面”定位方法特点是: 1.可以简便地消除工件的六个自由度,使工件获得稳定可靠定位。 2.有同时加工零件三个表面的可能,能高度集中工序。 由上述论证我选用方案二来定位。 3.2.2 定位基准的选择 定位基准选择的原则 1.尽可能选择最大基面做主要的定位基准面; 2.尽可能与工序基准重合; 3.尽量选最长表面做为限制自由度的定位基准; 4.尽量选精度较高的已加工表面为定位基准; 5.在同一工件各工序中尽量采用同一定位基准进行加工。 综上所述,故选定底面为定位基准面, 3.2.3 定位的实现方法 根据零件加工工序图图3-1所示,选箱体底面作为定位基准面,用支承块限制了三个自由度,左侧用两个支撑钉限制了两个自由度, 后面用一个定位条限制了剩下的一个自由度,这样气缸体的六个自由度全部消除,实现零件的定位,如图3-1所示: 3.3 导向装置的选择 导向装置的作用在于保证刀具对于工件的正确位置;保证各刀具相互间的正确位置和提高刀具系统的支承刚性。 3.3.1钻套型式的选择和设计 1.钻套的型式 钻套的结构和尺寸已标准化,按其使用特点可分为固定式钻套、可换钻套和快
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