前言
机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节,也是机械设计制造及其自动化专业学生应该学习的一门主要专业课。其目的在于:
(1) 学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力,为以后续的专业课程及毕业设计打好基础,做好准备。
(2) 为了开阔视野,掌握制造技术最新发展,开阔专业视野,培养复合型人才,促进先进制造技术在我国的研究和应用,“先进制造技术”以作为许多学校的必修课程。为了提高学生综合运用机械设计基础及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力,通过课程设计训练可以巩固、加深有关机械设计方面的理论知识。
(3) 使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。
零件在工艺规程之后,就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外,成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置,使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程,称为定位。当工件定位后,为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏,还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作,称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠,将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中,工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。
第1章夹具的发展概况
机床夹具实在金属切削中用以准确地确定工件位置,并将其牢固地加紧,以接受加工的工艺装备。
夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。
1、机床夹具的现状
国际生产研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场的需求与竞争。然而,一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂里,约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面,在多品种生产的企业中,每隔3~4年就要更新50~80%左右专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为10~20%左右。特别是近年来,数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:
2、现代机床夹具的发展方向
现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。
(1)标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。
(2)精密化随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达±";用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘,其定心精度为5μm。
(3)高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。
(4)柔性化指机床夹具通过调整、组合等方式,以适应工艺可变因素的能力。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要,扩大夹具的柔性化程度,改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构,发展可调夹具结构,将是当前夹具发展的主要方向。
第2章夹具设计
夹具的功用
(1)稳定地保证工件的加工精度用夹具装夹工件时,工件相对于刀具及机床的位置由夹具保证,不受工人技术水平的影响,因此可使一批工件的加工精度保持一致。
(2)提高生产率使用夹具装夹工件方便、快捷,工件不需要划线、找正,可显著地减少辅助工时;可使用多件、多工位装夹工件的夹具,并可采用高效的夹紧机构,进一步提高劳动生产率。
(3)扩大机床的使用范围有些机床夹具实质上是对机床进行了部分改造,扩大了原机床的功能和使用范围。如在车床床鞍上安放镗模家具,就可以进行箱体零件的孔系加工。
(4)减轻工人的劳动强度,保证生产安全。
夹具的设计
. 设计前的准备工作
(1)明确工件的年生产纲领它是夹具总体方案确定的依据之一,决定了夹具的复杂程度和自动化程度。
根据零件的工序要求,为单件小批量生产,从经济性和实用性综合考虑,采用手动夹具即可满足加工要求。
(2)熟悉工件零件图和工序图
已知待加工件如下图2-1所示,零件材料为HT200,加工B向2-Ф8通孔。(前工序已将各尺寸加工完成)
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