台式虎钳的设计及运动仿真论文[带图纸]

台式虎钳的设计及运动仿真论文[带图纸]内容摘要：

轴的扭转强度条件为： （）式中：——扭转切应力，Mpa；T——轴所受的扭矩，；——轴的抗扭截面系数， n——轴的转数，p——轴传递的功率，d——计算截面处轴的直径，mm；——许用扭转切应力，Mpa。 根据国家标准，选取许用扭转切应力为2545Mpa. T=15。 截面处轴的直径为18mm。 Mpa，与理论相比可知符合设计使用性能的要求。 所以，和螺母配合处轴的尺寸选择合理[5]。 垫片的选择设计为了使螺杆在固定钳身里能够较好的定位，特配备两个垫圈，一个用于和M10螺母的配合使用，另一个用在螺杆的把手方位与固定钳身的配合使用。 选用标准件，按GB 93—87，相关尺寸为：d=，s=b=，0m= 材料为65 Mn、表面氧化。 垫圈螺杆的把手方位与固定钳身的配合使用的垫圈选用标准件，按GB 93—87，相关尺寸为：d=，s=b= ，0m= 材料选取为Q235。 4 台虎钳的主要零件的加工工艺 固定钳身加工 图纸分析在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标准是否齐全、合理等。 本次设计的工件为固定钳身数控加工工艺规程制订，零件的图纸包括：一张零件图。 其中零件图中的图形都是采用主视图的画法，这样就已经能够表达清楚零件的各部分尺寸。 台虎钳固定钳身三维图所示材料为HT200号钢，单生产。 几何元素分析：该工件外形复杂，包含了平面、圆弧面、孔等几何元素,其中，圆弧面在设计的过程中利用导动进行切除。 材料分析：材料为HT200，调制状态，硬度为HRC2030，适合加工中心加工。 零件结构工艺性好还是差对其工艺过程的影响非常大，不同结构的零件尽管都能满足使用性能要求，但它们的加工方法和制造成本却可能有很大的差别。 良好的结构工艺性就是指在满足使用性能的前提下，能以较高的生产率和最低的成本而方便地加工出来。 零件结构工艺性审查是一项复杂而细致的工作，要凭借丰富的实践经验和理论知识。 审查时，发现问题应向设计部门提出修改意见加以改进[6]。 首先我们应当清楚工艺安排应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计量单位和编号都要符合相应标准。 由于该零件有端面、外表面、倒角需要加工，且各表面之间有较高的尺寸精度和长度的要求，考虑到数控机床具有在一次安装下加工出多个表面的特点，因此该零件加工适宜采用工序集中的方式，这样就使每道工序加工内容很多，工艺路线变短。 选用工序集中的方式加工不仅能够保证加工精度、充分利用了现有设备，而且也减少了工件装夹次数，利于保证表面间的位置精度，缩短了生产加工时间，大大提高了劳动生产率。 零件的技术要求包括下列几个方面：（1）加工表面的尺寸精度（2）主要加工表面的形状精度（3）主要加工表面之间的相互位置精度（4）加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他要求（5）热处理要求（6）其他要求（如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等）要注意分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。 特别要分析主要表面的技术要求，因主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。 该零件固定钳身在加工时要保证它的各项精度指标，如：各项尺寸精度、表面粗糙度等。 （1）首先加工后要求达到一定的精度要求。 （2）零件加工时保证不同的长度尺寸及表面粗糙度要求。 （3）零件的外轮廓要光滑。 加工工艺路线的总体设计对于多台不同的数控机床、多道工序才能完成加工的零件,工序的划分自然以机床为单位来进行。 而对于需要很少的数控机床就能加工完零件全部内容的情况,数控加工工序的划分一般按照下列方法进行： （1） 以一次安装所进行的加工作为一道工序。 （2）一个完整数控程序连续加工的内容作为一道工序。 （3）以工件上的结构内容组合用一把刀具加工为一道工序。 （4）以粗、精加工划分工序。 所以综合考虑具体情况和经济性,机床设备、现有的工装设备等因素,为了更好的完成加工, 我模拟了2个加工工序方案。 方案一:以装夹划分需要两道工序。 工序一，第一次装夹然后进行粗精加工使工件达到加工精度。 工序二，掉头装夹进行粗精加工。 方案二:以粗精加工划分需要两道工序。 工序一，第一次装夹然后进行粗加工，掉头再进行粗加工。 工序二，装夹工件进行精加工，再掉头，再进行精加工。 经过比较方案二要比方案一多装夹2次，在同样保证加工精度的情况下明显方案一更为方便快捷提高了工作效率所以我选择方案一做为我设计的零件的数控加工工序，以一次安装所进行的加工作为一道工序,以安装的加工作为工序,我的零件共需要两次装夹,分别进行粗加工、精加工。 这样两道工序就能完成零件的加工,定位基准可以得到很好的保证,不会出现定位误差。 每次装夹都要对刀,这样就只对刀两次,保证了刀位误差。 铣削加工工艺路线的拟定是制定铣削工艺规程的重要内容之一，其主要内容包括选择各种加工表面的加工方法、划定加工阶段、划分工序的先后顺序等。 对于数控铣床，应重点考虑几个方面：能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求；是走刀路线最短，既可简化程序段，又可减少刀具空行程时间，提高加工效率应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。 根据工件的几何元素要求，本工件的加工方法为外轮廓的铣削，曲面的铣削。 按照铣削加工的工艺原则，工件的加工工艺方法为：（1）在台虎钳上装夹毛坯，加工部分高出台虎钳70mm；（2）使用直径为12mm，圆弧为3mm的牛鼻刀对零件（不包括流道和型腔）进行粗加工；（3）使用直径为8mm的牛鼻刀对零件进行二次开粗；（4）使用直径为8mm的球头刀对零件整体（不包括流道和型腔）进行精加工；（5）使用直径为12mm的平刀进行平面加工。 （6）对零件进行抛光处理，使零件达到所要求的表面粗糙度； 毛坯设置数控铣床它的夹头用虎钳夹装夹毛坯，毛坯尺寸10010067mm。 用牛鼻铣刀Ф1015粗铣刀，粗铣时最大进给量为2mm，主轴的转速为1000转/分钟。 ，下工件设置，毛坯设置 尺寸设置：100100材料：45钢选择定位基准（1）粗基准的选择原则选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，并注意尽快获得精基面。 本固定钳身的加工应遵循的原则有：① 合理分配加工余量原则② 保证零件相互位置要求原则③ 夹紧原则④ 不重复使用原则本次设计的固定钳身粗基准的选择遵循的是合理分配加工余量原则，所选的基准为零件的外圆柱表面[7]。 （2）精基准的选择原则选择精基准时，主要考虑保证加工精度。 本固定钳身数控加工工艺规程制订的加工应遵循的原则有：① 基准重合原则 固定钳身数控加工工艺规程制订为轴类零件即选用外表面基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合误差。 ② 自为基准原则 选择加工表面本身作为定位基准，本零件对加工表面没有太高的尺寸精度要求，所以不必考虑此原则。 ③ 互为基准原则 当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。 ④ 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。 无论是精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足，有时还相互矛盾的，因此，选择根据实际情况分析，权衡利弊，保证其主要要求。 本次设计的固定钳身数控加工工艺规程制订精基准的选择遵循的是基准重合原则，固定钳身数控加工工艺规程制订轴类零件即选用外表面基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合误差。 由于毛坯已经确定采用铸件，比较适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。 铸件的毛坯精度较高,硬度较大，外圆柱表面的毛坯余量均匀。 所以，可以直接采用钢料的外圆柱表面作为粗加工定位基准。 以毛坯的外圆柱表面作为粗定位基准，加工出零件的精加工定为基准。 这样可以确保重要表面的精加工余量，采用外圆柱表面作为粗加工定位基准，达到了简单、方便、快捷的目的。 缩短了加工时间，提高了生产效率[8]。 钳口板加工 图纸分析钳口板三维图所示材料为45号钢，单生产。 几何元素分析：该工件外形简单，包含了平面、孔等几何元素。 精度分析：该工件被加工部分的各尺寸和形位公差、表面粗糙度要求较高，部分尺寸达到IT8IT7级精度。 材料分析：固定螺钉的材料为45钢，调制状态，硬度为HRC2030，适合加工中心加工。 加工工艺路线的总体设计铣削加工工艺路线的拟定是制定铣削工艺规程的重要内容之一，其主要内容包括选择各种加工表面的加工方法、划定加工阶段、划分工序的先后顺序等。 对于数控铣床，应重点考虑几个方面：能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求；是走刀路线最短，既可简化程序段，又可减少刀具空行程时间，提高加工效率应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。 （1）根据工件的几何元素要求，本工件的加工方法为外轮廓的铣削。 （2） 按照铣削加工的工艺原则，工件的加工工艺方法为：①在台虎钳上装夹100x27x10的毛坯，加工部分高出台虎钳10mm；②使用直径为10mm，圆弧为3mm的牛鼻刀对零件（不包括流道和型腔）进行粗加工； 毛坯设置数控铣床它的夹头用虎钳夹装夹毛坯，毛坯尺寸1002710mm。 用牛鼻铣刀Ф1015粗铣刀，粗铣时最大进给量为2mm，主轴的转速为1000转/分钟。 [11]。 固定螺钉的加工 图纸分析固定螺钉三维图，固定螺钉二维图，所示材料为45号钢，单生产。 几何元素分析：该工件外形规则，包含了槽、阶梯轴等几何元素,其中，偏心部分在设计的过程中利用偏移命令建立。 精度分析：该工件被加工部分的各尺寸和形位公差、表面粗糙度要求较高，部分尺寸达到IT8IT7级精度。 材料分析：固定螺钉的材料为45钢，适合加工中心、数控车加工。 工件的基准分析设计基准分析：工件的设计基准为轴线。 工艺基准分析：该零件用到数控车加工，以左端面和轴线为工艺基准，左端面为粗基准。 加工工艺路线的总体设计加工方法：根据工件的几何元素要求，本工件的加工方法包括外轮廓铣削，轴类切削。 加工工艺路线：（1）车削右端面，保证平面度（2）在车床上加工右端面，保证右端的轴。 （3）夹住左端轴，车加工左端轴。 （4）夹住右端的轴，加工出左端直径4mm的阶梯轴。 （5）夹住左端，加工出M4的孔 活动钳口加工 图纸分析台虎钳活动钳口三维图，所示材料为45号钢，单生产。 几何元素分析 该工件外形形状复杂，具有较多的曲面，倒角，而且其中流道的宽度较窄，对刀具要求高，难度大，对切削用量、进给量要求很高，必须有很高的表面粗糙度和尺寸精度。 精度分析该工件加工部分要求很高，必须拥有很高的表面粗糙度和尺寸精度[9]。 该工件被加工部分的各尺寸和形位公差、表面粗糙度要求很高，主要尺寸高达IT1~IT2级精度。 ，。