缸蓋主油道孔鉆削夾具設(shè)計(jì)含10張CAD圖.zip,缸蓋,主油道孔鉆削,夾具,設(shè)計(jì),10,CAD 附錄 1：外文譯文 VMC—1050 鏜桿 8 缸液壓夾具的設(shè)計(jì)與制造 Chetankumar M. Patel*, Dr.G.D.Acharya aDepartment of Mechanical Engineering, School of Engineering, R. K. University, Rajkot, Gujarat, India – 360020. bAtmiya Institute of Technology & Science, Rajkot, Gujarat, India – 360005 摘要 夾具及固定裝置是制造標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床的特殊生產(chǎn)工具，在專(zhuān)用機(jī)床更通用。它們通常被半熟練的操作員用于大規(guī)模生產(chǎn)，當(dāng)然，當(dāng)互換性很重要時(shí)，它們也被用于小規(guī)模生產(chǎn)。與夾具設(shè)計(jì)相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)被許多著名的作者很好地描述，但是有必要將所有這些研究工作耦合和應(yīng)用到工業(yè)應(yīng)用中。本文從夾具設(shè)計(jì)中考慮到一個(gè)實(shí)際的工業(yè)構(gòu)件，證明了“VMC—1050 鏜桿 8 缸液壓夾具的設(shè)計(jì)與制造”。該夾具除了液壓式外，還具有夾套式，并具有擴(kuò)展的定制夾頭作為其主要的固定元件。該夾具在生產(chǎn)中顯示出極大的節(jié)省時(shí)間。 關(guān)鍵詞：液壓夾具；擴(kuò)張夾頭 1． 介 紹 越來(lái)越多的需要改進(jìn)的方法來(lái)確定可靠性和更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)機(jī)器和生產(chǎn)系統(tǒng)的壽命。本文介紹了獨(dú)特的設(shè)計(jì)和制造的 8 缸液壓夾具的鏜桿在 VMC - 1050 與擴(kuò)展定制夾頭。 零件和夾具的重要細(xì)節(jié)被包括在每個(gè)夾具設(shè)計(jì)部分中，用于除了組件繪圖和夾具繪圖之外，澄清疑惑。研究工作包括使用 CREO 元素/PRO 5 的夾具的三維裝配和爆炸視圖。夾具不僅是設(shè)計(jì)的，而且是制造的，目前的研究工作為制造業(yè)的設(shè)計(jì)提供了經(jīng)典的例子。 2． 相關(guān)工作 夾具設(shè)計(jì)和制造被認(rèn)為是復(fù)雜的過(guò)程，需要了解不同的領(lǐng)域，如幾何形狀，公差， 尺寸，程序和制造工藝。機(jī)器的規(guī)格和局限性限制了設(shè)計(jì)思想。為了設(shè)計(jì)夾具和夾頭， 設(shè)計(jì)者必須知道制造過(guò)程。他必須能夠精確地想象出工件是如何制造的。他應(yīng)該有能力判斷不同方法的優(yōu)點(diǎn)。他必須具備標(biāo)準(zhǔn)和程序的知識(shí)，他必須具有創(chuàng)造性和獨(dú)創(chuàng)性。他必須能夠在設(shè)計(jì)布局中融入他的想法。他必須理解工具是如何執(zhí)行它們的功能的。他需要良好的力學(xué)和數(shù)學(xué)背景。他也應(yīng)該知道材料在制造工具中的物理性質(zhì)。掌握制 圖技巧是必不可少的，也是工具設(shè)計(jì)師作為閱讀和寫(xiě)作的能力。 在設(shè)計(jì)這項(xiàng)工作時(shí)，查閱了許多著名作家寫(xiě)的關(guān)于主題的文獻(xiàn)和書(shū)名。從文獻(xiàn)回顧中獲得的所有發(fā)現(xiàn)和結(jié)論以及與夾具設(shè)計(jì)者之間的交互被用作設(shè)計(jì)本研究工作的指導(dǎo)。加工夾具和夾頭的設(shè)計(jì)依賴(lài)于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和他/她的隱性知識(shí)，以實(shí)現(xiàn)良好的設(shè)計(jì)。為了便于應(yīng)用，對(duì)夾頭設(shè)計(jì)過(guò)程的明確定義和所涉及的知識(shí)是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的任務(wù)。此外，還應(yīng)考慮一個(gè)基本的和眾所周知的工程原理：功能要求及其關(guān)聯(lián)。TED 約束應(yīng)該是任何設(shè)計(jì)過(guò)程的第一個(gè)輸入?？紤]到需求的相關(guān)問(wèn)題，以此為一般概念， 是明確的兩個(gè)主要術(shù)語(yǔ)的含義：功能需求（FR）和約束（C）。功能要求（FR），正如不同作者所說(shuō)的，“代表了產(chǎn)品必須或必須獨(dú)立于任何可能的解決方案”。約束（C）可以定義為“一般影響某種需求的限制，它在滿(mǎn)足需求的同時(shí)限制可能的解決方案的范圍”〔2〕。有關(guān)夾具的設(shè)計(jì)，如加工夾具知識(shí)，優(yōu)化工件設(shè)置，力的建模，改進(jìn)工件位置和高效率工具的各種領(lǐng)域[3-7]已經(jīng)被許多著名的作者很好地描述。 獵頭，R，Vizan，A，佩雷斯，J.，Rios J 提出了夾具設(shè)計(jì)的方法，包括實(shí)現(xiàn)兩個(gè)階段〔3〕。工件夾具系統(tǒng)的一個(gè)重要特征是定位器是無(wú)源元件，只能對(duì)夾緊力和外部載荷作出反應(yīng)，而夾具是活動(dòng)元件，并將預(yù)定的正常載荷施加到工件表面上，以防止其與 L 接觸。八分儀〔4〕。X. P Li，A.Y.C Nee，Y. S Wong，H. Q Zheng 開(kāi)發(fā)了基于預(yù)測(cè)加工理論和銑削力學(xué)的銑削力的理論模型〔5〕。在該模型中，銑刀的作用被認(rèn)為是多個(gè)單點(diǎn)切削刀具的同時(shí)工作，銑削力是從工件材料屬性、刀具參數(shù)和齒形、切削條件和 MIL 類(lèi)型的輸入數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的。靈。 3．問(wèn)題陳述 “VMC—1050 鏜桿軛架 8 缸液壓夾具的設(shè)計(jì)與制造要進(jìn)行的操作是鉆孔和鏜孔。通過(guò)減少非生產(chǎn)時(shí)間，提高可靠性，減少能耗。 4．組件細(xì)節(jié) 夾具設(shè)計(jì)的方法包括兩個(gè)階段的實(shí)現(xiàn)。第一階段代表的知識(shí)，如零件幾何形狀， 加工過(guò)程，功能和詳細(xì)的夾具設(shè)計(jì)，夾具資源。第二階段描述了獲得加工夾具的第一解決方案所需的推理過(guò)程（設(shè)計(jì)和解釋規(guī)則）〔3〕。作為第一階段的一部分，這里討論組件幾何[圖 1-2 ]。該部件為軛架，由鑄鐵材料制成，重 1.9 公斤。使用設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行部件上的操作是鉆孔和鏜孔。圖 1（a）是鑄造圖。這是在夾具中被加工和夾緊的零件。圖 1（b）顯示成品組件的 3D 視圖。在旋轉(zhuǎn) 180°之后，在一個(gè)接一個(gè)的兩側(cè)進(jìn)行鉆孔和鉆孔操作。 圖 1（a）原始零件三維視圖（b）成品零件三維視圖 圖 2（a）成品零件的三維截面圖（b）成品零件的 2D 圖 5．夾具的設(shè)計(jì)-定位和夾緊考慮 在機(jī)械加工中，工件保持是一個(gè)關(guān)鍵的方面，夾具是滿(mǎn)足這一總體目標(biāo)的元件。通常，夾具解決方案是由一個(gè)或多個(gè)物理元件構(gòu)成的，整個(gè)設(shè)計(jì)的夾具解決方案必須滿(mǎn)足整個(gè) FRS 和相關(guān)的 CS。定心、定位、定位、夾緊和支撐可被視為夾具的功能要求。在約束條件下，需要考慮的因素很多，主要涉及：待加工零件的形狀和尺寸、公差、操作順序、加工策略、切削力、設(shè)置次數(shù)、設(shè)置時(shí)間、待去除材料的體積、批量尺寸、生產(chǎn) RA。TE、機(jī)器形態(tài)、機(jī)器容量、成本等。最后，解決方案的特點(diǎn)是：簡(jiǎn)單、剛性、精度、可靠性和經(jīng)濟(jì)性（4）。 S. K. Hargrove 和 A. Kusiak（5）認(rèn)識(shí)到夾具的四個(gè)一般要求：（i）工件的精確定位，（ii）工件在加工過(guò)程中的整體約束，（iii）工件的有限變形，（iv）沒(méi)有加 工干涉。此外，如 R. T. Meyer 和 F. W. Liou（6）所闡述的，動(dòng)態(tài)加工條件發(fā)生在工件被加工力通過(guò)工件或沿其表面移動(dòng)時(shí)。一種設(shè)計(jì)用于動(dòng)態(tài)加工的工件的可行夾具必須保證：工件始終受到約束，夾緊力不太大或太小，在不受外力作用的情況下夾具的工件的確定的定位、可及性、穩(wěn)定性和位置夾緊順序。 考慮到上述事實(shí)，完全定位和夾緊是通過(guò)使用夾頭，塞子和 V 塊完成的[圖 3-7]。 4 個(gè) 8 缸的工作臺(tái)用于完成液壓夾具裝配，首先，部件被加載，將其保持在水平位置手動(dòng)地進(jìn)入夾頭側(cè)。加載后，利用擋塊定位部件，通過(guò)激活?yuàn)A頭側(cè)筒夾緊，并用 V 型缸體對(duì)齊。由于 V 型缸體大于夾頭側(cè)缸，工件從 V 型塊側(cè)推動(dòng)，并保持中心軸線(xiàn)相對(duì)于夾頭軸線(xiàn)完全對(duì)齊。 圖 3（a）無(wú)構(gòu)件夾具三維視圖（b）夾具零件三維視圖 圖 4 夾具三維后視圖 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)——夾具和夾具的制造。除了夾具的液壓特性之外，夾具的另一個(gè)獨(dú)有特征是夾頭的設(shè)計(jì)[圖 7 ]。它的工作原理如下：當(dāng)活塞桿縮回時(shí)，牽引道和擴(kuò)張器連同夾頭也將作為一個(gè)單元從右向左移動(dòng)。當(dāng)心軸與休息墊固定時(shí)，夾頭必須展開(kāi)，這將使工作牢牢地固定在它上面。 圖 5 夾具總成三維爆炸圖 圖 6 夾具二維圖 拉桿 擴(kuò)展器 氣缸體 心軸 活塞桿 夾頭 休息墊 6．液壓回路 圖 7 夾頭工作圖 1 油箱 2 變量葉片泵 3 單向閥 4 蓄能器 5 方向控制閥 6 方向控制閥 7 過(guò)濾器 圖 8 顯示了該夾具的簡(jiǎn)化液壓回路。 圖 8 帶電源組的液壓回路 小容量變量葉片泵（容量：8 厘米 2/Rev，放電速率：15 升/分鐘，pESeURE：7 MPa - Nachi）用于維持電路中 35 kg/cm 的所需壓力。膜片式蓄能器容積為 0.75 升。方向控制閥是電磁驅(qū)動(dòng)的，其壓力容量高達(dá) 35 兆帕。 夾具不僅設(shè)計(jì)而且制造也是如此，如圖 9 所示。 7．結(jié)論 圖 9 制造夾具的照片 本文證明了液壓在夾具設(shè)計(jì)中的效用有三種不同的方式：（i）減少循環(huán)時(shí)間，（ii）減少操作者的疲勞和提高生產(chǎn)率，（iii）減少夾具部件的磨損和撕裂。 （i）循環(huán)時(shí)間的減少 手動(dòng)夾緊和拆卸需要每鉗 15 至 20 秒。對(duì)于具有多個(gè)夾緊點(diǎn)的夾具，夾緊的總時(shí)間將超過(guò)一分鐘，并且實(shí)現(xiàn)均勻夾緊，這一次將更大，這可以通過(guò)自動(dòng)夾緊來(lái)節(jié)省?？紤]到每個(gè)作業(yè)的凈節(jié)省，可以估計(jì)自動(dòng)化成本的回收期。（時(shí)間節(jié)省 X 機(jī)小時(shí)費(fèi)率）。節(jié)省時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)是提高瓶頸機(jī)的生產(chǎn)能力。 （ii）減少操作者疲勞和提高生產(chǎn)力 在手動(dòng)夾緊中，由于疲勞，操作者的效率降低。這可能導(dǎo)致移位結(jié)束時(shí)的夾緊力矩較小，特別是對(duì)于老年操作員，導(dǎo)致安全性降低。人性化的方法比夾緊效率更重要。通過(guò)引入自動(dòng)夾緊系統(tǒng)，一個(gè)操作人員可以同時(shí)處理兩臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器。 （iii）減少夾具部件的磨損 在手動(dòng)夾緊時(shí)，一次只能夾緊一個(gè)點(diǎn)。為了減少夾具部件的磨損，必須先用輕夾緊力夾緊所有螺栓，然后用大的夾緊力來(lái)保證均勻夾緊。但是在這種情況下，每個(gè)螺栓上的夾緊力可以變化。然而，在使用液壓時(shí)，所有夾具都可以同時(shí)操作，不需要輕而重的夾緊力，也可以根據(jù)要求控制夾緊力，這些都形成了一致的夾緊力，更好的尺寸精度，減少了磨損和夾具部件的撕裂。 8．確認(rèn) 作者非常感謝 Sudhir Thakar 先生和 Pradip Thanki 先生在印度古吉拉特邦的拉杰果德支持下進(jìn)行這項(xiàng)研究工作。 參考文獻(xiàn) [1] K. 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