杠杆夹紧器说明书.docx
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1、焊接工装课程设计 气动杠杆夹紧器专业:焊接技术与工程班级:2008级2班姓名: 目 录1. 夹具设计任务 3 1.1夹具设计的基本要求 42定位方式及元器件选择 4 2.1夹紧方式及元器件选择 63设计与计算 6 3.1 材料的选择 6 3.2 尺寸设计 6 3.3 气杆尺寸校核与确定 84. 基座设计 14 4.1材料选择 14 4.2尺寸设计与确定 14 4.3基架设计 14 4.4其他零部件设计 155.气动杠杆夹紧器 15 5.1 工装卡具概述 15 5.2 气动杠杆夹紧器的组成 15 5.3 气动杠杆夹紧器的特点 16 5.4 气动杠杆夹紧器的设计要点 17 5.5 气动杠杆夹紧器的
2、设计原则 17参考文献 18 1.夹具设计任务焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧,便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具,对提高产品质量,减轻工人的劳动强度,加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。 在焊接生产过程中,焊接所需要的工时较少,而约占全部加工工时的2/3以上的时间是用于备料、装配及其他辅助的工作,极大的影响着焊接的生产速度。为此,必须大力推广使用机械化和自动化程度较高的装配焊接工艺装备。焊接工装夹具的主要作用有以下几个方面: (1)准确、可靠的定位和夹紧,可以减轻甚至取消下料和划
3、线工作。减小制品的尺寸偏差,提高了零件的精度和可换性。 (2)有效的防止和减轻了焊接变形。 (3)使工件处于最佳的施焊部位,焊缝的成型性良好,工艺缺陷明显降低,焊接速度得以提高。 (4)以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作,改善了工人的劳动条件。 (5)可以扩大先进的工艺方法的使用范围,促进焊接结构的生产机械化和自动化的综合发展。1.1夹具设计的基本要求(1)工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用,所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。(2)夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工
4、件松动滑移,又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。(3)焊接操作的灵活性。使用夹具生产应保证足够的装焊空间,使操作人员有良好的视野和操作环境,使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态(4)便于焊件的装卸。操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利的从夹具中取出,还要制品在翻转或吊运使不受损害。 (5)良好的工艺性。所设计的夹具应便于制造、安装和操作,便于检验、维修和更换易损零件。设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素,降低夹具制造成本。2.定位方式及元器件选择(1)定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置,在保证加工要求的情况下,限制足够的自由度。工件的定
5、位原理自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度,即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置,则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位;工件被限制的自由度少于六个,但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生产中,为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形,有些自由度是不必要限制的,故可采用不完全定位的方法。在焊接夹具设计中,按加工要求应限制的自由度而没有被限制的欠定位是不允许的;而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位,过定位容易位置变动,夹紧时造成工件或定位元件的变形,影响工件的定位精度,
6、过定位也属于不合理设计。(1)以工件的平面为基准进行定位时,常采用挡铁、支撑钉进行定位(2)工件以圆孔内表面为基准进行定位时常采用销定位器(3)工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用V形铁定位器(4)利用以定位工件的轮廓对被定位工件进行定位可采用样板定位器主焊件“撑杆”用挡板和挡销定位。挡销限制了X方向的平动自由度,挡板限制了Y方向的平动自由度,夹具体限制了Z方向的平动自由度,挡铁螺旋夹紧器件限制了Z方向的转动自由度,螺旋夹紧机构限制了X、Y方向的转动自由度,共限制了6个自由度。件“发动机衬管”两件用插销机构定位。插销机构限制了X、Y、Z方向的平动自由度,快撤式螺旋夹紧器件限制了Y、Z方向的转
7、动自由度,共限制了5个自由度。螺母M6和喇叭支座的组件用锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位。“撑杆”限制了Z方向的平动自由度,螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽限制了Z方向的平转动自由度,锥头销钉限制了X、Y方向的平动自由度,螺旋夹紧机构限制了X、Y方向的转动自由度,共限制了5个自由度。夹紧方式及元器件选择夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。2.1夹紧机构的基本要求(1) 夹紧作用准确,处于夹紧状态时应能保持自锁,保证夹紧定位的安全可靠。(2)夹紧动作迅速,操作方便省力,夹紧时不应损害零件表面质量(3)夹紧件应具备一定的刚性和强度,夹紧作用力应是可
8、调节的。(4)结构力求简单,便于制造和维修。3. 设计与计算3.1材料选择理的合金调质钢40Cr制成,热处理硬度值为200HB,抗拉强度,屈服强度,具有一定的耐磨性。3.2尺寸设计本设计的螺旋夹紧器螺杆尺寸可根据使用要求及条件确定。螺旋传动按其螺旋副的摩擦性质不同,分为滑动螺旋副,滚动螺旋副和静压螺旋副。滑动螺旋副结构简单,便于制造,易于自锁,所以螺旋夹紧器选择滑动螺旋副。螺纹类型有矩形,梯形和锯齿形。矩形螺纹牙型为正方形,传动效率高,但生产精度较低;梯形螺纹牙根强度高,螺纹工艺性好,易加工,强度适中,传动性能可靠;锯齿螺纹牙根出有相当大的圆角,减小了应力集中,提高了动载强度,工作效率比梯形螺
9、纹高,但生产成本高。根据机械设计手册,选择具有单向受力优点的梯形单线螺纹,右旋,以达到自锁要求。滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力,压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此,滑动螺旋的耐磨性计算,主要是限制螺纹工作面上的压力,使其小于材料的许用压力。1、按耐磨性计算螺纹尺寸值:根据机械设计任务书技术指标给出最大夹紧力为25KN,所以本设计的轴向力可以定为,对于整体螺母,由于磨损后不能调整间隙,受力比较均匀,所以螺纹圈数不宜过多,故取1.22.5,此处取2。螺杆螺母材料分别为钢青铜,滑动速度为手动低速,查机械设计手
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