基于solidworks的組合夾具的建立設(shè)計與應(yīng)用畢業(yè)論文-資料下載頁

　　

【正文】 的定位裝夾要求，適用于普通機床上進行一般精度零件的機械加工，其缺點是:定位螺栓在 X/Y軸上線性調(diào)整，被加工零件靠摩擦力定位，受力大或多次使用時定位點會位移。第二類：孔系組合夾具。上世紀，數(shù)控機床問世了，它轉(zhuǎn)速高,切削量大，對夾具的剛性提出更高要求,于是出現(xiàn)了孔系組合夾具，它的優(yōu)點是：銷和孔的定位結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確可靠，徹底解決了槽系組合夾具的位移現(xiàn)象；它的缺點是：只能是在預(yù)先設(shè)定好的坐標(biāo)點上定位，不能靈活調(diào)整。組合夾具按其結(jié)構(gòu)型式分為孔系組合夾具、槽系組合夾具、組合沖模三大系列。槽系組合夾具又分 16mm、12mm、8mm 三種型式。也就是通常所說的大型、中型、小型組合夾具。槽系組合夾具元件分為 8 類：即基礎(chǔ)件、支承件、定位件、導(dǎo)向件、壓緊件、緊固件、其他件和合件，每個類里又有不同規(guī)格。槽系組合夾具標(biāo)件數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)如圖 51 所示：圖 51 夾具庫組合夾具的組裝如同搭“ 積木 ”一樣，它與專用夾具比較，除了在元件的結(jié)構(gòu)、材料、技術(shù)要求等方面的差別外，在裝配方面還有如下的特點：（a）組合夾具中各個固定元件之間用定位鍵定位并由螺釘緊固，根據(jù)元件的大小和對夾具剛度的要求，組裝時可取用二個、三個甚至更多的鍵定位。而專用夾具是用定位銷定位，螺釘壓緊，定位銷的數(shù)量一般為兩個。（b）組裝組合夾具時， 各定位元件之間以及定位元件與導(dǎo)向元件之間的位置由測量、調(diào)整的方法來保證，而在專用夾具中，一般是由精密加工的零件直接保證的，在裝配過程中檢驗、調(diào)整的工作量要少得多。（c）組合夾具中每個鉆模板只能安裝一個鉆套，因而對孔距較近和孔數(shù)較多的工件須分別用兒套夾具進行加工，或者專門制造特殊的鉆模板。 六點定位原理 六點定位任何沒有定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中都具有六個自由度，如圖 52 所示。工件定位就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六點定位原理是指用六個支撐點來分別限制工件的六個自由度，從而使工件在空間得到確定定位的方法。圖 52 零件自由度限制工件自由度的典型方法，是在夾具上按一定的規(guī)律設(shè)置六個支承點，工件安裝在夾具上，就與這些支承點接觸，每個支承點對應(yīng)的限制一個自由度。如下圖所示。工件底平面 A 與夾具的三個支承點相接觸限制了三個自由度： X 軸方向旋轉(zhuǎn)自由度、Y 軸方向旋轉(zhuǎn)自由度、Z 軸方向移動自由度，側(cè)平面 B 與兩個支承點接觸，限制了兩個自由度：X、Z 軸方向移動自由度，另一側(cè)面與一個支承點接觸，限制了 Y 軸方向的移動自由度。這樣用六個支承點限制了工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全定下來，這就是六點定位原理。圖 53 六點定位原理 工 件 的 定 位（ a） 完 全 定 位工 件 的 六 個 自 由 度 全 部 被 夾 具 中 的 定 位 元 件 所 限 制 ， 而 在 夾 具 中 占 有 完 全 確 定 的惟 一 位 置 ， 稱 為 完 全 定 位 。 （ b） 不 完 全 定 位根 據(jù) 工 件 加 工 表 面 的 不 同 加 工 要 求 ， 定 位 支 承 點 的 數(shù) 目 可 以 少 于 六 個 。 有 些 自 由度 對 加 工 要 求 有 影 響 ， 有 些 自 由 度 對 加 工 要 求 無 影 響 ， 這 種 定 位 情 況 稱 為 不 完 全 定位 。 不 完 全 定 位 是 允 許 的 。 （ c） 欠 定 位按 照 加 工 要 求 應(yīng) 該 限 制 的 自 由 度 沒 有 被 限 制 的 定 位 稱 為 欠 定 位 。 欠 定 位 是 不 允許 的 。 因 為 欠 定 位 保 證 不 了 加 工 要 求 。 （ d） 過 定 位工 件 的 一 個 或 幾 個 自 由 度 被 不 同 的 定 位 元 件 重 復(fù) 限 制 的 定 位 稱 為 過 定 位 。 當(dāng) 過定 位 導(dǎo) 致 工 件 或 定 位 元 件 變 形 ， 影 響 加 工 精 度 時 ， 應(yīng) 該 嚴 禁 采 用 。 但 當(dāng) 過 定 位 并 不影 響 加 工 精 度 ， 反 而 對 提 高 加 工 精 度 有 利 時 ， 也 可 以 采 用 。 各 類 鉗 加 工 和 機 加 工 都會 用 到 。在 進 行 組 合 夾 具 設(shè) 計 時 我 們 應(yīng) 當(dāng) 盡 量 避 免 過 定 位 ， 下 面 介 紹 幾 種 避 免 過 定 位 的方 法 ：（ a） 提 高 夾 具 定 位 面 和 工 件 定 位 基 準(zhǔn) 面 的 加 工 精 度 是 避 免 過 定 位 的 根 本 方 法 。（ b） 由 于 夾 具 加 工 精 度 的 提 高 有 一 定 限 度 ， 因 此 采 用 兩 種 定 位 方 式 組 合 定 位 時 ，應(yīng) 以 一 種 定 位 方 式 為 主 ， 減 輕 另 一 種 定 位 方 式 的 干 涉 ， 如 采 用 長 芯 軸 和 小 端 面 組 合或 短 芯 軸 和 大 端 面 組 合 ， 或 工 件 以 一 面 雙 孔 定 位 時 ， 一 個 銷 采 用 菱 形 銷 等 。 從 本 質(zhì)上 說 ， 這 也 是 另 一 種 提 高 夾 具 定 4 位 面 精 度 的 方 法 。（ c） 利 用 工 件 定 位 面 和 夾 具 定 位 面 之 間 的 間 隙 和 定 位 元 件 的 彈 性 變 形 來 補 償 誤差 ， 減 輕 干 涉 。 在 分 析 和 判 斷 兩 種 定 位 方 式 在 誤 差 作 用 下 屬 于 干 涉 還 是 過 定 位 時 ，必 須 對 誤 差 、 間 隙 和 彈 性 變 形 進 行 綜 合 計 算 ， 同 時 根 據(jù) 工 件 的 加 工 精 度 要 求 才 能 作出 正 確 判 斷 。 從 廣 義 上 講 ， 只 要 采 用 的 定 位 方 式 能 使 工 件 定 位 準(zhǔn) 確 ， 并 能 保 證 加 工精 度 ， 則 這 種 定 位 方 式 就 不 屬 于 過 定 位 ， 就 可 以 使 用 。 組 合 夾 具 元 件 庫 的 應(yīng) 用 組 合 夾 具 虛 擬 設(shè) 計 組 裝組 合 夾 具 是 一 種 標(biāo) 準(zhǔn) 化 、 系 列 化 及 通 用 化 程 度 很 高 的 工 藝 裝 備 ， 它 是 由 一 套 預(yù)先 制 造 好 的 各 種 不 同 形 狀 、 不 同 規(guī) 格 、 不 同 尺 寸 、 具 有 完 全 互 換 性 的 標(biāo) 準(zhǔn) 元 件 和 組合 件 ， 按 工 件 的 加 工 要 求 組 裝 而 成 的 夾 具 。 Solidworks 軟 件 應(yīng) 用 到 組 合 夾 具 設(shè) 計中 使 夾 具 的 設(shè) 計 非 常 快 捷 ， 裝 配 生 產(chǎn) 率 得 以 顯 著 提 高 。Solidworks 工 作 界 面 非 常 直 觀 ， 操 作 方 便 ， 夾 具 元 件 菜 單 和 各 種 應(yīng) 用 工 具 菜 單都 在 同 一 個 窗 口 內(nèi) ， 它 采 用 圖 形 輸 入 方 式 ， 從 創(chuàng) 建 定 位 、 導(dǎo) 向 、 基 礎(chǔ) 底 座 ， 施 加 夾緊 元 件 到 調(diào) 用 各 種 支 持 元 件 都 可 直 接 從 屏 幕 上 進 行 ， 在 計 算 機 上 虛 擬 出 一 個 夾 具 元件 、 合 件 品 種 齊 全 的 組 合 夾 具 組 裝 工 作 臺 ， 這 樣 既 解 決 了 購 買 高 檔 測 量 儀 器 、 大 量組 合 夾 具 元 器 件 之 難 ， 又 避 免 了 元 件 損 壞 、 試 拼 湊 搭 接 夾 具 麻 煩 等 不 利 因 素 ， 從 而提 高 了 前 期 的 組 合 夾 具 設(shè) 計 效 率 ， 大 大 加 快 了 機 械 產(chǎn) 品 開 發(fā) 速 度 。本 章 選 擇 咸 陽 經(jīng) 緯 紡 織 機 械 廠 得 送 經(jīng) 臂 來 做 組 合 夾 具 的 虛 擬 裝 配 。 送 經(jīng) 臂 工 藝 分 析(a)零件圖如下圖所示圖 54 送經(jīng)臂零件圖圖 55 送經(jīng)臂三維圖（b）零件材料：45 鋼，切削性能良好，無特殊加工問題，故加工中不需要采取特殊工藝措施。（c）主要技術(shù)條件：216。50H7，216。30H8， 216。45C11 三個內(nèi)孔的內(nèi)表面精度要求，粗糙度要求為 。（d）典型工藝選擇：在組合夾具設(shè)計時，必須選擇典型零件的典型工藝進行設(shè)計，送經(jīng)臂加工過程中，夾具設(shè)備用到組合夾具的有多道工序，這里選擇粗鏜、半精鏜、精鏜 216。50H216。30H216。45C11 孔及孔口倒角，加工機床為 VMC1350 數(shù)控加工中心。（e）在送經(jīng)臂加工過程中，多數(shù)都要求同時對孔加工，所以無法使用孔為定位基準(zhǔn)，因此必須以零件的地面及側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，此零件選擇了在 216。50H7 和 216。45C11孔上側(cè)銑出平面作為定位基準(zhǔn)。 組合夾具的設(shè)計（a）選擇夾具元件：此次零件需要的夾具元件如圖 56 所示：圖 56 送經(jīng)臂所用到得夾具元件（b）從夾具庫中提取夾具元件打開 Solidworks，選擇右側(cè)設(shè)計樹中的 “夾具庫”，選擇“ 夾具庫”，我們就可看見分類好的夾具庫如圖 57 所示：圖 57 打開設(shè)計庫在新建文件中選擇工程圖，然后打開設(shè)計庫如圖 47 所示，例如需要 z5881 大頭叉形壓板，在“ 壓緊件” 文件夾中選擇 z5881 左鍵拖至圖中即可，如圖 58 所示：圖 58 從庫中調(diào)用夾具重復(fù)上述操作將需要的夾具元件全部拖入圖中。（c）定位分析 選擇 3 個 V 形支承將其墊高，同時作為零件的 3 點定位面，限制其 X、Y 軸的轉(zhuǎn)動以及 Z 軸的移動自由度；用兩個 V 形支承板限制其 X、Y 軸的移動自由度；用一個大頭叉形壓板和一個叉形壓板作為壓緊件限制去 Z 軸的轉(zhuǎn)動自由度。這樣就將工件完全定位了。（d）組合夾具的虛擬裝配將拖入圖中的所有夾具元件進行組合，選擇工具欄中的“配合” 選項，將所有的夾具元件通過面與面之間的配合組合起來得到的組合夾具圖如圖 59 所示：圖 59 送經(jīng)臂的組合夾具圖（e）生成爆炸圖完成裝配圖后，點擊“ 爆炸視圖 ”通過定義爆炸距離和爆炸方向來完成爆炸視圖，如圖 510,511 所示：圖 510 設(shè)置爆炸距離和方向511 送經(jīng)臂組合夾具爆炸圖（f）生成工程圖，如圖 512 所示：圖 512 送經(jīng)臂組合夾具工程圖6 總 結(jié)利用 SolidWorks 建立機床夾具標(biāo)準(zhǔn)件模型庫和數(shù)據(jù)庫的使用，將大大提高設(shè)計人員的工作效率，減少產(chǎn)品的開發(fā)周期，為企業(yè)創(chuàng)造更高的效益。同時使用標(biāo)準(zhǔn)件庫調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件可以改善設(shè)計質(zhì)量，能在最短的時間找到設(shè)計所需的標(biāo)準(zhǔn)件，減少了標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)查找和繪圖工作，提高了設(shè)計效率和質(zhì)量，減少了設(shè)計錯誤。這樣的設(shè)計方法在其他機械部件設(shè)計中具有普遍的應(yīng)用意義和推廣價值。通過此次課題的設(shè)計可以看出，組合夾具庫的建立將大大的方便夾具元件的管理，使用也更加的方便，設(shè)計人員可通過圖冊或圖冊的 PDF 文件直接從夾具庫中提取所需要的夾具元件，這樣大幅度的提高了效率。致 謝四年的校園生活轉(zhuǎn)眼流逝，對于今天的我來說，在成長中給予我?guī)椭拿恳粋€人都功不可沒。在校的這四年時間里很感謝老師對我的諄諄教誨，也很感謝校領(lǐng)導(dǎo)給我的機會，讓我在學(xué)習(xí)之外，積累了更多的經(jīng)驗，給我的校園生活增添了更多色彩。當(dāng)今社會，在市場經(jīng)濟體制和新技術(shù)飛速發(fā)展的條件下，機械人才只掌握一門特定的技能已經(jīng)遠遠不夠。必須全面強調(diào)我們的基礎(chǔ)知識、基本能力和基本素質(zhì)，而且專業(yè)面要寬，以適應(yīng)技術(shù)進步與市場的不斷變化。只有全方位的拓展自己的知識面，在實踐中與理論相結(jié)合，才能為社會貢獻自己的一份力量。 這在這次的畢業(yè)論文中，發(fā)揮了我在學(xué)校學(xué)到的文化知識和技能的應(yīng)用，也算是我最后一次做學(xué)校的作業(yè)了，我要感謝我的指導(dǎo)老師王芳，還有我的同學(xué)，以及任課老師，感謝他們的教誨，讓我知道怎樣去做好自己分內(nèi)的事，端正自己的位置，為社會貢獻出我自己的力量。參 考 文 獻[1] Solidworks 的夾具實例庫的研究與開發(fā) [D]..[2] 萬宏強、姚敏茹等 .基于 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