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平口鉗的論述工藝分析和各部分的解析

  机械加工中,平口钳是较为常见的装夹工具,它分机用和手用两种, 都是利用两钳口作定位基准,靠丝扛、螺母传送机械力的原理进行工作的。平口钳结构简单,装夹迅速。加工时省时省力,提高了加工效率、加工精度、777影院院质量。普通平口钳的主要功能是夹紧工件,以使加工方便、快捷。本论文利用普通平口钳的特性,对其使用功能进行了拓展,如充当划线平台、绕制弹簧、校正小钢材等。使平口钳的功能更加全面化。平口钳是机械加工和钳工装配或维修所必备的辅助工具。主要由活动钳口、固定钳口、丝杆和固定钳身 4部分组成。丝杆起松紧作用。转式平口钳的钳体可在水平方向作360°旋转,并能在钳工操作所需位置固定。有些转式平口钳还可在垂直或水平方向作任意旋转。一般情况下,平口钳都带有便于锤打用的砧板。其规格用钳口宽度来表示,常用规格有100mm,125mm,150mm等。

平口钳1.jpg

  使用注意事項:

  (1)夾緊工件時要松緊適當,不得借助其他工具加力。

  (2)強力作業時,應盡量使力朝向固定鉗身。

  (3)不許在滑動鉗身和光滑平面上敲擊作業。

  (4)對絲杠、螺母等活動表面應經常清洗、潤滑,以防生鏽。

  平面油压虎钳采用油压结构,能轻易的锁紧工件. 虎钳滑动面及底面,经过精密研磨,平行度精准,虎钳本体使用球墨铸铁FCD60制造,抗张力强,耐磨性高,不易变形. 虎钳滑动面热处理HRC45°以上,保持长久耐磨及精度。最适合于普通铣床,CNC数控铣床,机械加工,模具制造业使用。平口钳是对现有螺纹传动平口钳的改进,主要用于成批777影院院。它能实现快速夹紧与快速松开,且能保证夹紧力大小。这样就可以避免过去要夹紧一个较薄的零件时,因夹紧力没有办法确定调式的时间,同时因能实现快速夹紧与快速松开,钳工用平口钳,是现在市场所没有的。

  一、根據現在生産核技術越來越高,生産精度越高,同時也是生産越來越精巧,夾緊力也要求越來越准確,不能過大過小。但傳統的平口鉗所産生的夾緊力是根據師傅的經理來保證的,因此極有可能會産生以上的不足而使廢品率提高,根據生産的需要,特此設計一套適合加工的鉗工用平口鉗。

  二、傳統的平口鉗工作效率比較低,傳統平口鉗是螺紋傳動,無法實現快速夾緊與松開,使得生産效率比較低。現有的平口鉗基本上用在銑床上,能實現快速夾緊與松開,但是要配有一個機動的動力源,如果用在鉗工上就成本太高,所以不適用。新設計的鉗工用平口鉗,不但可以實現快速夾緊與松開的同時,系統的動力源爲手動,這樣相對于機床用的平口鉗來說成本比較低,只比傳統平口鉗的成本高不了多少。鉗工用平口鉗有以上優點,新的平口鉗的問世是遲早的問題,是必然的趨勢。

  平口鉗結構

  平口鉗主要由活動鉗身、固定鉗身、絲杆、手柄等可活動零件,以及螺釘、螺母等起固定作用的零件組成。

  工作原理

  平口鉗的固定鉗身用螺栓固定于工作台邊緣上,固定鉗身裝在固定鉗身上,並能繞固定鉗身軸心線繞一定角度轉動,當轉到要求的方向時,扳動夾緊手柄使夾緊螺栓旋緊,使固定鉗身固緊。活動鉗身通過導軌與固定鉗身的導軌配合。處于活動鉗身上的絲杆可以旋轉,但不能軸向移動,並與安裝在固定鉗身內的絲杠螺母配合。當搖動手柄時,絲杠旋轉,帶動活動鉗身相對于固定鉗身作軸向移動,在鉗口的作用下夾緊或放松物件。其次,在絲杆與活動鉗身配合處有彈簧,其借助擋圈和開口銷固定在絲杠上,當放松絲杠時,可使活動鉗身及時地退出。另外,在固定鉗身和活動鉗身上,各有用螺釘固定的鋼制且制有交叉網紋的鉗口,起夾緊、防滑的作用。

  分項分析

  出于使用環境的限定,其不加修飾的外形給我們一種機械的美感,傳達出工業777影院院的力量感,似乎能嗅出其原材料的金屬味。固定鉗身與活動鉗身張合作用、鉗口交叉網紋等借鑒仿生動物嘴巴、牙齒形態,抽象提煉工業基本形態。總體體現簡潔、幾何、機械、有力度的工業特征。777影院院采用單一的深藍色塗飾符合設計車間777影院院的要求,具有理性、現代、工業的語義。其次,藍色爲冷色調,有鎮靜的效果,從心理層面可以平定人的情緒,藍色也是後退色,使人感覺時間過得很快。在機器高速運轉,工件切削等重體力、高噪音的生産環境裏,穩定工人的情緒,營造色彩舒適的環境很重要,因而冷靜、平穩的藍色在此處使用得很恰當。除外,無鍍色的鉗口、螺栓等零件也起到一定的色彩分割作用,不至于777影院院整體看起來呆板,並且起到了劃分功能的語義效果。

  人機關系分析

  平口鉗是車間裏用于夾緊固定工件,幫助鉗工對工件進行再加工,如鋸斷、打磨等操作,解決了鉗工夾緊工件的困難。回轉式平口鉗最大的人機工學優點在于它能多角度回轉固定鉗身,當工件夾緊後,需要從另一個角度打磨時,取下工件再安裝上會錯位。而加上回轉功能後,鉗工只需要扳轉夾緊螺栓手柄,調整固定鉗身到最適加工位置,仍可在原地進行加工工件,減少身體扭動活動。寬大的鉗口和有曲線坡度的鉗身提供了也很大的加工空間,適合鉗工寬松地使用各種工具,如鋸、磨刀、锉刀。此外,鉗身的寬度、高度都符合人機尺寸;絲杆手柄、夾緊螺栓的手柄考慮到了省力問題,加大了手柄條的長度,一方面應用了杠杆省力的原理,降低工人操作強度;另一方面,設計的手柄是活動的,可供兩側使用,即可推又可拉,同時也滿足雙手操作使用。前身尖銳的棱角處理倒角,打磨圓滑,防止對操作者刮傷。平口鉗零部件繁多,主要涉及到鑄鐵、鋼材料的成型加工工藝。鉗身、固定鉗身等主要大體部件都采用灰口鑄鐵,其具有優良的鑄造性、減震性、耐磨性等特點,材料價格低廉,生産加工簡單。運用砂型鑄造工藝,再經打磨,處理粗糙度等方法成型。絲杆則是45鋼經拔制成棒狀、再在機床,如車床、銑床上,由高速旋轉刀頭從工件上銑削出螺紋的螺紋加工方法。螺栓、螺釘則是采用材料,應用相似的成型工藝加工而成。彈簧經彈簧鋼拔制、冷成型工藝。鉗口由45鋼經過鍛造,提高硬度與韌性,再經熱處理淬硬,具有較好的耐磨性。與前身配合的螺紋孔則是由镗床镗出來的。表面處理采用烤漆,鍍層工藝,起防水、防蝕、防鏽作用。

  工艺水平分析整体工艺为一般加工成型工艺,涉及的都是铸造 、锻造、车削等基本的金属加工工艺。特殊处理部分主要在钳口和丝杆部分,钳口因为采用的工序较为复杂,有锻造、磨削钳口和底平面、淬硬,应用工艺水平较高。丝杆的加工方法多样化,有车削、铣削等工序,高精度要求,目前加工丝杆的方法更多,但基于当时工艺,已属于较好工艺水准。除此之外,整体钳身部分有较大倒角,也经过加工打磨,处理得很得当。

  固定鉗座的設計

  鉗座屬于機架、箱體類零件。該類零件特點是形狀不規則,結構較複雜。固定鉗身的總體組合方式爲綜合式,由圓柱台和若幹凸台組成。其作用主要是固定連接,與桌面和台面連接緊固的;還有一部分是和其他零件配合連接;固定其他零件,爲其他零件提供安裝區域。

  墊片的選擇設計

  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。和M10螺母配合使用的弹簧垫圈选用标准件,按GB 93—87,相关尺寸为:d=10.2,s=b=2.6。

  圖紙分析

  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。图纸当中有对固定钳身数控加工工艺规程制订各部分表面粗糙度的要求大部分为3.2μm。 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HRC20-30,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777影院院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。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777影院院加工时间,大大提高了劳动777影院院率。

  零件的技術要求包括下列幾個方面:

  (1)加工表面的尺寸精度。

  (2)主要加工表面的形狀精度。

  (3)主要加工表面之間的相互位置精度。

  (4)加工表面的粗糙度以及表面質量方面的其他要求。

  (5)熱處理要求。

  (6)其他要求(如動平衡、未注圓角或倒角、去毛刺、毛坯要求等)。

  要注意分析這些要求在保證使用性能的前提下是否經濟合理,在現有生産條件下能否實現。特別要分析主要表面的技術要求,因主要表面的加工確定了零件工藝過程的大致輪廓。該零件固定鉗身在加工時要保證它的各項精度指標,如:各項尺寸精度、表面粗糙度等。

  (1)首先加工後要求達到一定的精度要求。

  (2)零件加工時保證不同的長度尺寸及表面粗糙度要求。

  (3)零件的外輪廓要光滑。

  加工工藝路線的總體設計

  對于多台不同的數控機床、多道工序才能完成加工的零件,工序的劃分自然以機床爲單位來進行。而對于需要很少的數控機床就能加工完零件全部內容的情況,數控加工工序的劃分一般按照下列方法進行:

  (1)以一次安裝所進行的加工作爲一道工序。

  (2)以一個完整數控程序連續加工的內容作爲一道工序。

  (3)以工件上的結構內容組合用一把刀具加工爲一道工序。

  (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:以裝夾劃分需要兩道工序。工序一,第一次裝夾然後進行粗精加工使工件達到加工精度。工序二,掉頭裝夾進行粗精加工。方案二:以粗精加工劃分需要兩道工序。工序一,第一次裝夾然後進行粗加工,掉頭再進行粗加工。工序二,裝夾工件進行精加工,再掉頭,再進行精加工。經過比較方案二要比方案一多裝夾2次,在同樣保證加工精度的情況下明顯方案一更爲方便快捷提高了工作效率所以我選擇方案一做爲我設計的零件的數控加工工序,以一次安裝所進行的加工作爲一道工序,以安裝的加工作爲工序,我的零件共需要兩次裝夾,分別進行粗加工、精加工。這樣兩道工序就能完成零間的加工,定位基准可以得到很好的保證,不會出現定位誤差。每次裝夾都要對刀,這樣就只對刀兩次,保證了刀位誤差。銑削加工工藝路線的擬定是制定銑削工藝規程的重要內容之一,其主要內容包括選擇各種加工表面的加工方法、劃定加工階段、劃分工序的先後順序等。對于數控銑床,應重點考慮幾個方面:能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求;是走刀路線最短,既可簡化程序段,又可減少刀具空行程時間,提高加工效率應使數值計算簡單,程序段數量少,以減少編程工作量。

  1.根據工件的幾何元素要求,本工件的加工方法爲外輪廓的銑削,曲面的銑削。2.按照銑削加工的工藝原則,工件的加工工藝方法爲:(1)在平口鉗上裝夾毛坯,加工部分高出平口鉗70mm;(2)使用直徑爲12mm,圓弧爲3mm的牛鼻刀對零件(不包括流道和型腔)進行粗加工;(3)使用直徑爲8mm的牛鼻刀對零件進行二次開粗;(4)使用直徑爲8mm的球頭刀對零件整體(不包括流道和型腔)進行精加工;(5)使用直徑爲12mm的平刀進行平面加工。(6)對零件進行抛光處理,使零件達到所要求的表面粗糙度。

  3.毛坯設置

  数控铣床它的夹头用虎钳夹装夹毛坯,毛坯尺寸100×100×67mm。用牛鼻铣刀Ф10×15粗铣刀,粗铣时最大进给量为2mm,主轴的转速为1000转/分钟。粗加工余量为0.5mm,Cimatron E8. 下工件设置。尺寸设置:100×100×30.76mm材料:45#钢。

  選擇粗基准時,主要要求保證各加工面有足夠的余量,並注意盡快獲得精基面。本固定鉗身的加工應遵循的原則有:(1)合理分配加工余量原則(2)保證零件相互位置要求原則(3)夾緊原則(4)不重複使用原則本次設計的固定鉗身粗基准的選擇遵循的是合理分配加工余量原則,所選的基准爲零件的外圓柱表面。(5)精基准的選擇原則

  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。

  無論是精基准還是粗基准的選擇,上述原則都不可能同時滿足,有時還相互矛盾的,因此,選擇根據實際情況分析,權衡利弊,保證其主要要求。本次設計的固定鉗身數控加工工藝規程制訂精基准的選擇遵循的是基准重合原則,固定鉗身數控加工工藝規程制訂軸類零件即選用外表面基准作爲定位基准,以避免定位基准與設計基准不重合誤差。由于毛坯已經確定采用鑄件,比較適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。鑄件的毛坯精度較高,硬度較大,外圓柱表面的毛坯余量均勻。所以,可以直接采用鋼料的外圓柱表面作爲粗加工定位基准。以毛坯的外圓柱表面作爲粗定位基准,加工出零件的精加工定爲基准。這樣可以確保重要表面的精加工余量,采用外圓柱表面作爲粗加工定位基准,達到了簡單、方便、快捷的目的。縮短了加工時間,提高了生産效率。

  4.加工工藝路線的總體設計

  銑削加工工藝路線的擬定是制定銑削工藝規程的重要內容之一,其主要內容包括選擇各種加工表面的加工方法、劃定加工階段、劃分工序的先後順序等。對于數控銑床,應重點考慮幾個方面:能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求;是走刀路線最短,既可簡化程序段,又可減少刀具空行程時間,提高加工效率應使數值計算簡單,程序段數量少,以減少編程工作量。 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)在平口钳上装夹100x27x10的毛坯,加工部分高出平口钳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;数控铣床它的夹头用虎钳夹装夹毛坯,毛坯尺寸100×27×10mm。用牛鼻铣刀Ф10×15粗铣刀,粗铣时最大进给量为2mm,主轴的转速为1000转/分钟。粗加工余量为0.5mm。

  固定螺釘的加工

  1.幾何元素分析:該工件外形規則,包含了槽、階梯軸等幾何元素,其中,偏心部分在設計的過程中利用偏移命令建立。2.精度分析:該工件被加工部分的各尺寸和形位公差、表面粗糙度要求較高,部分尺寸達到IT8-IT7級精度。3.材料分析:固定螺釘的材料爲45鋼,適合加工中心、數控車加工。

  工件的基准分析

  1.設計基准分析:工件的設計基准爲軸線。2.工藝基准分析:該零件用到數控車加工,以左端面和軸線爲工藝基准,左端面爲粗基准。

  加工工藝路線的總體設計

  1.加工方法:根據工件的幾何元素要求,本工件的加工方法包括外輪廓銑削,軸類切削。2.加工工藝路線:(1)車削右端面,保證平面度(2)在車床上加工右端面,保證右端的軸。(3)夾住左端軸,車加工左端軸。(4)夾住右端的軸,加工出左端直徑4mm的階梯軸。(5)夾住左端,加工出M4的孔。

  活動鉗口加工

  圖紙分析

  1.几何元素分析。 该工件是眼睛片的凹模,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2.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。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。凹模主要工作部分的表面粗糙度为0.8um,其余的为3.2um。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差为上偏差;最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差为下偏差;确定公差相对零线位置的那个极限偏差。它可以是上偏差或下偏差,一般为靠近零线的那个偏差为基本偏差;加工精度包含了三个方面内容:尺寸精度:指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度形状精度:指加工后零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度位置精度:指加工后零件有关表面之间的实际位置或理想位置的相符合程度。

  3.材料分析。毛胚材料爲45鋼,主要用于制造強度較高、韌性中等的零件,通常在調制、正火狀態下使用,如齒輪、齒條、鏈輪、軸、鍵、銷、壓鑄機及泵的零件等。可代替滲碳鋼制造齒輪、軸、活塞銷等,但要經過表面淬火處理。

  熱處理規範及金相組織:金屬材料熱處理,是指在一定的條件下將材料加熱到一定的溫度,並保持一定時間,隨後以各種不同的數獨使其冷卻到室溫。以改變材料的內部結構組織,從而獲得所需要的物理、力學或化學性能。

  加工工藝路線的總體設計

  銑削加工工藝路線的擬定是制定銑削工藝規程的重要內容之一,其主要內容包括選擇各種加工表面的加工方法、劃定加工階段、劃分工序的先後順序等。對于數控銑床,應重點考慮幾個方面:能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求;是走刀路線最短,既可簡化程序段,又可減少刀具空行程時間,提高加工效率應使數值計算簡單,程序段數量少,以減少編程工作量。

  根據工件的幾何元素要求,本工件的加工方法爲外輪廓的銑削,曲面的銑削。

  按照銑削加工的工藝原則,工件的加工工藝方法爲:(1)在平口鉗上裝夾200x200x40的毛坯,加工部分高出平口鉗30mm;(2)使用直徑爲16mm,圓弧爲3mm的牛鼻刀對零件(不包括流道和型腔)進行粗加工;(3)使用直徑爲10mm的平底刀對零件四個角進行局部精加工;(4)使用直徑爲10mm的球頭刀對零件整體(不包括流道和型腔)進行精加工;(5)使用直徑爲4mm的球頭刀加工出流道;(6)對四個型腔單獨抽取電極,制作出形狀一致的電極,再做完全部精加工後,利用電火花,打出型腔;(7)對零件進行抛光處理,使零件達到所要求的表面粗糙度。

  絲杠加工

  1 几何元素分析:该工件是外形简单,但是由于装夹位置太小,所以加工起来比较复杂,要多次用到配合进行加工。 2 精度分析:该工件被加工部分的各尺寸和形位公差、表面粗糙度要求一般。3 材料分析:轴的材料为45钢,适合车削加工。

  工件的基准分析

  設計基准分析:工件的設計基准爲軸的中心線。

  加工工藝路線的總體設計

  1.加工方法:根據工件的幾何元素要求,本工件的加工方法爲車削加工。考慮到裝夾的難度和安全問題,本次加工的過程中要多次用到配合進行輔助加工。2.加工工藝路線:(1)車削右端面,保證平面度(2)對右端進行加工。(3)夾住右端200mm的軸徑,車加工左端軸。(4)夾住右端的軸,加工出左端直徑12mm的退到槽。

  絲杠螺母加工

  1.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。 2.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IT8-IT7级精度; 3.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。

張家港市五瑞機械廠

2018-12-04

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