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和记娱乐的网址车床夹具的平衡设计

更新时间:2020-05-13 21:21  

  车床夹具的平衡设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。工 艺·装 备 车床夹具的平衡设计 □ 陈玛黎 上海市机电设计研究院有限公司 上海 200040 摘 要:介绍了一种车夹具,对车夹具中各元件质量所产生的力进行了静平衡计算,消除了因惯性力而产生的

  工 艺·装 备 车床夹具的平衡设计 □ 陈玛黎 上海市机电设计研究院有限公司 上海 200040 摘 要:介绍了一种车夹具,对车夹具中各元件质量所产生的力进行了静平衡计算,消除了因惯性力而产生的机械振 动。 使用后表明,该夹具操作方便,安全可靠,效率大大提高。 关键词:夹具 静平衡 计算 中 图 分 类 号 :TH113.2+5;TG751 文 献 标 识 码 :B 文章编号:1000 - 4998 (2011) 02 - 0096- 02 笔者在进行产品工艺设计中遇到如图 1 所示的工 件,该工件上的 2 个孔是加工的关键,过去用钻夹具加 工 2 个孔,需要用钻孔和铰孔两道工序来完成。实践证 明 ,用 钻 夹 具 加 工 ,2 孔 之 间 的 尺 寸 精 度 不 稳 定 ,操 作 不方便,生产效率低,废品较多。为解决这些问题,笔者 设计了一种车夹具来取代钻夹具, 在解决了车夹具动 平衡的前提下,经实际加工证明,效果非常理想。 1 车夹具结构 见图 1,它先由工件、定位块 3、和记娱乐的网址压板 4、靠板 5、定 位销 9、压板 10 组成第一个回转层面 I,这些元件安装 在转盘 7 上,然后用压板 1 和转动销 8 将转盘 7 固定 在夹具体 6 上, 经过静平衡计算的平衡块 2 也安装在 夹具体 6 上,由此组成第二个回转层面Ⅱ。夹具体 6 与 法兰 11 连接后安装在车床的主轴上, 并在法兰 11 的 圆柱体上加工 2 个螺孔用螺栓顶住主轴, 防止轴向窜 动。 该车夹具能在一次装 夹的情况下,加工工件上的 2 个孔。 具体加工过程:当 处于主轴回转中心的 1 个 孔被加工完后,放松转动销 8 和 压 板 1,将 转 盘 7 绕 O1 旋转 180°,固定后再加工另 1 个孔。 2 动、静平衡的选择和 计算 机械运转时,除了惯性 主轴通过质心且作等角速 转动的回转构件外,所有其 它构件都将产生惯性力。 惯 性力的大小和方向随着机 收稿日期:2010 年 10 月 96 2011 / 2 械动作的循环而产生周期性变化, 它将使机械及基础 发生振动, 这种周期性的机械振动往往会引起机械本 身的工作精度和可靠性的下降, 造成零件达不到加工 要求。 因此,在实际加工中要尽量清除附加动压力,减 轻有害的机械振动现象, 以改善设备的工作性能和增 加其使用寿命。 选择对回转构件采取哪一种方式的平衡计算,是 一个关键问题,笔者遵循这样一个原则:在回转构件平 衡后能满足实际加工需要的前提下, 能进行静平衡计 算的,则不要进行动平衡计算;而进行动平衡计算后, 静平衡自然就满足了。 在实际加工 中,当 宽 径 比 B/D ≤0.2 时 ,可 理 想 近 似地认为,分布在垂直于其回转轴线的一个平衡面内, 进行静平衡计算可取代动平衡计算。 笔者设计的车夹 具符合宽径比的要求,因此采用了静平衡计算。 2.1 回转层面 I 的力平衡计算 机械制造 49 卷 第 558 期 工 艺·装 备 用称重量法得到被加工工件的重心位置在 M 处, 设 定位 块 3、压 板 4、靠 板 5、定 位 销 9、压 板 10 的 重 心 位置在 a、b、c、d、e 处,如图 1 所示。 当回转层面 I 绕 O1 转动时,层 面上所有元 件的质 量所产生的离心力构成一平面内汇交于回转中心的力 系,如该层面上产生的力系的合力不平衡,则会引起周 期性机械振动。 所以首先必须使该层面内所有元件的 质量所产生的离心力的向量和等于零, 该力系就成为 一平衡力系。 即: P∑=P 工件+P4+P3+P9+P10+P5=0 (1) 因为 P=mrω2/g,消去公因子 g、ω 可得: m∑r=m 工件 r 工+m4 r4+m3 r3+m9 r9+m10 r10+m5 r5=0 式 中 :P∑为 回 转 层 面 Ⅰ 总 质 量 离 心 力 ;P 工 件 、P4、P3、P9、 P10、P5 为 I 平 面 中 各 元 件 的 离 心 力 ;m∑r 为 I 平 面 回 转 件 总 质 径 积 ;m 工 件 r 工 、m4 r4、m3 r3 、m9 r9、m10 r10、m5 r5 为 I 平面中各回转件的质径积。 经过对各元件的质量计算,并作向量图解法,求得 该平面内的力系平衡,如图 2 所示。由此该层面内的元 件可等效成质量为 m∑、质心在 O1 处的重量块。 2.2 回转层面Ⅱ的力平衡计算 当车夹具绕 O 回转时,在Ⅱ平面内各元件的质量 所产生的各个离心力如图 3 所示。 要使该回转层面的力系平衡必须符合: P∑ + P 转=P 平 + P 压 即: m∑r+m 转 r 转=m 平 r 平+m 压 r 压 (2) 式中:P 转为转盘 7 质量离心力;P 压 为压 板 1 质量离心 力;P 平为平衡块 2 质量离心力。 m 转 r 转和 m 压 r 压由实际工况确定, 求出 m 平 r 平 后,可根据夹具的结构特点选定 r 平,这样平衡块的质量 m 平也就随之而确定。 一般尽可能将 r 平选大些(即在夹 具体的边缘上),使 m 平小些。 3 结论 该车夹具经实际使用表明,操作方便,安全可靠,和记娱乐的网址, 保证了 2 孔之间尺寸 L 实=L 理,且效率大大提高。 参考文献 [1] 孙恒,陈作模.机械原理[M].北京:高等教育出版社,2001. [2] 邹 慧 君 ,张 春 林 ,李 杞 仪.机 械 原 理 [M].北 京 :高 等 教 育 出 版 社 ,2006. 葺 (编辑 禾 禾) 机械制造 49 卷 第 558 期 2011 / 2 97

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