【62页】液性塑料心轴夹具设计及分析毕业论文.doc文档精品范文

高心轴的定位精度，心轴可以做成锥体，但锥体的锥度不能太大，否则工件在心轴上会产生歪斜。

误差的存在，因此，心轴定位精度不高，般工件的同轴度只能保证在左右。

为了消除间隙，提部分内容简介为定位基准的时候，定位元件常为圆柱心轴或小锥度心轴对于带有锥孔螺纹孔花键孔的工件定位，常用专用的锥体心轴螺纹心轴或花键心轴。

这种心轴定位中，为了使工件能很方便的套在心轴上，心轴与工件般用的间隙配合。

由于间隙的存在以及工件制造误差的存在，因此，心轴定位精度不高，般工件的同轴度只能保证在左右。

为了消除间隙，提高心轴的定位精度，心轴可以做成锥体，但锥体的锥度不能太大，否则工件在心轴上会产生歪斜。

小锥度心轴的优点是靠楔紧产生的摩擦力带动工件，不需要其他夹紧装置，定心精度高，可达到，缺点是工件的轴向无法定位。

随着现代制造业高技术的发展，新的工艺技术不断出现，使产品很快转变成杜会的财富。

所以现代的工艺装备向着高精度，高效率发展，以满足生产的需要，过去些翻造粗劣精度低，操作麻烦又费力，生产周期长的夹具。

已不能适应生产的要求，现代生产需要些定位精度高，使用方便，能提高生产效率，成本又低的夹具，尤其在航天技术上对各种飞行器的质量要求越来越高，这就给结构件的制造提出了更高的要求。

尤其是飞行器的薄壁精密型零部件，其形状精度和位置精度均要求很高，采用常用的机械式夹具很难满足要求，为此探索采用高精度定位而装夹变形很小的新型夹具很有必要。

在液压传动机床中，例如塑料注射机油压机组合机床磨床液压数控加工中心等，有大量的薄壁高精度液压缸需要加工，这些液压缸的加工需要定心精度高夹紧后不变形生产效率高成本较低的夹具，即液性塑料心轴夹具，外涨式套筒用于加工外圆及端面，内夹式安全系数套筒用于加工内圆及端面。

液性塑料夹具的工作机理基于以上几种问题的存在，我们要选用合适的夹具工装满足对制造精度的要求，目前广泛采用的方法是液性塑料夹具。

液性塑料夹具的工作原理将种液性的半固态的塑料浇注在夹具体内，利用液性塑料的不可压缩性，将压力均匀地传给薄壁套筒，并通过套筒的变形来定位和夹紧工件或者在多位夹具中，液性塑料作为传动介质，将压力均匀地传给滑柱来夹紧工件。

当卸掉压紧力后，薄壁套筒元件迅速恢复原始状态并同时松开工件。

塑料在不同条件下的物理状态有三种玻璃态高弹态和粘流态，它们在定的条件下可以发生转变。

影响转变的因素有分子结构化学组成受力情况和环境温度等，但在塑料组成定时，转变主要与温度有关。

图示出了塑料的物理状态与温度的关系。

所以塑料熔体的高弹变形与粘性变形均与时间有关，这实际上是种由塑料大分子结构所决定的力学特性，也是塑料变形与金属变形及般液体水的主要区别之处。

温度应变粘流态高弹态玻璃态线性非结晶聚合物线性结晶聚合物金属图塑料物理状态与温度的关系图示出了塑料的三种变形发展及弹性回复与时间的关系，其中粘性变形将保留在聚合物内不能回复。

时间切应变弹性回复阶段变形阶段图塑料的应变时间关系曲线液性塑料夹具的特点及应用液性塑料夹具的特点定心精度高液性塑料夹具与被加工零件是圆柱面接触，接触面可达整个薄壁长度的，定位误差小，加工精度高，可以保证被加工表面的不同心度在。

提高生产率使用液性塑料夹具，不需要用百分表找正工件，操作方便，辅助时间可降低左右。

夹具结构简单，降低制造成本，塑料夹具与弹簧夹头比较，容易制造，制造成本比普通夹具平均可降低半。

液性塑料夹具的应用液性塑料夹具可应用于车铣钻磨齿轮加工滚齿插齿刨齿蜗轮加工等机械加工工序中，还可应用于检验和工具制造中。

使液性塑料产生压力的来源有手动气压及液压。

在些场合下，液性塑料产生的压力主要起定位作用，而压紧工件是采用气压或液压。

但液性塑料夹具应用时应注意塑料管道内允许压力不能过大，般最大不超过，压力过大时塑料可能渗漏或将薄壁套筒胀裂。

因此，用于定心兼夹紧工件时，工件的定位面精度最好是级或级以上用于多位夹紧工件时，工件要小且制造精度应在级以上较为适宜。

同时，薄壁胀量又与套筒的直径有关，套筒直径越大，在相同的液性塑料压力下越易胀开。

归纳起来有以下三种使用范围零件按级精度间隙配合制造时，最小定位直径不小于。

级精度间隙配合的零件，最小定位直径不小于。

级精度间隙配合的零件，最小定位直径不小于。

液性塑料心轴的具体应用及其实际过程轴套类零件，其关键工序是重要外圆表面的磨削和内孔磨削。

图是轴套类典型零件外圆加工工序图，由图可知，该零件对外圆的加工精度有定的要求，同时在同轴度和垂直度上也有了适当的要求，本工序以工件内孔定位，磨削和两个外圆，要求同轴度达到，并且要求的精度达到，是整个工件工艺流程中的关键工序。

目前采用的定径心轴加工，存在定位精度低，废品率高的问题。

在这个设计中，我们采用液性塑料心轴夹具来装夹加工，就能解决这问题，达到很表中表示套筒固定部分长度，表示容塑腔深度，由此可见塑料腔环形深度取，。

另种取表环槽高度。

第三种选取原则见下表表容塑腔高度值直径高度从上面比较，可以看出文献和文献选取的方法不同，但结果相近，所以我们取。

液性塑料工作压力由表我们可取圆角半径有关于圆角半径的取值原则薄壁套筒圆角半径是保证液性塑料畅流无阻的重要条件，以避免应力集中。

种是圆角半径，我们将其取为。

另种是，由上面得出的薄壁的厚度我们可以得出我们选用第二种方法，为了避免应力集中。

套筒与基体的配合过盈量表套筒与基体的配合过盈量工件定位直径过盈量以下目前在配合上存在不同的看法，有的选择基孔制压配合，有的选用过度配合，有的采用控制过盈量，有的既用制压配合，又注上过盈值。

般认为采用保证过盈值更为可靠。

当承受切削力较小时，常用过盈值按上表选择。

当切削力较大且套筒与夹具体之间又无销钉固定时，可取。

套筒套筒薄壁长度部分相关尺寸计算套筒中与的尺寸相差不太大，不会引起刚度方面的减弱，我们可以用普通的图的套筒。

同例有表中可以计算得出，取制造时，可考虑在薄壁套筒和夹具体上各占半。

如果夹具体切削过深，则会减低其抗弯刚性，若套筒切削过深，则会使套筒端壁面积增大，而加大轴向压力，使套筒径向弹性减少，缩小了夹具的应用范围。

第二种由表表计算得出该段，可以选用由于，则，此时时，起定心和夹紧作用。

取式中加紧定位元件的弹性模数夹紧定位元件最大允许液性塑料压力按表表取值可知，我们的夹具定位直径为，所以取合适。

我们选用的薄壁套筒材料的弹性模量计算出。

另种对的计算是通过胡克定律式中薄壁套筒材料的屈服极限，对于我们所选的材料，套筒材料的弹性模数，对于我们所选的材料，安全系数，般取把上述取值带入公式，。

我们选择第种的计算结果。

套筒定位面直径最大配合间隙在未夹紧时工件与套筒定位面间的最大配合间隙式中工件内孔的最大直径套筒定位面的最小直径工件定位基准与套筒定位表面间的最小保证间隙及工件定位基准及套筒定位表面的制造误差套筒的壁厚差不超过，因此，我们取套筒和工件之间的最小保证间隙为，套筒制造公差取级精度，故套筒定位面直径，工件内孔制造公差为，因此，最大可能间隙。

套筒与工件配合的过盈量塑料腔环形槽深度由表可以选出综合各文献及工作实际我们取，。

液性塑料工作压力由表我们可取圆角半径有关于圆角半径的取值原则薄壁套筒圆角半径是保证液性塑料畅流无阻的重要条件，以避免应力集中。

种是圆角半径，我们将其取为。

另种是，由上面得出的薄壁的厚度我们可以得出我们选用第二种方法，为了避免应力集中。

套筒与基体的配合过盈量当承受切削力较小时，常用过盈值按上表选择，，当切削力较大且套筒与夹具体之间又无销钉固定时，可取。

套筒的夹紧力及产生的力矩为保证加工过程中有足够的夹紧力而不发生轴向移动，其所需夹紧力可按下式计算其中，，，这种机构所能抵抗的最大扭转力矩，可按下式计算根据以上设计参数，我们能计算出套筒和套筒产生的夹紧力矩。

套筒产生的夹紧力矩，式中。

薄壁套筒产生的夹紧力矩薄壁套筒产生的夹紧力矩总夹紧力矩。

而磨削力矩，因此，夹紧力足够，设计可行。

套筒薄壁部分的壁厚差对定心精度影响很大，因此规定其值不超过。

套筒内槽表面粗糙度为，这不仅有利于液性塑料的流动，是压力传递均匀，同时，工艺上要求淬火后进行磨削，使内孔同轴度提高，薄壁变形均匀，提高了定位精度。

套筒外圆的表面粗糙度为。

套筒在抓高配后进行精磨，保证其外圆对心轴两端中心孔的跳动不超过。

心轴基体的设计心轴基体的设计最重要的是设计合理的液性塑料通道，这其中要考虑液性塑图料浇注排气问题缩孔问题以及对定位精度的影响因为液性塑料非绝对流体，要考虑到流动性。

如图所示有种液性塑料通道的方案。

图中各零件的名称如图所示，其余各图中未画出工件，心轴采用两个斜孔将两个液性塑料环形槽相连，拧动两个加压螺钉，推动柱塞挤压塑料，从而将工件定心夹紧。

方案采用两个柱塞分别对两个套筒进行加压，方案和分别从大端和小端同时对两个套筒进行加压。

比较以上各方案，方案采用加压，可以对两个套筒所需的工作压力进行单独控制两个套筒的工作压力不同且相差较大，同时，也容易分别添加排气通道，有利于浇注。

但由于工件和心轴很重，夹紧时需要调头，这很不方便，效率低，劳动强度大。

方案同时加压，但要想为两个塑料环形腔同时排气则很困难，因为心轴长度尺寸较大，而排气孔很小，钻孔难度很大。

其中方案较前两种在使用上方便性更优，因为装卸工件时，必然是使心轴大端朝下，将工件从小端套入，因此小端加压很方便。

另外，小套筒工作压力更大，而液性塑料在流动过程中又定的压力损失，因此从小端加压可以更好的为两个套筒同时提供各自所需压力。

由于上述更方案的种种