十字接頭機(jī)械加工工藝及粗精車φ22孔夾具設(shè)計(jì)【含4張CAD圖紙、說(shuō)明書】

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由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)不同于一般機(jī)械，在它的裝配過(guò)程中不能單靠零件自身的形狀和尺寸加工準(zhǔn)確性裝配出合格的部件，而需采用一些特殊的裝配工藝裝備。它們是指在完成飛機(jī)產(chǎn)品從零組件到部件裝配以及總裝配過(guò)程中，用以控制其形狀幾何參數(shù)所用的具有定位功能的專用生產(chǎn)裝備，裝配型架是其中的主要一類。型架的種類很多，按其用途或工作性質(zhì)劃分有：裝配型架、對(duì)合型架、精加工型架（或稱精加工臺(tái)）、檢驗(yàn)型架等。其中大量的是裝配型架。。 裝配型架又稱裝配夾具，一般把尺寸較大的稱為裝配型架，而把尺寸較小的稱為裝配夾具。二者并無(wú)嚴(yán)格、明確的界限。 1. 數(shù)控加工技術(shù)在飛機(jī)上的運(yùn)用 [1]機(jī)械加工是飛機(jī)承力結(jié)構(gòu)件和各類系統(tǒng)件制造的重要手段之一，不斷提高機(jī)械加工技術(shù)是保證生產(chǎn)先進(jìn)飛機(jī)和高精度產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)之一。數(shù)控加工技術(shù)的出現(xiàn)，使機(jī)械加工零件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率成倍提高，而數(shù)控技術(shù)本身也在飛速發(fā)展，數(shù)控高速加工、數(shù)控精密加工、柔性制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)應(yīng)用日益普及。隨著軍、民用飛機(jī)性能的不斷提高，整體結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用逐漸增加，零件的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，外形協(xié)調(diào)要求嚴(yán)格、尺寸大、表面質(zhì)量要求高，其加工過(guò)程已是傳統(tǒng)普通機(jī)床和常規(guī)機(jī)械加工工藝難以勝任的。而數(shù)控加工技術(shù)則具有柔性強(qiáng)、加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，所以數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代飛機(jī)制造業(yè)中的精良工藝，是衡量飛機(jī)制造技術(shù)水平的主要依據(jù)之一。 [2]數(shù)控加工是采用信息對(duì)零件加工過(guò)程進(jìn)行的定義，并控制機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行的一種自動(dòng)化加工技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是指使用數(shù)字化的信息對(duì)某一對(duì)象進(jìn)行控制的技術(shù)，控制對(duì)象可以是位移、角度、速度等機(jī)械量，也可以是溫度、壓力、流量、顏色等物理量，這些量的量值不僅可以測(cè)量，而且可以經(jīng)A/D或D/A轉(zhuǎn)換，用數(shù)字信號(hào)來(lái)表達(dá)或控制。 2. 數(shù)控加工的特點(diǎn) 自動(dòng)化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過(guò)程都可由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成。若配合自動(dòng)裝卸手段，則是無(wú)人控制工廠的基本組成環(huán)節(jié)。數(shù)控加工減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件；省去了劃線、多次裝夾定位、檢測(cè)等工序及其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。 對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)。改變加工對(duì)象時(shí)，除了更換刀具和解決毛坯裝夾方式外，只需重新編程即可，不需要作其他任何復(fù)雜的調(diào)整，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工尺寸精度在0.005～0.01 mm之間，不受零件復(fù)雜程度的影響。由于大部分操作都由機(jī)器自動(dòng)完成，因而消除了人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時(shí)精密控制的機(jī)床上還采用了位置檢測(cè)裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。 3. 裝配工藝裝備種類 分類 類別 工裝名稱 說(shuō)明 鉚接裝配類 裝配型架、夾具 裝配型架、夾具，具有獨(dú)立的定位系統(tǒng)而不依靠另一工裝成產(chǎn)品來(lái)完成本工藝階段的定位裝配，“型架”和“夾具”之間沒有嚴(yán)格的定義上的區(qū)分，習(xí)慣上稱大型裝配夾具為型架，稱小型裝配夾具為夾具 安裝夾具 安裝夾具，當(dāng)用于安裝交點(diǎn)接頭時(shí)，有時(shí)也稱安裝量規(guī)，它一般是按產(chǎn)品上已制出的孔或已安裝好的接頭等將其定位在產(chǎn)品上，然后再按該夾具將待裝零件定位在該產(chǎn)品上來(lái)完成其裝配工作 安裝量規(guī) 鉆模 多用于較精確孔的鉆制以保證孔的協(xié)調(diào)性或孔的垂直度。鉆模，并不一定都獨(dú)立存在，它往往附屬于裝配夾具或安裝夾具上作為其結(jié)構(gòu)組成部分 鉆孔樣板 一般用于鉚釘孔的鉆制，以提高鉆孔工效 補(bǔ)鉚夾具 補(bǔ)鉚夾具，只具有較少的定位部位以控制協(xié)調(diào)部位的幾何形狀，采用目的，是為了減少產(chǎn)品在裝配型架上的裝配周期 檢驗(yàn)類 對(duì)合臺(tái) 一般用于部件的對(duì)接，有時(shí)也用于組件的對(duì)合配套，它具有裝配和檢測(cè)功能 平衡臺(tái) 用于轉(zhuǎn)動(dòng)部件或零、組件的靜平衡調(diào)試，根據(jù)其功能特點(diǎn)，又可分為舵面平衡臺(tái)和高速旋轉(zhuǎn)體靜平衡臺(tái) 水平測(cè)量臺(tái) 水平測(cè)量臺(tái)，是為了飛機(jī)的最終水平測(cè)量目的而在部件階段進(jìn)行水平測(cè)量的工裝，它是模擬飛機(jī)的結(jié)構(gòu)關(guān)系（定位）以水平測(cè)量的方式來(lái)檢驗(yàn)部件外形幾何參數(shù) 檢驗(yàn)夾具、量規(guī) 是根據(jù)協(xié)調(diào)互換的要求控制產(chǎn)品尺寸或外形的工裝。根據(jù)不同的要求，可能是直接檢查所指的尺寸或外形，也可能是模擬檢查產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)可靠性。 將產(chǎn)品放于其上者，一般稱為檢驗(yàn)夾具；放在產(chǎn)品上進(jìn)行檢查者，一般稱為檢驗(yàn)量規(guī)（或模型） 其它 不包括在上述類別中的其它檢驗(yàn)工裝，例如操縱系統(tǒng)等中的非幾何參數(shù)的某些檢驗(yàn)卡具等 精加工類 精加工型架 為完成部件對(duì)合部分精加工工序的型架。它包括定位系統(tǒng)和動(dòng)力裝置 其它精加工裝置 為附屬裝配型架結(jié)構(gòu)上的精加工裝置。根據(jù)被加工部位的結(jié)構(gòu)關(guān)系，該裝置的定位基準(zhǔn)，可能在型架結(jié)構(gòu)上，也可能是產(chǎn)品上的相關(guān)部位 [3] 表1.1 飛機(jī)上的零件制造相對(duì)于普通機(jī)械加工的工藝性要求更高、更嚴(yán)格，因此零件的裝配精度將直接影響飛機(jī)部件的機(jī)械性能。[5]裝配精度不僅影響機(jī)器或部件的工作性能，而且影響它們的使用壽命。對(duì)于機(jī)床，裝配精度將直接影響在機(jī)床上加工零件的加工精度。裝配精度是制訂裝配工藝規(guī)程的主要依據(jù)，也是確定零件加工精度的重要依據(jù)。因此，正確處理好機(jī)器或部件的裝配精度問題，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 4. 裝配工藝設(shè)計(jì)原則 裝配工藝裝備的設(shè)計(jì)質(zhì)量，同其它生產(chǎn)用工藝裝備一樣是以產(chǎn)品質(zhì)量、工作效率、操作安全和成本作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，并以此作為設(shè)計(jì)工作所遵循的基本準(zhǔn)則。所以，裝配工藝裝備設(shè)計(jì)的基本原則及技術(shù)要求應(yīng)包括以下幾個(gè)方面。 1）使用性 ·滿足裝配工藝要求； ·定位件及壓緊件的操作簡(jiǎn)單，定位合理，壓緊可靠，活動(dòng)構(gòu)件恢復(fù)； ·工作開敞，操作條件好，產(chǎn)品的上架和出架方式合理。 2）協(xié)調(diào)性 ·定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)保證工藝裝備之間的協(xié)調(diào)性，并合理確定其制造協(xié)調(diào)方法； ·要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮到在工藝裝備的制造上（指工藝性）能更好地達(dá)到工藝裝備之間的協(xié)調(diào)性； ·對(duì)于加入尺寸控制環(huán)節(jié)（即數(shù)字傳遞環(huán)節(jié)）的定位件，必須確定合理的定位或轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，以減少其安裝誤差。 3）穩(wěn)定性 ·剛度合理，重要構(gòu)件應(yīng)消除應(yīng)力； ·根據(jù)產(chǎn)品的尺寸大小和精度要求情況，在工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)有消除或減少溫度因素對(duì)協(xié)調(diào)影響的相應(yīng)措施； ·工藝裝備在地坪上的安放，應(yīng)優(yōu)先采用“三點(diǎn)”支承或“多點(diǎn)可調(diào)”支承，以消除地基下沉對(duì)型架準(zhǔn)確度的影響或便于恢復(fù)型架的總體精度。 4）經(jīng)濟(jì)性 ·在滿足使用要求的前提下，工藝裝備的結(jié)構(gòu)造價(jià)應(yīng)較低，并具有良好的制造工藝性； ·在工藝裝備結(jié)構(gòu)上應(yīng)適當(dāng)考慮到產(chǎn)品改型對(duì)其提出的改造可行性； ·工藝裝備的選擇及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須處理好新機(jī)研制、試制和轉(zhuǎn)批生產(chǎn)三者關(guān)系； ·便于工裝的故障檢修； ·類似產(chǎn)品（如框、肋等）的工藝裝備結(jié)構(gòu)，必須盡量同一化（指結(jié)構(gòu)相似和零件相似或相同），以利于工藝裝備的制造； ·合理利用原材料，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，優(yōu)先采用儲(chǔ)備的標(biāo)準(zhǔn)件。 5）安全性 ·在產(chǎn)品的定位和壓緊過(guò)程中，應(yīng)有必要的保護(hù)措施，以防止劃傷產(chǎn)品；型架同產(chǎn)品之間必須有足夠空間和必要的保護(hù)措施，以保證產(chǎn)品在出架時(shí)不致因擺動(dòng)而被碰傷； ·大型活動(dòng)構(gòu)件應(yīng)有配重或省力裝置，操作者的活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，工藝裝備零件不得有銳角和銳邊，以利于安全； ·較重的可卸構(gòu)件，應(yīng)設(shè)置起吊裝置和存放支承；承力較大的構(gòu)件，必須經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核。 6）先進(jìn)性 注意采用先進(jìn)結(jié)構(gòu)和先進(jìn)工藝方法，以提高工藝裝備的使用性和降低工藝裝備的制造費(fèi)用。 5. 裝配型架的結(jié)構(gòu) 裝配型架一般由以下幾部分組成。 1) 骨架 它是型架的基體，用以固定和支撐定位件、夾緊件等其它元件，保持各元件的空間位置的準(zhǔn)確度及其穩(wěn)定性。骨架應(yīng)具有足夠的剛度。 2) 定位件 它是型架的主要工作元件，用以保證工件在裝配過(guò)程中具有準(zhǔn)確的位置。定位件應(yīng)準(zhǔn)確可靠、使用方便，不致?lián)p傷工件表面。夾緊件一般是與定位件配合使用，稱為定位夾緊件。 3) 輔助設(shè)備 包括工作踏板、工作梯、托架、工作臺(tái)、起重吊掛、地面運(yùn)輸車及照明、壓縮空氣管路等。輔助設(shè)備也是使工作方便、安全、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率所必不可少的型架組成部分。 6.型架的外形定位件及夾緊件 型架外形定位件是用來(lái)確定飛機(jī)部件的氣動(dòng)力外形的定位件，一般可分為三類：卡板、內(nèi)型板和包絡(luò)式定位面板（或稱包絡(luò)板）?？ò搴蛢?nèi)型板僅能定位某些切面外形。包絡(luò)板則可定位整個(gè)空間曲面外形?？ò寮鞍j(luò)板一般位于部件外形的外側(cè)。內(nèi)型板一般用于定位蒙皮內(nèi)形。有些板件型架，除了使用卡板之外，還使用內(nèi)卡板。內(nèi)卡板與內(nèi)型板的區(qū)別只在于后者是外形定位件，而前者對(duì)外形表面來(lái)說(shuō)只是個(gè)夾緊件（但兩者都能定位長(zhǎng)桁），所以內(nèi)卡板要與外卡板配合使用。 卡板的工作表面可以是飛機(jī)的蒙皮外形，也可以是骨架外形（蒙皮內(nèi)形）。在一些以骨架為基準(zhǔn)的裝配型架上，有時(shí)要求卡板既能定位骨架外形，又能在裝配蒙皮時(shí)起夾緊蒙皮的作用，從而又要求卡板帶蒙皮外形。為兼顧這兩方面，卡板的工作表面加工成蒙皮外形，而在卡板表面上分布一些局部的活動(dòng)墊板。墊板的工作面就是骨架零件的外形。側(cè)面還有靠板，以確定骨架零件（如隔框或翼肋）的位置。當(dāng)用卡板夾緊蒙皮時(shí)，必須把靠板退出，同時(shí)把墊板置于旁邊的槽內(nèi)，不致與蒙皮相碰?？ò宓膫?cè)平面應(yīng)在骨架零件的平面上。如果蒙皮與骨架不是用埋頭鉚釘而是用半圓頭鉚釘鉚接，則釘頭要突出蒙皮外表面，為避免與卡板工作表面相碰，需在卡板與鉚釘頭接觸處局部鉆出孔來(lái)。 當(dāng)卡板用于以蒙皮為基準(zhǔn)的裝配型架時(shí)，骨架零件（如補(bǔ)償片等）是按蒙皮內(nèi)表面定位的。因此，只要求卡板能確定蒙皮的外表面，即其工作面是蒙皮外形。為了保證蒙皮能緊靠住卡板工作面，蒙皮采用多種夾緊方式。 卡板的工作表面外形，常采用按切面模型進(jìn)行塑造或按獨(dú)立制造原則直接進(jìn)行數(shù)控加工而成。 總 結(jié) 該論述飛機(jī)的裝配工藝裝備種類、裝配型架的結(jié)構(gòu)、裝配型架的功能、骨架和型架裝配工藝裝備、型架的基準(zhǔn)選擇等五個(gè)方面進(jìn)行論述。其中飛機(jī)型架的裝配是這次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，之后的幾個(gè)部分均是圍繞著它進(jìn)行論述的。對(duì)于零件圖樣，需要仔細(xì)分析，我們可以從中獲得大量有用信息。其次是毛坯的選擇，編排工藝之前首先要選好毛坯。最后工藝規(guī)程的編制和數(shù)控程序的編制也是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。認(rèn)真地完成工藝分析和工藝規(guī)程及數(shù)控程序的編制，是我需要學(xué)習(xí)和掌握的重點(diǎn)。 參考資料 [1]. 張春玲，張曉軍.《數(shù)控加工技術(shù)在飛機(jī)制造中的應(yīng)用》[J] 西安：中國(guó)科技信息，2009年第6期 [2]. 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