电子衡器内部传感器的夹具设计说明书.doc

1、电子衡器内部传感器的夹具设计一、摘要 机械加工、装配和测量等加工工艺过程中零件的定位方案设计的关键问题是如何确定零件的侧面定位元件位置问题，工件的一个侧面定位方案是指在孔系组合夹具基础板上找出三个定位元件的位置，使这三个元件的定位面能与工件的两个或三个不全部平行的侧面基准保持相切接触，从而完全限制了工件在基础板平面内的自由度，形成了一个定位方案，所以就需要一个好的方法来解决这一问题。可是目前孔系组合夹具只适用于形状比较简单和规则的零件的装夹，而且难以找出全部可行的定位方案，最后还需采用各种可调定位块来调整定位元件与工件的间隙，造成孔系组合夹具系统本身的优越性能没有得到发挥，孔系组合夹具的应用不能普及。数控加工与通用机床加工相比，在许多方面遵循基本一致的原则，在使用方法上也有许多相似之处。但数控机床本身自动化程度高，功能强使数控加工形成1）自动化程度高；2）柔性加工程度高；3）加工精度高，加工质量稳定；4）生产效率高；5）有利于生产管理的现代化；6）良好的经济效益。所以应用数控机床来加工有很多好处。本文就这一个问题作了一些探讨和工作。关键词：夹具、传感器、数控编程目录一、绪论-（1）二、

2、机床介绍-（1）三、分析零件的加工要求-（1）四、确定设计方案-（3）五、夹具的设计与定位误差的简单分析-（6）A、工件在夹具中的定位-（6）B、工件在夹具中的夹紧-（8）C、夹具的对定-（10）六、编写实验程序-（12）七、结论-（18）八、参考文献-（20）一、绪论 制造业中广泛应用的夹具，是产品制造各工艺阶段中十分重要的工艺装备之一，生产中所使用夹具的质量，工作效率，及夹具使用的可靠性，都对产品的加工质量及生产效率有着决定性的影响，一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大的稳定，尤其是那些外型轮廓结构较复杂的，不规则的工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效夹具，目前，机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%-80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不亚于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。随着微电子技术的迅速发展，计算机数字控制技术在机械制造中逐步得到普及和应用，为机械制造业注入了新的活力

3、。机电产品的生产受到市场需要的极大促动。各类新型产品激烈的市场竞争及对老产品市场的挤占，使旧有产品被迅速淘汰，而有性能更好、质量更高、成本更加低廉的新产品所代替。 传统的大规模、专业化单一生产的硬性组织形式和生产手段，也逐渐被以数控加工中心为核心的柔性生产组织形式所代替。同样，旧有的单一功能夹具，由于标准化和系列化，以及夹具的计算机辅助设计手段的不断完善和推广作用，而逐步地向拼装夹具和通用夹具发展，极大缩短了夹具设计、制造周期，简化了生产的工艺准过程，强化了夹具结构的典型化、标准化和夹具设计的精确性和计算性。夹具如何更好地适应高速发展的市场需求，已成为夹具发展的新课题。二.机床 各种电子称重仪内部最重要的零件是传感器，是影响电子称测量精度的直接的原因。所以传感器的加工要求及它的精度是非常高的，它需要一台性能好，精度高的机床和一个好的夹具而加工中心是一台理想的机床。法拉克加工中心操作简单，运用广泛。它有四个轴机床主体及一个刀库。四轴是X，Y，Z，B轴。X轴可以左右移动，Y轴可以前后的移动，Z轴可以上下移动，B轴可以进行360度的转动。它们都有一个基准点，也就是零点。加工的工件的坐标可以修

4、改，从而来保证工件的精度，所以各个轴的功能保证了零件的加工精度及她的加工工艺，而各个基准点是编制程序，工件坐标刀具的长度的依据是加工中心安全的保证。特别是Z轴（Z轴是机床的主轴，进行高速的旋转，刀库里的刀是通过机械手来放入Z轴来加工的）。机床的刀具都是专用刀具，可以通过换刀片和换刀来避免因为刀具的磨损而影响工件的精度。刀具的长度是通过电子对刀仪测量的，确保了工件的精度和机床安全。三.分析工件的加工要求 传感器的加工精度是很高，最主要的是孔壁的精度，要保证四个孔壁都在公差范围内。孔壁的精度和内孔的尺寸和外表面加工深度有关。外表面由铣刀及B轴的角度来保证，而内孔有镗刀保证尺寸。为了防止工件的内孔偏，尺寸不一样，影响精度所以铣刀铣的两个面的深度应该一样，内孔不偏的话就可以通过修改工件的坐标系（X Y Z B）的尺寸来保证。内孔的表面粗糙度和孔的大小有镗刀来加工保证。考虑的加工精度及经济性，所以有镗刀代替专用铰刀。因为：a .没有这样不规则的铰刀（15.57）b.镗刀能保证孔的大小和形位精度铰刀只可以保证孔的大小。C.镗刀和铰刀都有磨损，镗刀磨损可以同过换刀片和调大尺寸来保证，很方便也很经济。

5、铰刀磨损后要换铰刀浪费了工作的时间d.镗刀为可调镗刀它可以根据零件规格要求的不同随意的调动镗刀的大小从而来来改变孔的大小，而铰刀只能重新换刀，进行装刀，对刀影响工作的时间，所以我们用可调的镗刀来代替铰刀。工件的装夹过程：第一工位的四个工件前后左右安装方向一致，工件在Y轴方向上要靠紧挡块，在X方向上要靠紧垫块，不能有间隙，定位准确后有扳手夹紧工件，夹紧后要检查一下，第二工位的四个工件在X方向要靠紧定位销，Y方向要靠紧定位套，要同时进行然后有内六角扳手旋紧螺钉，要从左到右依次旋紧，装好了要检查。工件的加工过程：在第一工位（0度）装四个工件通过铣刀来加工一个面，加工完后在放到第二工位（180度）夹紧工件，通过铣刀加工另一个面，加工好之后B轴在180度的基础转过+90度，Z轴的刀具换成D8.5的钻头加工两个工件，加工好了后在180度的基础上转过-90度加工另外两个工件，加工好了后刀具换成D15.0的钻头加工在-90度上的工件，然后在加工+90度上的工件，加工完后刀具换成D15.50的镗刀镗+90度用D15的钻头加工好的孔，然后在加工+90度上的D15的钻头加工出来的孔，加工完之后刀具换到铣刀程

6、序结束后，把工件拿下来倒掉工件上的毛刺工件的尺寸在公差范围内那就是成品，如果尺寸不好可以通过改坐标来改变工件的精度。四、确定设计方案 根据零件要求，确定设计方案。要求如下： 零件名：AMI-15kg（弹性体） 作用：用于电子衡器内部传感器 产量：5000只/月 双班制工作日：22天/月 材料：LY12-C2 制造设备：数控加工中心 精度：IT8 零件图：见图AMI-15Kg 本课题是用于装夹AMI-15kg弹性体，在数控加工中心上进行加工的夹具，根据零件要求及机床本身要求，分析得之，确定夹具一次加工四个零件，方能完成计划产量。由于精度要求较高，所以尽量采用一次装夹完成多道工序的加工。根据夹具要求确定设计方案：1、夹具的概念：在机械制造的各类工序中，与机床有关的用以装夹工件的装置，统称为夹具。2、夹具的作用： a、提高劳动生产率。 b、保证工件的加工精度，稳定整批工件的加工质量。 c、改善工人劳动条件。d、降低对操作工人的技术等级要求。3、对数控加工中心的机床夹具要求： a、数控加工中心的精度很高，一般用于高精度加工。对其夹具也提出较高的定位安装精度要求和转位，对定精度要求。b、快速装夹

7、工件：为适应高效、自动化加工的需要，夹具结构应适应快速装夹的需要，以尽量减少工件装夹的辅助时间，提高机床切削运转利用率。c、夹具应有良好的敞开性：加工中心为夹具自动走刀加工。夹具及工件应为刀具的快速移动和换刀等快速动作作提供较宽敞的运动空间。尤其对于需多次进出工件的多刀、多工序加工，夹具的机构更应尽量简单、开敞，使刀具容易进入，以防刀具运动中与夹具工件系统向碰撞。 d、夹具的本身机动性好：加工中心加工追求一次装夹的条件下：尽量干完所有机加工内容，对于机动性能稍差些的，可以借助夹具的转位、翻转等功能弥补机床性能的不足，保证一次装夹条件下完成多面加工。e、夹具在机床坐标系中坐标关系明确、数据简单，便于坐标的转换计算：加工中心均具有自己固定的机床坐标系，而装夹在夹具上的工件,在加工时, 应明确其在机床坐标系中的确切位置,以便刀具按照程序的指定路线运行,切出预期的尺寸的形状.要求机床上的夹具定位系统,应指定一个很明确的零点,表明装夹工件的位置,并根据此选择坐标系的原点.有时也可直接把工件坐标系原点选在夹具零点上。f、机床夹具应为刀具的对刀提供明确的对刀点；加工中心加工中，每把刀具进入程序中均应

8、有一个明确的起点，称为这一刀具的起刀点（刀具进入程序的起刀点）若一个程序中要调用多把刀具对工件进行加工，需要使用每把刀具都由同一起点进入程序，因此，各刀具在装刀时，应把各刀的刀位点都安装或校正到同一个空间点上，这个点称为对刀点。当刀具经磨损，重装而偏离这一依据点，多通过改变刀具相对这个点的坐标偏移补偿值自动校正各刀的的起刀路线参数值，而不需改动已经编制好的程序。g、高适应性：加工中心加工的机动性和多变性，要求机床夹具应具有对不同工件，不同装夹要求的较高适应性，一般情况下，多采用各种组合夹具。在专业化大规模生产中多采用拼装夹具，以适应生产多变化，生产准备周期短的需要。在批量生产中，也常采用结构较简单的专用夹具，以提高定位精度。在品种多变的行业性的生产中多使用可调夹具和成组夹具，以适应加工的多变性。总之，机床夹具可以根据生产的具体情况灵活选用合适的夹具。4、夹具的组成 a、定位装置：定位装置由各种标准或非标准的定位元件组成，用来解决工件相对于夹具的定位问题。 b、夹紧装置：是由各种夹紧元件组成，用以解决工件在夹具中的夹紧问题。 c、夹具体：是整个夹具的基础，依靠夹具与机床相联系，夹具上其它各类结构装置都靠夹具体连接而成为一个整体。五、夹具的设计与定位误差的分析A、工件在夹具中的定位 1、工件在工位上的不确定度：为保证工件的加工要求，工件在工位上安装时必须保证其相对于刀具的切削成型运动处于正确的空间位置，凡使用夹具的工序应通过两个环节来保证满足这一要求：一个环节是，工件杂夹具中装夹时，要保证相对夹具处于正确的空间位置。对于批量生产的工件，要考虑多个工件重复地放置到夹具中时，应能保证整批工件相对夹具应占有同一个空间位置，这一环节要靠夹具的定位装置来保证。另一个环节是，要保证夹具与机床连接时，其相对与机床，刀具及其切削成型运动应具有一正确的相对位置，这一环节要靠夹具的对定装置和通过夹具的正确调装来保证。 2、不定度概念：用来描述工件在某一预先设定的空间直角坐标系中定位时，其空间位置不确定程度的六个独立位置参量，称为工件在此坐标系中的六个位置不确定度，称六个不定

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