K399-離合器踏板下部加工工藝及銑φ40端面夾具設(shè)計(jì)參考素材
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I 課程設(shè)計(jì)說明書 課 題: 離合器踏板下部加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè): 學(xué) 生 姓 名: 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 指 導(dǎo) 教 師: 完 成 時(shí) 間: II 摘 要 本設(shè)計(jì)是基于離合器踏板下部零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。離合器踏板 下部零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說,保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精 度容易。因此,本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階 段以保證孔系加工精度。夾具選用專用夾具,機(jī)構(gòu)可以不必自鎖,因此生產(chǎn)效率較高,適用于大 批量、流水線上加工,能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞:離合器踏板下部零件;工藝;夾具; III 目 錄 摘 要 .II 第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .4 1.1 零件的分析 .4 1.1.1 零件的作用 .4 1.1.2 零件的工藝分析 .4 1.2 確定毛坯的制造形式 .5 1.3 離合器踏板下部加工工藝措施 .5 1.3.1 孔和平面的加工順序 .5 1.3.2 孔系加工方案選擇 .5 1.4 離合器踏板下部加工定位基準(zhǔn)的選擇 .5 1.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .5 1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 .5 1.5 離合器踏板下部加工主要工序安排 .5 1.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .6 1.7 確定切削用量及基本工時(shí) .7 第 2 章 銑 40 端面夾具設(shè)計(jì) .14 2.1 研究原始質(zhì)料 .14 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .14 2.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 .15 2.4 誤差分析與計(jì)算 .16 2.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 .18 2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 .20 總 結(jié) .21 致 謝 .22 參 考 文 獻(xiàn) .24 4 第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是離合器踏板下部。離合器踏板下部的主要作用是載重后,使鋼板能夠得到延 伸,伸展,能有正常的緩沖作用。因此汽車離合器踏板下部零件的加工質(zhì)量會(huì)影響汽車的工作精度、 使用性能和壽命。汽車離合器踏板下部主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能.因此 離合器踏板下部零件的加工質(zhì)量,不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度,而且還會(huì)影響工作精度、 使用性能和壽命。 1.1.2 零件的工藝分析 由離合器踏板下部零件圖可知。它的外表面上有 3 個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端 面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為 2 組加工表面。它們相互間有一定的位置 要求?,F(xiàn)分析如下: 1. 以25mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括:一個(gè)的25mm孔以及對(duì)其倒角 2. 以40端面為中心的加工面,這組加工面主要是40端面 2. 以16mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括:一個(gè)16mm孔以及對(duì)其倒角 3. 以2-12.5mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括:一個(gè)12.5mm孔 4. 以K1/8螺紋孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括:K1/8螺紋孔 5 1.2 確定毛坯的制造形式 零件材料為可鍛鑄鐵,考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷,采用這種材料零件的 強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,選用砂型鑄造,采用機(jī)械翻砂造型, 鑄造精度為 2 級(jí),能保證鑄件的尺寸要求,這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 1.3 離合器踏板下部加工工藝措施 由以上分析可知。該離合器踏板下部零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說,保證平 面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此,對(duì)于離合器踏板下部來說,加工過程中的主要 問題是保證孔的尺寸精度及位置精度,處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 1.3.1 孔和平面的加工順序 離合器踏板下部類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則:即先加工離合器踏板下部上的基準(zhǔn)平 面,以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。離合器踏板下部的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。 這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大,用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固,因而容易保證孔的加工精度。其 次,先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件,便于對(duì)刀及調(diào)整, 也有利于保護(hù)刀具。 離合器踏板下部零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則,將孔與平面的加工明確劃分成 粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 1.3.2 孔系加工方案選擇 離合器踏板下部孔系加工方案,應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了 從加工精度和加工效率兩方面考慮以外,也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件 下,應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。 1.4 離合器踏板下部加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求: (1)保證各重要支承孔的加工余量均勻; (2)保證裝入離合器踏板下部的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求,應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以離合器踏板下部的輸入軸和輸 出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè) 自由度,再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因 此,以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí),孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位 置是同一型芯鑄出的。因此,孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。 1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證離合器踏板下部孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證 離合器踏板下部在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從離合器踏板下部零件圖分析可 知,它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大,適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位 僅僅能限制工件的三個(gè)自由度,如果使用典型的一面兩孔定位方法,則可以滿足整個(gè)加工過程中基 本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面,雖然它是離合器踏板下部的裝配基準(zhǔn),但因?yàn)?它與離合器踏板下部的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系,在定位、夾緊以及夾具結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難,所以不予采用。 1.5 離合器踏板下部加工主要工序安排 對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。離合器踏板下部加工的第一個(gè)工 序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的 兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到離合器踏板下部加工完成為止,除了個(gè)別工序外,都要 用作定位基準(zhǔn)。因此,底面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺紋底 孔在多軸組合鉆床上鉆出,因切削力較大,也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于離合器踏板下部,需要 精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系,但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安 排不易于保證孔和端面相互垂直。因此,實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔 6 用可脹心軸定位來加工端面,這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻 絲,由于切削力較小,可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。 加工工序完成以后,將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及 0.25%c908 0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等 的殘留量不大于 。mg20 方案一 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、粗銑 40 端面 4、 鉆擴(kuò)鉸25mm孔以及對(duì)其倒角 5、鉆擴(kuò)鉸16mm孔孔以及對(duì)其倒角 6、鉆2-12.5孔 7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲 8、終檢 方案二 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、鉆擴(kuò)鉸25mm孔以及對(duì)其倒角 4、粗銑 40 端面 5、鉆擴(kuò)鉸16mm孔孔以及對(duì)其倒角 6、鉆2-12.5孔 7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲 8、終檢 方案一和方案二的區(qū)別在于,方案一在加工外40側(cè)面后,及時(shí)的加工了25的孔, 這樣可以利用加工好的25孔作為定位基準(zhǔn),加工其他的工序,這樣為后續(xù)的工 序提供了基準(zhǔn),提高了加工效率,適合于批量生產(chǎn),而方案二則不能達(dá)到這樣的 效果,因此綜合考慮我們選擇方案一。 工藝路線選擇方案一: 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、粗銑 40 端面 4、鉆擴(kuò)鉸25mm孔以及對(duì)其倒角 5、鉆擴(kuò)鉸16mm孔孔以及對(duì)其倒角 6、鉆2-12.5孔 7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲 8、終檢 1.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的加工余量和工步如下: 7 “吊環(huán)-后鋼板彈簧”零件材料為 1 號(hào)可鍛鑄鐵,硬度 HBS 為 149187,生產(chǎn)類型為大批量生 產(chǎn),采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如 下: (1) 加工 25 孔 其表面粗糙度要求較高為 ,其加工方式可以分為鉆,擴(kuò),鉸三步,根據(jù)機(jī)械加工1.6Ram 工藝手冊(cè)表 2.3-48,確定工序尺寸及余量為: 鉆孔:21 擴(kuò)孔:24 2Z=3 鉸孔:25 (2) 銑 40 端面 考慮其表面粗糙度要求為 ,只要求粗加工,根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.348,50Ram 取 z=3 已能滿足要求。 1.7 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 3、粗銑 40 端面 刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀) 齒數(shù) 10mdw4014Z 銑削深度 :pam2 每齒進(jìn)給量 :根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.73,取f maf/25.0 銑削速度 :參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81,取V sV/4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 : ,取n in/1940.3610rdV in/r 實(shí)際銑削速度 : smn/.20 進(jìn)給量 :fVZaff 671/125. 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 :m in/2.0.sVf :根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4.81,aa4 被切削層長度 :由毛坯尺寸可知l ml31 刀具切入長度 :1D2)(5.02 刀具切出長度 :取2l 走刀次數(shù)為 1 8 機(jī)動(dòng)時(shí)間 :1jt min5.02.743121mjfl 工序 4:鉆擴(kuò)鉸 25mm 孔以及對(duì)其倒角 工件材料硬度 200HBS。孔的直徑為 25mm,公差為 H7,表面粗糙度 。加工機(jī)床為1.6aR Z525 立式鉆床,加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸,加工刀具分別為:鉆孔21mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆, 磨出雙錐和修磨橫刃;擴(kuò)孔24.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆;鉸孔 25mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。 選擇各工序切削用量。 (1 )確定鉆削用量 1)確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-10 可查出 ,由于孔深f 0.47.5/fmr表 度比 , ,故 。查0/3/21.6ld0.9lfk(.47.5)921f表 Z525 立式鉆床說明書,取 。43/mr 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-8,鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許1./fr 的軸向力 (由機(jī)床說明書查出) ,根據(jù)表 28-9,允許的進(jìn)給量 。max59FN .8/fr 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ,故所選 可用。fff 2)確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15,由插入法得:vmP ,17/inv表 4732FN表 ,5.69NM表 1.5kW表 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)7表 28-3, , ,故0.8Mvk.lvk17/in07.2(/in)mm表 01./i16n rd: 查 Z525 機(jī)床說明書,取 。實(shí)際切削速度為:95/ir0295/in4/i110rv 由表 28-5, ,故.6MFTk473.6()FN51.9054.8m 3)校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為P/)Mnk表(.2(261.kWW 機(jī)床有效功率 4.50.835E mPkP 故選擇的鉆削用量可用。即 9 , , ,019dm0.43/fr195/minr14/inv 相應(yīng)地 , ,56FN.8T.0PkW (2)確定擴(kuò)孔切削用量 1)確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-31,f 。根據(jù) Z525 機(jī)床說明書,取 =0.57mm/r。f:表 ( 0.78) /r0.7=49./r f 2)確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-33,取 。修正系數(shù):vn25/minv表 ,.8mk4.71.02(1.09)ppRavak根 據(jù) 故 5/i0/minv表 10)nd表 ( .2/in(24.7)86/ir 查機(jī)床說明書,取 。實(shí)際切削速度為5/ir301vdn 324.7/min10/i (3)確定鉸孔切削用量 1)確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)7表 28-36, ,按該表注 4,進(jìn)給量取f 1.326fm表 小植。查 Z525 說明書,取 。1.6/r 2)確定切削速度 及 由參考文獻(xiàn)7表 28-39,取 。由vn8./inv表 參考文獻(xiàn)7表 28-3,得修正系數(shù) ,0.8Mvk.9pavk524.7(/152)pRa根 據(jù) 故 8./min0.89.4/minv表 1()nd表07.4/25)95/ir 查 Z525 說明書,取 ,實(shí)際鉸孔速度0/inr301vdn 325/mi17.8/in (4)各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算,各工序切削用量如下: 鉆孔: , , ,090.4/fr95/mir14/inv 擴(kuò)孔: , , ,.7d522.3 鉸孔: , , ,0251.6/f10/in78/i 5) 切削工時(shí),按工藝手冊(cè) 表 6.2-1。 10 t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw211l2l t = = =1.28min6043. 工序 2:鉆擴(kuò)鉸 16mm 孔以及對(duì)其倒角 機(jī)床:立式鉆床 Z525 刀具:麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、 切削深度 :pa7.5m 進(jìn)給量 :根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 28-10,取f (0.2.8)/fmr 由于本零件在加工孔時(shí)屬于底剛度零件,故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75,則(0.2.8)0.75/(0.165.2)/f rmr 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 28-13,取 0./f 取切削速度 4/minV 取 =24, =9 代入公式(2-1)得0d 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 : ,根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 9-012489/min3.15rd 3,取 72/inr 實(shí)際切削速度 : V0.72./i1n 被切削層長度 :l48m 刀具切入長度 : 1 刀具切出長度 : 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 , , , , 代入公式(2-4)得:48ll2l0.f72n 機(jī)動(dòng)時(shí)間 :jt1483.8mi.jfn 以上為鉆一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間,故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為120.38.76mijt (2) 、擴(kuò) 孔 切削深度 :pa.5 進(jìn)給量 :根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 28-30,f(0.56).7(03.42)/mr 11 參照機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 28-31,取 (0.56).704/f mr 切削速度 :參照機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 28-31,取V 2inV 取 =25, =10.5 代入公式(2-1 )得0d 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 : ,根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 9-n0116758/in3.42Vrd 3 取 72/minr 實(shí)際切削速度 : 0.4/mi1n 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表 28-42 被切削層長度 :l48 刀具切入長度 1m 刀具切出長度 : 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 , , , , 代入公式(2-4)得:48ll2l0.4f72n 機(jī)動(dòng)時(shí)間 :1jt183.19mijf 以上為擴(kuò)一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間,故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為 120.9.3minjt 工序 6:鉆 2-12.5 孔 鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床,刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆, 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第 2 卷。 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-2 查得鉆孔進(jìn)給量為 0.200.35 。rm 則取 rmf30. 確定切削速度,根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 2 卷表 10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 (3-20) in0kfaTdcvvyxpmzv 查得參數(shù)為 ,刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8myxzvvvv min 則 = =1.6 .250.1250.733in 所以 = =72n6.4.ir 選取 mi120r 12 所以實(shí)際切削速度為 =2.641024.3vmin 確定切削時(shí)間(一個(gè)孔) =t s0.8 工序 8:鉆 K1/8 孔底孔,然后攻絲 K1/8 孔 機(jī)床:立式鉆床 Z525 刀具:根據(jù)參照切削用量簡明手冊(cè)表 4.39 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度 :pa3m 進(jìn)給量 :根據(jù)切削用量簡明手冊(cè)表 2.438,取 。f rmf/3.0 切削速度 :參照切削用量簡明手冊(cè)表 2.441,取 。V 48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 :n ,100.486539./in31vrd 按照切削用量簡明手冊(cè)表 3.131,取 60 所以實(shí)際切削速度 :v.5/0dnms 切削工時(shí) 被切削層長度 :l42m 刀具切入長度 :1 17()205.96rDlctgkctgm 刀具切出長度 : 取2l4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 : jt60.25in.3jLfn 刀具:高速鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量 :由于其螺距 ,因此進(jìn)給量f1.pm1./fmr 切削速度 :參照參考文獻(xiàn)7機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.4-105,取Vin/9.6/5.0s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ,由式(1.1)有:n ,取i/24.314.0 rd in/350r 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 :取 min/50n 13 實(shí)際切削速度 ,由式(1.2)有:V smndV/109.610354.0 被切削層長度 :lm25 刀具切入長度 :1f31)( 刀具切出長度 :2l m 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ,由式(1.5)有:jt in08.35120502121 fnlfltj 14 第 2 章 銑 40 端面夾具設(shè)計(jì) 2.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來銑 40 端面,要滿足對(duì)稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此 面時(shí),為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí),應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn) 率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示,這樣水平放置,便于加工。那么要使其完全定 位,可以采用:一面加固定 V 型塊和滑動(dòng) V 型塊定位,這樣既簡單又方便。一底面限制 的自由度有 3 個(gè),一個(gè)固定 V 型塊限制兩個(gè)自由度,一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限制限制一個(gè)自 由度,為使定位可靠,加工穩(wěn)定,我所設(shè)計(jì)的定位方案,總共限制了工件的全部 6 個(gè) 自由度,屬于完全定位。 在該定位方案中,一個(gè)支撐面頂住,限制了 z 軸的移動(dòng),z 軸的旋轉(zhuǎn),y 軸的旋轉(zhuǎn) 三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定 V 型塊限制了 y 軸的移動(dòng),x 軸的移動(dòng),一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限 制了 z 軸的旋轉(zhuǎn),這樣 6 個(gè)自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 15 2.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具:錯(cuò)齒三面刃面銑刀(硬質(zhì)合金) 刀具有關(guān)幾何參數(shù): 015001頂 刃 0n側(cè) 刃 6015 30rK40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2 由參考文獻(xiàn)55 表 129 可得銑削切削力的計(jì)算公式: 0.98.0.135pzFafBzn 有: 0.9.8.1.10.12054836.2()N 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬 間狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù) 作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值,即: FKW 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算: 6543210 式中: 為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn) 5121 可知其公式參數(shù):6 123456.,.0,1.,3KK 由此可得: .0.31.056 所以 8415()KWFN 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定 選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 FKfN21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù),取 25.01f F= +G G 為工件自重zP Nf4.321 夾緊螺釘: 公稱直徑 d=20mm,材料鋁合金鋼 性能級(jí)數(shù)為 6.8 級(jí) MPaB06MPaBs4801 16 螺釘疲勞極限: MPaB192603.2.01 極限應(yīng)力幅: kma7.51li 許用應(yīng)力幅: aSa3.li 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s s=2.54 取s=4 得 MPa120 滿足要求8.24cHdF aNc153. 經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠, 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊 力 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定 選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 2.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一面兩 V 形塊定位,為了滿足工序的加工要求,必須使工序中誤差總和 等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ,一般可用下式表示:j MjjWDAZWj 由參考文獻(xiàn)5可得: V 型塊定位誤差 : 17 注:V 型塊夾角 =90 。 基準(zhǔn)位移誤差: 工件以外圓柱面在 V 型塊定位,由于工件定位面外圓直徑有公差 D ,因此對(duì)一批工件來說, 當(dāng)直徑由最小 DD 變大到 D 時(shí),工件中心(即定位基準(zhǔn))將在 V 型塊的對(duì)稱中心平面內(nèi)上下 偏移,左右不發(fā)生偏移,即工件由 變大到 ,其變化量 (即基準(zhǔn)位移誤差 )從圖(a)1O21O2 中的幾何關(guān)系退出: Y= =1O2SIn 基準(zhǔn)不重合誤差: 從圖(b)中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合,假設(shè)定位基準(zhǔn) 不動(dòng),當(dāng)工件直徑由最小1 DD 變到最大 D 時(shí),設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變化量為 ,即基準(zhǔn)不重合誤差 B= 。2D2D 從圖(c)中可知,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的下母線。即,上述方向由 a 到 a與定位基準(zhǔn) 變到1O 的方向相反,故其定位誤差 D 是 Y 與 B 之差.2O D= Y B= =0.207D=0.2070.01=0.002072SIn 18 D=0.00207 T 即滿足要求31 夾緊誤差 : cos)(minaxyj 其中接觸變形位移值: 1()(9.62nHBZyRaZkNcl 查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨損造成的加工誤差: 通常不超過Mj5. 夾具相對(duì)刀具位置誤差: 取AD01. 誤差總和: 0.853jw 從以上的分析可見,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 2.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,兩個(gè)一般的使用。的布局盡可能遠(yuǎn)的距離。 通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺(tái)的 T 型槽,使工作表面定位元件夾具工作臺(tái)的進(jìn)給方 向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時(shí),螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷, 加強(qiáng)加工夾具牢固。 根據(jù) GB220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示:o 19 圖 2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 5.4: 表 5.4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公 稱尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公稱 尺寸 允 差 D 2h 14 0.012 0 .035 2 5 1 2 4 1 2 4 .5 18 +0 .019 5 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成,用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如圖 5.3 所示: 標(biāo) 記四 周 倒 圓 圖 2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5: 表 2.5 塞尺 公稱尺寸 H 允差 d C 3 0.006 0.25 20 2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 當(dāng)夾具有制造誤差、工作過程出現(xiàn)磨損、以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊 的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換 V 型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式,在夾緊和松開工件時(shí) 比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛 的應(yīng)用。由于該工件體積小,經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動(dòng)夾緊方式(螺 旋夾緊機(jī)構(gòu)) 。 此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾 緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換 V 型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取 21 總 結(jié) 課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的,通過這次的設(shè)計(jì)使我們 不再是只知道書本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì), 使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng),使我們更好的利用圖書館的資料,更好 的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和 AUTOCAD 等制圖軟件,為我們踏入社會(huì)打下了好的 基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐 的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了很多,也非常珍惜大學(xué)給我們的 這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì),它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。 22 致 謝 這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小,為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是,查閱資 料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí),數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊,由于經(jīng)驗(yàn)不足,在選取數(shù)據(jù)上存在 一些問題,不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見,在我遇到難題時(shí)給我指明了 方向,最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。 課程設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)融合在一起,綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識(shí),是課本知識(shí)在實(shí) 際中的應(yīng)用。通過這次課程設(shè)計(jì),使我的專業(yè)知識(shí)在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高,這離不 開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成的,在分析的過程中,尹長城老師給了 我很大的鼓勵(lì),在設(shè)計(jì)分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計(jì)思路,增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力,與我們一起 討論問題,使我對(duì)分析有了更清晰明確的認(rèn)識(shí),使我受益非淺。 課程設(shè)計(jì)是我們的專長,這是我們走向社會(huì)化,專業(yè)化的工作中必不可少的過程中前實(shí)際訓(xùn) 練綜合應(yīng)用。 “千里之行始于足下” ,通過課程設(shè)計(jì),讓我深深體會(huì)到永恒的那句詞的真正含義。 我認(rèn)真地把今天的課程設(shè)計(jì),學(xué)習(xí)踏踏實(shí)實(shí)地采取這一步驟是在社會(huì)穩(wěn)定的未來潮流的運(yùn)行打下了 堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 說實(shí)話,課程設(shè)計(jì)是真的累了。但一開始清理自己的設(shè)計(jì)成果,仔細(xì)琢磨課程設(shè)計(jì)的思路, 成功的喜悅難得讓我疲憊頓消瞬間。雖然這是我第一次學(xué)會(huì)了如何完成,我的生活的小勝利,但它 讓我感覺更成熟了。 通過課程設(shè)計(jì),使我深深體會(huì)到,干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過程中,許多計(jì)算 有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂;有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯(cuò),只能毫不留情地重做。但一想起老師 平時(shí)多耐心的教導(dǎo),想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任,想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令 世人無比震驚的事故,我不禁時(shí)刻提醒自己,一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。 經(jīng)歷了課程設(shè)計(jì),使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正的貧乏,自己綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知 識(shí)的能力是如此的不足,幾年來學(xué)習(xí)了那么多的課程,今天才知道自己并不會(huì)用。想到這里,我真 的有點(diǎn)心急了。 由于畢業(yè)時(shí)間的倉促,很多本來應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒有時(shí)間去細(xì)細(xì)追究來源,比如網(wǎng)格 劃分的控制、坐標(biāo)系的理解、求解器的選擇等,這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個(gè)大體上的方向, 離實(shí)際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的,因?yàn)榉较虼_定了,就會(huì)用最少的精力做 好事情,這對(duì)于我以后的工作至關(guān)重要。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活中,要從事的工種是千差萬別的,只 有從中找到自己最拿手,最有發(fā)展前途的崗位,個(gè)人才有更多的熱情,也最可能在自己的崗位做出 一些貢獻(xiàn)。 這次課程設(shè)計(jì)成績的取得,與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此,我衷心感謝我的指導(dǎo)老 師,特別是每次都放下他的休息時(shí)間,耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題,她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度, 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成, 他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜,他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同 23 時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外,他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科 學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以 誠摯的謝意和崇高的敬意。 24 參 考 文 獻(xiàn) 1 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽銑廠工人大學(xué),機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)手冊(cè)M ,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,117130。 2 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 。機(jī)械工業(yè)出版社,117175。 3 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 。機(jī)械工業(yè)出版社,117171。 4 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè) 。北京出版社,117130。 5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè) 。上??茖W(xué)技術(shù)出版社, 2544。 6 黃如林,劉新佳,汪群。切削加工簡明實(shí)用手冊(cè) 。化學(xué)工業(yè)出版社, 2544。 7 余光國,馬俊,張興發(fā),機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M,重慶:重慶大學(xué)出版社, 117175。 8 周永強(qiáng),高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M ,北京:中國建材工業(yè)出版社,2555。 17 劉文劍,曹天河,趙維,夾具工程師手冊(cè)M,哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出 版社,11787。 10 王光斗,王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 。上海科學(xué)技術(shù)出版社,2555。 11 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽銑廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)手冊(cè).上??茖W(xué)技術(shù)出版社,11784。 12 李慶壽,機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)M,銀州:寧夏人民出版社, 117171。 17 廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術(shù)測(cè)量M,中國計(jì)量出版社, 2555:17-117。 14 王光斗,王春福,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M ,上海科學(xué)技術(shù)出版社,2555。 15 樂兌謙,金屬切削刀具,機(jī)械工業(yè)出版社,2545:4-17
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