(通過答辯全套含CAD圖紙)小軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑寬10槽夾具設(shè)計
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目 錄第2章 銑10槽夾具設(shè)計12.1設(shè)計要求12.2夾具設(shè)計12.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇12.2.2 切削力及夾緊力的計算12.3定位誤差的分析42.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明5結(jié) 論6參考文獻(xiàn)7致謝9II31第2章 銑寬10槽夾具設(shè)計2.1設(shè)計要求為了提高勞動生產(chǎn),保證加工質(zhì)量,降低勞動強(qiáng)度,需要設(shè)計專用夾具。本夾具將用于X52k銑床。成批生產(chǎn),任務(wù)為設(shè)計一銑寬10槽夾具本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求,因此,應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強(qiáng)度,精度不是主要考慮的問題。2.2夾具設(shè)計2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇為了提高加工效率及方便加工,決定材料使用高速鋼,用于對進(jìn)行加工,準(zhǔn)備采用手動夾緊。由零件圖可知:進(jìn)行加工前,左右端面進(jìn)行了粗、精銑加工,進(jìn)行了粗、精加工。因此,定位、夾緊方案有:方案:選下凸臺面平面、和側(cè)面和V型塊定位夾緊方式用操作簡單,通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。方案:選一面兩銷定位方式,2面用擋銷,夾緊方式用操作簡單,通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。分析比較上面二種方案:方案中的定位是不正確的,擋銷的位置是固定,且定位與夾緊應(yīng)分開,因夾緊會破壞定位。通過比較分析只有方案滿足要求,孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差,選擇小頭孔和大頭孔來定位,從而保證其尺寸公差要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi),這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。2.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具:10槽銑刀(硬質(zhì)合金) 刀具有關(guān)幾何參數(shù): 由參考文獻(xiàn)55表129 可得銑削切削力的計算公式: 有: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夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值,即: 安全系數(shù)K可按下式計算: 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): 由此可得: 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點的選擇 a. 夾緊力的作用點應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上,這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小,必須知道加工過程中,工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等,然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計算出。但實際上,夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且,切削力的大小在加工過程中是變化的,因此,夾緊力的計算是個很復(fù)雜的問題,只能進(jìn)行粗略的估算。估算的方法:一是找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài),估算此狀態(tài)下所需的夾緊力;二是只考慮主要因素在力系中的影響,略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟:a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程:FJ理= (FP)。b.實際需要的夾緊力FJ需,應(yīng)考慮安全系數(shù),F(xiàn)J需=KFJ理。c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件:FJFJ需。夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過,其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下,還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進(jìn)行夾緊,才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置,以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下,不發(fā)生移動和震動,確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的,正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力,使之變?yōu)閵A緊力,并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式,利用螺旋桿直接夾緊元件,或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋,實際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上,因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動螺旋,使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點:(1)結(jié)構(gòu)簡單;(2)擴(kuò)力比大;(3)自瑣性能好;(4)行程不受限制;(5)夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置,在此套夾具中,中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動夾緊,通過螺栓夾緊移動壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn),通過螺栓夾緊移動壓板,實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板,通過精確的圓弧定位,實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單,便于手動調(diào)整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動,以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時,實現(xiàn)工件的定心,使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻(xiàn)51226可知螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算:螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有:式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得: 螺旋夾緊力:該夾具采用夾緊機(jī)構(gòu), 由上述計算易得: 由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。2.3定位誤差的分析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。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示: 定位誤差 : 其中:, 夾緊誤差 : 其中接觸變形位移值: 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差:通常不超過 夾具相對刀具位置誤差:取誤差總和:從以上的分析可見,所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明由于是大批大量生產(chǎn),主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時,需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設(shè)計,用移動夾緊的大平面定位三個自由度,定位兩個自由度,用定位塊定位最后一個轉(zhuǎn)動自由度。夾具體是夾具的基礎(chǔ)件,夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機(jī)整體。為了滿足加工要求,夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度,同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。由于鑄造工藝性好,幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制,同時吸振性良好、抗壓能力好,故此選用鑄造夾具體,材料選取HT200,鑄造成型后時效處理,以消除內(nèi)應(yīng)力。由于工件采用V型塊定位外圓面,這就要求V型塊固定在一個與水平面成45的支撐面上。我們可以采用加工一有45面的支撐塊固定在夾具體上,經(jīng)過切削加工達(dá)到我們要求的定位尺寸。結(jié) 論通過近一個月的課程設(shè)計,使我們充分的掌握了一般的設(shè)計方法和步驟,不僅是對所學(xué)知識的一個鞏固,也從中得到新的啟發(fā)和感受,同時也提高了自己運(yùn)用理論知識解決實際問題的能力,而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計的整個過程。在整個設(shè)計過程中,我本著實事求是的原則,抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,主要按照課本的步驟,到圖書館查閱資料,在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計是大學(xué)四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計,也是最難的一次。在設(shè)計的時候不停的計算、比較、修改,再比較、再修改,我也付出了一定的心血和汗水,在期間也遇到不少的困難和挫折,幸好有老師的指導(dǎo)和幫助,才能夠在設(shè)計中少走了一些彎路,順利的完成了設(shè)計。本設(shè)計研究過程中仍然存在不足之處,有的問題還待于進(jìn)一步深入,具體如下:(1)缺乏實際工廠經(jīng)驗,對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理,有一定的浪費(fèi)。(2)與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。(3)系統(tǒng)的設(shè)計不太完善,在與計算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。(4)使用有一定的局限:人工操作多,零部件磨損度在實際中尚不明確。參考文獻(xiàn) 1 劉德榮,組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討,組合夾具,1982. (1)2 孫已德,機(jī)床夾具圖冊M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1984:20-23。3 貴州工學(xué)院機(jī)械制造工藝教研室,機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊M,貴陽:貴州任命出版社,1983:42-50。4 劉友才,機(jī)床夾具設(shè)計 ,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992 。5 孟少龍,機(jī)械加工工藝手冊第1卷M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991。6 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊修訂組,金屬機(jī)械加工工藝人員手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1979。7 李洪,機(jī)械加工工藝師手冊M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990。8 馬賢智,機(jī)械加工余量與公差手冊M,北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1994。9 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會,金屬切削手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1984。10 周永強(qiáng),高等學(xué)校課程設(shè)計指導(dǎo)M,北京:中國建材工業(yè)出版社,2002。11 薛源順,機(jī)床夾具設(shè)計(第二版) M,機(jī)械工業(yè)出版社,2003.112 余光國,馬俊,張興發(fā),機(jī)床夾具設(shè)計M,重慶:重慶大學(xué)出版社,1995。13 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué),機(jī)床夾具設(shè)計手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1980。14 李慶壽,機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊M,銀州:寧夏人民出版社,1991。15 廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術(shù)測量M,中國計量出版社,2000:9-19。16 哈爾濱工業(yè)大學(xué),哈爾濱市教育局,專用機(jī)床夾具設(shè)計與制造,黑農(nóng)江人民出版社,1979.12 17 樂兌謙,金屬切削刀具,機(jī)械工業(yè)出版社,2005:4-17。18 Machine Tools N.chernor 1984.19 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.20 Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 .21 Sors l.fatigue design of machine components.oxford:pergramon press.1971 43 致謝在本文完成之際,首先向我最尊敬的導(dǎo)師老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝。幾個月以來,他不遺余力地對我的設(shè)計進(jìn)行了指導(dǎo)。在我課程設(shè)計這段時間,無論在學(xué)習(xí)還是在生活上,恩師都給予了我無微不至的關(guān)懷。他以其淵博的知識,寬厚的胸懷、無私的敬業(yè)精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和開拓進(jìn)取的精神激勵著我,并言傳身教,身體力行地不斷培養(yǎng)我獨(dú)立思考,深入探索,解決實際問題的能力,使我受益匪淺。老師給與了該設(shè)計關(guān)鍵性的技術(shù)指導(dǎo),并指明了研究的方向,雖然平日里工作繁多,但在我做課程設(shè)計的過程中,特別在說明書的撰寫和修改上給予了我悉心的指導(dǎo),特此向老師表示衷心的感謝和敬意!課程設(shè)計雖已完成了,但由于知識水平的局限,實際經(jīng)驗缺乏,設(shè)計還存在許多不足,有很多地方需要改進(jìn)。對于這些不足,我將在以后的工作中利用盡自已所能的去補(bǔ)充和完善,讓自己成為對社會作更多的貢獻(xiàn),成為有用之才。此外還要感謝那些給予過我關(guān)心、幫助的老師和同學(xué),正是有了大家的關(guān)懷、鼓力和我自己的努力,此設(shè)計才得以順利完成。43
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