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CA6140車床撥叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)(零件號(hào)831002)

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1、青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1、序 言畢業(yè)設(shè)計(jì)在我們學(xué)完大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課之后進(jìn)行的,這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)各課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后,我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓(xùn)練,我在想我能在下面幾方面得到鍛煉: (1)運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位,夾緊以及工藝路線安排,工藝尺寸確定等問(wèn)題,保證零件的加工質(zhì)量。(2)提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練,獲得根據(jù)被加工零件的加工要求,設(shè)計(jì)出高效,省力,經(jīng)濟(jì)合理而能保證加

2、工質(zhì)量的夾具的能力。(3)學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱,出處,能夠做到熟練的運(yùn)用。 就我個(gè)人而言,我希望通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于個(gè)人能力有限,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處,懇請(qǐng)各位老師給予指教,本人將表示真誠(chéng)的感謝!2、機(jī)床夾具概述 夾具最早出現(xiàn)在1787年,至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低,機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝,而夾具僅僅作為加工工藝過(guò)程中的一種輔助工具

3、;第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展,夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向(或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善,逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一;第三階段,即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高,夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。 2.1夾具的現(xiàn)狀幾生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代,以適應(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng),盡管國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明中不批,多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前,一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具,在一個(gè)具有只能感等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有1300015000套專

4、用夾具。另一方面,在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中,約隔4年就要更新80%左右的專用夾具,而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右,特別最近年來(lái)柔性制造系統(tǒng)(FMS)、數(shù)控機(jī)床(NC),加工中心(MC)和成組加工(GT)等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣,使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述,現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求;(1)、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期;(2)、能裝夾一組相似性特征的工件;(3)、適用于精密加工的高精度的機(jī)床;(4)、適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù);(5)、采用液壓汞站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置,進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 2.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展

5、方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面:1 精密化隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高,勢(shì)必也相應(yīng)提高對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多,例如用于精密分度的多齒盤,其分度可達(dá)正負(fù)0.1,用于精密車削的高精度三爪卡盤,其定心精度為5um,又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具,工件的圓讀可達(dá)0.20.5um。2 高效化高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度,常見(jiàn)的高效化夾具有:自動(dòng)化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件,可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右;而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正

6、常夾緊工件,使切削速度大幅度提高。3 柔性化夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似,它是通過(guò)調(diào)組合等方式,以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有:工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等,具有柔性化特征的新型夾具種類主要有:組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等,在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。4 標(biāo)準(zhǔn)化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面,在制造典型夾具,結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化,建立典型尺寸系列或變型,以減少功能用途相近的夾具元件和不見(jiàn)的形成:舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu),通用化方法包括:夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化

7、階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前,我國(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):GB21482249-80,GB22622269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn),組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ),作為發(fā)展趨勢(shì),這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化,有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,降低生產(chǎn)總成本。2.3機(jī)床夾具及其功用2.3.1機(jī)床夾具 夾具是一種裝夾工件的一種工藝裝備,它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工,熱處理裝配,焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。 在金屬切削機(jī)床工件是使用的夾具稱為機(jī)床夾具,在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中,機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備,它直接影響著加工的精度,勞動(dòng)生產(chǎn)率和

8、產(chǎn)品的制造成本等,故機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)裝備中占有極其主要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工件。2.3.2機(jī)床夾具的功能在機(jī)床上應(yīng)用夾具裝夾工件時(shí),其主要功能是使工件定位和夾緊。1.機(jī)床夾具的主要功能機(jī)床夾具的主要功能是裝夾工件,使工件裝夾中的定位和夾緊。(1)、定位 確定工件在夾具中占有正確的位置的過(guò)程,定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)而與夾具定位元件的定位面接觸成配合實(shí)現(xiàn)的正的定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。(2).夾緊 工件定位后將其固定,使其在加工過(guò)程中保持定位位置不錯(cuò)的操作。由于工件在加工時(shí),受到各種力的作用若不將其固定,則工件會(huì)松動(dòng)、脫離,因此夾緊為工

9、件提高了安全和可靠的加工條件。2機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀與導(dǎo)向。 1)、對(duì)刀 調(diào)整刀具切削相對(duì)工件或夾具的正確位置如銑床夾具中餓對(duì)刀塊,它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 2)、導(dǎo)向 如銑床夾具中的鉆模板與鉆套,能迅速的確定鉆頭的位置,并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削,導(dǎo)向元件制成模板形成故鉆床夾具長(zhǎng)稱為鉆模、鏜床夾具(鏜模)也是具有導(dǎo)向的功能的。2.4機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 在機(jī)械加工中,使用機(jī)床夾具的目的主要有一些六個(gè)方面,然而在不同的生產(chǎn)條件下,應(yīng)該有不同的側(cè)重點(diǎn)。夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮加工的技術(shù)要求,生產(chǎn)成本個(gè)工人操作方面的要求以達(dá)到預(yù)期的效果。 (1)、保證加工精度

10、 用夾具裝夾工件時(shí),能穩(wěn)定的保證加工精度,并減少對(duì)其他工作條件的依賴性,故在精密加工中廣泛的使用該夾具,并且它還是全面質(zhì)量管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。(2)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具是否能使工件迅速的定位很夾緊并能夠顯著的縮短輔助時(shí)間和基本時(shí)間,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。(3)、改善工人的勞動(dòng)條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當(dāng)采用氣壓、液壓等裝夾工件時(shí),可家少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度保證生產(chǎn)安全。(4)、保證工藝紀(jì)律 在生產(chǎn)過(guò)程中使用夾具可確保生產(chǎn)周期,生產(chǎn)強(qiáng)度等工藝秩序。例如:夾具設(shè)計(jì)也是工程技術(shù)人員解決高難度零件的主要手段之一。(5)、降低生產(chǎn)成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具時(shí),由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高和允許使用技術(shù)等級(jí)

11、較低的工人操作,故可明顯降低生產(chǎn)成本。(6)、擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍這是生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術(shù)改造措施,如車床上的拉削,鉆孔加工等,也可用夾具裝夾的加工較復(fù)雜的成型面。2.5機(jī)床夾具組成和分類 (1)、系統(tǒng)元件 (2)、夾緊元件 (3)、夾具體 (4)、連接元件 (5)、對(duì)刀與導(dǎo)向裝置 (6)、其他元件或裝置一機(jī)床夾具的基本組成部分 雖然各類機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)有所不同但按主要功能加以分析。機(jī)床夾具的基本組成部分是定位元件,夾緊裝置和夾具體三個(gè)部分,這也好似夾具體的主要內(nèi)容。1.定位元件 定位元件是夾具的主要功能元件之一 ,通常當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后,定位元件的結(jié)構(gòu)也就確定了。2.夾緊裝

12、置也是夾具的主要元件之一,一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。3.夾具體 通常夾具作為鑄件的結(jié)構(gòu)、鍛件結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu),形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座等多種定位元件,夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。二、幾夾具的其他組成部分 為滿足夾具的餓其他功能要求,各種夾具好要設(shè)計(jì)其他的元件個(gè)裝置。1.連接元件根據(jù)機(jī)床的工作特點(diǎn),夾具在機(jī)床上的安裝。連接常有的兩種方式:一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上,另一種是安裝在機(jī)床主軸上,連接元件用于確定夾具本身在機(jī)床上的位置。2.對(duì)刀與導(dǎo)向裝置對(duì)刀裝置常見(jiàn)在銑床夾具中,用以對(duì)刀塊調(diào)銑刀對(duì)刀前的位置,對(duì)刀時(shí),銑刀不能與對(duì)刀塊直接相連,以免碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀塊工作表面。 導(dǎo)向裝置鉆模板

13、、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套,它們能確定刀具的位置,并引導(dǎo)刀具進(jìn)行切削。3.其他元件和裝置 根據(jù)加工的需要,有些夾具分別采用分度裝夾,靠模裝置上下料加工工藝機(jī)器人等。2.6機(jī)床夾具的分類 1、按夾具的通用特性分類 這是一種基本的分類方法,主要反應(yīng)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性,故也是選擇夾具主要依據(jù)。目前,我國(guó)常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動(dòng)化生產(chǎn)夾具等五大類。 (1)、通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化,具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。其特點(diǎn)是使用性強(qiáng),不需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件,這

14、類夾具以商品化,且成為機(jī)床附件,采用這種夾具可減少生產(chǎn)周期,減少夾具品種從而降低生產(chǎn)成本,其缺點(diǎn)是夾具的精度不高,生產(chǎn)效率也較低,且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件,故使用與單件小批量生產(chǎn)中。 (2)、專用夾具專用夾具是針對(duì)一個(gè)工序的要求而專門設(shè)計(jì)和制造夾具,其特點(diǎn)是針對(duì)性極強(qiáng),沒(méi)有通用性,在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定批量較大的生產(chǎn)中,常用各種專用夾具,可獲得較長(zhǎng),隨著現(xiàn)代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經(jīng)濟(jì)性等方面已多生許多問(wèn)題。 (3)、可調(diào)夾具 可調(diào)夾具是針對(duì)通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來(lái)的異類新型夾具對(duì)不同類型和尺寸的工件,只需調(diào)整或更換原來(lái)夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又稱為通用可調(diào)

15、夾具和成組夾具兩種,前者的通用范圍比通用夾具更大,后者則是一種可調(diào)夾具,它按成組原理設(shè)計(jì)并能加工一組相似零件,故在多品種中,中小批生產(chǎn)中上午有較好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。 (4)、組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具,標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件有較高的精度和耐磨性,可組裝成各種夾具夾具用具既可拆除,留用組裝新的夾具,由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,元件能重復(fù)多次使用,并且有可減少專用家句數(shù)量的優(yōu)點(diǎn),因此、組合夾具在單件中小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中,是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具,組合夾具也已商品化。 (5)、自動(dòng)化生產(chǎn)專用夾具 自動(dòng)化生產(chǎn)專用夾具主要分為線夾具和數(shù)控機(jī)床專用夾具兩大類,自動(dòng)線夾具有兩種:一種是固定完成夾具,一

16、種是隨行夾具,數(shù)控機(jī)床夾具還包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具,隨著制造的現(xiàn)代化,在企業(yè)中數(shù)控機(jī)床的夾具比例正在增加,得以滿足數(shù)控機(jī)床的加工要求,數(shù)控幾傳呼的典型結(jié)構(gòu)是平裝夾具,它是利用標(biāo)準(zhǔn)的模塊組裝的夾具。 2、按夾具使用的機(jī)床分類 這是專用夾具設(shè)計(jì)使用的分類方法,如車床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車床等夾具。設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)機(jī)床的類別、組別、型別主要參數(shù)均以確定。它們不同點(diǎn)是機(jī)床切削成型運(yùn)動(dòng)不同、故夾具與機(jī)床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。 1.4、機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和要求 1、用加劇裝夾工件的優(yōu)點(diǎn)如下: 1)、所保證加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)工件相對(duì)刀具及機(jī)床的位置由夾具保證不

17、受工人技術(shù)的影響,使一批工件的加工精度趨于一致。 2)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速工件不需劃線找正,可顯著的減少輔助工時(shí),提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性,因此可加大切削用量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,可使用多工位夾具,并可采用高小夾緊機(jī)構(gòu),進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 3)、能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍 4)、能降低成本 在批量生產(chǎn)后使用夾具后,由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高,使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因,明顯的降低了成本夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?,沒(méi)個(gè)工件制造的成本是極少的,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而降低的成本,元件批量越大使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)就越大。 5)、改善工人的

18、勞動(dòng)條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。 當(dāng)采用氣動(dòng)、液動(dòng)等夾緊裝置時(shí)可減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,保證安全生產(chǎn)延長(zhǎng)工人的操作壽命,提高企業(yè)整體的技術(shù)水平。 27機(jī)床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與其他裝備設(shè)計(jì)比較有較大的差別,主要表現(xiàn)在以下五個(gè)方面: (1)、要有較短的設(shè)計(jì)和制造周期,一般沒(méi)有條件對(duì)夾具進(jìn)行原理性實(shí)驗(yàn)和復(fù)雜的計(jì)算工作; (2)、夾具的精度一般比工件的精度變了三倍; (3)、夾具在一般情況下是單體制造的,重復(fù)制造的機(jī)會(huì)通常要求夾具在投產(chǎn)時(shí)一次成功。 (4)、夾具和操作工人的關(guān)系非常的密切,要求夾具與生產(chǎn)條件和操作密切結(jié)合。 (5)、夾具的社會(huì)協(xié)作制造條件較差,特別是商品化的元件較少,設(shè)計(jì)

19、者要熟悉夾具的制造方法,以滿足設(shè)計(jì)的工藝要求。 2.8機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)滿足下列四項(xiàng)基本要求 (1)、保證工件的加工精度 即在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中,夾具在滿足以下三項(xiàng)要求,工件在夾具中的定位,夾具在機(jī)床上的位置,刀具的正確位置。 (2)、保證工人的造作安全; (3)、達(dá)到加工的造作生產(chǎn)率要求 (4)、滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)3、 零件的分析3.1零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連,二下方的60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸

20、。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時(shí)分開(kāi)。3.2零件的工藝分析 CA6140車床共有兩處加工表面,其間有一定位置要求。分述如下:1. 以25mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括:25H7mm的孔,以及42mm的圓柱兩端面,其中主要加工表面為25H7mm通孔。2. 以60mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括:60H12的孔,以及60H12的兩個(gè)端面。主要是60H12的孔。3. 銑16H11的槽這一組加工表面包括:此槽的端面,16H11mm的槽的底面,16H11mm的槽兩側(cè)面。4. 以M221.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括:M221.5的螺紋孔,長(zhǎng)32

21、mm的端面。主要加工表面為M221.5螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求,主要是:(1) 60孔端面與25H7孔垂直度公差為0.1mm.。(2) 16H11mm的槽與25H7的孔垂直度公差為0.08mm。由上面分析可知,加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面,再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。4、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單,故選擇鑄件毛坯。4.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?;孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成

22、零件的大批報(bào)廢,是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。(1)粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則,現(xiàn)選取25孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)42作主要定位面,限制5個(gè)自由度,再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度,達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。(2)精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,此處不再重復(fù)。 4.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)

23、要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。(1). 工藝路線方案一工序一 粗、鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25、60孔工序二 粗、精銑60、25孔下端面。工序三 粗、精銑25孔上端面工序四 粗、精銑60孔上端面工序五 切斷。工序六 銑螺紋孔端面。工序七 鉆22孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。工序八 攻M221.5螺紋。工序九 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面工序十 粗銑 半精銑 精銑16H11的槽。工序十一 檢查。上面的工序加工不太合理,因?yàn)橛山?jīng)驗(yàn)告訴我們大多數(shù)都應(yīng)該先銑平面再加工孔,那樣會(huì)更

24、能容易滿足零件的加工要求,效率不高,但同時(shí)鉆兩個(gè)孔,對(duì)設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。(2). 工藝路線方案二工序一 粗、精銑25孔上端面。工序二 粗、精銑25孔下端面。工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25孔。工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸60孔。工序五 粗、精銑60孔上端面工序六 粗、精銑60孔下端面。工序七 切斷。工序八 銑螺紋孔端面。工序九 鉆22孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。工序十 攻M221.5螺紋。工序十一 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面工序十二 粗、半精銑 精銑16H11的槽。工序十三 檢查。上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn),但是在全部工序中間的工序七把兩件銑斷,對(duì)以后的各工序的加工定位夾緊不方便,從而導(dǎo)致

25、效率較低。再看另一方案。(3). 工藝路線方案三工序一 粗、精銑25孔上端面。工序二 粗、精銑25孔下端面。工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25孔。工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸60孔。工序五 粗、精銑60孔上端面工序六 粗、精銑60孔下端面。工序七 銑螺紋孔端面。工序八 鉆22孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。工序九 攻M221.5螺紋。工序十 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面。工序十一 粗、半精銑 精銑16H11的槽。工序十二 切斷。工序十三 檢查。 此方案仍有先鉆孔再銑平面的不足,所以這個(gè)方案仍不是最好的工藝路線綜合考慮以上各方案的各不足因素,得到以下我的工藝路線。(4). 工藝路線方案四工序一 以42外圓為粗基準(zhǔn)

26、,粗銑25孔下端面。工序二 精銑25孔上下端面。工序三 以25孔上端面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25孔,孔的精度達(dá)到IT7。工序四 以25孔為精基準(zhǔn),粗銑60孔上下端面。工序五 以25孔為精基準(zhǔn),精銑60孔上下端面,保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過(guò)0.1。工序六 以25孔為精基準(zhǔn),鉆、鏜、鉸60孔,保證空的精度達(dá)到IT8。工序七 以25孔為精基準(zhǔn),銑螺紋孔端面。工序八 以25孔為精基準(zhǔn),鉆20孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。工序九 以25孔為精基準(zhǔn),鉆一個(gè)20孔,攻M221.5螺紋。工序十 以25孔為精基準(zhǔn),銑槽端面。工序十一 以25孔為精基準(zhǔn),銑16H11的槽保證槽的側(cè)面相對(duì)孔的垂直度誤差是0.08。

27、工序十二 兩件銑斷工序十三 檢查。雖然工序仍然是十三步,但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍(實(shí)際銑削只有兩次,而且刀具不用調(diào)整)。多次加工60、25孔是精度要求所致。以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)圖3。4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“CA6140車床撥叉”;零件材料為HT200,硬度190210HB,毛坯重量1.45kg,生產(chǎn)類型為中批量,鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線,分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:(1).外圓表面(42)考慮其零件外圓表面為非加工表面,所以外圓表面為鑄造毛坯, 沒(méi)有粗糙度要求,因此直接鑄造而成。(2). 外圓表面沿軸

28、線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差(25,60端面)。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)(以下稱工藝手冊(cè))表3.126,取25,60端面長(zhǎng)度余量均為2.5(均為雙邊加工)銑削加工余量為:粗銑 2mm半精銑 0.7mm(3). 內(nèi)孔(60已鑄成50的孔) 查工藝手冊(cè)表2.22.5,為了節(jié)省材料,取60孔已鑄成孔長(zhǎng)度余量為3,即鑄成孔半徑為50mm。 工序尺寸加工余量:鉆孔 5mm 擴(kuò)孔 0.5mm鉸孔 0.1mm 精鉸 0mm 同上,零件25的孔也已鑄出15的孔。 工序尺寸加工余量: 鉆孔至23 余量為8mm 擴(kuò)孔鉆 1.8 mm 粗鉸孔 0.14 mm 精鉸孔 0.06 mm(4). 槽端面至中心線垂直中

29、心線方向長(zhǎng)度加工余量 鑄出槽端面至中心線47mm的距離,余量為3mm。 工序尺寸加工余量: 粗銑端面 2.1 mm 半精銑 0.7 mm 精銑 0.2 mm(5). 螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離,余量為4 mm工序尺寸加工余量: 粗銑頂面 3.1 mm 半精銑 0.7 mm 精銑 0.2 mm (6). 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。4.5確立切削用量及基本工時(shí)工序一 以42外圓為粗基準(zhǔn),粗銑25孔上下端面。(1). 加工條件工件材料:HT200,b

30、=0.16GPa HB=200241,鑄造。加工要求:粗銑25孔上下端面。機(jī)床: X53立式銑床。刀具: W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)(后簡(jiǎn)稱切削手冊(cè))取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o0后角o15,副后角o=10,刀齒斜角s=15,主刃Kr=60,過(guò)渡刃Kr=30,副刃Kr=5過(guò)渡刃寬b=1.5mm。(2). 切削用量1)銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=1.3mm,一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2)每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查切削手冊(cè)f=0.080.15mm/z。由于是對(duì)稱銑,選較小量f=0

31、.15 mm/z。3)查后刀面最大磨損及壽命 查機(jī)械切削用量手冊(cè)表8,壽命T=180min4)計(jì)算切削速度 按2表14, V=1.84n=7.32=6.445)計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(90+36)/6.44=6.99min。工序二 精銑25孔上下端面。1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=200241,鑄造。加工要求:精銑25上下端面。機(jī)床: X6140臥式銑床。刀具: W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)(后簡(jiǎn)稱切削手冊(cè))取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5后角o8,副后角o=8

32、,刀齒斜角s=10,主刃Kr=60,過(guò)渡刃Kr=30,副刃Kr=5過(guò)渡刃寬b=1mm。2. 切削用量1) 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2) 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查切削手冊(cè)表5 f=0.140.24mm/z。由于是對(duì)稱銑,選較小量f=0.14 mm/z。3) 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表8,壽命T=180min4) 計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè)表14,查得 Vf6.44mm/s, 5) 計(jì)算基本工時(shí)tmL+182/ Vf=(2+182)/6.44=5.9min。工序三 以25孔上端面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25孔,孔的精度達(dá)

33、到IT7。 1. 選擇鉆床及鉆頭 選擇Z5125A鉆床,選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=23mm,鉆頭采用雙頭刃磨法, 2.選擇切削用量 (1)決定進(jìn)給量由do=23mm,查2表5 按鉆頭 按機(jī)床強(qiáng)度查1表10.1-2選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 (2)耐用度查2表9T=4500s=75min (3)切削速度查1表10.1-2n=50-2000r/min 取n=1000r/min. .計(jì)算工時(shí)由于所有工步所用工時(shí)很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下:擴(kuò)鉆:選高速鋼擴(kuò)孔鉆 鉸孔:選高速鋼鉸刀 精鉸:選高速鋼鉸刀 工序四 以25孔為精基準(zhǔn),鉆、粗鏜、 精鏜60

34、孔,保證孔的精度達(dá)到IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=55mm,鉆頭采用雙頭刃磨法。選擇Z5163A鉆床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.選擇切削用量 (1)決定進(jìn)給量 查2表5鉆頭進(jìn)給量 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇Z5163A機(jī)床已有的進(jìn)給量 (2)計(jì)算工時(shí)選擇n=600r/min所以.選擇鏜刀選擇高速鋼鏜刀, 粗鏜時(shí)do=59.9mm選擇臥式鏜床T68, 粗鏜時(shí) v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r 精鏜時(shí) v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r工序五 粗銑 半精銑 精

35、銑槽16H11的端面1. 選擇機(jī)床刀具 選擇立式銑床X53K硬質(zhì)合金鋼Yab端銑刀2. 切削用量查2表5 f=0.140.24mm/rT=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min 3. 計(jì)算工時(shí) 半精銑 工序六 精銑槽16H11 本道工序精銑槽之前已進(jìn)行了粗銑和半精銑工步,此工序精銑槽須滿足各技術(shù)要求包括:槽寬16H11,槽深8H12,槽兩側(cè)面粗糙度為3.2,槽底面粗糙度為6.3。1. 選擇機(jī)床及刀具機(jī)床 x61W型萬(wàn)能銑床刀具 錯(cuò)齒三面刃銑刀銑槽do=16mm查1表8 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齒數(shù)z=24

36、2. 計(jì)算切削用量(1) 由1表9.41和3查得 走刀量 f=0.67 mm/r(2) 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度由1表9.46查得 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.20.3 表9.47查得 耐用度為 T=150min (3) 切削速度 由1 式3.2 查表 9.48 得其中: 修正系數(shù) m=0.5 代入上式,可得 v=49.5m/min=0.82m/s (4) 確定機(jī)床主軸速度 由3 按機(jī)床選取主軸轉(zhuǎn)速為6.33 r/s所以 實(shí)際切削速度為 3. 計(jì)算切削工時(shí) 工序七 銑螺紋孔頂面1. 選擇機(jī)床及刀具機(jī)床:X53K立式銑床。刀具:硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。2. 切削用量1) 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選

37、擇ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2) 刀具耐用度 查2表 壽命T=180min。 3) 計(jì)算切削速度查2得 Vc0.38mm/s,n=1.53r/min,Vf=1.42mm/s工序八 兩件銑斷5、 夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工序:精銑槽16H11的夾具5.1問(wèn)題的提出本夾具要用于精銑槽16H11,對(duì)槽16H11的要求有:槽寬16H11 精度等級(jí)為IT12級(jí),槽深8H12 精度等級(jí)為IT12級(jí),槽兩側(cè)面粗糙度為3.2,槽底面粗糙度為6.3。本道工序只精銑一下槽即達(dá)到各要求,因此,在本道工序加工時(shí),我們應(yīng)首先考慮保證槽的各加工精度,如何提高生產(chǎn)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 5.2夾具設(shè)計(jì)1定位基準(zhǔn)的選擇擬

38、定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理,否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?;鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求,從保證零件的加工精度要求出發(fā),合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求,也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求,所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高加工精度。25的孔和其兩端面都已加工好,為了使定位誤差減小,選擇已加工好的25孔和其端面作為定位精基準(zhǔn),來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具,以兩銷和兩已加工好的25孔的端面作為定位夾具。

39、 為了提高加工效率,縮短輔助時(shí)間,決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。1 切削力和夾緊力計(jì)算(1)刀具: 高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀 160mm z=24機(jī)床: x61W型萬(wàn)能銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中: 修正系數(shù) z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí),須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中:為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 (2)夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘: 公稱直徑d=20mm,材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極

40、限: 極限應(yīng)力幅:許用應(yīng)力幅:螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 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3. 定位誤差分析(1) 定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和兩定位銷,孔與銷間隙配合。 (2) 工件的工序基準(zhǔn)為孔心,當(dāng)工件孔徑為最大,定位銷的孔徑為最小時(shí),孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工,所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定

41、位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同,則其定位誤差為: Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷,一擋銷定位,工件始終靠近定位銷的一面,而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是,由于加工是自由公差,故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。4. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于操作,降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殓M床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)榫M切削余量小,切削力小,所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)

42、點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大,故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)???結(jié)本文是CA6410車床撥叉831002的加工工藝和夾具設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的總體過(guò)程可以概括為,首先對(duì)撥叉零件的結(jié)構(gòu)、形狀及材料作整體分析,然后初選加工工藝方案,并對(duì)工藝方案進(jìn)行比較選擇合理的工藝路線,然后計(jì)算分析尺寸,并制定出工藝卡片。最后是夾具的設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)里所學(xué)的知識(shí),是理論與實(shí)際相結(jié)合的一個(gè)成果。由于專業(yè)知識(shí)有限,在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題主要通過(guò)老師的講解,同學(xué)們的討論以及查閱資料來(lái)解決。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),我對(duì)課本理論知識(shí)有了更深刻了理解,同時(shí),我的看圖,繪圖能力也有了較大的提高。這對(duì)我以

43、后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1、楊叔子主編.機(jī)械加工工藝師手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20012、李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19943、孫本緒、熊萬(wàn)武編.機(jī)械加工余量手冊(cè).北京:國(guó)防工業(yè)出版社,19994、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社5、趙家齊主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京.機(jī)械工業(yè)出版社,20006、劉守勇主編.機(jī)械制造工業(yè)與機(jī)床夾具.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20007、田春霞主編.數(shù)控加工工藝.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20068、吳拓、方瓊珊主編. 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005 9、黃云清主

44、編.公差配合與測(cè)量技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001 致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識(shí),是理論與實(shí)際相結(jié)合的一次考驗(yàn)。通過(guò)這次設(shè)計(jì),我的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力有了很大的提高,尤其是看圖、繪圖、設(shè)計(jì)能力,為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過(guò)程中,我進(jìn)一步加深了對(duì)課本知識(shí)的理解,進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計(jì)過(guò)程,收獲頗豐。本次設(shè)計(jì)是在鄭培文老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。我的機(jī)械工藝知識(shí)有限,在設(shè)計(jì)中常常碰到問(wèn)題,是鄭老師不厭其煩的指導(dǎo),不斷的點(diǎn)拔迷津,提供相關(guān)資料,才使其順利完成。鄭老師耐心的講解,使我如沐春風(fēng)。不僅如此,鄭培文老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動(dòng)了我。在此,我向鄭老師表示最真誠(chéng)的感謝。同時(shí),感謝同組同學(xué)的支持和幫助,使我更好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。

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