機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)-軸套徑向孔鉆模設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、PROE三維】
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摘要軸套是機(jī)器設(shè)備中的關(guān)鍵零件之一,其質(zhì)量好壞直接影響機(jī)器設(shè)備的使用性能和壽命。因此要求軸套材質(zhì)具一定的強(qiáng)度,剛度及其耐磨性能。本課題從軸套的加工工藝的分析出發(fā),對(duì)軸套的加工工藝,切削用量等進(jìn)行分析與設(shè)計(jì),撰寫(xiě)合理的工藝路線。對(duì)工藝路線的合理設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)的合理選取不但影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)率,而且影響到工人、設(shè)備、工藝裝備及生產(chǎn)場(chǎng)地等的合理利用,從而影響生產(chǎn)成本。在指定工藝路線之后,對(duì)鉆5孔進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì),并最終完成本次設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:夾具設(shè)計(jì)、工藝分析、工藝設(shè)計(jì)目錄 一、工藝設(shè)計(jì)17 1.1課題背景及發(fā)展趨勢(shì)17 1.2 夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容17 1.3設(shè)計(jì)目的17 1.4設(shè)計(jì)成果18 1.5設(shè)計(jì)過(guò)程18 二、零件分析19 2.1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型19 2.2零件的作用19 2.3審查零件圖樣工藝性19 2.4毛坯圖設(shè)計(jì)20 2.5零件的毛坯熱處理20 2.6零件的毛坯成型20 三、夾具設(shè)計(jì)21 3.1夾具的簡(jiǎn)介21 3.2 機(jī)床夾具的分類、基本組成和功用22 3.3設(shè)計(jì)問(wèn)題的提出22 3.3.1設(shè)計(jì)前的工作準(zhǔn)備22 3.3.2 明確工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)22 3.3.3 熟悉工件零件圖和工序圖23 3.4定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)23 3.5夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)24 3.5.1切削力等參數(shù)計(jì)算24 3.5.2夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算25 3.6夾具體的設(shè)計(jì)26 3.7 設(shè)計(jì)夾具體和繪制夾具圖27 3.8夾具的裝配要求28 3.9夾緊設(shè)計(jì)的論證29結(jié)論參考文獻(xiàn)致謝前言加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次鞏固,是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。該夾具具有良好的加工精度,針對(duì)性強(qiáng),本夾具具有夾緊力裝置,具備現(xiàn)代車床夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn),可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間,大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力,有效地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。本夾具能在加工常規(guī)零件的時(shí)候使質(zhì)量進(jìn)一步提升,并降低勞動(dòng)強(qiáng)度,能在保證產(chǎn)品質(zhì)量加工精度的同時(shí)批量生產(chǎn),從而降低生產(chǎn)成本。從而夾具的使用在某種程度上提高實(shí)際生產(chǎn)中企業(yè)的效益。因而對(duì)夾具知識(shí)的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí),在今天顯的優(yōu)為重要起來(lái)。一、 工藝設(shè)計(jì)1.1課題背景及發(fā)展趨勢(shì)材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ),一方面,技術(shù)制約著設(shè)計(jì);另一方面,技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看,技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用,只要善于應(yīng)用材料的特性,予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?,就能夠?chuàng)造出實(shí)用,美觀,經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品,即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo),新材料,新工藝的出現(xiàn),必然給產(chǎn)品帶來(lái)新的結(jié)構(gòu),新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料,加工工藝,結(jié)構(gòu),產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的,某個(gè)環(huán)節(jié)的變革,便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。工業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求,使多品種,對(duì)中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流,為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì),必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。1.2 夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成夾具的元件可以劃分為以下幾類:(1)定位元件及定位裝置;(2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機(jī)構(gòu)); (3)夾具體;(4)對(duì)刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對(duì)刀裝置及靠模裝置等);(5)動(dòng)力裝置;(6)分度,對(duì)定裝置;(7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等);每個(gè)夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動(dòng)夾具就沒(méi)有動(dòng)力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu),例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。專用夾具的設(shè)計(jì)主要是對(duì)以下幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì):(1)定位裝置的設(shè)計(jì);(2)夾緊裝置的設(shè)計(jì);(3)對(duì)刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì);(4)夾具體的設(shè)計(jì);(5)其他元件及裝置的設(shè)計(jì)。1.3設(shè)計(jì)目的本次設(shè)計(jì)是在教學(xué)過(guò)程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),能提高我們獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,也能提高我們知識(shí)綜合運(yùn)用能力,讓我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)中,熟悉設(shè)計(jì)步驟、開(kāi)拓設(shè)計(jì)思維、提高創(chuàng)新能力;培養(yǎng)我們具有勤奮踏實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度和積極思考的創(chuàng)新精神。為即將走向社會(huì),服務(wù)社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)讓我們?cè)谝韵聨讉€(gè)方面得到提高:1、綜合運(yùn)用所學(xué)的課程和生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行一次全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練,從而培養(yǎng)和提高我們的獨(dú)立工作能力。2、鞏固所學(xué)知識(shí)。掌握工裝夾具設(shè)計(jì)方法;確定機(jī)械零件的加工方案;擬定工藝路線;選擇機(jī)床和工藝裝備。3、通過(guò)對(duì)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐,樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他選修課程的理論與實(shí)際知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)的能力。4、了解機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的一般方法,并舉一反三的掌握其他一些機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律與步驟。5、通過(guò)制定設(shè)計(jì)方案,合理選擇夾具機(jī)構(gòu)和零件類型,正確計(jì)算零件的工作能力,確定尺寸及掌握機(jī)械零件,以較全面的考慮制造工藝,使用和維護(hù)要求,之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件,夾具和一些簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程和方法。1.4設(shè)計(jì)成果1、產(chǎn)品零件圖 1張2、產(chǎn)品毛坯圖 1張3、機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 1份4、機(jī)械加工工序卡片 1套5、夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1份6、夾具設(shè)計(jì)零件圖 1套7、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份1.5設(shè)計(jì)過(guò)程1資料查詢(1-1) 在圖書(shū)館查閱組員所需要的相關(guān)資料(1-2) 在電腦與互聯(lián)網(wǎng)上查閱組員所需要的相關(guān)資料2工藝設(shè)計(jì)(2-1)零件圖與毛坯圖的繪制(2-2)零件圖的工藝流程插圖繪制(2-3)工藝卡與工藝過(guò)程卡的填寫(xiě)3夾具設(shè)計(jì)(3-1)定位裝置的設(shè)計(jì)(3-2)夾緊裝置的設(shè)計(jì)(3-3)刀具導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)4文案編寫(xiě)(4-1)設(shè)計(jì)方案的統(tǒng)計(jì)及電子文檔的輸入(4-2)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)與參考文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)5等待評(píng)審(5-1)評(píng)審合格,裝訂表:本次設(shè)計(jì)的過(guò)程 二、零件分析2.1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型軸套,該產(chǎn)品年產(chǎn)量Q=10000(臺(tái)/年),n=1(件/臺(tái)),設(shè)其備品率a%為10%,機(jī)械加工廢品率%為1%,現(xiàn)制定該曲軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。年生產(chǎn)綱領(lǐng): N=QxNx(1+a%+%)=10000x1x(1+a%+%)=11100件軸套圖的年產(chǎn)量為111000件,現(xiàn)在已知該產(chǎn)品為中型機(jī)械,根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系,可確定其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。2.2零件的作用題目所給的“軸套圖”零件,材料是Q235A鋼,可以推斷,該零件受力不大,是起到操縱、調(diào)節(jié)方面的作用。2.3審查零件圖樣工藝性軸套零件圖樣的視圖正確、完整,尺寸、公差及技術(shù)基本要求齊全。零件材料是Q235A鋼,該材料有較高強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性和減震性。圖:軸套圖圖樣從零件圖分析軸套圖需要加工表面以及加工表面的位置要求:序號(hào)主要加工要素初步考慮加工方式1左右端面車床加工2外圓車床加工3單孔鉆床加工表:軸套圖零件主要加工面分析2.4毛坯圖設(shè)計(jì)毛坯形狀和尺寸,基本上取決于零件形狀和尺寸。零件和毛坯的主要差別,在于在零件需要加工的表面上,加上一定的機(jī)械加工余量,即毛坯加工余量。毛坯制造時(shí),同樣會(huì)產(chǎn)生誤差,毛坯制造的尺寸公差稱為毛坯公差。毛坯加工余量和公差的大小,直接影響機(jī)械加工的勞動(dòng)量和原材料的消耗,從而影響產(chǎn)品的制造成本。所以現(xiàn)代機(jī)械制造的發(fā)展趨勢(shì)之一,便是通過(guò)毛坯精化,使毛坯的形狀和尺寸盡量和零件一致,力求作到少、無(wú)切削加工。毛坯加工余量和公差的大小,與毛坯的制造方法有關(guān),生產(chǎn)中可參考有關(guān)工藝手冊(cè)或有關(guān)企業(yè)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。在確定了毛坯加工余量以后,毛坯的形狀和尺寸,除了將毛坯加工余量附加在零件相應(yīng)的加工表面上外,還要考慮毛坯制造、機(jī)械加工和熱處理等多方面工藝因素的影響。下面僅從機(jī)械加工工藝的角度,分析確定毛坯的形狀和尺寸時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題。(1)工藝搭子的設(shè)置(2)整體毛坯的采用(3)合件毛坯的采用。圖:軸套圖毛坯圖2.5零件的毛坯熱處理零件材料是Q235A鋼,根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。考慮到零件加工批量的要求及生產(chǎn)成本的要求,采用鑄件。由于零件年產(chǎn)量為11100件,已達(dá)到批生產(chǎn)的水平,屬批生產(chǎn)。此外,考慮到殘余應(yīng)力,鑄造后安排退火處理。鋼質(zhì)毛坯頸毛坯成型后應(yīng)安排正火,以消除殘留的內(nèi)應(yīng)力,并使不均勻的金相組織通過(guò)重新結(jié)晶而得到細(xì)化均勻的組織,從而改善了加工性。2.6零件的毛坯成型零件材料為Q235A鋼,考慮到零件需加工表面少,精度要求不高,有強(qiáng)肋,且工作條件不差,既無(wú)交變載荷,又屬于間歇工作,故選用金屬型鑄件,以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)綱量要求。零件形狀簡(jiǎn)單,因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近,又因內(nèi)孔很小,不可鑄出 三、夾具設(shè)計(jì)3.1夾具的簡(jiǎn)介一個(gè)機(jī)床的機(jī)械制造工藝系統(tǒng)由機(jī)床、工件、刀具和夾具組成。機(jī)床夾具的用以裝夾工件的一種裝置,其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有一個(gè)正確的位置,并在加工過(guò)程中這個(gè)位置不變,可以看出夾具在機(jī)械加工中占有很重要的地位,尤其是在成批生產(chǎn)時(shí)更是大量采用機(jī)床夾具,它們是機(jī)床和工件之間的連接裝置,使工件相對(duì)機(jī)床或刀具獲得正確的位置。機(jī)床夾具的好壞直接影響工件加工表面的位置精度。所以,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是裝備設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。機(jī)床夾具是在金屬切削中用以準(zhǔn)確地確定工件位置,并將其牢固地夾緊,以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是:可靠的保證工件的加工質(zhì)量,提高加工效率,減輕勞動(dòng)輕度,充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此,機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類齊全的工藝裝備。1、機(jī)床夾具的現(xiàn)狀國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明,目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85左右?,F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代,以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而,一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具,一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里,約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具;另一方面,在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中,每隔34年就要更新5080左右專用夾具,而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為1020左右。特別是近年來(lái),數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)(GT)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)等新加工技術(shù)與理念的應(yīng)用,對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求:(1)能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn),以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,降低生產(chǎn)成本;(2)能裝夾一組具有相似性特征的工件;(3)能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具;(4)能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具;(5)采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置,以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;(6)提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。2、現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。(1)標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):GB/T2148T225991以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化,有利于夾具的商品化生產(chǎn),有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,降低生產(chǎn)總成本。(2)精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高,勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。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(pán),其分度精度可達(dá)0.1;用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤(pán),其定心精度為5m。(3)高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如,在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件,效率可提高5倍左右;在車床上使用高速三爪自定心卡盤(pán),可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件,從而使切削速度大幅度提高。目前,除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外,在數(shù)控機(jī)床上,尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置,充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。(4)柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似,它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、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、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要,擴(kuò)大夾具的柔性化程度,改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu),發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu),將是今后夾具發(fā)展的主要方向。3.2 機(jī)床夾具的分類、基本組成和功用機(jī)床夾具按其使用范圍可分為以下五種基本類型:通用夾具,專用夾具,通用可調(diào)整夾具和成組夾具,組合夾具,隨行夾具。機(jī)床夾具的基本組成,根據(jù)功用一般可分為:1)定位原件或裝置,用以確定工件在夾具中的正確位置;2)刀具導(dǎo)向原件或裝置,用以引導(dǎo)刀具或用以調(diào)整刀具相對(duì)于工件的位置;3)夾緊元件或裝置,用以?shī)A緊元件;4)連接原件,用以確定工件在機(jī)床上的正確位置并與機(jī)床相連接;5)夾具體,用以連接各夾具元件及裝置,使之成為一個(gè)整體,并通過(guò)它將夾具安裝在機(jī)床上;6)其他元件及裝置,如分度裝置、防錯(cuò)裝置等。機(jī)床夾具的功用一般為:1)保證加工質(zhì)量;2)提高生產(chǎn)率,降低成本;3)擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍,做到一機(jī)多能;4)平衡各工序時(shí)間,以便組織流水生產(chǎn);5)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,保證生產(chǎn)安全。3.3設(shè)計(jì)問(wèn)題的提出3.3.1設(shè)計(jì)前的工作準(zhǔn)備1)熟悉任務(wù)書(shū),明確設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求;2)熟悉設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)、有關(guān)資料、圖紙等;3)觀看實(shí)物,了解夾具的工作過(guò)程。3.3.2 明確工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)這是夾具總體方案確定的依據(jù)之一,它決定了夾具的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度。如大批量生產(chǎn)時(shí),一般選擇機(jī)動(dòng)、多工件。自動(dòng)化程度高的方案,結(jié)構(gòu)也隨之復(fù)雜,成本也提高較多。經(jīng)分析所加工工件屬于輕型零件,根據(jù)所加工工件可知,屬于中批生產(chǎn)??紤]到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性,將夾具設(shè)計(jì)成可快速夾緊的手動(dòng)夾具,即可滿足要求。3.3.3 熟悉工件零件圖和工序圖零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求,工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準(zhǔn)、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案,這是夾具設(shè)計(jì)的直接依據(jù)。本本設(shè)計(jì)的夾具的內(nèi)容是:鉆直徑5的孔夾具設(shè)計(jì)圖:本次夾具涉及的工序工件在機(jī)床上的定位,實(shí)際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機(jī)床上的定位兩個(gè)方面,這里只討論工件在夾具上的定位。因?yàn)楣ぜ亩ㄎ换鶞?zhǔn)和定位元件均有制造誤差,所以工件在夾具中定位后的實(shí)際位置將在一定范圍內(nèi)變動(dòng),即存在一定的定位誤差,設(shè)計(jì)定位裝置時(shí),就要控制這一誤差在加工中所允許的范圍內(nèi)。夾具的作用是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度(1) 設(shè)計(jì)夾具必須滿足工藝要求,結(jié)構(gòu)性能可靠,使用省力安全,操作方便,有利于實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗,改善勞動(dòng)條件,提高標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化水平。(2) 要深入現(xiàn)場(chǎng),聯(lián)系實(shí)際,確定設(shè)計(jì)方案。(3) 具有良好的工藝性,即所設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修,且便于切屑的清理、排除。(4) 夾具設(shè)計(jì)必須保證圖樣清晰、完整、正確、統(tǒng)一。(5) 對(duì)精密、重大、特殊的夾具應(yīng)附有使用說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。3.4定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)工件定位就是工件在工藝系統(tǒng)中的正確位置。其目的是為了保證工件與加工面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間的位置公差和距離尺寸精度。其要求一是為了保證加工面與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的位置公差(同軸度、平行度、垂直度等),工件定位應(yīng)使工件加工面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與機(jī)床保持一正確的位時(shí)應(yīng)使工件加工面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與刀具保持一正確的位置。在空間直角坐標(biāo)系中,剛體具有六個(gè)自由度,即沿X、Y、Z軸移動(dòng)的三個(gè)自由度和繞此三軸旋轉(zhuǎn)的三個(gè)自由度。用六個(gè)合理分布的支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度,使工件在夾具中占據(jù)正確的位置,稱為六點(diǎn)定位原理。現(xiàn)在我們就來(lái)分別限制他的自由度。本夾具的主要定位元件為定位銷,三個(gè)定位銷分別限制了剛體沿X、Y、Z軸移動(dòng)的自由度和沿剛體軸旋轉(zhuǎn)的自由度, 3.5夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.5.1切削力等參數(shù)計(jì)算(一)鉆攻5孔夾具切削力計(jì)算(1)確定機(jī)床型號(hào)并修正切削用量 初選取機(jī)床為Z525B,機(jī)床功率2.2Kw,查閱機(jī)械加工工藝手冊(cè)Z525B鉆床的性能參數(shù),并根據(jù)機(jī)床實(shí)際參數(shù)修正切削速度與主軸轉(zhuǎn)速。理論選取的進(jìn)給量為f=0.23mm/s,與Z525B鉆床匹配進(jìn)給量為,f=0.32mm/s。上述計(jì)算得主軸轉(zhuǎn)速理論計(jì)算值為n=467.21r/min,與Z525B鉆床匹配的主軸轉(zhuǎn)速n=475 r/min。那么切削速度vc=v/1000=11.94m/min。(2)計(jì)算切削力并校驗(yàn)機(jī)床功率A.切削時(shí)產(chǎn)生的鉆孔切削力計(jì)算:式中計(jì)算所需的參數(shù),查閱機(jī)械加工工藝手冊(cè)鉆削時(shí)切削速度計(jì)算公式表格中選?。篊F=612、d=8mm、ZF=0.9、T=60、f=0.32mm/s、yF=0.64、kF=0.33,帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得:B.切削時(shí)產(chǎn)生的切削扭矩值計(jì)算:式中計(jì)算所需的參數(shù),查閱機(jī)械加工工藝手冊(cè)鉆削時(shí)切削速度計(jì)算公式表格中選?。篊M=0.33、d=8mm、ZM=1.82、f=0.32mm/s、yM=0.64、kM=0.88帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得:C.切削所消耗的功率值計(jì)算:D.機(jī)床功率校核計(jì)算得產(chǎn)生的功率P=0.25KwZ525B機(jī)床銘牌額定功率P額=2.2Kw,并有一定的富裕量,富裕系數(shù)S=5.64。故上述計(jì)算的切削用量全部可用:ap=4mm、n=475r/min、Vc=11.94m/min、f=0.32mm/s。3.5.2夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算在設(shè)計(jì)夾具時(shí),選擇工件的夾緊方法一般與選擇定位方法同時(shí)考慮,有時(shí)工件的定位也是在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí),必須滿足下列基本要求:(1) 在夾緊過(guò)程中應(yīng)能保證工件在定位時(shí)以獲得的正確位置。(2) 夾緊應(yīng)適當(dāng)和可靠。夾緊機(jī)構(gòu)一般要有自鎖作用,保證在加工過(guò)程中工件不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)或振動(dòng)。在夾壓工件時(shí),不許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。(3) 夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作方便、安全省力,以便減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。(4) 夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。(5) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具有良好的工藝性。結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、緊湊和剛性好。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化夾具裝置和標(biāo)準(zhǔn)化元件,以便縮短夾具的設(shè)計(jì)和制造周期。在設(shè)計(jì)夾具裝置時(shí),首先要確定的就是夾緊力的三要素,然后就進(jìn)一步選擇適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)方式,并具體設(shè)計(jì)合理的夾緊機(jī)構(gòu)。(1) 夾緊力方向的確定在實(shí)際生產(chǎn)中,盡管工件的安裝方式各式各樣,但對(duì)夾緊力作用方向的選擇必須考慮下面幾點(diǎn):1) 夾緊力的作用方向應(yīng)不破壞工件定位的準(zhǔn)確性和可靠性。要做到這條要求,夾緊力的方向應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn),把工件壓向定位元件的主要定位面上。2) 夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能小。由于工件在不同方向上剛度是不等的,不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。3) 夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小。在保證夾緊可靠的情況下,減少夾緊力可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率,同時(shí)可以使機(jī)構(gòu)輕便、緊湊以及減少工件變形(2) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須注意一下幾點(diǎn):1) 夾緊力應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的支承面內(nèi)。2) 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛度較好的部位上。3) 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面以減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。(3) 夾緊力大小的確定夾緊力大小要適當(dāng),過(guò)大了會(huì)使工件變形,過(guò)小了則在加工時(shí)工件會(huì)松動(dòng)造成報(bào)廢甚至發(fā)生事故。采用手動(dòng)夾緊時(shí),可憑人力來(lái)控制夾緊力的大小,一般不需要算出所需夾緊力的確切數(shù)值,只是必要時(shí)進(jìn)行概略的估算。計(jì)算夾緊力,夾緊工件所需的夾緊力如前所述,本工序只需計(jì)算防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)所需的夾緊力W,根據(jù)工件力矩平衡條件可得: 式中 N-V型塊工作面對(duì)工件的反作用力, G-工件自重; D-工件定位基準(zhǔn)直徑; M-切削力矩; ,-夾緊面和夾具定位面上的摩擦系數(shù)。將N值帶入上世的實(shí)際夾緊力為: 其中已知D=75.1mm,G=748.7N,=0.25,算得:壓蓋夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的夾緊力,查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表螺母夾緊力可得用扳手的M14六角螺母許用夾緊力=7950N,顯然,故本夾具可以安全的工作。3.6夾具體的設(shè)計(jì)夾具體是整個(gè)夾具的基座骨架,通過(guò)它將夾具的各組成裝置和元件連接為一個(gè)整體,并且通過(guò)它將夾具安裝在機(jī)床上。因此夾具體的形成和尺寸由夾具上各組成元件的分布情況及工件的形狀尺寸所決定,所以應(yīng)提出如下要求。夾具體必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度,以保證加工過(guò)程中,在切削力、夾緊力等作用下,不會(huì)產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng),為此夾具體要有足夠的壁厚。如鑄造夾具體的壁厚一般取825mm。 在保證所需結(jié)構(gòu)形狀和強(qiáng)度、剛度的前提下,應(yīng)盡量使夾具體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,盡量使夾具體重量輕、體積小。 夾具體要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和實(shí)用性,便于制造和裝配。 要變于切屑的清除。 夾具體在機(jī)床上的安裝要正確、穩(wěn)定、可靠。圖:夾具體結(jié)構(gòu)3.7 設(shè)計(jì)夾具體和繪制夾具圖(1)總裝配圖應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)盡可能1:1地繪制,這樣圖樣有良好的直觀性。主視圖應(yīng)按操作實(shí)際位置布置,三視圖要能完整清楚表示出夾具的工作原理和結(jié) 構(gòu)。(2)視工件為透明體,用雙點(diǎn)畫(huà)線畫(huà)出主要部分(如輪廓,定位面夾緊面和加工表面)。畫(huà)出定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置。(3)按照夾緊狀態(tài)畫(huà)出夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu)。(4)畫(huà)出夾具體及其他聯(lián)接用的元件(聯(lián)接體、螺釘?shù)龋瑢A具各組成元件聯(lián)成一體。(5)標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等夾具的外形尺寸,所設(shè)計(jì)夾具的最大長(zhǎng)、寬、高尺寸。如本次設(shè)計(jì)中的長(zhǎng)420mm,寬220mm,高205mm。夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸,即夾具在機(jī)床上的定位、國(guó)定尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對(duì)定裝置等。夾具與刀具的聯(lián)系尺寸,如用對(duì)刀塊對(duì)刀時(shí)塞尺的尺寸、對(duì)刀塊表面到定位表面的尺寸即公差。如快換鉆套與襯套之間采用間隙配合,其尺寸公差為 ,襯套與鉆模板之間采用過(guò)盈配合,其尺寸公差為 。夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類。如定位螺桿14與夾具體孔的配合 。各定位元件之間,定位元件與導(dǎo)向元件之間,各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差。如設(shè)計(jì)中菱形定位銷7相對(duì)于已加工好兩孔中心線位置要求 mm;上述聯(lián)系尺寸和位置尺寸的公差,一般取工件的相應(yīng)公差的1/31/10,最常用的是1/3。(6)標(biāo)注技術(shù)條件和要求。夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸和技術(shù)要求,主要目的是為了檢驗(yàn)本工序零件加工表面的形狀,位置和尺寸精度在夾具中是否可以達(dá)到,為了設(shè)計(jì)夾具零件圖,也為了夾具裝配和裝配精度的檢測(cè)。(7)對(duì)零件編號(hào),填寫(xiě)標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。每一個(gè)零件都必須有自己的編號(hào),此編號(hào)是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動(dòng)中,生產(chǎn)部件按零件編號(hào)生產(chǎn)、查找工作。完整填寫(xiě)標(biāo)題欄,如裝配圖號(hào)、名稱、單位、設(shè)計(jì)者、比例等。完整填寫(xiě)明細(xì)表,一般來(lái)說(shuō),加工工件填寫(xiě)在明細(xì)表的下方,標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫(xiě)在明細(xì)表的上方。注意,不能遺漏加工工件和標(biāo)準(zhǔn)件、配套件。在上述定位,夾緊方案的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)夾具體將各個(gè)部分連接成整體,并繪制成夾具圖,并按照夾具裝配圖繪制出部分非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖。圖:夾具裝配圖3.8夾具的裝配要求本裝置的裝配主要存在以下幾個(gè)方面:(1)夾具體在工作臺(tái)的裝夾,工作臺(tái)是鏜床的一部分,它的平面度是有保證的,在裝夾中主要以它為參考基準(zhǔn),夾具體是鑄造件,它的底面是要和工作臺(tái)相接觸的,它的底面的加工誤差就是它和工作臺(tái)的裝夾誤差 ,在裝配主要調(diào)整這方面的誤差。(2)工件在夾具體上的裝夾,工件和夾具體都是鑄造件,并且采用銷釘定位,保證工件被加工孔的軸線和夾具體的裝夾表面的平行度,銷釘定位的距離精度要求和配合精度要求。銷釘?shù)亩ㄎ徊荒艹霈F(xiàn)工件和夾具體的相對(duì)移動(dòng),還要保證工件側(cè)面和夾具體表面的垂直度,最好使用調(diào)節(jié)法進(jìn)行調(diào)整。(3)對(duì)刀塊在夾具體上的裝夾,鉆套的裝配是十分重要的,它的裝配精度直接影響工件的加工精度,按照對(duì)刀快零件圖的要求公差進(jìn)行裝配,保證平行度要和垂直度要求。(4)鉆套和工件的相對(duì)位置的調(diào)整,它們之間的距離精度在安裝中按照裝配要求安裝。(5)最終的安裝誤差要符合工件加工的最小誤差,才能進(jìn)行加工。3.9夾緊設(shè)計(jì)的論證(1)首先根據(jù)已知工件需要,選擇加工機(jī)床,應(yīng)選用立式鉆床加工比較合理。(2)然后工件主要定位部分為采用雙v形塊進(jìn)行定位,正好滿足六點(diǎn)定位原理,由于限制了六方自由度,所以只需要將工件夾緊就可以進(jìn)行加工了,在垂直方向上進(jìn)行夾緊,因此本次設(shè)計(jì)采用此種定位方案有其優(yōu)點(diǎn)。(3)最后利用雙v塊中兩側(cè)加以螺栓進(jìn)行夾緊,工件的夾緊力的方向應(yīng)該垂直與工件的軸線方向,作用點(diǎn)為軸的切點(diǎn)。(4)最后,對(duì)整個(gè)夾緊方案分析得出,定位約合六點(diǎn)定位原理,夾緊工件穩(wěn)定,所以此夾具設(shè)計(jì)可行??偨Y(jié)通過(guò)1個(gè)多月的辛苦勞動(dòng),終于完成了此次設(shè)計(jì),雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中很辛苦,但卻很充實(shí),通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和基本技能,結(jié)合幾次畢業(yè)實(shí)習(xí),使我在理論與實(shí)際相結(jié)合的綜合能力得到了很大的進(jìn)步,對(duì)工件的工藝分析、制定加工工藝路線和工藝卡片以及工藝裝備的設(shè)計(jì)等綜合訓(xùn)練都有了很大的提高,在老師精心指導(dǎo)下我們小組共同在完成課題的過(guò)程中培養(yǎng)了我們勇于創(chuàng)新探索,事實(shí)求是,團(tuán)體協(xié)作的精神提高了自己的專業(yè)理論水品,構(gòu)思能力和判斷能力。本設(shè)計(jì)研究過(guò)程中仍然存在不足之處,有的問(wèn)題還待于進(jìn)一步深入,具體如下:(1)缺乏實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn),對(duì)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(jì)不太完善,在與計(jì)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(shí)際中尚不明確。本論文由于時(shí)間倉(cāng)促,設(shè)計(jì)水平有限,存在不少缺點(diǎn),本次設(shè)計(jì)缺乏現(xiàn)場(chǎng)分析,另外個(gè)別零件不見(jiàn)的設(shè)計(jì)還不堪完整,還需要多加改進(jìn),請(qǐng)老師指出不足之處。參考文獻(xiàn)1徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995.2吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)師.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.3周志雄 羅紅平 等.切點(diǎn)跟蹤磨削法磨削曲軸零件的若干問(wèn)題探討J.中國(guó)機(jī)械工程4談榮望. 機(jī)械設(shè)計(jì).北京:中國(guó)鐵道出版社,1989. 5李海國(guó). 機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)展與未來(lái).汽車制造業(yè),20056曾秦. 汽車制造工藝學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20057 劉守勇主編.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具.北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2004年8 胡建新編著.機(jī)床夾具第2版.北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2001年1月9 劉撰爾主編.形狀與位置公差原理與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社,1999年6月第一版10 方昆凡、宮治平同編公差與配合手冊(cè).北京出版社,1984年致 謝為期數(shù)周的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼就過(guò)去了,通過(guò)這幾個(gè)星期的畢業(yè)設(shè)計(jì),使我綜合運(yùn)用了幾年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中,發(fā)現(xiàn)自己在理論與實(shí)踐中還有很多的不足,自己的知識(shí)中還存在著很多的漏洞,看到了自己自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏,理論到實(shí)踐的能力還急需提高。首先,感謝學(xué)校給我們提供這次難得的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),這讓我們真切的體會(huì)到了理論與實(shí)際相結(jié)合的意義,為我今后的機(jī)械制造技術(shù)設(shè)計(jì)思路莫定了基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然不屬于實(shí)踐的操作,但是從這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中能讓我們學(xué)習(xí)到一些課本中不能引起我們注意的細(xì)節(jié)東西,感謝學(xué)校為我們提供這次寶貴的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)!我本次的畢業(yè)設(shè)計(jì),得到了指導(dǎo)老師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo),使得本設(shè)計(jì)得以順利完成,其中無(wú)不飽含著老師的汗水和心血。首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師,在整個(gè)過(guò)程中他給了我很大的幫助。他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣;他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。老師淵博的專業(yè)知識(shí),嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,精益求精的工作作風(fēng),誨人不倦的高尚師德,嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范,樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我掌握了基本的研究方法,還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。同時(shí)感謝所有同學(xué)來(lái)對(duì)我的培養(yǎng)。是你們?cè)谖矣欣щy的時(shí)候幫我們解決困難。借此,感謝我的大學(xué),不僅讓我學(xué)到了書(shū)本的基礎(chǔ)知識(shí),更重要的是讓我學(xué)會(huì)了如何做一名優(yōu)秀的大學(xué)生,如果沒(méi)有你們的辛勤教誨,也不會(huì)有我今天的成長(zhǎng)。也感謝學(xué)院為我們提供了一次這樣好的機(jī)會(huì),使自己在學(xué)習(xí)的同時(shí)也鍛煉了自己的實(shí)踐能力。第 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機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)-軸套徑向孔鉆模設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、PROE三維】,含CAD圖紙、PROE三維,機(jī)械,畢業(yè)設(shè)計(jì),軸套,徑向,孔鉆模,設(shè)計(jì),CAD,圖紙,PROE,三維
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