軸的加工工藝及鉆Φ10和Φ3.5孔夾具設計【長度143】【含cad圖紙+文檔全套資料】
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成績_機械制造技術課程設計題 目 軸零件的機械加工 工藝規(guī)程和夾具設計 院 (系) 機械與汽車工程學院 班 級 機制 學生姓名 學 號 指導教師 二一五 年 六 月軸零件的機械加工工藝規(guī)程和夾具設計摘要:本設計是基于軸零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。軸零件的主要加工表面是外圓及孔系。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,本設計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。主要加工工序安排是先以孔系定位加工出平面,在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。夾具選用專用夾具,夾緊方式多選用手動夾緊,夾緊可靠,機構可以不必自鎖。關鍵詞:軸類零件,加工工藝,專用夾具,設計24目 錄第一章 零件的分析21.1零件的作用21.2 零件的工藝分析21.3零件生產類型的選擇3第二章 確定毛坯類型繪制毛坯簡圖52.1 選擇毛坯52.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量52.3 繪制毛坯-零件合圖6第三章 工藝過程設計73.1定位基準的選擇73.2零件各表面加工方法的選擇73.3加工階段的劃分83.4工序順序安排93.5 熱處理工序及輔助工序的安排103.6確定總的工藝路線103.7工藝裝備的選擇12第四章 半精車20和16外圓機械加工工序設計144.1 工序簡圖的繪制144.2工序余量的確定154.3工序尺寸的確定154.4切削用量計算154.5時間定額估算18第五章 鉆10孔和3.5孔專用夾具設計185.1 夾具設計任務185.2 擬訂夾具結構方案與繪制夾具草圖185.3 繪制夾具裝配總圖225.4 夾具裝配圖上標注尺寸、配合和技術要求225.5夾具專用零件圖設計繪制23結 論24參考文獻25致謝27第一章 零件的分析1.1零件的作用題目給出的零件是軸。軸的作用(1)軸廣泛應用于輕負荷便于拆裝的地方。有許多軸承在裝配和拆卸中會遇到困難,所以軸得到廣泛應用,但也存在一些不足,軸的精度直接影響軸的徑向跳動。圖1 軸1.2 零件的工藝分析由軸零件圖可知。軸是一個軸類零件,它的外表面上有2個平面需要進行加工。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?,F(xiàn)分析如下:(1)以外圓面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括:20外圓面、16外圓面的加工;其中表面粗糙度要求為。(2)以10孔為主要加工表面的孔。這一組加工表面包括:10孔為主要加工表面的孔,粗糙度為端面。(3)其他各個小孔,3.5孔1.3零件生產類型的選擇由以上分析可知。該軸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,對于軸來說,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系。零件毛坯的生產加工主要有三種方式:鑄造、鍛壓、焊接。一 常見零件毛坯類型機械零件的常用毛坯包括鑄件、鍛件、軋制型材、擠壓件、沖壓件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件。 1鑄件是形狀較復雜的零件毛坯,宜采用鑄造方法制造。目前生產中的鑄件大多數是砂型鑄造,少數尺寸較小的優(yōu)質鑄件可采用特種鑄造,如金屬性鑄造、熔模鑄造和壓力鑄造等。 2鍛件適用于強度要求較高,形狀比較簡單的零件毛坯,鍛造方法有自由鍛和模鍛。自由鍛的加工余量大,鍛件精度低,生產率不高,適用于單件小批量生產以及大型零件毛坯制造。模鍛加工余量小,鍛件精度高,生產率高,適用于中小型零件毛坯的大批量生產。 3型材有熱軋和冷拉兩種。熱軋型材的精度較低,適用于一般零件的毛坯。冷拉型材的精度較高,適用于對毛坯精度要求較高的中小型零件的毛坯制造,可用于自動機床加工。 4焊接件是根據需要用焊接的方法將同類材料或不同的材料焊接在一起而成的毛坯件。焊接件制造簡單,生產周期短,但變形較大,需經時效處理后才能進行機械加工。焊接方法適用于大型毛坯、結構復雜的毛坯制造。 5冷沖壓件適用于形狀復雜的板料零件。二 毛坯選擇的原則 選擇毛坯的基本任務是選定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝和費用,而且對零件的加工質量、加工方法、生產率及生產成本都有很大的影響。因此,選擇毛坯要從毛坯的制造和機械加工兩方面綜合考慮,以求得最佳的技術經濟效果。 在選擇毛坯時應考慮下列因素: 1零件材料及力學性能要求 例如材料為鑄鐵的零件,應選擇鑄造毛坯。對于重要的鋼制零件,為獲得良好的力學性能,應選用鍛件毛坯;形狀較簡單及力學性能不太高時,可用型材毛坯;有色金屬零件常用型材或鑄造毛坯。 2零件的結構形狀與大小 軸類零件毛坯,如直徑和臺階相差不大,可用棒料;如各臺階尺寸相差較大,則宜選用鍛件。 大型零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛;中小型零件可用模鍛件或特種鑄造件。 3生產類型 大批大量生產時,應選用毛坯精度和生產率均較高的毛坯制造方法,和精密如模鍛、金屬型機器造型鑄造和精密鑄造。 單件小批生產時,可采用木模手工造型鑄造或自由鍛造。 4現(xiàn)有生產條件 選擇毛坯時,必須考慮現(xiàn)有生產條件,如現(xiàn)有毛坯制造的水平和設備情況,外協(xié)的可能性及經濟性等。 5充分利用新工藝、新材料 為節(jié)約材料和能源,提高機械加工生產率,應充分考慮應用新工藝、新技術和新材料。如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓和粉末冶金等在機械中的應用日益廣泛,這些方法可以大大減少機械加工量,節(jié)約材料,大大提高了經濟效益。三 典型零件毛坯的選擇 根據毛坯的選擇原則,下面分別介紹軸桿類、盤套類和機架箱體類等典型零件的毛坯的選擇方法。 1軸桿類零件的毛坯選擇 作用:軸桿類零件指各種傳動軸、機床主軸、絲杠、光杠、曲軸、偏心軸、凸輪軸、齒輪軸、連桿、搖臂、螺栓、銷子等。這類零件一般軸向(縱向)尺寸遠大于徑向(橫向)尺寸,是機械產品中支撐傳動件、承受載荷、傳遞扭矩和動力的常見典型零件。毛坯選擇:軸類零件最常用毛坯是型材和鍛件。 對于光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸,常用型材(即熱軋或冷拉圓鋼)作為毛坯。 對于直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和腳邊應力的重要軸,均采用鍛件作為毛坯。生產批量較小時,采用自由鍛件。生產批量較大時,采用模鍛件。 對于結構形狀復雜的大型軸類零件,其毛坯采用砂型鑄造件、焊接結構件或鑄-焊結構毛坯。2盤套類零件的毛坯選擇結構特征:盤套類零件時指直徑尺寸較大而長度尺寸相對較長的回轉體零件(一般長度與直徑之比小于1)。盤套類零件指各種齒輪、帶輪、飛輪、聯(lián)軸節(jié)、套環(huán)、軸承環(huán)、端蓋及螺母、墊圈等。(1) 圓柱齒輪的毛坯選擇 鋼制齒輪的毛坯選擇取決于齒輪的選材、結構形狀、尺寸大小、使用條件及生產批量等因素。毛坯選擇: 尺寸較小且性能要求不高,可直接采用熱軋棒料。直徑較大且性能要求高,一般都采用鍛造毛坯。生產批量較小或尺寸較大的齒輪,采用自由鍛造。 生產批量較大的中小尺寸的齒輪,采用模鍛造。對于直徑比較大,結構比較復雜的不便于鍛造的齒輪,采用鑄鋼或焊接組合毛坯。根據圖紙參數要求,選擇生產批量較大的軸,采用圓鋼型材開料。第二章 確定毛坯類型繪制毛坯簡圖2.1 選擇毛坯零件機械加工的工序數量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關,因此,正確選擇毛坯具有重要的技術和經濟意義。根據該零件的材料為45#、生產類型為批量生產、結構形狀很復雜、尺寸大小中等大小、技術要求不高等因素,在此毛坯選擇型材開料。2.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量(1)確定毛坯的加工余量根據毛坯制造方法采用的造型,查取機械制造工藝設計簡明手冊表2.2-5,“軸”零件材料采用灰鍛鐵制造。材料為45#,硬度HB為170241,生產類型為大批量生產,采用鑄造毛坯。(2)確定外圓的加工余量由于零件的外形尺寸變化不大,軸的直徑比較小,才為30,外圓的加工余量比較小,具體參考圖.(2)面的加工余量。根據工序要求,結合面加工分粗、精銑加工。2.3 繪制毛坯-零件合圖 毛坯圖如圖2-1圖2-1 毛坯圖第三章 工藝過程設計3.1定位基準的選擇 1、粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求:(1)保證各重要支承的加工余量均勻;(2)保證裝入軸的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求,應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以軸的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度,再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此,以后再用精基準定位加工主要支承孔時,孔加工余量一定是均勻的。2、 精基準的選擇從保證軸孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證軸在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從軸零件圖分析可知,它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大,適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度,如果使用典型的一面兩孔定位方法,則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面,雖然它是軸的裝配基準,但因為它與軸的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系,在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難,所以不予采用。3.2零件各表面加工方法的選擇10粗車20外圓、16外圓及右端面粗車20外圓、16外圓Ra12.5um臥式車床CA614020粗車24外圓以及左端面粗車24外圓以及左端面Ra12.5um臥式車床CA614030半精車20外圓、16外圓半精車20外圓、16外圓Ra3.2um臥式車床CA614040半精車24外圓以及左端面半精車24外圓以及左端面Ra3.2um臥式車床CA614050精車20外圓、16外圓精車20外圓、16外圓Ra1.6um臥式車床CA614060精車24外圓以及左端面精車24外圓以及左端面Ra1.6um臥式車床CA614070車2X0.5退刀槽車2X0.5退刀槽臥式車床CA614080銑寬度為22的兩側平面銑寬度為22的兩側平面Ra6.3um,銑床X52K90鉆10孔和3.5孔鉆10孔和3.5孔,Ra6.3um,立式鉆床Z525100鉆孔攻絲M10,孔口倒角60度鉆孔攻絲M10,孔口倒角60度 Ra12.5um立式鉆床Z525110磨20外圓、16外圓磨20外圓、16外圓Ra0.8 um外圓磨床M114W120鉗工去毛刺鉗工去毛刺130檢驗入庫檢驗入庫3.3加工階段的劃分20外圓、16外圓 采用粗車-半精車-精車-磨削的加工銑寬度為22的兩側平面采用直接銑削的方式加工(1)劃分方法 零件的加工質量要求較高時,都應劃分加工階段。一般劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。如果零件要求的精度特別高,表面粗糙度很細時,還應増加光整加工和超精密加工階段。各加工階段的主要任務是: 1) 粗加工階段 主要任務是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量,使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品。 因此,應采取措施盡可能提高生產率。同時要為半精加工階段提供精基準,并留有充分均勻 的加工余量,為后續(xù)工序創(chuàng)造有利條件。 2) 半精加工階段 達到一定的精度要求,并保證留有一定的加工余量,為主要表面的精加工作準備。同時完成一些次要表面的加工(如緊固孔的鉆削,攻螺紋,銑鍵槽等)。 3) 精加工階段 主要任務是保證零件各主要表面達到圖紙規(guī)定的技術要求。 4) 光整加工階段 對精度要求很高( IT6 以上),表面粗糙度很?。ㄐ∮?R a 0.2 m )的零件,需安排光整加工階段。其主要任務是減小表面粗糙度或進一步提高尺寸精度和形狀精度。 (2)劃分加工階段的原因 1) 保證加工質量的需要 零件在粗加工時,由于要切除掉大量金屬,因而會產生較大的切削力和切削熱,同時也需要較大的夾緊力,在這些力和熱的作用下,零件會產生較大的變形。而且經過粗加工后零件的內應力要重新分布,也會使零件發(fā)生變形。如果不劃分加工階段而連續(xù)加工,就無法避免和修正上述原因所引起的加工誤差。加工階段劃分后,粗加工造成的誤差,通過半精加工和精加工可以得到修正,并逐步提高零件的加工精度和表面質量,保證了零件的加工要求。 2) 合理使用機床設備的需要 粗加工一般要求功率大,剛性好,生產率高而精度不高的機床設備。而精加工需采用精度高的機床設備,劃分加工階段后就可以充分發(fā)揮粗、精加工設備各自性能的特點,避免以粗干精,做到合理使用設備。這樣不但提高了粗加工的生產效率,而且也有利于保持精加工設備的精度和使用壽命。 3) 及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 毛坯上的各種缺陷(如氣孔、砂眼、夾渣或加工余量不足等),在粗加工后即可被發(fā)現(xiàn),便于及時修補或決定報廢,以免繼續(xù)加工后造成工時和加工費用的浪費。 4) 便于安排熱處理 熱處理工序使加工過程劃分成幾個階段,如精密主軸在粗加工后進行去除應力的人工時效處理,半精加工后進行淬火,精加工后進行低溫回火和冰冷處理,最后再進行光整加工。這幾次熱處理就把整個加工過程劃分為粗加工半精加工精加工光整加工階段。 3.4工序順序安排對于大批量生產的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。軸加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到軸加工完成為止,除了個別工序外,都要用作定位基準。因此,結合面上的孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先外圓后孔的原則。先粗加工平面,再粗加工孔系。對于軸,需要精加工的是孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系,但在實際生產中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此,實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔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)定的端面全跳動公差要求。各紋孔的攻絲,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%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。3.5 熱處理工序及輔助工序的安排軸需要進行調質處理,輔助工序需要去毛刺3.6確定總的工藝路線根據以上分析過程,現(xiàn)將軸加工工藝路線確定如下:工藝路線一:10粗車20外圓、16外圓及右端面粗車20外圓、16外圓Ra12.5um20粗車24外圓以及左端面粗車24外圓以及左端面Ra12.5um30半精車20外圓、16外圓半精車20外圓、16外圓Ra3.2um40半精車24外圓以及左端面半精車24外圓以及左端面Ra3.2um50精車20外圓、16外圓精車20外圓、16外圓Ra1.6um60精車24外圓以及左端面精車24外圓以及左端面Ra1.6um70車2X0.5退刀槽車2X0.5退刀槽80銑寬度為22的兩側平面銑寬度為22的兩側平面Ra6.3um,90鉆10孔和3.5孔鉆10孔和3.5孔,Ra6.3um,100鉆孔攻絲M10,孔口倒角60度鉆孔攻絲M10,孔口倒角60度 Ra12.5um110磨20外圓、16外圓磨20外圓、16外圓Ra0.8 um120鉗工去毛刺鉗工去毛刺130檢驗入庫檢驗入庫工藝路線二:10粗車20外圓、16外圓及右端面粗車20外圓、16外圓Ra12.5um20粗車24外圓以及左端面粗車24外圓以及左端面Ra12.5um30半精車20外圓、16外圓半精車20外圓、16外圓Ra3.2um40半精車24外圓以及左端面半精車24外圓以及左端面Ra3.2um50精車20外圓、16外圓精車20外圓、16外圓Ra1.6um60精車24外圓以及左端面精車24外圓以及左端面Ra1.6um70車2X0.5退刀槽車2X0.5退刀槽80銑寬度為22的兩側平面銑寬度為22的兩側平面Ra6.3um,90鉆10孔和3.5孔鉆10孔和3.5孔,Ra6.3um,100鉆孔攻絲M10,孔口倒角60度鉆孔攻絲M10,孔口倒角60度 Ra12.5um110磨20外圓、16外圓磨20外圓、16外圓Ra0.8 um120鉗工去毛刺鉗工去毛刺130檢驗入庫檢驗入庫以上加工方案大致看來合理,但通過仔細考慮,零件的技術要求及可能采取的加工手段之后,就會發(fā)現(xiàn)仍有問題,從提高效率和保證精度這兩個前提下,發(fā)現(xiàn)該方案一比較合理。綜合選擇方案一:10粗車20外圓、16外圓及右端面粗車20外圓、16外圓Ra12.5um20粗車24外圓以及左端面粗車24外圓以及左端面Ra12.5um30半精車20外圓、16外圓半精車20外圓、16外圓Ra3.2um40半精車24外圓以及左端面半精車24外圓以及左端面Ra3.2um50精車20外圓、16外圓精車20外圓、16外圓Ra1.6um60精車24外圓以及左端面精車24外圓以及左端面Ra1.6um70車2X0.5退刀槽車2X0.5退刀槽80銑寬度為22的兩側平面銑寬度為22的兩側平面Ra6.3um,90鉆10孔和3.5孔鉆10孔和3.5孔,Ra6.3um,100鉆孔攻絲M10,孔口倒角60度鉆孔攻絲M10,孔口倒角60度 Ra12.5um110磨20外圓、16外圓磨20外圓、16外圓Ra0.8 um120鉗工去毛刺鉗工去毛刺130檢驗入庫檢驗入庫3.7工藝裝備的選擇機床及工藝裝備的選擇是制定工藝規(guī)程的一項重要工作,它不但直接影響工件的加工質量,而且還影響工件的加工效率和制造成本。 1.機床的選擇原則 機床的加工尺寸范圍應與零件的外廓尺寸相適應; 機床的精度應與工序要求的精度相適應; 機床的功率應與工序要求的功率相適應; 機床的生產率應與工件的生產類型相適應; 還應與現(xiàn)有的設備條件相適應。 2.夾具的選擇 本零件的生產類型為大批量生產,為提高生產效率,所用的夾具應為專用夾具。 3.刀具的選擇 刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度以及表面粗糙度、生產率及經濟性等。在選擇時應盡可能采用標準刀具,必要時可采用符合刀具和其他專用刀具。 4.量具的選擇 量具主要根據生產類型和所檢驗的精度來選擇。在單件小批量生產中應采用通用量具,在大批量生產中則采用各種量規(guī)和一些高生產率的專用量具。查機械制造工藝設計簡明手冊13所選擇的加工工藝裝備如下表所示:表2.3加工工藝裝備選用工序號機床設備刀具量具工序10 車 臥式車床CA6140外圓車刀游標卡尺工序20臥式車床CA6140外圓車刀游標卡尺工序30臥式車床CA6140外圓車刀卡尺、塞規(guī)工序405060臥式車床CA6140外圓車刀游標卡尺工序80銑床X52K銑刀游標卡尺工序90100 鉆立式鉆床Z525麻花鉆、擴鉆、機用鉸刀內徑千分尺,塞規(guī)工序 鉗(免填)游標卡尺工序 檢內徑千分尺、游標卡尺、塞規(guī) 由于生產類型為大批量生產,所以所選設備宜以通用機床為主,輔以少量專用機車。起生產方式為以通用機床加專用夾具為主,輔以少量專用機床加工生產。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳遞,由于工件質量較大,故需要輔助工具來完成。平端面確定工件的總長度??蛇x用量具為多用游標卡尺(mm),測量范圍01000mm(參考文獻2表67)。采用車床加工,床選用臥式車床CA6140(參考文獻2表43),專用夾具。鉆孔、擴孔、攻絲所選刀具見(參考文獻2第五篇金屬切削刀具,第2、3節(jié)),采用相匹配的鉆頭,專用夾具及檢具。鉆中心孔。選用60中心鉆(參考文獻4第6章)。第四章 半精車20和16外圓機械加工工序設計4.1 工序簡圖的繪制 4.2工序余量的確定表2.1 毛坯尺寸及機械加工總余量表加工表面基本尺寸機械加工總余量毛坯尺寸20外圓20103016外圓1614304.3工序尺寸的確定4.4切削用量計算工序30半精車20外圓、16外圓已知加工材料為45,有外皮,機床CA6140普通車床,工件用卡盤固定。所選刀具為YG6硬質合金可轉位車刀。根據切削用量簡明手冊表1.1,由于CA6140機床的中心高為200(表1.30),故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為,可在一次走刀內完成,故 = (3-1).確定進給量根據切削加工簡明實用手冊可知:表1.4刀桿尺寸為,工件直徑400之間時, 進給量=0.51.0按CA6140機床進給量(表4.29)在機械制造工藝設計手冊可知: =0.7確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求,故需進行校驗根據表130,CA6140機床進給機構允許進給力=3530。根據表1.21,當強度在174207時,=時,徑向進給力:=950。切削時的修正系數為=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故實際進給力為: =950=1111.5 (3-2)由于切削時進給力小于機床進給機構允許的進給力,故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據切削用量簡明使用手冊表1.9,車刀后刀面最大磨損量取為,車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據公式計算,也可直接有表中查出。根據切削用量簡明使用手冊表1.11,當硬質合金刀加工硬度200219的鍛造件,切削速度=。切削速度的修正系數為=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(見表1.28),故: =63 (3-3) =120 (3-4)根據CA6140車床說明書選擇 =125這時實際切削速度為: = (3-5).校驗機床功率切削時的功率可由表查出,也可按公式進行計算。由切削用量簡明使用手冊表1.25,=,切削速度時, =切削功率的修正系數=0.73,=0.9,故實際切削時間的功率為: =1.7=1.2 (3-6)根據表1.30,當=時,機床主軸允許功率為=,故所選切削用量可在CA6140機床上進行,最后決定的切削用量為:=3.75,=,=,=.倒角 為了縮短輔助時間,取倒角時的主軸轉速與鉆孔相同 換車刀手動進給。. 計算基本工時 (3-7)式中=+,=由切削用量簡明使用手冊表1.26,車削時的入切量及超切量+=,則=+= = 4.5時間定額估算計算基本工時 由切削用量簡明使用手冊表1.26,車削時的入切量及超切量+=,則=32+ =第五章 鉆10孔和3.5孔專用夾具設計5.1 夾具設計任務利用本夾具主要用來鉆圓周面上鉆10孔和3.5孔孔,加工時要滿足粗糙度要求。為了保證技術要求,最關鍵是找到定位基準。同時,應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。5.2 擬訂夾具結構方案與繪制夾具草圖為了提高加工效率及方便加工,決定材料使用高速鋼,用于對進行加工,準備采用手動夾緊。由零件圖可知:進行加工前,外圓面進行了粗、精銑加工,進行了粗、精加工。因此,定位、夾緊方案有:方案:選外圓面平面、和側面和V型塊定位夾緊方式用操作簡單,通用性較強的螺旋壓塊來夾緊。為了使定位誤差達到要求的范圍之內,這種定位在結構上簡單易操作。鉆該孔時選用:鉆床Z525,刀具用高速鋼刀具。由參考文獻5查表可得:切削力公式: 式中 查表得: 其中: 即:實際所需夾緊力:由參考文獻5表得: 有:安全系數K可按下式計算有:式中:為各種因素的安全系數,見參考文獻5表 可得: 所以 根據工件受力切削力、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,再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值,即: 安全系數K可按下式計算: 式中:為各種因素的安全系數,查參考文獻5121可知其公式參數: 由此可得: 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結構簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應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. 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內。 b. 夾緊力的作用點應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、夾緊機構的傳遞效率等有關。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雜的問題,只能進行粗略的估算。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,應考慮安全系數,F(xiàn)J需=KFJ理。c.校核夾緊機構的夾緊力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場合下,還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊,才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務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,確保加工質量和生產安全。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生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力,使之變?yōu)閵A緊力,并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。考慮到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構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構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋,實際上相當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生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋,使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構的特點:(1)結構簡單;(2)擴力比大;(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。力源為機動夾緊,通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉,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,便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動,以達到壓緊的目的。壓緊的同時,實現(xiàn)工件的定心,使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻51226可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算:螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有:式中參數由參考文獻5可查得: 螺旋夾緊力:該夾具采用夾緊機構, 由上述計算易得: 由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結構簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構。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。與機床夾具有關的加工誤差,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,所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。5.3 繪制夾具裝配總圖夾具裝配體如圖5-2所示圖5-2夾具裝配體5.4 夾具裝配圖上標注尺寸、配合和技術要求1.零件加工表面不應有劃痕,擦傷等損傷零件表面的缺陷。2.本夾具用于Z525鉆床,加工。1、鉆模板安裝準確后,用錐銷定位;2、鉆套工作面與定位支承板工作面垂直度誤差不大于0.05mm;3、鉆套工作面與夾具體安裝基面垂直度誤差不大于0.05mm;4、定位支承板工作面對夾具體安裝基面平行度誤差不大于0.02mm;5、裝配過程中不允許磕、碰、劃傷和銹蝕。5.5 夾具專用零件圖設計繪制由于是大批大量生產,主要考慮提高勞動生產率。因此設計時,需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計,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動自由度。夾具體是夾具的基礎件,夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎件連接成一個有機整體。為了滿足加工要求,夾具體應有足夠的剛度和強度,同時結構工藝性要好。由于鑄造工藝性好,幾乎不受零件大小、形狀、重量和結構復雜程度的限制,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,以消除內應力。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,經過切削加工達到我們要求的定位尺寸。結 論通過近一個月的課程設計,使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟,不僅是對所學知識的一個鞏固,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)的理解了液壓設計的整個過程。在整個設計過程中,我本著實事求是的原則,抱著科學、嚴謹的態(tài)度,主要按照課本的步驟,到圖書館查閱資料,在網上搜索一些相關的資料和相關產品信息。這一次設計是大學四年來最系統(tǒng)、最完整的一次設計,也是最難的一次。在設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,幸好有老師的指導和幫助,才能夠在設計中少走了一些彎路,順利的完成了設計。本設計研究過程中仍然存在不足之處,有的問題還待于進一步深入,具體如下:(1)缺乏實際工廠經驗,對一些參數和元件的選用可能不是非常合理,有一定的浪費。(2)與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。(3)系統(tǒng)的設計不太完善,在與計算機配合進行精確的數據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 1 劉德榮,組合夾具結構簡圖的初步探討,組合夾具,1982. (1)2 孫已德,機床夾具圖冊M,北京:機械工業(yè)出版社,1984:20-23。3 貴州工學院機械制造工藝教研室,機床夾具結構圖冊M,貴陽:貴州任命出版社,1983:42-50。4 劉友才,機床夾具設計 ,北京:機械工業(yè)出版社,1992 。5 孟少龍,機械加工工藝手冊第1卷M,北京:機械工業(yè)出版社,1991。6 金屬機械加工工藝人員手冊修訂組,金屬機械加工工藝人員手冊M,上海:上??茖W技術出版社,1979。7 李洪,機械加工工藝師手冊M,北京:機械工業(yè)出版社,1990。8 馬賢智,機械加工余量與公差手冊M,北京:中國標準出版社,1994。9 上海金屬切削技術協(xié)會,金屬切削手冊M,上海:上海科學技術出版社,1984。10 周永強,高等學校課程設計指導M,北京:中國建材工業(yè)出版社,2002。11 薛源順,機床夾具設計(第二版) M,機械工業(yè)出版社,2003.112 余光國,馬俊,張興發(fā),機床夾具設計M,重慶:重慶大學出版社,1995。13 東北重型機械學院,洛陽農業(yè)機械學院,長春汽車廠工人大學,機床夾具設計手冊M,上海:上??茖W技術出版社,1980。14 李慶壽,機械制造工藝裝備設計適用手冊M,銀州:寧夏人民出版社,1991。15 廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術測量M,中國計量出版社,2000:9-19。16 哈爾濱工業(yè)大學,哈爾濱市教育局,專用機床夾具設計與制造,黑農江人民出版社,1979.12 17 樂兌謙,金屬切削刀具,機械工業(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計進行了指導。在我課程設計這段時間,無論在學習還是在生活上,恩師都給予了我無微不至的關懷。他以其淵博的知識,寬厚的胸懷、無私的敬業(yè)精神以及嚴謹的治學態(tài)度和開拓進取的精神激勵著我,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。老師給與了該設計關鍵性的技術指導,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,特此向老師表示衷心的感謝和敬意!課程設計雖已完成了,但由于知識水平的局限,實際經驗缺乏,設計還存在許多不足,有很多地方需要改進。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充和完善,讓自己成為對社會作更多的貢獻,成為有用之才。此外還要感謝那些給予過我關心、幫助的老師和同學,正是有了大家的關懷、鼓力和我自己的努力,此設計才得以順利完成。機械加工工藝過程卡片產品型號零(部)件圖號產品名稱零(部)件名稱軸共 1 頁第 1 頁材料牌號45毛坯種類圓鋼毛坯外型尺寸每毛坯可制件數1每臺件數1備注工序號工序名 稱工 序 內 容車間工段設備 工 藝 裝 備工 時準終單件10粗車20外圓、16外圓及右端面粗車20外圓、16外圓Ra12.5um臥式車床CA6140外圓車刀,游標卡尺,三爪卡盤82s82s20粗車24外圓以及左端面粗車24外圓以及左端面Ra12.5um臥式車床CA6140外圓車刀,游標卡尺,三爪卡盤82s82s30半精車20外圓、16外圓半精車20外圓、16外圓Ra3.2um臥式車床CA6140外圓車刀,游標卡尺,三爪卡盤72s72s40半精車24外圓以及左端面半精車24外圓以及左端面Ra3.2um臥式車床CA6140外圓車刀,游標卡尺,三爪卡盤32s32s50精車20外圓、16外圓精車20外圓、16外圓Ra1.6um臥式車床CA6140外圓車刀,游標卡尺,三爪卡盤32s32s60精車24外圓以及左端面精車24外圓以及左端面Ra1.6um臥式車床CA6140外圓車刀,游標卡尺,三爪卡盤50s50s描 校70車2X0.5退刀槽車2X0.5退刀槽臥式車床CA6140切槽車刀,游標卡尺,三爪卡盤82s82s80銑寬度為22的兩側平面銑寬度為22的兩側平面Ra6.3um,銑床X52K銑刀,游標卡尺,專用夾具62s62s底圖號90鉆10孔和3.5孔鉆10孔和3.5孔,Ra6.3um,立式鉆床Z525鉆頭,游標卡尺,專用夾具42s42s裝訂號設計(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標 記處 數更改文件號簽 字日期標 記處 數更改文件號簽 字日 期機械加工工藝過程卡片產品型號零(部)件圖號產品名稱零(部)件名稱軸共 1 頁第 1 頁材料牌號45毛坯種類圓鋼毛坯外型尺寸每毛坯可制件數1每臺件數1備注工序號工序名 稱工 序 內 容車間工段設備 工 藝 裝 備工 時準終單件100鉆孔攻絲M10,孔口倒角60度鉆孔攻絲M10,孔口倒角60度 Ra12.5um立式鉆床Z525鉆頭,游標卡尺,專用夾具42s42s110磨20外圓、16外圓磨20外圓、16外圓Ra0.8 um外圓磨床M114W游標卡尺,專用夾具30S30S120鉗工去毛刺鉗工去毛刺130檢驗入庫檢驗入庫描 校底圖號裝訂號設計(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標 記處 數更改文件號簽 字日期標 記處 數更改文件號簽 字日 期機械加工工序卡片 機械加工工序卡片產品型號零(部)件圖號產品名稱零(部)件名稱軸共 1 頁第 1 頁車 間工 序 號工 序 名 稱材 料 牌 號機加工 30 車45毛 坯 種 類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數圓鋼 1設 備 名 稱設 備 型 號設 備 編 號同時加工件數臥式車床CA6140 1 夾 具 編 號夾 具 名 稱冷 卻 液三爪卡盤乳化液工位器具編號工位器具名稱工 序 時 間準終單 件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速/(r/min)切削速度/(m/min)進給量/(mm/r)切削深度/(mm)進給次數工序工時機動輔助描 圖 1半精車20外圓、16外圓Ra3.2um外圓車刀,游標卡尺,三爪卡盤 32026.5 2 5 1 描 校裝訂號設計(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期
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