CA6140車床手柄座的M10螺紋孔夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】
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目錄
前言 1
1.產(chǎn)前準(zhǔn)備 2
1.1年生產(chǎn)綱領(lǐng) 2
1.2生產(chǎn)條件 3
1.3零件工藝分析 3
2.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
2.2夾緊機(jī)構(gòu) 6
2.3 導(dǎo)向裝置的選擇 7
2.4機(jī)床夾具的總體形式 8
2.5繪制夾具零件圖 10
2.6 繪制夾具裝配圖 11
3.定位誤差設(shè)計(jì) 14
3.1誤差分析 14
3.2定位誤差的計(jì)算 15
結(jié)論 16
致謝 17
參考文獻(xiàn) 17
前言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化(或機(jī)械工程及自動化)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分,是決定機(jī)械性能的最主要因素。由于各產(chǎn)業(yè)對機(jī)械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機(jī)械設(shè)計(jì)。
在機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過程中,用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工 、檢驗(yàn)、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統(tǒng)稱為夾具。如機(jī)床夾具、檢驗(yàn)夾具、焊接夾具、裝配夾具等。
機(jī)床夾具的作用可歸納為以下四個方面:
1.保證加工精度 機(jī)床夾具可準(zhǔn)確確定工件、刀具和機(jī)床之間的相對位置,可以保證加工精度。
2.提高生產(chǎn)效率 機(jī)床夾具可快速地將工件定位和夾緊,減少輔助時間。
3.減少勞動強(qiáng)度 采用機(jī)械、氣動、液動等夾緊機(jī)構(gòu),可以減輕工人的勞動強(qiáng)度。
4.擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具,可使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大,例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具,可對箱體孔進(jìn)行鏜孔加工。
機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),也是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生較為全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其目的在于:
1.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識去分析和解決工程實(shí)際問題的能力,通過課設(shè)訓(xùn)練可以鞏固、加深有關(guān)機(jī)械課設(shè)方面的理論知識。
2.學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力,為以后的專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ),做好準(zhǔn)備。
3.使學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關(guān)設(shè)計(jì)資料的能力。
我國的裝備制造業(yè)盡管已有一定的基礎(chǔ),規(guī)模也不小,實(shí)力較其它發(fā)展中國家雄厚。但畢竟技術(shù)基礎(chǔ)薄弱,滯后于制造業(yè)發(fā)展的需要。我們要以高度的使命感和責(zé)任感,采取更加有效的措施,克服發(fā)展中存在的問題,把我國從一個制造業(yè)大國建設(shè)成為一個制造強(qiáng)國,成為世界級制造業(yè)基礎(chǔ)地之一。
1.產(chǎn)前準(zhǔn)備
1.1年生產(chǎn)綱領(lǐng)
工件的年生產(chǎn)量是確定機(jī)床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。如工件的年生產(chǎn)量很大,可采用多工件加工、機(jī)動夾緊或自動化程度較高的設(shè)計(jì)方案,采用此方案時,機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,制造成本較高;如工件的年生產(chǎn)量不大,可采用單件加工,手動夾緊的設(shè)計(jì)方案,以減小機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及夾具的制作成本。如5萬件以上夾具復(fù)雜用全自動化的設(shè)備,5000件小批量生產(chǎn)用手動設(shè)備。
1.2生產(chǎn)條件
直徑從1毫米以下至120毫米的所有規(guī)格鉆頭都可以使用鉆床加工。
臺式鉆床的加工范圍通常在15毫米以下。立式鉆床的最大加工范圍通常在15~75毫米之間。搖臂鉆的最大加工范圍在25~120毫米之間。各種鉆床主軸的錐孔型號和功率不同。最小的高速臺鉆的功率只有200W,最大的搖臂鉆的功率可以達(dá)到25KW。
臺鉗常用在立式鉆床和臺式鉆床上,只能夾持小型零件,大中型零件通常在搖臂鉆上加工,直接夾緊在工作臺上。 Z5025型號立式鉆床,最大鉆孔直徑25mm,主軸端至底面距離1000mm,主軸級數(shù)9級,主軸轉(zhuǎn)速范圍500-2000轉(zhuǎn)每分鐘,主軸行程200mm,外形尺寸1050×687×1980。
1.3零件工藝分析
CA6140車床手柄座的加工表面分四種,主要是孔的加工,圓柱端面的加工,槽的加工,螺紋孔的加工,各組加工面之間有嚴(yán)格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求,特別是孔的加工,幾乎都要保證Ra1.6mm的表面粗糙度,因而需精加工。
圖1-3-1
零件圖標(biāo)出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求,它決定了工件在機(jī)床夾具中的放置方法,是設(shè)計(jì)機(jī)床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù),本工件放置方法應(yīng)如圖1-3-1所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、已加工表面、待加工表面,以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準(zhǔn)、已加工表面決定了機(jī)床夾具的方位方案,如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等;定位方案的選擇依據(jù)六點(diǎn)定位原理和采用的機(jī)床加工方法,定位方案不一定要定六個自由度,但要完全定位。工件的待加工表面是選擇機(jī)床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要依據(jù)零件的外型尺寸,選擇合適的定位點(diǎn),確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機(jī)構(gòu)不能與刀具的運(yùn)動軌跡相沖突。
2.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1定位機(jī)構(gòu)
圖2-1-1定位銷
圖2-1-2支撐釘
在夾具設(shè)計(jì)中,定位方案不合理,工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計(jì)中首先要解決的問題。
根據(jù)工序圖給出的定位元件方案,按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機(jī)床夾具的使用過程中,工件的批量越大,定位元件的磨損越快,選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性,方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。
設(shè)計(jì)夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無論是工藝基準(zhǔn)還是定為基準(zhǔn),均應(yīng)符合六點(diǎn)定位原理。
由于該零件的加工是鉆φ10孔并以φ45孔內(nèi)表面作為定位面,屬孔定位類型,因此本次設(shè)計(jì)采用的定位機(jī)構(gòu)為圓柱銷與大平面相結(jié)合。圓柱銷定位的形式很多,短圓柱銷定位限制Y,Z方向的移動,限制兩個自由度;長圓柱銷定位限制工件的Y,Z方向的轉(zhuǎn)動和移動,限制四個自由度;兩個短圓柱銷與長圓柱銷相同。大平面限制X,Y方向的轉(zhuǎn)動及Z方向的移動。裝夾工件時,通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件。本次設(shè)計(jì)的定位選用的是短銷與平面相結(jié)合,分別限制工件的X、Y方向的移動及轉(zhuǎn)動自由度以及Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度。心軸定位的特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、夾緊可靠,自鎖性好,夾緊動作慢、效率低。
2.2夾緊機(jī)構(gòu)
圖2-2-1工件放置方式
1.夾緊的目的:使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞,同時保證加工精度。
2 .夾緊力的方向的確定:
1)夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位,而不能破壞定位,一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面。
2)夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致,以利于減少工件的變形。
3)夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致,有利于減小夾緊力。
3 .夾緊力的作用點(diǎn)的選擇:
1)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支承點(diǎn)“點(diǎn)對點(diǎn)”對應(yīng),或在支承點(diǎn)確定的區(qū)域內(nèi),以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。
2)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在工件剛度高的部位。
3)夾緊力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)盡可能靠近切削部位,以提高工件切削部位的剛度和抗振性。
4)夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。
4. 選擇夾緊機(jī)構(gòu):
設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則:
1)夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠,而不能破壞定位。
2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。
3)夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度,手動夾緊機(jī)構(gòu)
4)必須保證自鎖,機(jī)動夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置,夾緊行程必須足夠。
5)夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。6)夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。
圖2-2-2夾緊機(jī)構(gòu)
選用氣缸夾緊機(jī)構(gòu)來對被加工工件進(jìn)行夾緊。
螺栓螺母夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn):夾緊氣缸是根據(jù)工夾具自動化夾緊需要而設(shè)計(jì)的。具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝維修方便、工作可靠、運(yùn)動平穩(wěn)等特點(diǎn)。廣泛適用于各種工裝夾具的氣動夾緊機(jī)構(gòu)上。
2.3機(jī)床夾具的總體形式
機(jī)床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機(jī)床等因素來確定。
夾具的組成歸納為:
1)定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。
2)夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。
3)導(dǎo)向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。
4) 動力裝置在成批生產(chǎn)中,為了減輕工人勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)率,常采用氣動、液動等動力裝置。
5) 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體,并通過它將整個夾具安裝在機(jī)床上。
6)其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來設(shè)置的元件或裝置。
2.3.1確定夾具體:
夾具體上一般不設(shè)定位和定向裝置,特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時,但夾具體底板上一般都設(shè)有翻邊或留一些平臺面,以便夾具在機(jī)床工作臺上固定。夾具體一般是設(shè)計(jì)成平板式(有些夾具體鑄造成特殊形狀),保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機(jī)構(gòu)和聯(lián)接體,并于機(jī)床可靠聯(lián)接。
2. 3.2確定聯(lián)接體:
聯(lián)接體是將導(dǎo)向裝置與夾具體聯(lián)接的工件,設(shè)計(jì)時主要考慮聯(lián)接體的剛性,合理布置聯(lián)接體的位置,給定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置通過內(nèi)六角螺栓和圓柱銷來定位,考慮到剛性問題,在相對應(yīng)的位置上在用一個聯(lián)接體支承鉆套板,同樣用內(nèi)六角螺栓定位。
2.4繪制夾具零件圖
對裝配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖,零件圖應(yīng)按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。
1.零件圖盡可能按1:1繪制。
2.零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術(shù)要求而定。
3.零件的其他尺寸,如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應(yīng)標(biāo)注完整。
2.6 繪制夾具裝配圖
1.裝配圖按1:1的比例繪制,用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理。
2.視工件為透明體,用雙點(diǎn)劃線畫出主要部分(如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面)。畫出定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置。
3.按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu)。
4.畫出夾具體及其它聯(lián)接用的元件(聯(lián)接體、螺釘?shù)龋?,將夾具各組成元件聯(lián)成一體。
5.標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等
(1)夾具的外形輪廓尺寸,所設(shè)計(jì)夾具的最大長、寬、高尺寸。
(2)夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸,即夾具在機(jī)床上的定位尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。
(3)夾具與刀具的聯(lián)系尺寸,如用對刀塊塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸及公差。
(4)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。
(5)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。
6.夾具裝備圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求
(1)定位元件的定位面間相互位置精度。
(2)定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。
(3)定位表面與導(dǎo)向元件工作面間的相互位置精度。
(4)各導(dǎo)向元件的工作面間的相互位置精度。
(5)夾具上有檢測基準(zhǔn)面的話,還應(yīng)標(biāo)注定位表面,導(dǎo)向工作面與該基準(zhǔn)面間的位置精度。
對于不同的機(jī)床夾具,對于夾具的具體結(jié)構(gòu)和使用要求,應(yīng)進(jìn)行具體分析,訂出具體的技術(shù)要求。設(shè)計(jì)中可以參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊以及同類的夾具圖樣資料。
7.對零件編號,填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)表:
每一個零件都必須有自己的編號,此編號是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動中,生產(chǎn)部件按零件編號生產(chǎn)、查找工作。
完整填寫標(biāo)題欄,如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)計(jì)者、比例等。
完整填寫明細(xì)表,一般來說,加工工件填寫在明細(xì)表的下方,標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫在明細(xì)表的上方。注意,不能遺漏加工工件和標(biāo)準(zhǔn)件、配套件。
8.機(jī)床夾具應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面:
1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案,夾具制造的技術(shù)要求,定位誤差的分析和驗(yàn)算。
2)夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng) 在大批量生產(chǎn)時,盡量采用快速、高效的定位、夾緊機(jī)構(gòu)和動力裝置,提高自動化程度,符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時,夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性,以適應(yīng)多品種工件的加工。
3)安全、方便、減輕勞動強(qiáng)度 機(jī)床夾具要有工作安全性考慮,必要時加保護(hù)裝置。要符合工人的操作位置和習(xí)慣,要有合適的工件裝卸位置和空間,使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時,更需要減輕工人勞動強(qiáng)度。
4)排屑順暢 機(jī)床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度,切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形,影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間,降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計(jì)中要給予排屑問題充分的重視。
5)機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)時,要方便制造、檢測、調(diào)整和裝配,有利于提高夾具的制造精度。
3.定位誤差設(shè)計(jì)
3.1誤差分析
3.1.1定位誤差
工件的加工誤差,是指工件加工后在尺寸,形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小,它是由三部分因素產(chǎn)生的:
1)工件在夾具中的定位、夾緊誤差。
2)夾具帶著工件安裝在機(jī)床上,夾具相對機(jī)床主軸(或刀具)或運(yùn)動導(dǎo)軌的位置誤差,也稱對定誤差。
3)加工過程中誤差,如機(jī)床幾何精度,工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。
其中定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。
3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因
1.基準(zhǔn)不重合來帶的定位誤差:
夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合,兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去,所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
2.間隙引起的定位誤差
在使用心軸、銷、定位套定位時,定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準(zhǔn)產(chǎn)生定位誤差。
3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差
1)定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。
2)導(dǎo)向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差,以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對刀誤差。
3)夾具在機(jī)床上的安裝誤差,即對定誤差導(dǎo)致工件相對刀具主軸或運(yùn)動方向產(chǎn)生的位置誤差。
4)夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差,以及定位元件、對刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。
3.2定位誤差的計(jì)算
定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對于夾具設(shè)計(jì)中采用的定位方案,只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的1/3,或滿足++≤T,即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。
對于本次設(shè)計(jì)的夾具,需要保證的尺寸要求:保證螺紋孔軸線距φ45mm圓柱小端面11mm,保證螺紋孔軸線與φ25H8mm和φ10H7mm兩孔的中心線成。
對于11mm的要求,由于定位基準(zhǔn)也是φ45mm圓柱小端面,故基準(zhǔn)不重和誤差為0,且由于φ45mm圓柱小端面經(jīng)過半精銑,表面粗糙度達(dá)到Ra3.2mm,故可認(rèn)為φ45mm圓柱小端面的平面度誤差為0,即不存在基準(zhǔn)位置度誤差,綜上所述,只要三個支撐釘?shù)臉?biāo)準(zhǔn)尺寸得到保證,是不存在定位誤差的。
對于工序要求,定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)同為兩孔中心線,故基準(zhǔn)不重合誤差為0?;鶞?zhǔn)位置誤差則取決于兩孔直徑尺寸公差以及圓度誤差,由于兩孔的表面精度都達(dá)到Ra1.6mm,都經(jīng)過精鉸,故基準(zhǔn)位置誤差也可以忽略,只要兩銷的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以及相對位置關(guān)系得到保證,定位誤差也是很小的。
綜上所述,該定位方案是符合加工要求的。
結(jié)論
在這次歷時兩個禮拜的課程設(shè)計(jì)中,發(fā)現(xiàn)自己在理論與實(shí)踐中有很多的不足,自己知識中存在著很多漏洞,看到了自己的實(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。讓我認(rèn)識到了仔細(xì)認(rèn)真的重要性。
這次課程設(shè)計(jì)讓我們更能注意到細(xì)枝末節(jié)。這次課設(shè)使我對機(jī)床夾具設(shè)計(jì)有了更深刻的理解,特別使其中的技術(shù)要求。同時感覺到了細(xì)節(jié)的重要性。有時候我們我們錯的并不是理論,而是我們很容易忽略的線型和該刪掉的線我們沒有刪掉。作為一個設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)掌握良好的專業(yè)知識,有一個認(rèn)真仔細(xì)的心態(tài),還有有一個冷靜的心態(tài),遇到問題不能慌亂,不知所措
首先根據(jù)工件的加工要求,我選擇了鉆床,因此加工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分為直徑為φ30mm的中心孔和一側(cè)端面,用長銷小平面定五個自由度。雖然沒有滿足六個自由度的要求,但是不影響機(jī)床夾具的工作。因?yàn)楸患庸ぜ枰@2個孔不限制Z向的旋轉(zhuǎn)會增進(jìn)效率。最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上,利用銷定位、螺柱、螺母和內(nèi)六角螺釘進(jìn)行定位、夾緊。這樣將工件穩(wěn)固的夾緊在機(jī)床上,能更方便,準(zhǔn)確的進(jìn)行鉆孔加工。通過以上這些步驟,此機(jī)床夾具可以正常工作,此項(xiàng)設(shè)計(jì)方案可實(shí)施。通過精度驗(yàn)算可知,此項(xiàng)機(jī)床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。
在設(shè)計(jì)的過程中,雖然感覺到了我的不足之處,但是我也學(xué)到了不少東西。在一定程度上,使我對以前學(xué)習(xí)過的東西有了加深理解和熟練操作。課程設(shè)計(jì)是機(jī)械專業(yè)學(xué)習(xí)的一個重要的、總結(jié)性的理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié),是綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能的具體實(shí)踐過程。通過本次夾具設(shè)計(jì),我對所學(xué)的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認(rèn)識。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容源于生產(chǎn)實(shí)踐,使得課程設(shè)計(jì)和實(shí)踐得到了充分的結(jié)合,有利于培養(yǎng)解決工程實(shí)際問題的能力。上學(xué)期在沈飛進(jìn)工廠實(shí)習(xí)或參觀的時候?qū)A具也有所了解,而這次課程設(shè)計(jì)的經(jīng)歷,使我對夾具有了更深刻的認(rèn)識
我們在這次的學(xué)習(xí)實(shí)踐中看到了自己的不足,同時發(fā)現(xiàn)到自己的一個不足,意味著我們成長了一點(diǎn),如果我們每天成長一點(diǎn)點(diǎn),那么我們會穩(wěn)扎穩(wěn)打的走向成功。
致謝
為期兩周的課程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼就過去了。通過這兩個星期的課程設(shè)計(jì),使我綜合的運(yùn)用了幾年所學(xué)的專業(yè)知識。在課程設(shè)計(jì)中,發(fā)現(xiàn)自己在理論與實(shí)踐中有很多的不足,自己知識中存在著很多漏洞,看到了自己的實(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,這讓我真切的體會到理論與實(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)思路奠定了基礎(chǔ)。從次課程設(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)校為我們提供的寶貴學(xué)習(xí)機(jī)會!
我非常感謝我的指導(dǎo)教師王曉方老師和張福老師。兩周來,我時刻體會著兩位老師嚴(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),不論天氣有多么的炎熱,都會在我們身邊細(xì)心指導(dǎo)。在課外時間,我們不明白一些設(shè)計(jì)的問題和有關(guān)畫圖方面的問題時,每次去老師那里,老師都會在百忙之中給我們足夠的時間去問問題,有時還會和我坐下來一起討論設(shè)計(jì)的方案。當(dāng)我的提出的方案不是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的時候老師會細(xì)心講解給予更好的意見。整個過程,兩位老師都傾注了大量的心血。正是在老師科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)下,我的課程設(shè)計(jì)才能順利進(jìn)行,這篇論文也才得以順利完成。兩位老師不僅在學(xué)習(xí)上對我嚴(yán)格要求,在我們的思想行為上都給予了教育與指導(dǎo)。
這次課程設(shè)計(jì)雖然我完成的不是很成熟,但是通過老師的幫助和自己的努力完成課程設(shè)計(jì)還是讓我有一種自豪感,這是我自己真的去思考,設(shè)計(jì),查詢資料得來的成果。在這次課程設(shè)計(jì)結(jié)束的時候,我感到有一種輕松感,不是因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)不用再做了,而是因?yàn)槲覐倪@次課程設(shè)計(jì)中獲得了知識,有所學(xué)、有所用。更加知道我們將來能做什么,會做什么,該做什么。讓我們對行業(yè)有了了解,讓我們對自己的未來有了規(guī)劃。
感謝兩位老師的細(xì)心指導(dǎo)!
參考文獻(xiàn)
[1] 作者:吳宗澤,羅圣國,書名《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》,出版者:高等教育出版社,出版年:1999,引用部分起止頁:37~46。
[2] 作者:李慶余,書名《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》,出版者:機(jī)械工業(yè)出版社,出版年:2008年,版次:2版
[3] 作者:張海華,書名《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 ,出版者:機(jī)械工程系,引用部分起止頁:44~46頁。
[4] 作者:薛源順,書名《機(jī)床夾具圖冊》 ,出版者:機(jī)械工業(yè)出版社, 出版年2003年,版次:1版
20
2
機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 與 裝 備
課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書
設(shè)計(jì)題目:“CA6140車床手柄座”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及φ10H7孔加工夾具設(shè)計(jì)
專 業(yè):
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級:
學(xué) 號:
設(shè) 計(jì) 者:
指導(dǎo)教師:
日 期
2014年6月20日
25
25
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院
目錄
一、序言 2
二、零件的分析 2
2.1零件的作用 2
2.2設(shè)計(jì)目的 2
2.3零件的工藝分析 3
三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
3.1毛坯設(shè)計(jì) 4
3.2工藝設(shè)計(jì) 4
3.3機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
四、夾具設(shè)計(jì) 21
4.1定位方案的確定 21
五、設(shè)計(jì)小結(jié) 25
六、參考文獻(xiàn) 25
一、序言
機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課程、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將要從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練,從中鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力,為今后能夠很好的從事機(jī)械工程設(shè)計(jì)、制造行業(yè)和參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。
加工CA6140車床手柄座84005的數(shù)量為10000件,為大批量生產(chǎn)。
二、零件的分析
2.1零件的作用
該零件時CA6140車床操縱部分的組成零件之一,該手柄座的作用就相當(dāng)于一個連桿。車床外部手柄的運(yùn)動是通過CA6140車床手柄座傳遞到車床內(nèi)部實(shí)現(xiàn)人為對機(jī)床的操縱。手柄與該零件通過φ25mm孔連接,機(jī)床內(nèi)部零件通過φ10mm孔與手柄座連接,即CA6140車床手柄座的作用是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動由外部到內(nèi)部的傳遞。
2.2設(shè)計(jì)目的
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一個重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力,為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識,進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。其目的如下:
①培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械加工工藝問題的能力。通過課程設(shè)計(jì),熟練運(yùn)用機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識,正確地解決一個零件在加工中定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題,保證零件的加工質(zhì)量,初步具備設(shè)計(jì)一個中等復(fù)雜程度零件的能力。
②培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。
③進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運(yùn)用和編寫技術(shù)文件等基本技能。
2.3零件的工藝分析
CA6140車床手柄座的加工表面分四種,主要是孔的加工,圓柱端面的加工,槽的加工,螺紋孔的加工,各組加工面之間有嚴(yán)格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求,特別是孔的加工,幾乎都要保證Ra1.6mm的表面粗糙度,因而需精加工,現(xiàn)將主要加工面分述如下:
2.3.1孔的加工
該零件共有5個孔要加工:φ45mm是零件的主要加工面,多組面,孔與其有位置尺寸度要求,因而是后續(xù)工序的主要精基準(zhǔn)面,需精加工且盡早加工出來;φ10mm孔與R13mm有平行度要求,也要精加工;φ14mm是不通孔,特別注意該孔的加工深度;φ5mm圓錐孔雖是小孔,但由于表面粗糙度要求高,仍需精鉸。φ5.5mm油孔是本組成員本次夾具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)工序,它與槽14mm的小端面有7mm的尺寸位置要求,并且其孔的加工精度有R3.2的要求,因此對其也應(yīng)該要進(jìn)行精鉸。
??2.3.2面的加工
該零件共有3個端面要加工:φ45mm圓柱小端面精度要求較高,同時也是配合φ25mm孔作為后續(xù)工序的精基準(zhǔn)面,需精加工;φ45mm圓柱大端面以及φ25mm孔端面粗銑既可。
?2.3.3槽的加工
該零件僅有2個槽需加工:φ25mm孔上鍵槽兩側(cè)面粗糙度為Ra1.6mm,需精加工,底面加工精度要求不高,但與R13mm孔上表面有30mm的尺寸要求,而加工鍵槽時很難以φ45mm上表面為定位基準(zhǔn),因而要特別注意尺寸鏈的推算,保證加工尺寸要求;深槽要注意加工深度,由于表面粗糙度為Ra6.3mm,半精銑即可。
2.3.4螺紋孔的加工
M10mm螺紋孔的加工,它與R13mm孔和φ25mm孔中心線有30°角度要求,同時中心線與φ45mm圓柱端面有11mm的尺寸位置要求。
由以上分析可知,該零件的加工應(yīng)先加工φ45mm圓柱兩端面,再以端面為基準(zhǔn)加工作為后續(xù)工序主要精基準(zhǔn)的φ25mm孔,進(jìn)而以該孔為精基準(zhǔn)加工出所有的孔,面,槽,螺紋孔等。
三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1毛坯設(shè)計(jì)
零件材料為HT200,根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素,該零件體積較小,形狀較復(fù)雜,外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求,由于零件生產(chǎn)類型為成批,大批生產(chǎn),而砂型鑄造生產(chǎn)成本低,設(shè)備簡單,故本零件毛坯采用砂型鑄造。
由于零件上孔都較小,且都有嚴(yán)格的表面精度要求,故都不鑄出,留待后續(xù)機(jī)械加工反而經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
3.2工藝設(shè)計(jì)
3.2.1基準(zhǔn)的選擇
基面選擇是工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基準(zhǔn)選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得到提高,否則,不但使加工工藝過程中的問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
(1)粗基準(zhǔn)的選擇:
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn),由于該零件毛坯沒有鑄孔,故只能以3個主要端面為基準(zhǔn),由于φ45mm小端面表面粗糙度為Ra3.2mm,若直接以大端面為粗基準(zhǔn),恐不能一次達(dá)到加工精度,故先以φ45mm小端面為粗基準(zhǔn),粗銑φ45mm大端面,再以φ45mm大端面為基準(zhǔn),精銑小端面,并保證尺寸43mm。
完全定位,然后進(jìn)行銑削。
(2)精基準(zhǔn)的選擇:
精基準(zhǔn)主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便,前面已多次提過以?φ25mm孔為第一精基準(zhǔn),φ45mm圓柱小端面作為基準(zhǔn)先加工出φ25mm孔,然后作為輔助基準(zhǔn)面配合φ25mm孔加工后續(xù)工序中的孔,面,槽,螺紋等。
3.2.2制定工藝路線
制定工藝路線得出發(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)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率??紤]到先面后孔的加工原則,合理具體加工工藝如下:
(1)工藝路線方案
方案一:
工序一:備料
工序二:鑄造毛坯
工序三:粗銑上、下表面,精銑下表面;
工序四:鉆孔;
工序五:插鍵槽6H9;
工序六:銑槽1443 mm;
工序七:鉆、拉孔;
工序八:鉆孔;
工序九:鉆、擴(kuò)螺紋孔;
工序十:鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H;
工序十一:終檢。
方案二:
工序一:備料
工序二:鑄造毛坯
工序三:鉆;
工序四:粗銑上、下表面;
工序五:精銑下表面;
工序六:插鍵槽6H9 mm;
工序七:銑槽14 mm 43 mm;
工序八:鉆孔;
工序九:鉆、拉孔;
工序十:鉆、擴(kuò);
工序十一:鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H;
工序十二:終檢。
(2)工藝方案的比較與分析
上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于:方案一是先加工上下表面為中心的一組工藝,然后加工的孔,再以的孔的孔為基準(zhǔn)加工的孔。方案二則是先加孔后再加工上下表面,再加工孔,此時方案二采用車床加工工序一,這樣有利提高效率,節(jié)省成本。經(jīng)比較可知,先加工上下表面,再以上下表面為基準(zhǔn)加工及插鍵槽,最后完成對的孔的定位。顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少了,同時也更好的保證了精度要求。
(3)工藝方案的確定
綜上所述,零件的具體工藝過程如下:
工序一:備料
工序二:鑄造毛坯
工序三:粗銑、半精銑凸臺端面,選用X5020B立式銑床;
工序四:鉆,擴(kuò),鉸內(nèi)孔,選用Z5040立式鉆床;
工序五:鉆,粗鉸,精鉸孔,選用Z5025立式鉆床;
工序六:銑槽mm,選用X6030臥式銑床;
工序七:鉆、粗鉸、精鉸螺紋孔,選用Z5040立式鉆床;
工序八:鉆底孔,攻螺紋孔M10-H7mm,選用Z5025立式鉆床;
工序九:鉆錐銷通孔,選用Z5025立式鉆床;
工序十:拉鍵槽6H9mm;
工序十一:鉆槽底通孔鉆,選用Z5025立式鉆床;
工序十二:終檢。
工序
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
010
粗銑上、下表面,精銑端面
零件先以下表面粗銑上表面,然后上表面為基準(zhǔn)粗銑下表面,并以下表面為基準(zhǔn)精銑上表面
020
鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸通孔
以φ45端面為第一基準(zhǔn)下端面為第二基準(zhǔn)
030
鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔
以為第一基準(zhǔn),φ45端面為第二基準(zhǔn)
040
鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸孔
以為第一基準(zhǔn)φ45端面和φ14孔定位
050
插鍵槽
以為第一基準(zhǔn)φ45端面和φ10孔定位
060
粗銑14×43槽
以為第一基準(zhǔn)φ45端面和φ14孔定位
070
鉆通孔
以為第一基準(zhǔn)φ45端面和φ10孔定位
080
鉆M10螺紋底孔,攻M10螺紋
定位同上
3.3機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
3.3.1毛坯尺寸及其加工余量的確定
CA6140車床手柄座零件材料為HT200,毛坯重量約為0.73kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用砂型鑄造生產(chǎn)。
毛坯鑄造時可以將φ25孔直接鑄造出來,由于其余孔均有精度要求,且尺寸小,均不鑄出。故僅確定三個端面的相關(guān)尺寸。
查表確定加工余量:
砂型鑄造,查表《材料成型》表4-7,表4-5
材料為灰鑄鐵,機(jī)器造型,加工余量等級取G.公差等級為CT8~10,取CT10,基本尺寸小于100mm,取3.2mm;基本尺寸小于63mm,取2.8mm。
切削余量:查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2~2.5,基本尺寸小于100mm,加工余量為2.5mm;基本尺寸小于63mm,加工余量為0.7mm。
?3.3.2φ45mm圓柱兩端面毛坯尺寸及加工余量計(jì)算
根據(jù)工序要求,φ45mm圓柱兩端面經(jīng)過兩道工序,先粗銑φ45mm圓柱大端面,再粗,精銑φ45mm圓柱小端面,各步余量如下:
粗銑:由《機(jī)械加工工藝手冊第一卷》表3.2-23,其余量值規(guī)定,對于小端面(≤50mm)為1.0~2.0mm,現(xiàn)取1.5mm。表3.2-27粗銑平面的厚度偏差(≤30mm)為―0.25~―0.39mm,現(xiàn)取―0.30mm。
精銑:由《加工工藝手冊》表3.2-25,其余量規(guī)定值為1.0mm。
故鑄造毛坯的基本尺寸為43+1.2+1.5+1.0=46.7mm?。又根據(jù)前面鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)值,取尺寸公差為2.8mm。故:
毛坯的名義尺寸:43+1.2+1.5+1.0=46.7mm;
毛坯的最小尺寸:46.7-1.4=45.3mm;
毛坯的最大尺寸:46.7+1.4=48.1mm;
粗銑大端面后的最大尺寸:43+1.0+1.2=45.2mm;
粗銑大端面后的最小尺寸:45.2-0.30=44.9mm;
粗銑小端面后的最大尺寸::43+1.0=44mm;
粗銑小端面后的最小尺寸::44-0.30=43.7mm。
精銑后尺寸與零件尺寸相同,但由于設(shè)計(jì)零件圖紙并未給出具體的公差等級,現(xiàn)按《加工工藝手冊》表5.29,粗銑→精銑所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度取IT8,按入體原則取值。故精銑后尺寸為45.1mm
?3.3.3中心線端面毛坯尺寸及加工余量計(jì)算
根據(jù)工序要求,φ25H8mm孔中心線距離小端面的毛坯基本尺寸為43+1.2=44.2mm,故:
毛坯的名義尺寸:43+1.2=44.2mm;
毛坯的最大尺寸:44.2+1.4=45.6mm;
毛坯的最小尺寸:44.2-1.4=42.8mm。
由于φ25H8mm孔有8精度要求,Ra=1.6mm;
根據(jù)《加工工藝手冊》表3.2-10,加工該孔的工藝為:
擴(kuò)→鉸
因此查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》表3-9得其孔的加工余量為2~5mm,我們?nèi)?mm,故:
擴(kuò)孔:φ24.8mm???2Z=1.8mm(Z為單邊加工余量);???
鉸孔:φ25H8mm。
毛坯φ25mm孔的尺寸為:25-3=22mm
?3.3.4φ14H7mm孔端面毛坯尺寸及加工余量計(jì)算
根據(jù)工序要求,φ14H7mm孔端面僅由粗銑得到,故φ14H7mm孔端面距φ25H8mm孔中心線的毛坯基本尺寸為43+1.2=44.2mm,故:
毛坯的名義尺寸:43+1.2=44.2mm;
毛坯的最大尺寸:44.2+1.4=45.6vmm;
毛坯的最小尺寸:44.2-1.4=42.8mm。
粗銑后尺寸應(yīng)于零件圖尺寸相同,但由于零件圖紙并未給出具體的公差等級,現(xiàn)按前面粗銑平面厚度偏差取-0.3mm。故粗銑后的尺寸為43.9mm
其他毛坯尺寸由于零件圖紙未做具體的工序尺寸要求,且對后面諸孔,槽的加工影響不大,僅荒銑即可,故不再一一贅述分析。
3.3.5其他尺寸極其加工余量的確定
其他工序尺寸包括5個孔,2個槽,1個螺紋孔的基本尺寸,現(xiàn)僅分析主要的5個孔的加工余量及尺寸偏差。
5個孔均不鑄出,機(jī)械加工出來,根據(jù)《加工工藝手冊》,由于5個孔的表面粗糙度要求均較高,所以都要經(jīng)過精鉸工序,具體工序尺寸和加工余量為:
(1)φ10H7mm孔,Ra=1.6mm;
根據(jù)《加工工藝手冊》表3.2-9,加工該孔的工藝為:
鉆→粗鉸→精鉸
鉆孔:φ9.8mm;
粗鉸:φ9.96mm;
精鉸:φ10H7mm。
(2)φ14H7mm孔,Ra=1.6mm;
根據(jù)《加工工藝手冊》表3.2-9,加工該孔的工藝為:
鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸
鉆孔:φ13.0mm;
擴(kuò)孔:φ13.85mm;???2Z=0.85mm(Z為單邊加工余量);
粗鉸:φ13.95mm;
精鉸:φ14H7mm。
(3)φ5mm圓錐孔,Ra=1.6mm;
由于零件圖紙未給出具體的公差等級,現(xiàn)也按H7公差等級加工,按表3.2-9,加工該孔的工藝為:
鉆→精鉸
鉆孔:φ4.8mm;
精鉸:φ5H7mm。
(4)φ5.5mm孔,Ra=3.2mm。
由于也未給出公差等級,現(xiàn)同樣按φ5mm圓錐孔加工方式:
鉆→精鉸
鉆孔:φ4.8mm;
精鉸:φ5.5H7m
基本工時:
3.3.6確定各工序切削用量及基本工時
1.?工序三的切削用量及基本工時的確定:銑、半精銑凸臺端面和大端面。
⑴銑凸臺端面:
選擇銑刀半徑為25mm,齒數(shù)Z=6(見《實(shí)用》表10-216)
,(《切削》表3.7和《切削》表3.8)
(《切削》表3.9)
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度:
工作臺每分鐘進(jìn)給量:
銑床工作臺進(jìn)給量:
基本工時:
⑵半精銑凸臺端面:
加工余量為Z=1mm
切削速度為
選用主軸轉(zhuǎn)速為
工作臺進(jìn)給量:
基本工時:
2.工序四的切削用量及基本工時的確定:鉆→擴(kuò)→粗、精鉸通孔。
⑴鉆孔:
選擇高速鋼錐柄標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆(見《工藝手冊》表3.1-6)
(《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16)
(《切削》表2.15)硬度200-217
按機(jī)床選?。ā豆に嚒繁?.2-5)
實(shí)際切削速度:
基本工時:(《工藝》表6.2-5)
⑵擴(kuò)孔:
選擇高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆(《工藝》表3.1-8)
由《切削》表2.10得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時的進(jìn)給量,并由《工藝》表4.2-16取,擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時的切削速度。
由《切削》表2.15得,故:
按機(jī)床選取
基本工時:
⑶鉸孔:
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀(《工藝》表3.1-17),
由《切削》表2.24得,,,
由《工藝》表4.2-16得,
按機(jī)床選取,則:
基本工時:
3.工序五的削用量及基本工時的確定:鉆→粗鉸→精鉸孔。
⑴鉆孔:
選擇高速鋼錐柄麻花鉆(《實(shí)用》表10-173)
由《切削》表5-6和《工藝》表11-27查得
(《切削》表2.15)
按機(jī)床選取
基本工時:
⑵粗鉸孔:
選擇的高速鋼鉸刀(《工藝》表10-192)
由《切削》表5-18和《工藝》表11-283查得
按機(jī)床選取
基本工時:
⑶精鉸孔:
選擇的鉸刀
按機(jī)床選取
基本工時:
4.工序六的切削用量及基本工時的確定:銑的槽。
選用高速鋼粗齒盤狀銑刀 ,Z=8
1)、根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表3.1-27查的:
粗銑 選定
因 走刀次數(shù)N==8.6次 故走刀次數(shù)N為9次,最后一次=3mm 。
根據(jù)零件形狀,確定那個走刀長度為37mm。
2)、決定每齒進(jìn)給量,根據(jù)XA6132型銑床的功率為7.5KW,中等剛度。
根據(jù)表3.3( 《切削用量簡明手冊(第3版)》 ):
現(xiàn)選取
3)、決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量
根據(jù)表3.27中的計(jì)算公式,也可以直接查表。
根據(jù)表3.9,當(dāng),Z=8,=14mm,,0.24mm/z時,=19m/min,
=62r/min,=104mm/min。
各修正系數(shù)為:
19×0.69×0.8m/min=10.5 m/min;
=34 r/min;
mm/min;
根據(jù)XA6132型銑床說明書,選擇 r /min; mm/min;
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為:
m/min;
mm/r ;
計(jì)算基本工時
式中 l =37mm,根據(jù)表3.25,入切量及超切量=27mm
則=min=1.067min
總時間:= ×N=1.067min×9=9.6min
5.工序七的切削用量及基本工時的確定。
⑴鉆孔:
選擇高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表5.5-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
按機(jī)床選取
基本工時:
⑵粗鉸孔:
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀(《工藝》表3.1-17)
,,,
按機(jī)床選?。ā豆に嚒繁?2-15)
(《工藝》表4.2-16)
基本工時:
⑶精銑孔:
選擇高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀(《工藝》表3.1-17)
由《切削》表2.24查得
,,
(《工藝》表42-16)
按機(jī)床選取
基本工時:
6.工序八的切削用量及基本工時的確定:鉆底孔,攻螺紋M10mm。
⑴鉆底孔:
選用高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》表3.1-6)
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2-16查得
(《切削》表2.15)
按機(jī)床選取
基本工時:
⑵攻螺紋M10mm:
選擇M10mm高速鋼機(jī)用絲錐
等于工件螺紋的螺距,即
按機(jī)床選取
基本工時:
7.工序九的切削用量及基本工時的確定:加工的錐銷通孔。
⑴鉆的圓錐孔:
選擇的高速鋼麻花鉆
按機(jī)床選取
基本工時:
⑵鉸的孔:
選擇的鉸刀
按機(jī)床選取
基本工時:
8.工序十一的切削用量及基本工時的確定:加工的孔。
⑴鉆孔:
選擇的高速鋼錐柄麻花鉆
按機(jī)床選取
基本工時:
⑵鉸孔:
選擇的鉸刀
按機(jī)床選取
基本工時:
四、夾具設(shè)計(jì)
由于生產(chǎn)類型為成批,大批生產(chǎn),要考慮生產(chǎn)效率,降低勞動強(qiáng)度,保證加工質(zhì)量,故需設(shè)計(jì)專用夾具。
4.1定位方案的確定
4.1.1工序要求
本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)工序Ⅶ鉆,鉆φ10H7孔的夾具,該工序要求φ10H7孔軸線與φ25H8mm孔中心線平行,同時孔軸線距φ45mm圓柱小端面50mm,因而工序基準(zhǔn)為φ45mm小端面,同時為了便于立式鉆床加工,因而也應(yīng)以φ25H8mm孔為定位基準(zhǔn)來定位,為了增加剛度設(shè)計(jì)支撐釘,并且設(shè)置V形塊。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求,并保證較高的生產(chǎn)效率,還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性,加工過程中夾具的操作應(yīng)方便,定位夾緊穩(wěn)定可靠,夾具體應(yīng)具有較好的剛性。
4.1.2定位方案的確定
鉆φ10H7孔工序簡圖
如圖所示,為了加工鉆φ10H7孔,應(yīng)限制的自由度有X軸移動﹑Y軸移動﹑Z軸移動﹑繞X軸轉(zhuǎn)動﹑繞Y軸轉(zhuǎn)動﹑繞Z軸轉(zhuǎn)動。為使定位可靠,加工穩(wěn)定,我們所設(shè)計(jì)的定位方案如附圖A1圖紙——手柄座夾具體裝配圖所示,總共限制了工件的全部6個自由度,屬于完全定位。
在該定位方案中,φ45mm圓柱小端面平放到支撐平面上,限制Z軸移動﹑繞X軸轉(zhuǎn)動﹑繞Y軸轉(zhuǎn)動,三個移動自由度。φ25H8mm孔內(nèi)插入短銷,限制了X軸移動﹑Y軸移動,V形塊限制了繞Z軸轉(zhuǎn)動,這樣6個自由度全部被限制。定位面板如附圖A3圖紙——手柄座夾具體零件圖所示。
4.1.3定位誤差分析
定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對于夾具設(shè)計(jì)中采用的定位方案,只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的1/3,或滿足++≤T,即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。
對于本次設(shè)計(jì)的夾具,需要保證的尺寸要求:保證孔軸線距φ45mm圓柱小端面50mm,保證孔軸線與φ25H8mm孔的中心線平行。
對于50mm的要求,由于定位基準(zhǔn)也是φ45mm圓柱小端面,故基準(zhǔn)不重和誤差為0,且由于φ45mm圓柱小端面經(jīng)過半精銑,表面粗糙度達(dá)到Ra3.2mm,故可認(rèn)為φ45mm圓柱小端面的平面度誤差為0,即不存在基準(zhǔn)位置度誤差,綜上所述,只要支撐釘?shù)臉?biāo)準(zhǔn)尺寸得到保證,是不存在定位誤差的。
對于工序要求,基準(zhǔn)位置誤差則取決于孔直徑尺寸公差以及圓度誤差,由于孔的表面精度都達(dá)到Ra1.6mm,都經(jīng)過精鉸,故基準(zhǔn)位置誤差也可以忽略,只要銷的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以及相對位置關(guān)系得到保證,定位誤差也是很小的。
綜上所述,該定位方案是符合加工要求的。
3、夾緊方案:采用螺旋壓板夾緊端面。
4、切削力與夾緊力的計(jì)算
刀具:高速鋼直柄麻花鉆,d=9.8mm
夾具:螺旋壓板(采用單個螺旋夾緊) d0=10mm
據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》P436 切削力 Fx=425df0.8kF
d=9.8mm f=0.4mm/r kF=(HBS/150)0.6=(150/150)0.6=1 代入Fx中得,
Fx=1999N
據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》P451 理論夾緊力W=QL/[r`tanφ1+rztan(α+φ‘2)]
因所選螺桿端部與平面是點(diǎn)接觸,所以r`=0
查表17-26 rz=4.513 α=3°1' φ,2=30°
查表17-28 L=120mm Q=25N
將以上各值代入W中得 W=1023.9N 而實(shí)際夾緊力FK=WK
K=K0K1K2K3K4K5
查表17-10 K0=1.5 考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)
K1 =1.2 加工性質(zhì)系數(shù)
K2 =1.0 刀具鈍化程度
K3 =1.2 切削特點(diǎn)
K4 =1.3 手動夾緊力的穩(wěn)定性
K5 =1.0 僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時工件與支承面接觸的情況
所以K=2.8 代入FK中得,F(xiàn)K=WK=1023.9×2.8=2866.9N
5、V形塊尺寸 據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》得,V型塊尺寸:固定V型塊,N=18mm,D=15-20mm,取D=18mm,A=14mm,L=40mm,,,A=12mm,,d=5mm,,,n=6mm,°,B=28mm
活動V型塊,N=18mm,D=18mm,H=14mm,L=40mm,,,,,,°
5、定位誤差分析:
由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)(工序)基準(zhǔn)重合,故基準(zhǔn)不重合誤差為0,,而基準(zhǔn)位移誤差為,所以定位誤差。
6、平行度誤差:
因平行度基準(zhǔn)A與定位基準(zhǔn)重合,所以基準(zhǔn)不重合誤差為零。而,,所以平行度誤差為0.019mm。
五、設(shè)計(jì)小結(jié)
本次課程設(shè)計(jì)是對上學(xué)期所學(xué)《機(jī)械制造基礎(chǔ)》課程和生產(chǎn)綜合實(shí)習(xí)的檢測和應(yīng)用,將課本上所學(xué)的和實(shí)習(xí)中看到的結(jié)合起來,在此基礎(chǔ)上,發(fā)揮自己的創(chuàng)造力,進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)工藝過程和夾具。
在本次設(shè)計(jì)過程中,我們閱讀了一些技術(shù)資料及設(shè)計(jì)手冊,認(rèn)真探討了機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問題。因此,本次設(shè)計(jì)不僅加強(qiáng)了對自己所學(xué)專業(yè)課程的理解和認(rèn)識,而且也對自己的知識面進(jìn)行了拓寬。此外,本次設(shè)計(jì)在繪圖的過程中,使用了AUTOCAD繪圖軟件,并同時進(jìn)行了手工繪圖,這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識,進(jìn)一步提高了我們繪圖識圖的能力。
但知識所學(xué)有限,實(shí)際經(jīng)驗(yàn)更加不足,因此我的設(shè)計(jì)還存在著很多的不足之處。如:各部分時間分配不是很合理,雖然得到了計(jì)算機(jī)繪圖的鍛煉,但手工繪圖相比下占的比例少了一些,還有夾具設(shè)計(jì)中,加緊機(jī)構(gòu)為手動,盡管降低成本,但過于簡單。這些在以后的設(shè)計(jì)中都是需要改進(jìn)的。
最后,在這里,感謝老師的認(rèn)真指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助。
六、參考文獻(xiàn)
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3.《金屬切削原理與刀具》機(jī)械工業(yè)出版社,主編:陸劍中
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6.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》西安交通大學(xué)出版社,主編:龔定安1992
7.《金屬切削機(jī)床概論》機(jī)械工業(yè)出版社,主編:賈亞洲,1994
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