分離爪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆φ3孔夾具設(shè)計(jì)
分離爪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆φ3孔夾具設(shè)計(jì),分離爪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆φ3孔夾具設(shè)計(jì),分離,零件,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計(jì)
目錄
一、 零件的分析 1
(一) 零件的作用 1
(二) 零件的工藝分析 1
(三) 零件圖 1
二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
(一)確定毛坯的制造形式 2
(二)基面的選擇 3
(三)制定工藝路線 3
(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 4
三、 夾具設(shè)計(jì) 9
(一)問題的提出 10
(二)確定結(jié)構(gòu)方案 10
(三)平衡配重設(shè)計(jì) 11
(四)設(shè)計(jì)制定夾具主要技術(shù)條件 11
(五)設(shè)計(jì)感想及體會(huì) 11
參考文獻(xiàn) 13
零件的分析
(一) 零件的作用
題目所給的零件是分離爪。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔的作用,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作,工作過程:撥叉零件是在傳動(dòng)系統(tǒng)中撥動(dòng)滑移齒輪,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速,轉(zhuǎn)向。
(二) 零件的工藝分析
C6132D車床共有兩處加工表面和一個(gè)空內(nèi)表面,其間有一定位置要求。分述如下:
1, 零件孔Φ40mm的上加工表面
這一組加工表面包括:孔Φ40mm的下加工表面,孔Φ40mm的外表面,有粗糙度要求為Ra等于5um。
加工時(shí)以Φ50mm下端面為基準(zhǔn)面,并加緊Φ50的左右兩端面。
2, 孔Φ50mm下端面及孔Φ36的內(nèi)表面
其中Φ50mm的下端面有粗糙度要求為Ra等于5um,這需要粗車;孔Φ36mm的內(nèi)表面粗糙度要求5,需要進(jìn)一步精車,這都以Φ40空及端面定位,這就是先選一粗基準(zhǔn),然后必須要用已加工表面作為精基準(zhǔn)
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精 度,該零件沒有很難加工的表面尺寸,上述表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證,對(duì)于這兩組加工表面而言,可以先加工其中一組表面,然后借助于專用夾具加工另一組表面,并且保證它們的位置精度要求
(三) 零件圖
二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一)確定毛坯的制造形式
1:零件材料為QT40-10??紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單,故選擇鑄件毛坯。
2:已知零件的生產(chǎn)為大批生產(chǎn),初步確定工藝安排的基本傾向?yàn)椋杭庸み^程劃分階段,工序都要集中,加工設(shè)備主要以專用設(shè)備為主,采用專用夾具,這樣生產(chǎn)質(zhì)量高,投產(chǎn)快生產(chǎn)率較高,能適應(yīng)大批量需求
3:根據(jù)零件的材料確定毛坯為鑄件,材料為QT40-10,毛坯的鑄造方法為砂型型鑄造,鑄件尺寸公差等級(jí)為IT13級(jí)以下。
(二)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。基面選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。
(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φ50孔的上表面作為粗基準(zhǔn),利用圓柱來定位,另外四爪握住兩邊來限制六個(gè)自由度,達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行車削。
(2)精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。
(三)制定工藝路線
制定工藝路線,在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的情況下, 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求來制定工藝路線??梢钥紤]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。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
工序一 鑄造。
工序二 低溫退火熱處理。
工序三 以Φ50mm的孔及下端面定位,車φ40孔,并車孔的上端面。
工序四 以Φ40內(nèi)孔及上端面定位,車Φ50下端面及Φ36mm孔。
工序五 以Φ40內(nèi)孔及上端面定位,精車φ36及Φ36.5孔。
工序六 以Φ36內(nèi)孔及端面定位,精車Φ40外圓倒角。
工序七 以Φ36內(nèi)孔及端面定位,銑Φ8.3mm孔兩端至尺寸8+0.5mm,保證30mm尺寸至30±0.03mm,表面粗糙度要求為5mm。
工序八 以Φ36內(nèi)孔及端面定位,鉆、鉸Φ8.3mm至尺寸。
工序九 以Φ36內(nèi)孔及端面定位,鉆Φ3的孔,孔口倒角。
工序十 以Φ36內(nèi)孔及端面定位,精銑螺旋面
工序十一 去毛刺。
工序十二 檢驗(yàn)。
2,選擇機(jī)床
(1) 工序三,工序四,工序五,工序六均為車表面,可用C6132D車床。
(2) 工序七為銑削工藝,可采用銑床XD6132。
(3) 工序八、九為鉆,鉸工藝,用臺(tái)式鉆床Z402。
(4) 工學(xué)十需精銑螺旋面,很復(fù)雜,選用數(shù)控立式升降臺(tái)銑床XK5025
3,選擇夾具:每個(gè)工序都可以采用專用的夾具,夾具后面再設(shè)計(jì)。
4,選擇刀具:在銑床上用硬質(zhì)合金端銑刀,銑上下兩槽用三面刃銑刀,在車床上選硬質(zhì)合金外圓車刀和端面車刀,鉆床用直柄麻花鉆和錐柄機(jī)用鉸刀,數(shù)控銑床用專用螺旋面銑刀
5,選擇量具:精度要求較高的可用內(nèi)徑千分尺量程50~125,其余用游標(biāo)卡尺分度值為0.02
(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
”分離爪”;零件材料為QT40-10,生產(chǎn)類型大批量,鑄造毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1. 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)》
銑削加工余量為:
粗銑 2-4mm
半精銑 1-2mm
精銑 0-1mm
2.圓柱(φ40用鑄成)內(nèi)孔φ8.3用鉆和鉸成,加工余量:
鉆孔 1mm
3.粗車加工余量:
粗 車 1.2mm
半精車 0.8mm
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(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)。
(五)確立切削用量及基本工時(shí)
工序一 毛坯工序Ⅰ
用鑄造尺寸如毛坯圖(CAD毛坯圖)
工序二 以φ36mm孔及端面定位銑φ8.3孔上下兩端面
1. 加工條件
工件材料:QT40-10,σb=16GPa,HB=190~241,鑄造。
加工要求:粗銑φ8.3上下兩端面面。
機(jī)床:銑床,XD6132臥式銑床。
刀具:硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae<=40mm,深度ap<=1.5mm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γo=+5°后角αo=8°,副后角αo’=8°,刀齒斜角λs=-10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1)銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=1.3mm,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7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/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3.7,后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8,壽命T=180min
4)計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》,V c=
算得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.3mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。
6)計(jì)算基本工時(shí)
tm=L/ Vf=(40+40)/475=0.168min。
工序三 以φ36及端面為精基準(zhǔn),鉆、鉸φ8.3孔
1. 選擇鉆頭
選擇直柄麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=8mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角αo=12°,二重刃長(zhǎng)度=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° °
2.選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《切》 ,所以,
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《切》)為0.5~0.8mm,壽命.
?。?)切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(4)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
T=L/nf=65/272*1.45=0.163min
工序四 以φ36及端面為精基準(zhǔn),鉆、鉸φ3mm孔,倒角
1. 選擇鉆頭
選擇粗直柄麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=3mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角αo=4°,二重刃長(zhǎng)度=1.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° °
2.選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《切》 f=0.3-0.5mm/r ,所以,
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《切》)為0.5~0.8mm,壽命.
(3)切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(4)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
T=L/nf=65/272*1.45=0.163min
工序十一 去毛刺
工序十二 檢查。
其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。
三、 夾具設(shè)計(jì)
經(jīng)過仔細(xì)分析決定設(shè)計(jì)鉆床夾具。在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循的原則是:① 確保工件的加工質(zhì)量;② 工藝性好,結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單;③ 使用性好,操作省力高效;④ 定位、夾緊快速、準(zhǔn)確,能提高生產(chǎn)率;⑤ 經(jīng)濟(jì)性好,制造成本低廉。確定最合理的設(shè)計(jì)方案。
⑴ 確定定位方案,設(shè)計(jì)定位裝置。定位應(yīng)符合“六點(diǎn)定位原則”。定位元件盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件。
⑵ 確定夾緊方案,設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊可以用手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓或其它動(dòng)力源。重點(diǎn)應(yīng)考慮夾緊力的大小、方向、作用點(diǎn),以及作用力的傳遞方式,保證不破壞定位,不造成工件過量變形,不會(huì)有活動(dòng)度為零的“機(jī)構(gòu)”,并且應(yīng)滿足生產(chǎn)率的要求。
⑶ 確定夾具整體結(jié)構(gòu)方案。定位、夾緊確定之后,還要確定其它機(jī)構(gòu),如對(duì)刀裝置、導(dǎo)引元件、分度機(jī)構(gòu)、頂出裝置等。最后設(shè)計(jì)夾具體,將各種元件、機(jī)構(gòu)有機(jī)地連接在一起。
⑷ 夾具精度分析。在繪制的夾具結(jié)構(gòu)草圖上,標(biāo)注出初步確定的定位元件的公差配合關(guān)系及相互位置精度,然后計(jì)算定位誤差,根據(jù)誤差不等式關(guān)系檢驗(yàn)所規(guī)定的精度是否滿足本工序加工技術(shù)要求,是否合理。否則應(yīng)采取措施(如重新確定公差、更換定位元件、改變定位基準(zhǔn),必要時(shí)甚至改變?cè)O(shè)計(jì)方案),然后重新分析計(jì)算。
⑸ 夾具夾緊力分析。首先應(yīng)計(jì)算切削力大小,它是計(jì)算夾緊力的主要依據(jù)。通常確定切削力有以下三種方法:① 由經(jīng)驗(yàn)公式算出;② 由單位切削力算出;③ 由手冊(cè)上提供的諾模圖(如M-P-N圖)查出。根據(jù)切削力、夾緊力的方向、大小,按靜力平衡條件求得理論夾緊力。為了保證工件裝夾的安全可靠,夾緊機(jī)構(gòu)(或元件)產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力,一般應(yīng)為理論夾緊力的~倍。
(一)問題的提出
在給定的零件中,對(duì)本步加工的定位提出具體的要求是一定的公差,定位要求較高。因此,本步的重點(diǎn)應(yīng)在保證工件的定位,來保證兩孔的尺寸。
具體要求:1、保證孔1,孔2的尺寸。
2、保證圖中其它的標(biāo)尺寸。
(二)確定結(jié)構(gòu)方案
方案一:
兩小頭孔外圓用一邊為固定V型塊,另一邊用可松緊的活動(dòng)V型塊來夾緊工件。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單,并且易于實(shí)際應(yīng)用。但其同時(shí)有致命的缺點(diǎn)—夾緊精度不能保證,并且豎直方向沒有任何夾緊力,這使得零件加工出來的精度質(zhì)量并不高,并且在進(jìn)行加工時(shí)會(huì)發(fā)生翹曲形變。
方案二:
根據(jù)得到題目要求,需要加工的工序是鉆直徑為的小頭孔,因此工件左端用活動(dòng)V型塊固定小頭孔外圓,另使用定位銷在中心大孔處進(jìn)行定位。上端使用開口墊圈進(jìn)行固定,這樣在保證豎直方向夾緊力的同時(shí),又方便加工零件的拆裝。在夾具底座上鑄造有鉆模板,雖然相對(duì)來說結(jié)構(gòu)略微復(fù)雜,但是真正實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中的操作并不繁瑣,甚至要較方案1更加簡(jiǎn)便。
最后確定選擇方案一。
(三)平衡配重設(shè)計(jì)
平衡配重的計(jì)算通常較復(fù)雜,對(duì)于設(shè)計(jì)來說,只在夾具體上設(shè)計(jì)了配重塊,配重的調(diào)整需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行。
(四)設(shè)計(jì)制定夾具主要技術(shù)條件
1: 首先保證孔1,孔2的尺寸和表面粗糙度不大于。
2:其次要保證外圓的尺寸。
3:同時(shí)保證外圓端面粗糙度。
4:繪制裝配圖及零件圖(附)。
(五)設(shè)計(jì)感想及體會(huì)
為期三周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲,回顧整個(gè)過程,通過老師和同學(xué)的幫助,還有自己不懈的努力,終于定時(shí)定量的完成了這次課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié),使理論與實(shí)踐更加接近,加深了理論知識(shí)的理解,強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段:第一段是接卸加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì),第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、實(shí)踐定額計(jì)算等方面的知識(shí);夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
通過此次設(shè)計(jì),是我基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。本設(shè)計(jì)還存在很多不足之處。一是由于本人的畫圖不夠純熟,在畫圖遇到復(fù)雜的和難的地方時(shí)顯力不從心,使圖沒達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)出來的水平。二是對(duì)分離爪的工作原理掌握的不夠熟練,在設(shè)計(jì)過程中不能全面地考慮問題,造成走許多彎路,設(shè)計(jì)速度緩慢,這些都需要進(jìn)一步研究和進(jìn)一步實(shí)踐來解決。
總的來說,這次設(shè)計(jì),使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力,為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于能力所限,設(shè)計(jì)還有許多不足之粗,懇請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
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11.主編:成大先,《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京:機(jī)械工業(yè)出版社
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分離爪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆φ3孔夾具設(shè)計(jì)
分離
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加工
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夾具
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