开合螺母上座体的铣断夹具设计及机械加工工艺规程装备含8张CAD图
开合螺母上座体的铣断夹具设计及机械加工工艺规程装备含8张CAD图,螺母,上座,夹具,设计,机械,加工,工艺,规程,装备,设备,cad
开合螺母上座体机械加工工艺规程及夹具设计Switching nut the machining process planning and fixture design摘要 本次毕业设计是以CA6140车床上开和螺母的工艺工装为基础的,主要内容包括以下几个方面:设计零件,加工工艺及公式计算,设计两套夹具,拆画一套夹具等。 为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。 夹具方案的确定在国内是一项十分重要的设计程序,其方案的优劣决定了夹具设计的成功与失败。确定设计方案时应遵循以下原则:确保加工质量,结构尽量简单,操作省力高效,制造成本低廉。 这次毕业设计是我们即将毕业之前的最后一次在校设计,设计内容比较全面,所涉及的只是比较广,是对我们所学只是及应用、设计能力的一次综合检验。 通过这次毕业设计,既充分锻炼了我们的设计能力,又补充了在校学习期间知识和能力的不足。 关键词:CA6140开合螺母上座体;夹具设计;工艺工装设计。Abstract My graduated design is based on the craft design of the the opened nut to CA6140,which includes parts design,machining and time calculations,a design of two set of jigs,adismantalment-drawing of a set of jig. To improve productivity ,and ensure processing quality and reduce labor intensity,it needs to design special jig. The esdeblishment of jig programmes is so important that it decide the quality of the jig.Making the design of programmes should follow the following principles:ensuring processing quality structure as simple as possible,allowing efficient operation,low cost manufacturing. The graduated design,which includes lots of content and involves much knowledge,is the last one for me before we will graduate. It is a comprehensive test to our knowledge and applications. By doing the graduated design, it not only can improve our full design capacity,but also add in the inadequate knowledge and capacity that we have learned in school. Key world:opened nut to CA6140;tongs design;process design.目 录引 言- 5 -1.1 毛坯生产类型- 5 -1.2 毛坯铸造形式- 5 -1.3 毛坯精度尺寸- 5 -1.4 确定毛坯铸件的重量- 5 -1.5 确定机械加工余量- 5 -1.6 确定铸铁件的尺寸偏差- 5 -1.7 零件的作用- 5 -2. 工艺规程设计- 7 -2.1 确定毛坯的制造形式- 7 -2.2 基面的选择- 7 -2.3 制定工艺路线- 7 -2.4 工艺方案的比较与分析- 8 -2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定- 9 -2.6 确定切削用量及基本工时- 9 -2.6.1 粗铣燕尾- 9 -2.6.2 精铣燕尾- 10 -2.6.3 铣退刀槽- 10 -2.6.4 粗铣端面- 11 -2.6.5 精铣端面- 11 -2.6.6 工序磨燕尾及空刀槽,保证粗糙度为1.6,精度为7级- 12 -2.6.7 工序 钻52H7孔并倒角1.545- 13 -2.6.8 工序 钻2 12孔- 14 -2.6.9 工序 车端面- 15 -2.6.10 .切断- 17 -3. 机床夹具设计- 18 -3.1 机床夹具概论- 18 -3.1.1 夹具简介- 18 -3.1.2 机床夹具的概念- 18 -3.2 机床夹具的功能- 18 -3.2.1 机床夹具的主要功能- 18 -3.2.2 机床夹具的特殊功能- 18 -3.3 机床夹具在机械加工中的作用- 19 -3.4 机床夹具的组成- 19 -3.5 夹具设计的基本要求- 19 -3.6 机床夹具的分类- 19 -3.7 机床夹具的设计特点和设计要求- 20 -3.7.1 机床夹具的设计特点- 20 -3.7.2 机床夹具的设计要求- 20 -3.8 夹具设计方法和步骤- 20 -3.8.1 研究原始资料,明确设计任务- 20 -3.8.2 夹具结构和方案的设计- 21 -3.9 钻削力及夹紧力计算- 21 -4. 夹具总图的绘制- 25 -参 考 文 献- 29 -致 谢- 30 - 31 - 引 言1. 零件的分析1.1 毛坯生产类型确定毛坯类型为3000件/年,由表(2-5.6)划分生产类型的参考数据确定为中批,工作制度8小时/班制。1.2 毛坯铸造形式将融化了的金属浇注到旋转着的模型中,由于离心力的作用,金属液粘贴于模型的内壁上,凝结后所得铸件外形与模型内壁的形状相同,使用这种方法可以毋需浇注口,故能显著地减少金属的消耗。由于免除了砂型和制模的设备,以及减少了铸工车间的面积,生产成本就有了降低;而所得逐渐则具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。1.3 毛坯精度尺寸由表(2-5-1)得灰铸铁刀具切入金属层的厚度应大于表面层厚度,即大于1mm,小于4mm。由JK67-62,确定灰铸铁铸件精度等级为2级(指尺寸精度和表面光洁度要求较高,或者大批、中批生产的铸件。1.4 确定毛坯铸件的重量通过计算,最后确定毛坯的重量为4.079Kg,由表(2-5-2)确定重量偏差为7。1.5 确定机械加工余量由表(2-5-5)确定2级铸铁件的机械加工余量:顶面加工余量为4.0mm,底面及侧面加工余量为3.0mm。1.6 确定铸铁件的尺寸偏差由(标-5-6)查得2级铸铁件尺寸偏差为0.8mm。1.7 零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床上的开合螺母上座体 。开合螺母上座体是用于接通和断开从丝杠传来的运动。车削螺纹时,将开合螺母上座体合上,丝杠通过开合螺母上座体传动溜板箱和刀架;否则就将开合螺母上座体脱开。车削螺母时,顺时针方向转动手柄,通过轴带动曲线槽盘转动,曲线槽盘上的曲线槽盘形状,通过圆柱销带动上半螺母在溜板箱体后面的燕尾形导轨内上下移动,使其相互靠拢,将开合螺母上座体和丝杠啮合。若逆时针方向转动手柄,则两半螺母相互分离,开合螺母上座体和丝杠脱开。槽盘的曲线槽是一段圆弧,此圆弧在接近槽盘中心部分的倾斜角比较小,目的是使开合螺母上座体闭合能自锁,不会因为螺母上的径向力而自动脱开。 2. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT15-33灰铸铁,考虑到灰铸铁 的抗缺口敏感性,减震性和耐优良等特点,因此应该选用铸件,以便使开合螺母上座体在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠.由于零件年产量为3000件,已达到成批生产的水平,而且离心铸造,免除了砂模和制模的设备,以及减少了铸工车间的面积,生产成本就有了降低,这样得来的铸件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用离心铸造,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。2.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。否则不但加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。粗基准的选择:对象开合螺母上座体这样的零件来说,选择好粗基准是至关重要的。按照有关粗基准的选择原则,即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作粗基准;若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。我现在选取燕尾为粗基准,利用左、右两个定位块和一个削边销对其进行限制,以消除六个不定度,达到过定位。对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,是应该使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案一:工序. 铸造。. 清砂。. 热处理。. 清砂。.涂漆。.划线。.铣燕尾及空刀槽。.磨燕尾及空刀槽。.粗镗、精镗、粗铰、精铰52H7孔并倒角1.5 x 45。 .钻、扩钻、粗铰、精铰2 x 12孔。.粗车、半精车、精车一端面。.粗车、半精车、精车另一端面。.切断。.去毛刺。.清洗。.检验。.入库。路线方案二:工序. 铸造。. 清砂。. 热处理。. 清砂。.涂漆。.划线。. 粗车、半精车、精车一端面。 . 粗镗、精镗、粗铰、精铰52H7孔并倒角1.5 x 45。. 粗车、半精车、精车另一端面。. 铣燕尾及空刀槽。. 磨燕尾及空刀槽。. 钻、扩钻、粗铰、精铰2 x 12孔。.切断。.去毛刺。.清洗。.检验。.入库。2.4 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先加工燕尾及空刀槽,然后以此为基准加工孔52H7;而方案二是先加工两端面,再加工52H7孔。两者相比较,可以看出,先加工燕尾及空刀槽,然后以此为基准加工孔52H7,这时的位置精度较易保证,并且定位及装夹等比较方便。2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“开合螺母上座体”零件材料为HT15-33灰铸铁。毛坯重量为4公斤,生产类型为中批生产,采用离心铸造毛坯,2级精度。根据上述原始材料及加工工艺,分别对各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定如下:1. 52H7孔精铰至52H7,表面粗糙度为Ra1.6um,工序余量为2z=0.08;粗铰至51.92mm 2z=0.42;精镗至51.5mm 2z=1.5;粗镗第二次至50mm 2z=3;粗镗至47m 2z=7;1. 2 12孔铰至12mm 2z=0.15;扩钻至11.85mm 2z=0.85;钻至11 2z=11;2. 一端面精车至97 2z=0.8;半精车至97.8 2z=1.2;粗车至99 2z=6;3. 另一端面精车至95 2z=0.5;半精车至96.5 2z=0.5;粗车至96 2z=1; 2.6 确定切削用量及基本工时工序:铣燕尾及空刀槽2.6.1 粗铣燕尾v=6m/min(0.1m/s) (表1-10-151)ns=1000v/dw =1000 40 =0.8r/s(47.8r/min)按机床选取nw=0.79 r/s (47.5r/min)实际切削速度切削工时:l1=8.7(表1-11-12)t0=158.3s(2.64min)2.6.2 精铣燕尾v=6m/min(0.1m/s) (表1-10-151)ns= =0.8r/s(47.8r/min)按机床选取nw=0.79 r/s (47.5r/min)实际切削速度v=dw nw/1000=3.14400.79/1000=0.43m/s切削工时:l1=6.3t0=153s(2.6min)2.6.3 铣退刀槽s=0.020.03(表1-10-142)选s=0.02mmv=47m/min(0.78m/s) ns= =4.14r/s(248r/min)按机床选取nw=4 r/s (240r/min)实际切削速度v= =0.75m/s(45m/min)切削工时:l1=5.9,l2=4sm=sz z n=0.02 436=2.88t0=3.785s(0.06min)2.6.4 粗铣端面选择高速钢套式面铣刀每齿进给量:sz=0.1-0.2(10-113)选sz=0.1mmv=56m/min(0.92m/s) ns= =3.7r/s(222r/min)按机床选取nw=4.2r/s (252r/min)实际切削速度v= =1.01m/s(61m/min)切削工时:l1=37.5,l2=2sm=sz z n=0.1 18 3.7=0.37t0=(=185s(3min)2.6.5 精铣端面铣刀每转进给量0.100.12选s0=0.12mmv=56m/min=0.9m/s ns=3.7r/s(222r/min)按机床选取nw=4.2r/s (252r/min)实际切削速度v= =1.01m/s(61m/min)切削工时:l1=37.5,l2=2sm=sz z n=0.1 18 3.7=0.37t0=185s(3min)2.6.6 工序磨燕尾及空刀槽,保证粗糙度为1.6,精度为7级 选择卧轴矩台平面磨床M7130-1 磨轮的选择磨料:黑色炭化硅粒度:36-46硬度:ZR1-Z1结合剂:陶瓷结构:5-6 用磨轮端面磨平面的切削用量工件运动速度v=8-15m/min选v=10m/min工作台磨削深度进给量st=0.065毫米每行程st与工件材料相关的次数为k=1.05 用磨轮端面磨平面的切削动力切削动力N=10.3千瓦切削动力的修正系数与工件材料有关K2=0.9 用磨轮圆周粗磨平面的切削用量工作台单行程的进给量Sb=16.224毫米每行程工作台单行程的磨削深度进给量St=0.025毫米每行程St的修正系数K1=0.86 切削工时L :磨削计算长度矩台用磨轮圆周磨L=l1+20 矩台用磨轮端面磨L=l1+DM+10l1 :工件磨削面长度DM :磨轮直径h :加工余量k:平面磨系数v:工作台往复运动的速度St:磨削深度进给量Z:同时加工的工件数量T01= =0.36minT02= =0.35minT03= =0.15minT= T01 + T02 + T03=0.36+0.35+0.15=0.86min2.6.7 工序 钻52H7孔并倒角1.545(1) 粗镗第一次至47mm选择硬质合金可调节浮动镗刀 B=25,H=12进给量S=1.6-2.0,选S=1.6mm/rv=62.6m/min,n=398r/min(6.63r/min) 切削工时 l1=1.7,l2=3.0, l=105t=(D-d1)/2=(47-40)/2=3.5mmt0=10.34s(0.17min) 粗镗第二次至50mmS=1.6-2.0,选S=2.0mm/r(10-97)v=56.6m/min,n=360r/min(6r/min) 切削工时 l1=0.87, l=105t=(D-d1)/2=(50-47)/2=1.5mmt0=9.07s(0.15min) 精镗至52mS=1.6-2.0,选S=1.6mm/r(10-97)v=62.6m/min,n=398r/min(6.63r/min) 切削工时 l1=0.58, l=105t=(D-d1)/2=(51.5-50)/2=0.75mmt0= =10.24s(0.17min)2.6.8 工序 钻2 12孔选择直柄麻花钻(GB1436-78) 钻到11.0mmS=0.22-0.28,S=0.25mm/r(10-67)v=28m/min(0.47m/s),n=894r/min(7.95r/s) ns=1000v/切削工时 l1=0.05,l2=39, l=105t=(D-d1)/2=(52-51.92)/2=0.04mmns= =13.6r/s(816r/min)按机床选取nw=800r/s (13.3r/min)实际切削速度v = = 0.46m/s切削工时:l1=3.4,l2=1.5,L=20t0=7.49s(0.13min)扩孔钻至11.85S=0.7-0.9,S=0.7mm/r(10-75)v=22.2m/min,n=472r/min 按机床选取nw=460r/min=7.67r/s实际切削速度=0.29m/s切削工时 l1=0.58,l2=1.5, l=20=4.11s(0.07min)铰至12选用锥柄机用铰刀 D=12S=1.7 mm/r(10-81)v=10m/min,n=318r/min(5.3r/s)(表10-84) 切削工时 l1=0.05,l2=18, l=20=5.14s(0.09min)2.6.9 工序 车端面 粗车至99mmS=(0.30.5) mm/r (10-19)选s=0.4 mm/rV=118m/min(1.97m/s)=9.65r/s(597r/min)按机床选取nw=8.6r/s(516 r/s)实际切削速度为=1.76m/s(105m/min)l=(105-99)/2=3mm,l1=3,l2=2 ,l3=5(11-4)L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+3+2+5=42.5mmt0=(L/sn )i =(42.5/0.48.6)2=24.72s(0.4min) 半精镗至97.8mmS=(0.30.5) mm/r 选s=0.3 mm/rV=35m/min(0.58m/s)=2.84r/s(171r/min)按机床选取nw=2.5r/s(150 r/s)实际切削速度为=0.51m/s(30.615m/min)l=0.6,l1=1,l2=1 ,l3=5(11-4)L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mmt0=(L/sn )i =(39.5/0.32.5)1=52.7s(0.88min) 精车至97mm S=(0.30.5) mm/r 选s=0.3 mm/rV=35m/min(0.58m/s) =2.84r/s(171r/min)按机床选取nw=2.5r/s(150 r/s)实际切削速度为=0.51m/s(30.615m/min)l=0.4,l1=1,l2=1 ,l3=5L=d/2+ l1+ l2 + l3=32.5+1+1+5=39.5mmt0=(L/sn )i =(39.5/0.32.5)1=52.7s(0.88min) 倒角1.545S=(0.150.25) mm/r 选s=0.2 mm/rv=(1225)m/min(0.58m/s),选v=20 m/min=0.33m/m =2.02r/s(121r/min)按机床选取nw=120r/min(2 r/s)l=0.75,l1=0.4tm=(l+ l1)/nw s=(0.75+0.4)/(20.2)=2.87min(172.5s)2.6.10 .切断选用锯片铣刀,D=175mm,齿数(838)S=(0.030.04) mm/r 选s=0.03 mm/rv=34m/min(0.57m/s), =2.412r/s(144r/min)实际切削速度为=0.59m/s(35m/min)l1=6 ,l2=4mm(11-12)Sm= SzZn=0.03402.5=3mm=49s(0.82min)3. 机床夹具设计3.1 机床夹具概论3.1.1 夹具简介 夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等,故机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。3.1.2 机床夹具的概念在机械制造厂的生产过程中用夹安装工件使之固定在正确的位置上,完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备称为夹具。3.2 机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时,其主要功能是使工件定位和夹紧。然而,由于各类机床加工方式的不同,有些机床夹具还具有一些特殊的功能。3.2.1 机床夹具的主要功能定位:确定工件在夹具中占有正确的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工面的尺寸和位置精度要求。夹紧:工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时,受到各种力的作用,若不将工件固定,则工件会松动、脱落。因此,夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。3.2.2 机床夹具的特殊功能(1) 对刀 调整刀锯切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块,它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。(2) 导向 如钻床夹具中的钻模板和钻套,能迅速地确定钻头的位置,并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式,故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具也具有导向功能。3.3 机床夹具在机械加工中的作用在机械加工中,使用机床夹具的目的主要有以下六个方面。然而,在不同的生产条件下,应该与不同的侧重点。夹具设计时应综合考虑加工的技术要求,以达到预期的效果。(1) 保证加工精度 用夹具装夹工件时,能稳定地保证加工精度,并减少对其它生产条件的依赖性,故在精密加工中广泛地使用加紧厂,并且它还是全面质量管理的一个重要环节。夹具能保证加工精度的原因是由于工件在夹具中的位置和夹具对刀具、机床的切削成形运动的位置被确定,所以工件在加工中的正确位置得到保证,从而夹具能满足工件的加工精度要求。(2) 提高劳动生产率 使用夹具后,能使工件迅速地定位和夹紧,并能够显著地缩短辅助时间和基本时间,提高劳动生产率。(3) 改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全。当采用气压、液压等夹紧装置时,可减轻工人的劳动强度,保证安全生产。(4) 降低生产成本 在批量生产中使用夹具时,由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作,故可明显地降低生产成本。(5) 保证工艺纪律 在生产过程中使用夹具,可确保生产周期、生产调度等工艺秩序。例如,夹具设计往往也是工程技术人员解决高难度零件加工的主要工艺手段之一。(6) 扩大机床工艺范围 这是在生产条件有限的企业中常用的一种技术改造措施。如在车床上拉削、深孔加工等,也可用夹具装夹以加工较复杂的成形面。3.4 机床夹具的组成机床夹具因被加工工件的加工表面不同或使用机床种类的不同而有各种不同的结构形式,但就机床夹具体结构而言,大致可分为以下几个部分:定位元件、夹紧装置、导向对刀元件、连接元件、 装置和元件、夹具体。3.5 夹具设计的基本要求(1) 稳定地保证工件的加工技术要求:(2) 提高机械加工的劳动条件;(3) 结构简单,便于制造和维修:(4) 作安全、方便。3.6 机床夹具的分类(1) 按夹具的通用特征分类这是一种基本的分类方法,主要反映夹具在不同生产类型中的通用特性,故也是选择夹具的主要依据。目前,我国常用的分类有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动化生产用夹具等五大类。(2) 按夹具使用的机床分类这是专用夹具设计所用的分类方法。如车床、铣床、刨床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、拉床等夹具。设计专用夹具时,机床的类别、组别、型别和主要参数均已确定。它们不同点是机床的切削成形运动不同,故夹具与机床的连接方式不同。它们的加工精度要求也不相同。3.7 机床夹具的设计特点和设计要求3.7.1 机床夹具的设计特点 机床夹具设计与其它装备设计比较,有较大的差别,主要表现在下列五个方面:(1) 要有较短的设计和制造周期。一般没有条件对夹具进行原理性试验和复 杂的计算工作。(2) 夹具的精度一般比工件的精度高23倍。(3) 夹具和操作工人的关系特别密切,要求夹具与生产条件和操作习惯密切结合。(4) 夹具在一般情况下是单件制造的,没有重复制造的机会。通常要求夹具在投产时一次成功。(5) 夹具的社会协作制造条件较差,特别是商品化的元件较少。设计者要熟悉夹具的制造方法,以满足设计的工艺性要求。显然,注意这些问题是很重要的。这将有利于保证夹具的设计、制造质量。3.7.2 机床夹具的设计要求设计夹具时,应满足下列四项基本要求:(1) 保证工件的加工精度要求,即在机械加工工艺系统中,夹具要满足以下 三项要求:工件在夹具中的正确定位;夹具在机床上的正确位置;刀具的正确位置。(2) 保证工人的操作方便、安全。(3) 达到加工的生产率要求。(4) 满足夹具一定的使用寿命和经济性要求。3.8 夹具设计方法和步骤 3.8.1 研究原始资料,明确设计任务本次是 CA6140车床开合螺母上座体铣断,根据任务说明书,采用铣床,所以,夹具是安装在工件台上的。3.8.2 夹具结构和方案的设计这两孔粗糙度为1.6,精度微级。在本道工序加工时,考虑如何提高劳动的生产率降低生产强度,同时也要考虑精度问题。3.9 钻削力及夹紧力计算实际切削扭矩及轴向力F为: M=6.83x0.9=6.147(Nm), F=1618.650.9=1456.785(N)切削功率为:PM=2Mn10 -3=23.146.14713.610 -3=0.525(KW)偏心夹紧时,夹紧力公式为: W0= W0:偏心夹紧时的夹紧力(N); Q:作用在手柄上的作用力(N); L:力臂长(mm);u:摩擦因数(tg=tg=u); R:偏心轮半径(mm);E:偏心量(mm);r:转轴半径 ;s1=0.3mm(1-2-33),s2=0.1mm (1-2-33),s3=0.1mm,s4=0.2mm,s=0.3+0.1+0.1+0.2=0.7mm;转轴直径:d0.25,D=0.2525=6.25mm, W0=10070x0.43=3010N经过与指导老师的协商,决定设计铣断,本夹具将用于XA6132卧式铣床,刀具为高速钢细齿圆锯片铣刀,对工件进行加工。4.1问题的提出本夹具主要用于铣断,并且铣开的表面与52的孔有一定的公差要求,又在加工本道工序时,的孔已经进行了加工,因此,在本道工序中主要考虑加工面与52孔之间的要求,其次是考虑如何提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度。4.2 夹具体设计4.2.2 切削力及夹紧力的计算 刀具:高速钢细齿圆锯片铣刀 直径 齿数 Z=50 又由切削手册表3.28中的公式: 其中: Z=50 所以 F=63.5N 水平分力: 垂直分力;又在计算切削力时,必须把安全系数考虑在内。安全系数其中 K1为基本安全系数1.5 K2为加工性质系数1.2 K3刀具钝化系数 1.2 K4为切削特点系数(断续切削)1.2所以 F =KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 为了克服水平方向的力,实际的夹紧力为 N(f1+f2)= KFH 其中 f1为螺母与螺杆间的摩擦系数 f2为工件与螺杆头(或压板)间的摩擦系数 又查得 f1 和f2为1.6 则 所以 又选择的螺旋夹紧机构的基本尺寸如下(根据机床夹具设计 第三版表1-2-20、1-2-21、1-2-22、1-2-23查得:r=0 tg L=120mm Q=30N 则 可以提供的夹紧力为: 所以 =3140N又由机床夹具设计 第三版表1-2-24查得 当螺纹的公称直径为12mm时 ,螺栓许用的夹紧力为5690N由以上的数据可知:所选的螺旋机构提供的夹紧力大于所需的,且满足螺栓的许用夹紧力,故本夹具可以安全工作。4.2.3 定位误差分析 1)定位元件尺寸及公差的确定 本夹具的定位元件为一圆柱销和一菱形销,其参数由(机床夹具设计手册图5-3及其表选 两定位销的尺寸及公差为:(定位销的公差取h8)。2)零件图样规定 的孔的中心线与孔的中心线的长度误差为0.2mm,孔中的定位销与夹具体的垂直度误差为0.05,此项技术要求应由定位销宽配合中的侧向间隙保证。已知的宽为,定位销为(定位销的公差取h8),则 一个定位销与一个孔的定位误差为: 此处引起零件的定位误差为 0.2mm 故最大侧向间隙能满足零件的精度要求。(2)计算定位销的中心线与夹具体垂直度误差 定位销的宽度为 夹具体表面的粗糙度故 mm 所以最大垂直度误差能满足零件精度要求4.2.4 夹具设计及操作的简要说明 如前所述,在设计夹具时,首先要考虑到能保证零件的加工精度,其次是要提高劳动生产率。为此,应先考虑所设计的夹具体与零件在夹具上的定位,在本道工序中,由于零件的底面的定位是用的夹具体,所以其表面粗糙度要求应比较高,视为关键面。又本道工序是铣断,其切削力不大,故在设计夹具时应考虑夹具的简单及利用常用的一些零件。为了提高生产率,可以考虑同时装夹几个零件,并且用了活动杠杆使操作更加节省时间。可以同时装夹四个零件,提高了生产率。 夹具上装有对刀块,可以使夹具在一批零件加工之前很好的对刀;同时,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置,以利于铣削加工。 :4. 夹具总图的绘制一、 总图应该遵循机械制图国家标准绘制,图形大小的比例尽量取1:1,为求使绘制的夹具总图有良好的直观性,如果工件过大的时候选用1:2等缩小比例,过小时取2:1的比例;二、 图中应该以最少数量视图清楚地表示出夹具的工作原理和结果,表示各 种元件或者装置之间的位置关系等;三、 的顺序:先用点划线绘出工件的轮廓,外形及定位基准,并用网状线显示出加工余量;把工件轮廓视为透明体,然后按着工件的形状及位置依次画出定位、导向、夹紧及其他元件或者装置的具体结构;最后绘制夹具体,形成一个完整的夹具;四、夹具总图上标注出零件编号,按规定要求填写标题栏和明细表;五、确定并标注有尺寸和夹具技术要求。零件图毛坯图 铣夹具体铣夹具装配图结 论 毕业设计是我们机械专业学生在校学习的一个总结性的理论和实践相结合的教学环节,是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过这次毕业设计,使我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识,并为我今后从事机械相关工作树立了坚定的信心。我的毕业设计题目是来源于熟识的CA6140车床,使得毕业设计和实践得到了充分的结合,有利于培养解决工程实际问题的能力。在设计的过程中,通过把自己几年来所学到的专业知识和实践相结合,并运用到设计中,我顺利完成了毕业设计的各项任务。但在设计过程中,我对一些理论问题掌握的不够充足,经过多次向指导老师请教最后才得以解决。在今后的学习和工作中,我会更多的吸取相关方面的知识,不断提高自己的专业水平和能力。通过本次毕业设计,我了解和掌握了机械工艺、夹具设计等方面的诸多知识,锻炼了自己分析问题和解决问题的能力,并积累了一定的实践经验,为今后的工作打下了坚实的基础。但由于时间紧,任务重,再加上本人的知识水平和能力有限,以及经验不足,设计中难免存在一些缺点和错误,欢迎各位老师给予批评指正。在设计过程中,我得到了兰国生老师的精心指导,以及其他老师和同学的大力帮助,感觉受益匪浅,在此向你们表示衷心的感谢! 参 考 文 献 1 机械制造工艺设计手册 哈尔滨工业大学出版社 王绍俊。 2 金属机械加工工艺人员手册 上海科学技术出版社 金属机械加工工艺人员手册修订组。 3 机械加工工艺手册 机械工业出版社 孟少农主编。 4 机床夹具设计手册 上海科学技术出版社 王光斗 王春福主编。 5 机械加工工艺辞典 学苑出版社 王俊俏主编。 6 机械制造工艺学课程设计指导书 哈尔滨工业大学出版社 赵家齐编。 7 机床夹具设计 中国铁道出版社 王秀伦、 边文义、 张运祥。致 谢将近四个月的毕业设计马上就要结束了,回首那些奔波、拼搏、积极向上、孜孜不倦的审议感,历历在目,仿佛就在昨天。通过这次毕业设计,使我对以前在校期间掌握的知识印象更加深刻。并且学到了很多书本上学不到的东西,这次使我受益匪浅。我这次毕业设计的题目是CA6140开合螺母上座体的工艺工装设计,其中涉及到了很多曾经学过的计算,验算等以及相关专业方面的知识。在以前的设计中,如机械制图、模具、夹具、工艺等,在各位老师的细心知道下,我学道了不少专业知识,为我这次毕业设计打下了良好的基础。但是这次毕业设计与以往的课程设计有所不同,它是将以前所学习的专业知识汇总起来的依次综合运用。这为我们即将走上工作岗位,即将从事相关机械专业打好了基础,积累了更多实际经验。另外,我还要对本次毕业设计辅导组的所有老师表示最衷心的感谢,特别是兰国生老师,为我们讲解和分析我们在设计过程中碰到的疑难问题,对我们进行耐心细致的辅导。使我从他身上学到的不仅仅是知识,更多的是他那种严谨治学的态度,所有的这些都为我以后走上工作岗位树立了一面优秀的旗帜。其次,在整个设计过程中,也有不少同学给我提出了宝贵的意见和建议,在此我一并对他们表示深深的感谢!毕业在即,往日朝夕相处、携手共渡的好朋友们,好同学们就要各奔东西,各奔前程了,十分不舍得,可没有不散的宴席,分开了是为了更好的相聚。在此,我祝福我的同学、我的朋友们都有好的运气,前程似锦;所有在校期间,教过我们,没教过我们的尊敬的老师们,我深深的祝福你们工作顺利,身体健康;一日为师,终生为父,老师们,谢谢你们的培育和教导,有了你们的教诲,才有了我们今天的成长!
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