后刹车凸轮左支架加工工艺及 工序70-钻2-φ16孔夹具设计参考素材
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机械加工工序卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称零件名称后刹车凸轮左支架共5页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工20铣1号可锻铸铁JS-2毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣38孔底面;其中表面粗糙度要求为专用铣夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀)16933.40.08312.3234 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称零件名称后刹车凸轮左支架共5页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工30扩铰1号可锻铸铁JS-2毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1扩铰38孔;其中表面粗糙度要求为,并进行孔口倒角专用钻夹具,麻花钻,机用铰刀23325.60.451.251234 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称零件名称后刹车凸轮左支架共5页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工60铣1号可锻铸铁JS-2毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻2-13孔;其中表面粗糙度要求为专用钻夹具,麻花钻,游标卡尺16933.40.08312.3234 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称零件名称后刹车凸轮左支架共5页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工70钻1号可锻铸铁JS-2毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻2-16孔;其中表面粗糙度要求为专用钻夹具,麻花钻,游标卡尺23325.60.451.251234 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称零件名称后刹车凸轮左支架共5页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工90钻1号可锻铸铁JS-2毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻K1/8孔底孔,然后攻丝K1/8孔专用钻夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺23325.60.451.251234 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号120-3502125-B产品名称后刹车凸轮左支架零件名称后刹车凸轮左支架共1页第1页材 料 牌 号1号可锻铸铁JS-2毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件00铸铸造毛坯铸造一铸造设备10时时效热处理铸造一空气中冷却20铣铣38孔底面;其中表面粗糙度要求为机加工二立式铣床X52K专用铣夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀)30扩铰扩铰38孔;其中表面粗糙度要求为,并进行孔口倒角机加工二立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻,机用铰刀40铣铣左端面为主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求为机加工二立式铣床X52K专用铣夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀)50铣铣右端面为主要加工表面的加工面;其中表面粗糙度要求为机加工二立式铣床X52K专用铣夹具, 硬质合金端铣刀(面铣刀)60钻钻2-13孔;其中表面粗糙度要求为机加工二立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻,游标卡尺70钻钻2-16孔;其中表面粗糙度要求为机加工二立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻,游标卡尺80钻钻14.5孔;其中表面粗糙度要求为机加工二立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻,游标卡尺90钻钻K1/8孔底孔,然后攻丝K1/8孔机加工二立式钻床 Z525 专用钻夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺100去毛刺清洗去毛刺110验收验收 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期摘要后刹车凸轮左支架加工工艺和夹具设计系 名: (四号宋体) 专业班级: (四号宋体) 学生姓名: (四号宋体) 学 号: (四号宋体) 指导教师姓名: (四号宋体) 指导教师职称: (四号宋体) 年 月摘要在工艺设计中要首先对后刹车凸轮左支架零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:后刹车凸轮左支架,工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差IIAbstractIn the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning目录目 录摘要IIAbstractIII第1章 绪论1第2章 加工工艺规程设计22.1 零件的分析22.1.1 零件的作用22.1.2 零件的工艺分析22.2 左支座后刹车凸轮零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施42.2.1 孔和平面的加工顺序42.2.2 孔系加工方案选择42.3 左支座后刹车凸轮零件加工定位基准的选择42.3.1 粗基准的选择42.3.2 精基准的选择52.4 左支座后刹车凸轮零件加工主要工序安排52.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.6确定切削用量及基本工时(机动时间)8第3章 钻2-16孔夹具设计163.1问题提出163.2夹具的设计163.3切削力及夹紧力的计算163.4 钻孔与工件之间的切屑间隙193.5 钻模板203.6定位误差的分析203.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用213.8 确定夹具体结构和总体结构23结束语25参 考 文 献26第1章 绪论学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识,进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下:培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计,熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量,初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。第2章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是左支座后刹车凸轮零件。左支座后刹车凸轮零件的主要作用是支架轴,保证轴之间的中心距及平行度,并保证正确安装。因此左支座后刹车凸轮零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。, 2.1.2 零件的工艺分析由左支座后刹车凸轮零件图可知。左支座后刹车凸轮零件是一个左支座后刹车凸轮零件,它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下:(1) 以38孔底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:底面的铣削加工;其中表面粗糙度要求为(2) 以左端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:左端面的铣削加工;其中表面粗糙度要求为(3) 以右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:右端面的铣削加工;其中表面粗糙度要求为(4) 以38孔为主要加工表面的加工孔。(4)以2-13孔为主要加工表面的加工孔。(5) 以2-16孔为主要加工表面的加工孔。(6) 以14.5孔为主要加工面。(7) 以K1/8孔为主要加工面。表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度表面尺寸精度表面粗糙度38孔底面65IT11Ra12.5m左端面37IT11Ra12.5m右端面14IT14Ra50m38孔38IT7Ra3.2m2-16孔2-16IT14Ra50m213孔13IT14Ra50m14.5孔14.5IT14Ra50mK1/8孔K1/8IT14Ra50m2.2 左支座后刹车凸轮零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该左支座后刹车凸轮零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于左支座后刹车凸轮零件来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序左支座后刹车凸轮零件类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工左支座后刹车凸轮零件上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。左支座后刹车凸轮零件的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。左支座后刹车凸轮零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案选择左支座后刹车凸轮零件孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最低的机床。2.3 左支座后刹车凸轮零件加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要孔的加工余量均匀;(2)保证装入左支座后刹车凸轮零件的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以左支座后刹车凸轮零件的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证左支座后刹车凸轮零件孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证左支座后刹车凸轮零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从左支座后刹车凸轮零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是左支座后刹车凸轮零件的装配基准,但因为它与左支座后刹车凸轮零件的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。2.4 左支座后刹车凸轮零件加工主要工序安排对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。左支座后刹车凸轮零件加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到左支座后刹车凸轮零件加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此,顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出,因切削力较大,也应该在粗加工阶段完成。对于左支座后刹车凸轮零件,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系,但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此,实际采用的工艺方案是先精加工孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面,这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程,现将左支座后刹车凸轮零件加工工艺路线确定如下:工艺路线一: (1)铣38孔底面; (2)扩铰38孔; (3)铣左端面为主要加工表面的加工面; (4)铣右端面为主要加工表面的加工面; (5)钻2-13孔。 (6)钻2-16孔。 (7)钻14.5孔。 (8)钻K1/8孔底孔,然后攻丝K1/8孔 (9)去毛刺清洗去毛刺 (10)验收验收 (11)入库入库工艺路线二: (1)铣38孔底面; (2)铣左端面为主要加工表面的加工面。 (3)铣右端面为主要加工表面的加工面; (4)扩铰38孔。 (5)钻2-13孔。 (6)钻2-16孔。 (7)钻14.5孔。 (8)钻K1/8孔底孔,然后攻丝K1/8孔 (9)去毛刺清洗去毛刺 (10)验收验收 (11)入库入库以上加工方案大致看来合理,但通过仔细考虑,零件的技术要求及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一:工艺路线一:工序号 工 名序 称 工 序 内 容车 间设 备00铸铸造毛坯铸造10时时效热处理铸造20铣铣38孔底面;其中表面粗糙度要求为机加工立式铣床X52K30扩铰扩铰38孔;其中表面粗糙度要求为,并进行孔口倒角机加工立式钻床 Z525 40铣铣左端面为主要加工表面的加工面。其中表面粗糙度要求为机加工立式铣床X52K50铣铣右端面为主要加工表面的加工面;其中表面粗糙度要求为机加工立式铣床X52K60钻钻2-13孔;其中表面粗糙度要求为机加工立式钻床 Z525 70钻钻2-16孔;其中表面粗糙度要求为机加工立式钻床 Z525 80钻钻14.5孔;其中表面粗糙度要求为机加工立式钻床 Z525 90钻钻K1/8孔底孔,然后攻丝K1/8孔机加工立式钻床 Z525 100去毛刺清洗去毛刺110验收验收2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“左支座后刹车凸轮零件”零件材料采用1号可锻铸铁制造,硬度HB为170241,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。(1)底面的加工余量。根据工序要求,顶面加工分粗铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为,现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。(3)孔毛坯为实心,不冲孔。(4)端面加工余量。根据工艺要求,前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下:粗铣:参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23,其加工余量规定为,现取。 表2 工序尺寸及毛坯尺寸的确定表面尺寸余量铸件尺寸38孔底面65368左端面37340右端面1431738孔383322-16孔2-16实心铸造无213孔13实心铸造无14.5孔14.5实心铸造无K1/8孔K1/8实心铸造无2.6确定切削用量及基本工时(机动时间)工序20:铣38孔底面;机床:铣床X52K刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数10铣削深度:每齿进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.73,取铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4.81,取机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量:根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:工序30:扩铰38孔机床:立式钻床Z525刀具:根据参照切削用量简明手册表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。 扩铰38孔进给量:根据切削用量简明手册表2.438,取。切削速度:参照切削用量简明手册表2.441,取。机床主轴转速:,按照切削用量简明手册表3.131,取所以实际切削速度:切削工时 被切削层长度:刀具切入长度: 刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间: (2) 铰孔38刀具:根据参照切削用量简明手册表4.354,选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度:,且。进给量:根据切削用量简明手册表2.458,取。切削速度:参照切削用量简明手册表2.460,取。机床主轴转速:按照切削用量简明手册表3.131取实际切削速度:切削工时被切削层长度:刀具切入长度,刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间:工序40:铣左端面为主要加工表面的加工面。机床:铣床X52K刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=3mm所以铣削深度:=3mm每齿进给量:根据切削用量简明手册表2.473,取:根据切削用量简明手册表2.481,取铣削速度每齿进给量:根据切削用量简明手册表2.473,取根据切削用量简明手册表2.481,取铣削速度机床主轴转速:按照切削用量简明手册表3.174,取 实际铣削速度: 进给量: 工作台每分进给量: :根据切削用量简明手册表2.481,取切削工时被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 工序50:铣右端面为主要加工表面的加工面;机床:铣床X52K刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=3mm所以铣削深度:=3mm每齿进给量:根据切削用量简明手册表2.473,取:根据切削用量简明手册表2.481,取铣削速度每齿进给量:根据切削用量简明手册表2.473,取根据切削用量简明手册表2.481,取铣削速度机床主轴转速:按照切削用量简明手册表3.174,取 实际铣削速度: 进给量: 工作台每分进给量: :根据切削用量简明手册表2.481,取切削工时被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切入长度: 刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:工序60:钻2-13孔钻孔选用机床为Z525摇臂机床,刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻,机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度,根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为 (3-20)查得参数为,刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间(一个孔) =工序70:钻2-16孔切削深度:进给量:根据切削用量简明手册表2.438,取。切削速度:参照切削用量简明手册表2.441,取。机床主轴转速:,按照切削用量简明手册表3.131,取所以实际切削速度:切削工时 被切削层长度:刀具切入长度: 刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间: 工序80:钻14.5孔。机床:立式钻床Z525刀具:根据参照切削用量简明手册表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。(1) 切削深度。(2) 进给量和切削速度的确定 根据此孔最终要求的表面粗糙度的要求,确定钻头为硬质合金直柄麻花钻,查表选择如下参数钻头:,查表机械制造技术基础课程设计指南表5-134,查得,取,查得,根据以上数据计算主轴转速,查机械加工工艺师手册10表10-2,查立式钻床Z525主轴转速表,取,再计算实际切削速度。(3) 基本时间的确定 首先查机械制造技术基础课程设计指南表2-26,查得钻削机动时间计算公式,=(14),钻孔深度,见机械加工工艺师手册表28-42,所以工序90:钻K1/8孔底孔,然后攻丝K1/8孔机床:立式钻床Z525刀具:根据参照切削用量简明手册表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度:进给量:根据切削用量简明手册表2.438,取。切削速度:参照切削用量简明手册表2.441,取。机床主轴转速:,按照切削用量简明手册表3.131,取所以实际切削速度:切削工时 被切削层长度:刀具切入长度: 刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间: 第3章 钻2-16孔夹具设计 为了提高生产率,保证质量。本夹具将用在z525钻床。刀具是高速钢钻头。3.1问题提出本夹具主要用来加工钻2-16孔。这两个孔与上下端面有着垂直度的要求,设计夹具时,要求保证垂直度要求。3.2夹具的设计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。定位基准以38孔以及端面进行基准,然后加一个支撑钉限制工件旋转自由度,实现六点完全定位。采用手动螺旋机构夹紧。3.3切削力及夹紧力的计算刀具:钻头16。则轴向力:见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中: C=420, Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数,1.5; K加工性质系数,1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即:安全系数K可按下式计算有:式中:为各种因素的安全系数,查参考文献5表可得: 所以有: 该孔的设计基准为中心轴,故以回转面做定位基准,实现“基准重合”原则;参考文献,因夹具的夹紧力与切削力方向相反,实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力:F夹KF (N)扭距:Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内,安全系数由资料机床夹具设计手册查表可得:切削力公式: 式(2.17)式中 查表得: 即:实际所需夹紧力:由参考文献16机床夹具设计手册表得: 安全系数K可按下式计算,由式(2.5)有:式中:为各种因素的安全系数,见参考文献16机床夹具设计手册表 可得: 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用螺旋夹紧机构。3.4 钻孔与工件之间的切屑间隙钻套的类型和特点:1、固定钻套:钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中,钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用H7/n6配合,主要用于加工量不大,磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小,孔距离精度要求较高的小孔。2、可换钻套:主要用在大批量生产中,由于钻套磨损大,因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套,衬套直接压入钻模板的孔内,钻套以F7/m6或F7/k6配合装入衬套中。3、快换钻套:当对孔进行钻铰等加工时,由于刀径不断增大,需要不同的导套引导刀具,为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套:尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C,使开始钻孔时,钻头切屑刃不位于钻套的孔中,以免刮伤钻套内孔,如图4.3。图4.3 切屑间隙 C=(0.31.2)d。在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素,确定了设计方案后,选择了C=8。因为此钻的材料是铸件,所以C可以取较小的值。3.5 钻模板在导向装置中,导套通常是安装在钻模板上,因此钻模板必须具有足够的刚度和强度,以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式,可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板,在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下,钻螺栓紧固,钻模精度较高。43.6定位误差的分析3) 夹具安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差,称为夹具的安装误差。图5-2中夹具的安装基面为平面,因而没有安装误差,=0.4) 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差,称为夹具误差。夹具误差主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差;定位元件相对于对刀或导向元件(包含导向元件之间)的尺寸或位置误差;导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差;若有分度装置时,还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。5) 加工方法误差因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差,统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多,又不便于计算,所以常根据经验为它留出工件公差的1/3.计算时可设。2. 保证加工精度的条件工件在夹具中加工时,总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量,应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸。为保证夹具有一定和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。知此方案可行。在分析计算工件加工精度时,需留出一定的精度储备量。因此将上式改写为或 当时,夹具能满足工件的加工要求。值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。知此方案可行。3.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套(其结构如下图所示)以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套,以来满足达到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT200222635+0.033+0.017392630424625HT200563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040钻模板选用固定钻模板,用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。3.8 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求(1)应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面,如安装接触位置,安装表面的刀块夹紧安装特定的,足够的精度,之间的位置精度稳定夹具体,夹具体应该采用铸造,时效处理,退火等处理方式。(2)应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力,切削力等外力变形和振动是不允许的,夹具应有足够的厚度,刚度可以适当加固。(3)结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观,更复杂的结构,之间的相互位置精度与每个表面的要求高,所以应特别注意结构的过程中,应处理的工件,夹具,维修方便。再满足功能性要求(刚度和强度)前提下,应能减小体积减轻重量,结构应该简单。(4)应便于铁屑去除在加工过程中,该铁屑将继续在夹在积累,如果不及时清除,切削热的积累会破坏夹具定位精度,铁屑投掷可能绕组定位元件,也会破坏的定位精度,甚至发生事故。因此,在这个过程中的铁屑不多,可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间:对切削过程中产生更多的,一般应在夹具体上面。(5)安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心,夹具应尽可能低,支撑面积应足够大,以安装精度要高,以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的,识别特定的文件夹结构,然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中,夹具必承受大的夹紧力切削力,产生冲击和振动,夹具的形状,取决于夹具布局和夹具和连接,在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具,积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠,所以夹具设计,必须考虑结构应便于铁屑。此外,夹点技术,经济的具体结构和操作、安装方便等特点,在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具,切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠,所以夹具设计,必须考虑结构应便排出铁屑。26结束语为期两月的夹具课程设计已经接近尾声,回顾整个过程,我组四名同学在老师的指导下,取得了可喜的成绩,课程设计作为机械制造工艺学、机床夹具设计毕业的重要环节,使理论与实践更加接近,加深了理论知识的理解,强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段:第一阶段是机械加工工艺规程设计,第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识;夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过此次设计,使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总的来说,这次设计,使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力,为以后的设计工作打下了较好的基础。通过这次课程设计,我有了很大的收获学到了很多的东西本次课程设计是我们学完了大学的全部基础课,专业基础课后进行的这是我们即将离开学院走上工作岗位之前对所学各课进行的一次全面的、深入的、综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,是我们在走上工作岗位之前一次极好的学习机会,因此它在望没的四年大学生活中占有积极重要的地位。就我个人而言,我通过本次课程设计对自己在大学中所学的知识进行一次良好的回顾,并在次基础上有所提高,对自己将来从事的工作进行一次适应性的训练,无论是机械结构设计、零件加工工艺还是CAD画图能力都得到了大大的巩固和提高,从而锻炼自己发现问题、思考问题解决问题的能力,并培养认真、严谨的专业精神,为以后参加国家的工业化建设打下一个良好的基础,为早日实现国家的现代化贡献一份力量。由于个人的能力有限,设计尚有诸多不足之处恳请老师大力支持,在次不胜感谢。参 考 文 献1 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学,机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社,2000。2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社,2005。3 李庆寿。机床夹具设计。机械工业出版社,2011。4 李洪。机械加工工艺手册。北京出版社,2012。5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册。上海科学技术出版社,2010。6 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册。化学工业出版社,2011。7 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计M,重庆:重庆大学出版社,2005。8 周永强,高等学校课程设计指导M,北京:中国建材工业出版社,2002。9刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册M,哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,2007。10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册。上海科学技术出版社,2010。11 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量M,中国计量出版社,2540:9-19,2012。14 王光斗,王春福,机床夹具设计手册M,上海科学技术出版社,2008。15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2545:4-17,201216 Machine Tools N.chernor ,2004.17 Machine Tool Metalworking John L.Feirer ,2003.18 Handbook of Machine Tools Manfred weck ,2004 .
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