万向节十字轴加工工艺及铣槽夹具设计【含CAD图纸和三维图纸】
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第4章 铣槽夹具的设计设计工序:铣槽的夹具的设计4.1 问题的提出本夹具要用于铣槽的设计夹具精度等级为IT12级,粗糙度为12.5。本道工序只精铣一下即达到各要求,因此,在本道工序加工时,我们应首先考虑保证铣槽的设计夹具设计的各加工精度,如何提高生产效率,降低劳动强度。4.2 夹具设计4.2.1 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理,否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求,也没有较高的平行度和对称度要求,所以我们应考虑如何提高劳动效率,降低劳动强度,提高加工精度。25外圆和其两端面都已加工好,为了使定位误差减小,选择已加工好的25外圆和其端面作为定位精基准,来设计本道工序的夹具,以两销和两已加工好的25外圆的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率,缩短辅助时间,决定用简单的螺母作为夹紧机构。4.2.2切削力和夹紧力计算(1)刀具: YG6铣刀机床: 铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中: 修正系数 z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中:为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 (2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数,取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉: 公称直径d=20mm,材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限: 极限应力幅:许用应力幅:螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s=2.54 取s=4 得 满足要求 经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠, 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧,调节夹紧力调节装置,即可指定可靠的夹紧力4.3零件加工误差分析工件在车床夹具上加工时,加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。如夹具图所示,在夹具上加工时,尺寸的加工误差的影响因素如下所述:注:V型块夹角=90。基准位移误差:工件以外圆柱面在V型块定位,由于工件定位面外圆直径有公差D,因此对一批工件来说,当直径由最小DD变大到D时,工件中心(即定位基准)将在V型块的对称中心平面内上下偏移,左右不发生偏移,即工件由变大到,其变化量(即基准位移误差)从图(a)中的几何关系退出:Y=基准不重合误差:从图(b)中设计基准与定位基准不重合,假设定位基准不动,当工件直径由最小DD变到最大D时,设计基准的变化量为,即基准不重合误差B=。从图(c)中可知,设计基准为工件的下母线。即,上述方向由a到a与定位基准变到的方向相反,故其定位误差D是Y与B之差. D=YB=0.207D=0.2070.01=0.00207D=0.00207T 即满足要求4.4确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求(1)应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面,如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面,应有适当的尺寸精度和形状精度,它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定,铸造夹具体要进行时效处理,焊接和锻造夹具体要进行退火处理。(2)应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动,夹具体应有足够的壁厚,刚性不足处可适当增设加强筋。(3)应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大,结构比较复杂,而且各表面间的相互位置精度要求高,因此应特别注意其结构工艺性,应做到装卸工件方便,夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下,应尽量能减轻重量,缩小体积,力求简单。(4)应便于排除切屑在机械加工过程中,切屑会不断地积聚在夹具体周围,如不及时排除,切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度,切屑的抛甩可能缠绕定位元件,也会破坏定位精度,甚至发生安全事故。因此,对于加工过程中切屑产生不多的情况,可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间:对于加工过程中切削产生较多的情况,一般应在夹具体上设置排屑槽。(5)在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时,夹具的重心应尽量低,支承面积应足够大,安装基面应有较高的配合精度,保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空,大型夹具还应设置吊环或起重孔。确定夹具体的结构尺寸,然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。4.5夹具设计及操作的简要说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为镗床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为精铣切削余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构。6 机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页车间工序号工序名称材料机加工车间1铣四轴端面,钻中心孔20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X61321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准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1铣四轴端面YT5硬质合金可转位车刀游标卡尺200250.390.314s2钻中心孔15032.0.250.314s设计(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(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页 车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA61401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准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1粗车外圆轴1YT5硬质合金可转位车刀游标卡尺2.01.470.350.75110s2粗车外圆轴212.01.470.350.75110s3粗车外圆轴33 32.01.470.350.75110s4粗车外圆轴44 42.01.470.350.75110s设计(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(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页 车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻孔Z30401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准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1钻孔23mm钻头6.171.310.152114s1设计(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(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页 车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床Z30401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准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1钻孔6高速钢复合钻头180.060.12614.2602钻孔6180.060.12614.2603钻孔8180.0650.1811.45604钻孔8180.0650.1811.45605钻孔8180.0650.1811.45606钻孔8180.0650.1811.4560设计(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(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床CA61401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准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1半精车外圆YT5硬质合金可转位车刀游标卡尺6.332.080.220.6150s2半精车外圆6.332.080.220.6150s3半精车外圆6.332.080.220.6150s4半精车外圆6.332.080.220.6150s设计(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(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页 车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数螺纹车床通用1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准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1钻螺纹孔M8-H7*4高速钢机动丝锥180.126.7151s设计(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(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数外圆磨床M1432A1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准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1精磨外圆平行砂轮游标卡尺201.570.180.15170s2精磨外圆201.570.180.15170s3精磨外圆201.570.180.15170s4精磨外圆201.570.180.15170s设计(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(部)件图号产品名称十字轴零(部)件名称共()页第(1)页 车间工序号工序名称材料机加工车间1粗车四端面20CrMoTi毛坯种类每毛坯可制件数每台件数模锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧轴圆台平面磨床M73311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准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时1精磨108端面1筒型砂轮201.570.10.15162s2精磨108端面2201.570.10.15162s3精磨108端面3201.570.10.15162s4精磨108端面4201.570.10.15162s设计(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附录一 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片零件图号1共1页零件名称十字轴第1页材料牌号20CrMnTi毛坯种类模锻毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数1每台件数1工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时1锻造锻造毛坯2热热处理3铣铣四轴端面,钻中心孔机加工铣工X6132专用夹具、铣刀、游标卡尺4s4粗车粗车四轴到26.5机加工车工CA6140专用夹具、车刀、游标卡尺10s5半精车半精右车四轴到25机加工车工CA6140专用夹具、车刀、游标卡尺50s6钻孔 攻丝钻孔2360孔攻螺纹孔M8机加工钻工Z3040专用夹具、钻头铰刀、丝锥65s7钻孔钻6、8孔机加工钻工z4012专用夹具、钻头锥度铰刀852s8热处理热处理热处理渗碳淬火热处理渗碳淬火热处理9精磨精磨四个轴到25、轴长108机加工磨工M1432A专用夹具、砂轮、游标卡尺528s10钳工去毛刺11检查检查入库121314更改内容编制抄写校对审核批准
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