花键轴机械加工工艺及铣键槽夹具设计
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西安思源学院本科毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目学生姓名学 号专 业机械设计制造及其自动化指导教师毕业论文(设计)的目标:毕业论文(设计)主要工作内容:主要阅读书目和参考资料:论文过程中所需完成的其它要求:(1)第七学期第3-4周完成开题审批;(2)第七学期第4-12周完成毕业设计初稿并接受中期检查;(3)第八学期第1-9周完成毕业设计终稿;(4)第八学期第10-12周进行毕业论文答辩。指导教师签名:学生签名:日 期:日 期:成绩等级本科毕业论文(设计)题 目 花键轴加工工艺分析 学 院 工学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 16机制本02班 学 号 161110100245 学生姓名 朱鹏宇 指导教师 杨宏伟 完成日期 2020年4月 西安思源学院教务处制二一 年 月摘 要随着机电一体化、自动化、人工智能化的大大发展,机械加工的应用也是千变万化,工艺制造的技术也随之改变,本次的课题就是针对指定的某零件对其进行工艺的设计,通过对基本的零件的工艺设计来熟悉某个零件从毛坯制造到最终完成所需要经历的过程,在此熟悉机械加工工艺制造学的基本知识,并也熟悉目前机械制造中常见的数控加工等应用。本次对零件进行零件图上的分析,包括各表面的加工精度要求,确定好基本的零件的表面精度后,我们来分析具体该如何加工这些表面,然后确定好基本的加工尺寸还有毛坯的余量尺寸等,绘制毛坯和零件图。确定合理的流程后,制定流程卡和工序卡,并进行每个工序的加工参数的计算。然后选择其中的两个主要的工序作为本次的工装夹具的设计任务,从零件的定位、夹紧来开始分析,确定好夹具的基本方案,绘制夹具的装配图和零件图,计算切削力和夹紧力,最后完成设计规范。关键词:定位 夹紧 夹具设计 工艺工序AbstractWith the rapid development of mechanical and electrical integration, automation and artificial intelligence, the application of machining is also changing, and the technology of process manufacturing is also changing. This project is to design the process of a specified part. Through the process design of basic parts, we can get familiar with the process of a part from the rough manufacturing to the final completion Familiar with the basic knowledge of machining technology and manufacturing, and also familiar with the common NC machining applications in the current mechanical manufacturing.This time, we will analyze the part drawing, including the machining accuracy requirements of each surface. After determining the surface accuracy of the basic parts, we will analyze how to process these surfaces, and then determine the basic machining size and the blank allowance size, and draw the blank and part drawing. After the reasonable process is determined, the process card and process card are formulated, and the processing parameters of each process are calculated. Then select two main processes as the design task of the fixture, start from the positioning and clamping of parts, determine the basic scheme of the fixture, draw the assembly drawing and part drawing of the fixture, calculate the cutting force and clamping force, and finally complete the design specification.Keywords:Positioning clamping fixture design process.目 录摘 要2Abstract3序 言6第一章 零件的分析71.1零件的作用71.2零件的工艺分析71.3 确定零件的生产类型8第二章 确定毛坯类型绘制毛坯简图102.1毛坯的种类102.2 毛坯的选择10第三章 工艺规程设计123.1 定位基准的选择123.2拟定工艺路线13第四章、加工余量与毛坯尺寸的确定14.1确定机械加工余量14.2工序尺寸计算2第五章、加工设备及工艺装备的选用1第六章、切削用量的计算1第七章 机床夹具的定位及夹紧57.1 基准及其分类57.2 工件的定位67.2.1 工件定位的基本原理67.2.2 常见定位方式及定位元件67.3 工件的夹紧77.3.1夹紧装置的组成及基本要求77.3.2 夹紧力的确定87.3.3典型夹紧结构87.3.4定心夹紧机构87.4 专用夹具设计97.4.1对机床专用夹具的基本要求97.4.2专用夹具设计方法和步骤97.4.3夹具总图技术要求的制订9第八章 夹具设计118.1夹具设计任务118.2拟定夹具定位方案118.3绘制夹具装配图118.4定位误差分析128.5切削力和夹紧力计算138.6夹具设计及操作的简要说明14第九章 加工工艺规程15总 结16参 考 文 献17附录1致 谢1序 言随着目前中国的机械制造业的大速发展,有关的机械零件的加工制造也是跟着飞速发展,像以前的通过人工和半自动的方式来进行对零件的整个工艺流程进行控制,现在已经被完全替代,随着电子与智能化技术的发展,这样的加工方式也随着智能技术的应用被应用在机械加工制造上,所以针对这个一个大的形式下,本次的课题也是针对在这个一个形势下进行的,所以是对自己的今后在机械业上的发展有一定的帮助。本次的研究主要是针对机械制造业中的工艺流程的设计,其中也应用到目前比较非常常见的加工方式,诸如数控技术的应用,还包括有数控加工的方式、数控机床的利用、自动数控编程的应用等,本次以及针对今后对机械制造业的研究,也随之会更深入的进行研究。第一章 零件的分析1.1零件的作用下面所示为动力输出装置中的主要零件,零件的作用:传动,定位及支撑的作用。零件图附图如下:图 2.1 零件图1.2零件的工艺分析本设计的零件是花键轴,选用45#钢。45#钢是优质素结构钢,属于中碳钢。其强度、硬度较高,而塑性、韧性略低。热锻、热压性能及被切削性能良好,冷加工变形能力及焊接性能中等。是机械行业最常用的钢号之一,通常在调质或正火状态下使用,还用于高频或火焰表面淬火处理。其收缩率小。其密度基本和铁的密度一样与普通碳素钢都差不多,和A3更是相近,是7.85g/cm*3。通过分析零件技术要求,需要清楚零件的主要表面,和满足要求的主要措施,该零件的技术要求分析如下:1、加工表面的尺寸精度和表面粗糙度花键轴主要加工面是外圆面、及阶梯端面,它们有一定的粗糙度要求。现分述如下:(1)25,20,36外圆表面及端面加工精度较高,需要粗车-半精车-精车即可达到要求,外圆表面的粗糙度为1.6m,端面12.5m和12.5m。(2) 键槽和其余各面粗糙度要求均为3.2,粗加工即可。2、形位公差要求该花键轴116,131相对于基准A的同轴度为0.02mm所要保证相对于花键轴线的圆跳动为0.04mm,对于圆跳动而言,可以先夹持外圆,然后以外圆定位,加工端面和孔,保证它们之间的位置精度。采用以上加工方案和加工措施能保证该零件的技术要求。1.3 确定零件的生产类型计划该产品年产量为4000台,根据调查,设其备品率为10%,机械加工废品率为1%,现制定该活塞的机械加工工艺规程。 (1-1)其中N零件的年产量(件/年);Q产品的年产量(台/年);a%该零件的备品率(备品百分率);%该零件的废品率(废品百分率)。将零件的计划年产量代入公式1-1,N=Q(1+%+%)=2000 (1+10%+1%)=4440件/年花键轴的年产量为4440件,现已知该产品属于中型机械,据机械制造工艺设计简明手册表1-1的关系,可确定其生产类型为大批量批生产。表1-1 生产类型生产类型零件的年生产纲领(件/年)重型机械中型机械轻型机械单件生产520100小批生产510020200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000500050000查表1-2,可知大批量生产的零件应采用专用机床来加工,可设计专用夹具装夹,加工时采用专用或通用的刀具、量具。表1-2 工艺特征生产类型工艺特点单件生产成批生产大量生产加工对象经常变换周期性变换固定不变毛坯特点木模造型或自由锻,毛坯精度低,余量大金属模型或模锻,毛坯精度及加工余量中等广泛采用 模锻或金属模机器造型,毛坯精度高,余量小.机床设备采用通用设备及数控机床通用机床及部分专用机床专用机床、自动机床及自动线机床布局按机群式布置按零件类别分工段排列按流水线排列夹具通用夹具或组合夹具广泛采用专用夹具采用高效率的专用夹具刀具量具通用刀具与万能量具专用或通用刀具、量具专用刀具、量具、自动测量装配方法零件不互换多数互换,部分试装或修配全部互换或分组互换生产周期不确定周期重复长时间连续生产生产率低,用数控机床可改善中等高成本高中等低技术等级要求技术水平高的工人要求中等熟练程度的工人操作工人要求一般工艺文件只编制简单工艺过程卡比较详细详细编制各种工艺文件第二章 确定毛坯类型绘制毛坯简图2.1毛坯的种类常见的毛坯种类有以下几种:1、 铸件:一般对于外形较为复杂的零件,采用铸件作为毛坯。2、 锻件:因为锻造的毛坯能获得拥有较强力学性能的优点,所以一般对于受力较为复杂的钢质零件,采用锻件作为毛坯。3、 型材:型材一般分为板材、棒材、线材等。按照其制造方法有热轧型和冷轧型两种型材,前者一般用于尺寸较大且精度较低的毛坯制造中,而后者一般用于尺寸小且精高的毛坯制造中。4、 焊接件:鉴于焊接件制造简单、生产周期短、节省材料等优点以及抗震性查差、变形大等缺点,一般焊接件用于单件小批量生产或是样机试制。5、 其他毛坯。2.2 毛坯的选择齿轮轴作为齿轮传动机构中支撑回转零部件,实现回转运动、传递转矩和动力主要零件,在选择材料时应选择具有良好综合力学性能的材料。齿轮轴的常用材料主要为碳素钢和合金钢,常用的碳素钢有35、45、Q235A、275等,其中45钢具有良好综合力学性能,因此选择45钢为此轴的材料,由于齿轮轴径向尺寸相差不大,选用圆棒料进行切削加工。零件毛坯图如图2-1所示。毛坯尺寸计算见第四章。图2-1 毛坯图第三章 工艺规程设计3.1 定位基准的选择基准的选择是工艺的重要之一。正确选择基面可以保证加工质量,提高生产率。反之,加工过程中会出现问题,甚至更糟的是,这将导致大量零件报废,从而使生产无法正常进行。(1)选择粗基准。根据原点选择原理,选择54外圆表面和右端面作为粗原点。 用夹子夹住54的外圆表面,并靠在夹子的端面上,以消除5个自由度并实现部分定位。(2)精基准的选择。选择零件已经加工过的表面做定位基准,称之为精基准。选择精基准的原则如下表4-1。 表3-1 定位基准的选择原则序号原则内容1基准重合原则选择加工表面的工序基准作为定位基准,既直接保证加工精度,又避免基准不重合误差2基准统一原则选用统一的定位基准加工各个表面,以保证各表面见的位置精度3自为基准原则以加工表面做为定位基准,可以提高加工表面本身的尺寸和形状精度,但不能提高位置精度4互为基准原则对于有两个位置精度要求较高的表面,采用互为基准反复加工,更有利于精度的保证根据表3-1定位基准的选择原则,确定该零件的精基准如下表3-2所示。表3-2 花键轴精基准工序内容精基准夹持25外圆,粗车25.6外圆至尺寸要求,粗车36.6外圆至尺寸要求,车槽,倒角,钻左端中心孔。25mm毛坯外圆夹持38外圆,粗车20.6外圆至尺寸要求,粗车25.6外圆至尺寸要求,车槽,倒角,钻右端中心孔。38mm毛坯外圆夹持右端25外圆,精车左端25,至图示尺寸要求,精车36外圆,至图示尺寸要求。25mm外圆夹持右端38外圆,精车20外圆,至图示尺寸要求,精车右端25外圆,至图示尺寸要求。38mm外圆夹持左端端25外圆,铣键槽至图示尺寸要求。25mm外圆夹持左端端25外圆,铣矩形齿花键,至图示尺寸要求。25mm外圆3.2拟定工艺路线定位基准还有基本的毛坯尺寸都确定好后,我们要根据零件来定工艺流程了,根据零件的工艺基本原则就是先面后孔,先简单后复杂的大的方向来确定本次的推齿动作固定块的基本工艺路线,首先来分析各个表面的加工具体方法如下。本次零件的加工特征包括有表面加工的方法中有孔和面,面的加工中表面精可以采用粗、半精加工完成,图中的孔要采用钻铰的方式加工,这样的来分析来看本次的推齿动作固定块的零件的基本流程还是比较容易确定的。综合考虑,针对本次的加工的工艺的流程如下表5-2 花键轴加工工艺路线工序号工序名称工序内容定位1锻造锻造2热处理退火3粗车夹持25外圆,粗车25.6外圆至尺寸要求,粗车36.6外圆至尺寸要求,车槽,倒角,钻左端中心孔。25mm毛坯外圆4粗车夹持38外圆,粗车20.6外圆至尺寸要求,粗车25.6外圆至尺寸要求,车槽,倒角,钻右端中心孔。38mm毛坯外圆5精车夹持右端25外圆,精车左端25,至图示尺寸要求,精车36外圆,至图示尺寸要求。25mm外圆6精车夹持右端38外圆,精车20外圆,至图示尺寸要求,精车右端25外圆,至图示尺寸要求。38mm外圆7铣夹持左端端25外圆,铣键槽至图示尺寸要求。25mm外圆8铣夹持左端端25外圆,铣矩形齿花键,至图示尺寸要求。25mm外圆9检验10入库1第四章、加工余量与毛坯尺寸的确定加工余量即在机械加工过程中从金属表面切除的材料厚度,其分为工序余量和总余量。加工余量的大小对所加工的零件的质量和生产率均有比较大的影响。若余量较大,会增加加工时的劳动量且会降低生产效率、并且对加工的设备即刀具、机床、材料、电力、也有一定的消耗与损耗,增加了加工时的成本;但是若是加工余量比较小的时候,就不能保证在加工时消除前一道工序所造成的一些误差和表面缺陷,若是不注意更会产生使零件报废的危险。因此应该合理的安排机械加工余量。原则就是确定好各道工序所留的最小加工余量,应当保证每道工序所产生的形位误差及表面缺陷能被它所在后面临近的一道工序所切除。4.1确定机械加工余量确定机械加工余量有以下方法:()经验估算法。此方法是根据工艺技术人员的经验来确定机械加工余量的。并且为了避免产生废品,此方法的余量选用相对较大,此种方法适合小批量生产。()查表修正法。此种方法是根据相关技术手册,查得零件各加工表面的机械技工余量,再根据实际生产情况适当的修正,这种方使用比较广泛。()分析计算法。此种方法是根据分析影响机械加工余量的各因素,然后经过相应的计算确定机械技工余量的,在方法合理性上来说,这类方法是最为合理的,但是需要相对全面的资料,计算过程也相对较为复杂,所以适用面较为狭窄。根据上述方法以及本零件的原始资料,查询个加工表面的余量表可以分别确定各加工表面的加工余量如表4-1所示:表4-1花键轴机械加工余量工序号工序内容单边余量粗车叉头右端面3钻内孔1扩内孔0.85铰内孔0.15粗车叉头左端面3粗铣叉脚右侧面1粗铣叉脚左侧面1粗铣两叉口1粗铣槽半精车外圆左端面110半精车右端面111半精铣叉脚右侧面0.712半精铣叉脚左侧面0.713半精铣两叉口0.714精铣槽1.515钻锁销孔16钻通气孔17磨叉脚右侧面0.318磨叉脚左侧面0.34.2工序尺寸计算1、叉头端面工序尺寸计算对于叉头端面,粗糙度要求采,用粗车半精车的加工方案即可达到要求。计算叉头端面工序尺寸如表8.2表8.2 叉头端面工序尺寸工序名称工序余量/mm经济精度工序尺寸/mm半精车IT1083.5粗车3IT11毛坯、操纵槽工序尺寸计算对于操纵槽,粗糙度要求,采用粗铣精铣的加工方案即可达到要求。计算操纵槽工序尺寸如表8.3表8.3 操纵槽工序尺寸工序名称工序余量/mm经济精度工序尺寸/mm精铣1.5IT710H7粗铣3IT910+1.5=11.5H9毛坯11.5+3=14.5、内孔工序尺寸计算对于内孔,粗糙度要求,采用钻扩铰即可达到要求。计算操纵槽工序尺寸如表8.4表8.4 内孔工序尺寸工序名称工序余量/mm经济精度工序尺寸/mm铰0.15IT10扩0.85IT11钻1IT12毛坯、叉脚侧面工序尺寸计算 对于叉脚侧面,粗糙度要求,采用粗铣半精铣磨即可达到要求。计算操纵槽工序尺寸如表8.5表8.5 叉脚侧面工序尺寸工序名称工序余量/mm经济精度工序尺寸/mm磨0.3IT117半精铣0.7IT8粗铣1IT9毛坯、叉口工序尺寸计算对于,粗糙度要求,采用粗铣半精铣即可达到要求。计算叉口工序尺寸如表8.6表8.6 叉口工序尺寸工序名称工序余量/mm经济精度工序尺寸/mm半精铣0.7IT891.5粗铣1IT9毛坯第五章、加工设备及工艺装备的选用机床设备的选择应做到四个适应:即所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应;机床精度等级应与本工序加工要求相适应;电动机功率应与本工序加工所需功率相适应;机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。工艺装备(夹具、刀具、辅具、量具和工位器具等简称工装)是产品制造过程中所用各种工具的总称。工艺装备的选择应根据零件的精度要求、结构尺寸、生产类型、加工条件、生产率等合理选用。综上所述,机床设备和工艺装备的选择如下表5-1。表5-1 刀具,量具选用工序号工序名称机床设备刀具量具1车端面,钻孔CA6140车刀游标卡尺2粗车各外圆CA6140车刀游标卡尺3半精车各外圆CA6140车刀游标卡尺4铣键槽X51铣刀游标卡尺5精车各外圆CA6140车刀游标卡尺6加工退刀槽CA6140车刀游标卡尺第六章、切削用量的计算工序3设计1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04 , =0.81 , =0.97。所以1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 821r/min与821r/min相近的机床转速为800r/min。现选取=800r/min。所以实际切削速度=工序4设计1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以1.440.81.040.810.97=92m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=工序5设计1) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 611r/min与611r/min相近的机床转速为610r/min。现选取=610r/min。所以实际切削速度=工序7设计铣键槽、确定切削深度、确定切削宽度:由加工余量不大,一次走刀完成。确定每齿进给量据X51铣床说明书,其功率为4.5kw,中等系统刚度根据表3 现取 选择铣刀磨钝标准及耐磨度根据表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损为 ,镶齿铣刀()耐用度 确定切削速度和每秒进给量切削深度可根据表21中公式计算 也可查表根据表9 当 时, 各修正系数为: 故 根据机床说明书选择 实际切削速度和每齿进给量为: 根据表5 当 时,切削功率的修正系数 所以实际切削功率为 根据机床说明书,机床主花键轴允许的功率为 因为,所以此切削用量可以采用。即 第七章 机床夹具的定位及夹紧7.1 基准及其分类多个表面。的关系包括两个要求:表面的位置尺寸精度和相对。零件表面相对的研究离不开基准。不清晰的基准,就没有办法确定表面的位置。基准是指用于上的几何元素之间的的点,线和面。由基准的不同功能,基准可分为和使用基准。1.设计依据零件图中使用的基准称为设计基准。2.流程参考零件过程中称为流程基准。由用途的不同,加工基准可以分为装配基准,基准。(1)组装参考在中确定零件在装配的位置的基准称为组装基准。(2)测量基准测量时,用于的基准称为测量基准。(3)定位基准工件定位中使用的原点称为定位原点。作为基准的点,线和面不一定存在于工件上。例如,花键的轴线和对称平面由某些特定表面体现。用于表示基准的表面称为定位基准。7.2 工件的定位7.2.1 工件定位的基本原理的工件,处于正确的加工位置使工件相对于刀具和机床。包括工件在,夹具在机床上的安装以及夹具相对于工具和系统的调整。显然,工件的定位是最重要的环节之一。1. 六点定位原则2. 工件定位中可能出现的集中情况(1)完全定位(2)不完全定位(3)欠定位(4)过定位7.2.2 常见定位方式及定位元件1. 工件及平面定位(1)主要支承 主要支承用来限制工件的自由度,起定位作用1)固定支承2)可调支承3)自位支承(2)辅助支承 提高工件的安装刚性和稳定性1)螺旋式辅助支承2)自位式辅助支承3)推引式辅助支承4)液压锁紧的辅助支承2. 工件以圆柱空定位(1)圆柱销(2)圆锥销(3)圆柱心花键轴3. 工件以外圆柱面定位(1)在V形块中定位(2)在圆孔中定位(3)在半圆孔和圆锥孔中定位花键轴铣键槽的夹具设计,使用支撑钉和V型块为定位元件,支撑钉限制三个自由度,分别为:X方向,Y,Z旋转;V型块限制两个自由度,分别为:Y,Z方向。属于不完全定位。7.3 工件的夹紧工件的是两个的工作过程。 定位后,通过将工件在定位元件上,工件不会因切削力,离心力或惯性的作用而或。 在加工过程中施加力,以确保加工精度和安全生产。这样,将用于压紧和夹紧工件的装置称为夹紧装置。7.3.1夹紧装置的组成及基本要求1. 夹紧装置的组成(1)力源装置(2)中间传动机构 作用如下:1)改变夹紧作用力的方向2)改变夹紧作用力的大小3)具有一定的自锁性能(3)夹紧元件2. 对夹紧装置的基本要求(1)夹紧力的大小要适当(2)夹紧装置要操作方便花键轴铣键槽的夹具设计,夹紧元件:双头螺柱,活节螺栓,铰链压板,螺母,组成的单个螺旋夹紧机构。7.3.2 夹紧力的确定确定夹紧力的就是。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的、及其他外力作用于工件的情况,而且必须考虑的结构形式和方式。夹紧力对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有分布合理,大小适当,方向正确才能获得良好的效益。1. 夹紧力方向的确定2. 夹紧力作用点的选择7.3.3典型夹紧结构1. 斜楔夹紧结构2. 螺旋夹紧结构(1)单个螺旋夹紧结构(2)螺旋压板夹紧结构(3)偏心夹紧机构7.3.4定心夹紧机构定心夹紧机构可分为以下几种:(1)螺旋式定心夹紧机构(2)杠杆式定心夹紧机构(3)楔式定心夹紧机构(4)弹簧筒夹式定心夹紧机构(5)膜片卡盘定心夹紧机构(6)波纹套定心夹紧机构(7)液性塑料定心夹紧机构7.4 专用夹具设计7.4.1对机床专用夹具的基本要求1. 稳定地保证工件的加工精度2. 提高机械加工的劳动生产率3. 应能够降低工件的制造成本7.4.2专用夹具设计方法和步骤1.定义设计任务并收集设计数据2.制定夹具结构方案和草图(1)确定工具的导向方式,选择或设计引导元素或工具设置元素(2)确定其他组件或设备的结构形式,例如定位键,分度设备等(3)夹具的整体结构和夹具在机床上的安装方式。对于灯具的整体结构,最好绘制出几种不同的方案,绘制草图,然后在分析比较之后选择最佳方案。3.绘制夹具总图(1)在操作员作为主视图时选择正确的位置(2)在每个视图的相应位置用双点标记绘制轮廓,定位基面,夹持面和加工面,并用双点标记表示,待加工表面的加工余量可以用网纹辊表示。在固定装置的总图中,可以将工件视为透明物体,而不会阻塞后面的线条(3)依次画出定位,夹紧和引导元件或装置的具体结构,然后画出夹紧细节以将元件或装置连接成一个整体7.4.3夹具总图技术要求的制订1. 夹具总图上应标注的尺寸和公差(1)夹具外形的最大轮廓尺寸(2)影响定位精度的尺寸(3)影响对刀精度的尺寸和公差(4)影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差(5)影响夹具精度的尺寸和公差(6)其他装配尺寸及公差2. 夹具总图上公差值的确定(1)与加工尺寸有直接对应关系的夹具公差J(2)其他装配尺寸的配合性质及公差等级3. 夹具总图上应标注的技术要求。第八章 夹具设计 经过与指导老师协商,决定设计铣键槽的夹具设计。铣键槽一般都是用V型块定位,我们选择用v型块定位,这样夹紧可靠快速。8.1夹具设计任务本夹具主要用于铣键槽因此键槽的中心线一定要找正,划线时一定要准确,以保零件的位置精度,另外因为是V型块夹紧,因此夹紧对中不是问题,主要考虑提高劳动效率。8.2拟定夹具定位方案出于定位简单和快速的考虑,由零件图可知,以25外圆为定位基准,采用2个V型块定位,同时采用铰链压板压紧。为了提高加工效率,采用铰链压板快速夹紧装置夹紧。8.3绘制夹具装配图(1)依次画出定位、夹紧、导向元件或装置的具体结构,再画出夹具体,将各元件或装置连成一个整体(2)在总图上标注尺寸(包括轮廓尺寸、联系尺寸、重要的配合尺寸等)、公差和技术要求图6.1 装配图夹具装配图上标注尺寸,配合尺寸及技术要求1. 夹具总图上应标注的尺寸和公差(1)夹具外形的最大轮廓尺寸(2)影响定位精度的尺寸(3)影响对刀精度的尺寸和公差(4)影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差(5)影响夹具精度的尺寸和公差(6)其他装配尺寸及公差2. 夹具总图上公差值的确定(1)与加工尺寸有直接对应关系的夹具公差J(2)其他装配尺寸的配合性质及公差等级3. 夹具总图上应标注的技术要求8.4定位误差分析当将一批工件放置在夹具中时,每个工件所占据的位置并不完全相同,因此在加工之后,每个工件的加工尺寸都不相同,从而导致误差,即工件的误差。 加工表面相对于由工件定位引起的加工基准。有两个原因。 一种是由于定位基准与设计基准之间的不匹配。 第二种是由于定位基准和极限基准之间的未对准引起的。根据零件图,t = 0.28mm,td = 0.25mm。已知孔的形状公差为0.28。8.5切削力和夹紧力计算由于主切削力起着帮助夹紧工件的作用,所以当其他切削分力均较小时,通常可不必计算。仅需较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。由于所选择的是螺母夹紧,所以所需的夹紧力是转矩。查得所需夹紧转矩的计算公式为TQr t g(+)+f1(NM)式中:T应加在螺旋夹紧机构上的夹紧转矩(NM)Q夹紧力(N)r螺纹的平均半径(M)螺纹升角,tg=;n螺纹线数;螺纹螺距;螺纹摩擦角,tg=f,一般f=0.178,则=10;f1支撑表面摩擦系数,一般取f1=0.150.3;支撑表面摩擦力矩的计算力臂(M),随支撑表面的形式而改变,其值在本式中;为计算方便,令kr t g(+)+f1,则TkQ当采用公制螺纹的螺旋夹紧机构时,各种不同夹紧情况的k值见表323。=10,f1=0.2,d=12 mm,=1.75 mm,r=5.43 mm=256,k=1.247螺钉、螺母的夹紧力:=10,f=0.178,f1=0.2,d=12 mm,板手长度=140 mm,加在板手上的力1=45,夹紧力=5050螺母的夹紧力:=12 mm,板手长度80 mm,夹紧力=2280。用板手:=140 mm,1=70,=3480。许用夹紧力:d=12 mm,许=5790。8.6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。为此,本道工序就选择了快速夹紧装卸夹具。为了防止我们取出工件的时间,工件和上V型块间摩擦,我们采用2个弹簧,这样我们松开螺母的时间通过弹簧力把上V型块顶开,使之脱离工件,这样我们便可以方便的装卸工件,提高生产效率。第九章 加工工艺规程花键轴的机械加工工艺卡见附件。总 结本次设计的花键轴零件的工艺设计与夹具设计,使我熟悉了这类零件的基本工艺设计流程,主要总结有以下几点主要内容。首先,对该零件利用CAD软件将其零件图绘制出来。其次,在分析零件的工艺规程的时候,熟悉零件的加工工艺的各种加工方法,并根据实际情况来进行分析选择其中合理的方法作为最终的工艺流程方案,制定工艺过程卡和工序卡的时候,熟练应用零件的工序图的绘制方法,并熟悉定位和夹紧的位置如何选择。第三点,在专用夹具的设计过程中,从夹具的定位开始分析,确定合理的定位方式,确定其基本的定位元件,熟悉使用机床夹具元件中的标准元件作为定位元件,熟悉夹具的定位误差分析的计算方法;夹紧的时候选择合理的夹紧方式,并熟悉如何计算切削力和夹紧力,并借助于熟悉夹具中的常用的夹紧方式。绘制夹具过程中,熟练应用装配图的绘制方法,并对其主要的零部件进行拆图的设计能力。参 考 文 献1 许晓旸, 专用机床设备设计M. 重庆: 重庆大学出版社, 2003.2 孙已德, 机床夹具图册M. 北京: 机械工业出版社, 1984: 20-23.3 贵州工学院机械制造工艺教研室, 机床夹具结构图册M. 贵阳: 贵州任命出版社, 1983: 42-50.4 东北重型机械学院等, 机床夹具设计手册M. 上海: 上海科学技术出版社, 1979.5 孟少龙, 机械加工工艺手册第1卷M. 北京: 机械工业出版社, 1991.6 金属机械加工工艺人员手册修订组, 金属机械加工工艺人员手册M. 上海: 上海科学技术出版社, 1979.7 李洪, 机械加工工艺手册M. 北京: 机械工业出版社, 1990.8 马贤智, 机械加工余量与公差手册M. 北京: 中国标准出版社, 1994.9 上海金属切削技术协会, 金属切削手册M. 上海: 上海科学技术出版社, 1984.10 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, 2002.11 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, 1987.12 余光国, 马俊, 张兴发, 机床夹具设计M. 重庆: 重庆大学出版社, 1995.13 东北重型机械学院, 洛阳农业机械学院, 长春汽铣厂工人大学, 机床夹具设计手册M. 上海: 上海科学技术出版社, 1980.14 李庆寿, 机械制造工艺装备设计适用手册M. 银州: 宁夏人民出版社, 1991附录西安思源学院机械加工工艺卡片产品名称及型号轴承座零件名称轴承座零件图号01材 料名称HT200毛坯种类铸铁零件质量/(kg)毛第1页牌号尺寸净共5页性能每料件数每台件数每批件数工序按装工步工序内容同时加工零件数切削用量设备名称及型号工装名称及编号技术等级工时定额/(min)背吃刀量/mm切削速度/(m/min)转速/(mm/r)或(双行程数/min)进给量/(mm/r)或(mm/min)夹具刀具量具单件准备终结1锻造锻造毛坯2热处理退火处理311夹持25外圆,粗车25.6外圆至尺寸要求。11509001CA6140型卧式车床三爪卡盘外圆车刀游标卡尺2夹持25外圆,粗车36.6外圆至尺寸要求。11509001CA6140型卧式车床三爪卡盘外圆车刀游标卡尺3夹持25外圆,车槽11007101CA6140型卧式车床三爪卡盘车槽刀游标卡尺抄写校对审核批准西安思源学院机械加工工艺卡片产品名称及型号轴承座零件名称轴承座零件图号01材 料名称HT200毛坯种类铸铁零件质量/(kg)毛第2页牌号尺寸净共5页性能每料件数每台件数每批件数工序按装工步工序内容同时加工零件数切削用量设备名称及型号工装名称及编号技术等级工时定额/(min)背吃刀量/mm切削速度/(m/min)转速/(mm/r)或(双行程数/min)进给量/(mm/r)或(mm/min)夹具刀具量具单件准备终结4夹持25外圆,倒角11509001CA6140型卧式车床三抓卡盘倒角刀游标卡尺5夹持25外圆,钻左端中心孔11509000.3CA6140型卧式车床三抓卡盘中心钻游标卡尺411夹持38外圆,粗车20.6外圆至尺寸要求。11509001CA6140型卧式车床三抓卡盘外圆车刀游标卡尺2夹持38外圆,粗车25.6外圆至尺寸要求。11509001CA6140型卧式车床三抓卡盘外圆车刀游标卡尺抄写校对审核批准西安思源学院机械加工工艺卡片产品名称及型号轴承座零件名称轴承座零件图号01材 料名称HT200毛坯种类铸铁零件质量/(kg)毛第3页牌号尺寸净共5页性能每料件数每台件数每批件数工序按装工步工序内容同时加工零件数切削用量设备名称及型号工装名称及编号技术等级工时定额/(min)背吃刀量/mm切削速度/(m/min)转速/(mm/r)或(双行程数/min)进给量/(mm/r)或(mm/min)夹具刀具量具单件准备终结3夹持38外圆,车槽11007101CA6140型卧式车床三抓卡盘车槽刀游标卡尺4夹持38外圆,倒角11509001CA6140型卧式车床三抓卡盘倒角刀游标卡尺5夹持38外圆,钻右端中心孔11509000.3CA6140型卧式车床三抓卡盘中心钻游标卡尺511夹持右端25外圆,精车左端25,至图示尺寸要求。190012250.15CA6140型卧式车床V型块外圆车刀游标卡尺抄写校对审核批准西安思源学院机械加工工艺卡片产品名称及型号轴承座零件名称轴承座零件图号01材 料名称HT200毛坯种类铸铁零件质量/(kg)毛第4页牌号尺寸净共5页性能每料件数每台件数每批件数工序按装工步工序内容同时加工零件数切削用量设备名称及型号工装名称及编号技术等级工时定额/(min)背吃刀量/mm切削速度/(m/min)转速/(mm/r)或(双行程数/min)进给量/(mm/r)或(mm/min)夹具刀具量具单件准备终结2夹持右端25外圆,精车36外圆,至图示尺寸要求。1809000.15CA6140型卧式车床三抓卡盘外圆车刀游标卡尺611夹持右端38外圆,精车20外圆,至图示尺寸要求。1809000.15CA6140型卧式车床三抓卡盘外圆车刀游标卡尺2夹持右端38外圆,精车右端25外圆,至图示尺寸要求。1809000.15CA6140型卧式车床三抓卡盘外圆车刀游标卡尺西安思源学院机械加工工艺卡片产品名称及型号轴承座零件名称轴承座零件图号01材 料名称HT200毛坯种类铸铁零件质量/(kg)毛第5页牌号尺寸净共5页性能每料件数每台件数每批件数工序按装工步工序内容同时加工零件数切削用量设备名称及型号工装名称及编号技术等级工时定额/(min)背吃刀量/mm切削速度/(m/min)转速/(mm/r)或(双行程数/min)进给量/(mm/r)或(mm/min)夹具刀具量具单件准备终结811夹持左端端25外圆,铣键槽至图示尺寸要求。 307100.3X51型铣床专用夹具键槽铣刀游标卡尺911夹持左端端25外圆,铣矩形齿花键,至图示尺寸要求。207100.25X51型铣床专用夹具花键铣刀游标卡尺10检验11入库抄写校对审核批准致 谢毕业设计结束,也就意味着大学的生活马上结束了,不得不感叹时间的短暂,在你还没来得及掌握的时候,时间就悄悄的从你生命中划走,三年的时间对于我来说是一个很关键的人生阶段,尤其是对于我们这种懵懵懂懂的年轻岁月,有着很多事情都是在尝试,也在成长,对于学校的生活也是非常的享受,享受学校的这份安静纯洁,以及同学们之间的互相关爱和谐,走出学校,马上要去上班,到往工作的环境,接触新的同事以及陌生的面孔,对于以后的人生都是未知数,需要鼓起很大的勇气去面对,并且要把自己这些年在学校学到的东西,学以致用,并且实现自己的人生理想,要去处理很多人生大事,要更勇敢的面对未来的各种未知的事情。毕业设计也是我人生的一个很好的转折,通过设计对我的学到的东西做出一个很好的检测,在这段时间段额设计当中,我感受到了知识的力量,并且把知识都运用到设计中,我很享受这种快乐,并且当自己的作品被老师认可的时候,我很自豪也很有成就感。在此我特别感谢老师对于的帮助,总是在我遇到问题的时候给与我很好的分析,教会了我怎么解决问题,谢谢老师。并且我也要谢谢学校这么多年对我的培养,让我在这么美好的学校环境以及良好的氛围当中快乐的学习,让我的思维得好很好的开拓,懂得了怎么处世为人,变得更加的成熟。也要谢谢同学们这么多年的相陪,有你们真好,未来希望大家都过得幸福美满。
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