轴承上盖零件的滑柱式钻床夹具设计含2张CAD图
轴承上盖零件的滑柱式钻床夹具设计含2张CAD图,轴承,零件,滑柱式,钻床,夹具,设计,CAD
设计(论文)任务书、毕业设计(论文)题目: 滑柱式钻床夹具 、毕业设计(论文)工作内容(从专业知识的综合运用、论文框架的设计、文献资料的收集和应用、观点创新等方面详细说明): 通过毕业设计,使学生对所学课程能融会贯通,能灵活运用各类知识,并使得到深化,巩固和提高。全面系统的进行一次有关机械工程设计的基础训练,培养学生的工程能力,培养学生独立分析,解决问题的能力。通过毕业设计检验学生对所学课程的掌握程度以及对所学知识的运用能力。毕业设计的要求:1.收集资料,包括生产纲领,零件工序图,加工工序要求,收集夹具设计的依据;2.根据六点定位原理,确定工件的定位方式,选择定位元件; 3.工件定位误差分析;4.合理选择铣削加工余量,计算刀具切削力以及夹紧工件所需的夹紧力;5.确定工件的夹紧方式,选择合适的夹紧机构,设计夹紧装置;6.主要定位元件的强度校核;7.设计的夹具装配图、零件图符合使用和制造工艺要求。其他要求:说明书1万字以上(35页)、5000字英文文献翻译、300字中英文摘要。课题折合0号图2张图纸;除至少有1张A1手工绘图外,其余图纸皆为CAD绘图;设计说明书需打印输出,并遵守相应规范,参考文献中除设计手册和工具书外,至少含有5篇以上中文论文文献和3篇以上外文文献。、进度安排:2014年11月2日2014年11月15日(2周):外文翻译、资料的准备、 文献的查阅;2014年11月16日2014年11月30日(3周):文献的查阅,夹具整体结构设计草图;2014年11月30日2014年12月7日(2周):结构设计的优化、标准件确定;2014年12月8日2015年3月15日(4周):主要零部件设计、校核;2015年3月1日2015年4月11日(2周):装配图、零件图的绘制;2015年4月12日2015年5月9日(4周):撰写说明书;2015年5月10日2015年5月23日(2周):提交说明书、修改之;2015年5月24日2015年5月31日(1周):毕业成果预提交、修改、评阅、答辩。、主要参考资料:1 冯辛安,关慧贞.机械制造装备设计 M. 3版. 北京:机械工业出版社,2009.2 黄健求.机械制造技术基础 M. 北京:机械工业出版社,2005.3 濮良贵,纪名刚.机械设计 M. 北京:高等教育出版社,2006.4 王跃进.机械原理 M. 北京:北京大学出版社,2009.5 曾志新,吕明.机械制造技术基础 M. 武汉:武汉理工大学出版社,2001.6 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册 M. 第3版. 北京:高等教育出版社,2006.7 成大先.机械设计手册 S. 第五版. 北京:化学工业出版社,2010.8 刘鸿文.材料力学 M. 第5版. 北京:高等教育出版社,2010.指导教师:(签名: ), 年 月 日学生姓名:(签名:刘存瑞 ),专业年级:机械工程(一)班 系负责人审核意见(从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核): 专业负责人签字: , 年 月 日滑柱式钻床夹具设计摘要随着国内外机械制造业的快速发展,钻床夹具发挥越来越重要的作用,从我国的夹具发展的过程来看各个方面用到进行夹具加工的零件越来越多,因此对夹具的设计越来越重要。从我国的夹具发展史来看,夹具行业发展迅猛,夹具厂越来越多,由于标准库的建立,设计夹具更加简化。许多零件实现了批量化生产,但是由于一些零件有特殊用途,所以对于专用夹具的设计显得尤为重要。近年来,我国自主设计的机床加工夹具系统,不仅仅有了质的提升,而且在国际上处于领先地位。此次有关于滑柱式钻床夹具的设计来加工轴承上盖的油孔的整个装置是专用夹具,设计时要遵循夹具设计的相关准则。要做到选材料以及校核应服从强度标准。也好从经济效益与工艺性各方面进行考虑。现在许多的产品设计需要用到专用夹具,本次设计的滑柱式钻床夹具就是其中的一种。为了加工轴承盖上的油孔,满足各方面的要求来设计的。设计过程中从设计到选材,加工,校核,优化最后到成品。充分考虑到各方面因素对夹具的影响,使产品最优化。关键词:机械制造;发展;夹具;专用ABSTRACTWith the rapid development of the mechanical manufacturing industry at home and abroad, is playing a more and more important role, drill jig all aspects from the perspective of the process of Chinas fixture development more and more used for fixture processing parts, so the fixture design more and more important .From the point of our countrys history of fixture, jig industry developing rapidly, the fixture plant more and more, because the establishment of the standard library, further simplification of fixture design .Many parts for mass production, but due to some parts with special USES, so it is particularly important to for special fixture design. In recent years, the independent design of machine tool fixture system in our country, not only the quality, and are in a leading position in the world .The about sliding column type drill jig design for bearing cover of the oil hole processing the whole device is a special fixture, fixture design when the design should follow relevant principles. To choose materials and checking should obey the strength standard. Considering or from all the aspects of economic benefit and curability. Now many of the product design need to use special fixture, the design of the sliding column type drill jig is one of them. To the processing of oil in the bearing cover hole, to meet the requirements of the various aspects to design.Design process from design to material selection, processing, checking, optimization and finally to the finished product.Fully consider the various factors influence on fixture, make the product optimization.Key words: Mechanical manufacturing; Development; Fixture; special目 录摘要IABSTRACTII目 录III第1章 绪论11.1机床夹具概述11.1.1机床夹具11.1.2机床夹具的优点11.2机床夹具的发展趋势11.2.1机床夹具的现状11.2.2现代机床夹具的发展方向2第2章 工艺规程设计32.1 零件的分析32.1.1零件的作用32.1.2零件的工艺分析32.2毛坏的选择52.3工艺路线的拟定62.3.1孔和平面加工分析62.3.2拟定工艺路线62.4加工余量的确定82.4.1钻14.8孔的加工余量92.4.2刀具的选用92.4.3量具的选用9第3章 切削用量及工时的确定103.1粗铣尺寸90侧面103.1.1加工刀具103.1.2计算切削用量103.1.3计算切削工时113.2粗铣搭子面113.2.1加工条件113.2.2计算切削用量123.2.3计算切削工时133.3精铣尺寸56侧面133.3.1加工条件133.3.3计算切削工时153.4精铣搭子侧面153.4.1加工条件153.4.2用以计算切削用量的大小153.4.3计算切削工时间163.5 钻孔214.8孔173.5.1钻214.8孔173.6 镗60内孔183.6.1 粗镗183.6.2 精镗183.6.3 计算工时193.7钻孔19第4章 夹具的定位与装夹214.1夹具的作用特点214.2工件在夹具中的定位214.3 工件的装夹224.4夹紧力的确定23第5章 夹具的组成 255.1夹具体的设计255.2夹具的操作方法28第6章 夹具的二维设计306.1 CAD软件介绍306.2镗孔夹具的三维设计31结论32致谢33参考文献33附录一:中文翻译 附录二:英文原文IVXXX第1章 绪论1.1机床夹具概述1.1.1机床夹具以便确保产品的质量、生产率、工人的工作强度的提升、降低生产成本设计专用夹具进行针对性加工,这就是夹具的设计初衷。夹具的设计意图是使加工工件相对于机床或切削刀具的位置具有确定性。在成批量生产中,夹具的采用益发经常,是提升劳动生产效率的重要加工常规化方式。1.1.2机床夹具的优点(1)工件的加工精密度高。采用夹具装夹加工工件时,工件相对于切削刀具及车床的位置精密度由夹具确保,目的是使同样生产出的工件的精密度相差不大,近似于一样,而且不受工人技术水平的影响。 (2)工件生产效率较高。此次滑柱式轴承上盖油孔的加工,如果不采用此夹具来加工油孔,工件得不到定位,有很大的误差,而且钻头极易容易折断,油孔也容易加工歪。使用此夹具不仅可以解决上述问题,劳动的生产率也会大大提高,因为提高了切削用量,效率提高。(3)扩大机床的使用范围(4)在成批量生产过程中,夹具的使用使成本降低,由于劳动生产率的提高、运用技术等级比较低的工人以及残次率降低等原因,显然地使生产成本下降了。夹具的制造成本平均在一批铸件上,每一个工件所用到的额外费用降低了,大大小于因为提升劳动生产效率而下降的成本。夹具的设计应用于生产,使工件批量化,实现了夹具的最大化价值。1.2机床夹具的发展趋势科学技术突飞猛进的发展历程也让促使夹具设计的发展不断前进,总是使设计得到优化,确保了现代机加工要求的有效性。1.2.1机床夹具的现状当代社会仍然因为技术的局限以及经济因素的局限使夹具设计存在不足,当代社会仍然因为技术的局限以及经济因素的局限使夹具设计存在不足,另一方面,从夹具发展的每一个时期来看,设计夹具时存在一定的耗损,给夹具的发展带来一定阻碍同时也引起机械加工业的损失。就目前来说,数控机床柔性制造技术等的不断发展,夹具的设计必须满足相应的要求。为此,必须做到以下六点:1)工人组装夹具时要做到快速,这会使工件的加工周期大大缩短进而使每一个工件的成本减少。2)加工做到批量化生产。3)要把精密加工技术应用于夹具。4)要把现代化制造技术带入到夹具生产中。5)要把液压和气压夹紧技术与夹具的生产相结合。6)提高机床夹具的标准化程度。1.2.2现代机床夹具的发展方向就目前我国夹具的发展方向来看,都趋于同一种形式,那就是高效,柔性,精密,标准。下面对这四个方面做进一步了解:1.精密化目前对于工件的使用越来越严格,从另一方面来说就是必须提高夹具的精密度,这样加工出的工件更加优化。2.高效化加工零件其中之一的要求就是高效化,即减少加工时间实现产品利益的最大化。高效化标准是降低工人的工作强度,提高工件的生产效率。高效化的夹具要实现自动化,快速化,装有动力装置如液压或气压装置。3.柔性化当机床夹具因某些因素发生改变时,它可以通过适时地调整继续对工间进行加工不受影响,以适应可变因素的能力。4.标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互关联的两个方面。在制做专用夹具结构的原则上,第一确保夹具元件和零件的通用化,创立类型尺寸方式或变型方式,以降低功能作用相似的夹具元件和零件的类型,去除相对功能不合格的结构。通用化的方法包含部件、零件、夹具、毛坯和材料的通用化。第2章 工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1零件的作用根据任务书指示,此次设计要求是对开式滑动轴承座。这种设计应注意一些问题如避免横行的错位,此外对中性要好可以更稳定的加工工件,把部分面设计成阶梯形形状可以很好的解决上述问题。同时轴瓦也是部分式的,目的是因为下轴瓦承受了大部分的轴承力。为了节约贵金属和其他的要求,在轴瓦的内表面注上轴承衬,不仅节约成本也使轴承强度加强。还应设有油槽,位置要位于不受承载力的地方使润滑油在油槽和油孔之间流通。轴承座,部分轴瓦,双头螺柱,轴承盖共同组成了对开式滑动轴承。轴承的剖分面尽量与载荷力方向差不多垂直,往往轴承的剖分面是(也有做成倾斜的)水平的。此样轴承装拆快捷,此外工作中必定有磨损,这样的设计及时磨损后可以调节垫片厚度来使轴承间隙最佳。因为零件用途的巨大地位,故必定要分析它成型和机加工的工艺过程,并制作它的相对主要夹具来相对它主要工序制作特殊的夹具设计。2.1.2零件的工艺分析1、零件形状:此次设计的对中开式滑动轴承由轴承座,剖分式轴,瓦轴承盖与双头螺柱等零件构成,其中轴承座和轴承盖是该件的主要构成部分,结合的面利用阶梯状接触式结构来方便后面装配对和并经受更大的径向冲击载荷力,由于组合的两零件结构较为复杂故需要我们采用铸造工艺来进行下料完成初步造型。依据工艺生产过程中着重加工的面是轴承座的底面部分以及和两零件拼合部位的阶梯面部分。与此根据零件的外面形状可以分析工件的不同螺孔和安装通孔端面都必定要采用加工来方便后面安装,底部是近四方形,是整个夹具的基准面可以通过刮研工艺达到要求。图2.1轴承上盖零件图本次设计的滑柱式钻床夹具加工轴承盖上直径为5的油孔,这个专用夹具解决了普通夹具在圆弧面加工时钻头折断,位置尺寸的偏差错误,如果不解决加工过程中钻头折断会伤到工人,加工的效率下降。为了改善设计提高工作效率以及保证操作者的安全性,本次设计如下的滑柱式钻孔专用夹具来加工直径5小孔。2、轴承座上盖的技术要求如下: (1)尺寸精度 轴承座上盖的剖分面内孔的尺寸精度直径105(+0.06,+0.03)、要求表面粗糙度6.3,对侧面靠山的垂直度要求为0.03。(2)轴承座和轴承盖结合处的接触面处有公差尺寸100. 03以及开档公差尺寸120(-0.02,-0.05)不断确保,粗糙度的值是3.2,两接触面彼此的之间垂直度的要求是0.03。(3)轴承座上盖零件还有两个直径为13内孔以及M20螺钉安装孔以及其端面需要进行加工,粗糙度为6.3。 (4)零件的尺寸80左右侧面是后续加工校正的一侧基准需要进行铣削,粗糙度为6.3。2.2毛坏的选择根据零件图了解,零件应选用灰口铸铁,零件的外形不规则,外表形状比较繁杂,目的是确保准确造型并减低加工切削余量,降低工作强度,大大上升劳动效率,与此照顾此次大批量生产的生产需求,所以采用铸造毛坯工艺的制作,这种下料的方法能够使毛坯形状和成品近似,加工快速,省时省料。此时我们应该选用金属型来 采用铸造加工,毛胚的余量为2-3m。图2.2 轴承上盖零件毛胚图2.3工艺路线的拟定2.3.1孔和平面加工分析本次需要对轴承底座以及轴承座上盖单独进行加工最后合并后进行镗孔加工。进行对两个拼合件采用各自铣削加工的同时,应该着重加工出适当的定位面之后在正确的地方加工出孔的正确尺寸,这样可以最终确定拼合后镗孔尺寸的正确性。所以此次加工着重是确保孔的尺寸精确度和位置的精确度,正确分析好孔和平面间的彼此的关系,而且运用恰当的加工步骤和加工车床进行工艺确定。1、孔和平面的加工顺序这次制作我们运用先面后孔的方法,因为底部的面是一个水平的大的底部面与此和其它零件特征存在确定的位置关系,所以第一加工后体零件上的基准底面A,以基准底A面定位加工其它的面,其次再以此对钻孔和镗孔等孔的加工。这样的加工步骤分配可以减低刀具调整和工件装夹,与此确保零件的制造工艺的精密度。粗精加工基准面在粗加工和精加工过程来确保孔的加工精密度。与此按照首先加工重要精度随即加工不太重要精度的准则,这种方式能够准确避免由于之后加工有困难的尺寸精度产生大的次品率引发的损失。除此还能够以使精确度的传输有效果,与此在粗加工产生应力后有作用的时效处理降低之后应力引起的变形作用。轴承座加上轴承座上盖首先各自加工时粗基准运用左右侧面加工,因为是此面加工后为最终制作端面和镗孔,端面孔钻削提供了质量。轴承座精基准的选择可以选用下侧大底面进行定位,与此用以侧面作为基准来定位。而轴承座上盖精基准的选择可以继续选用左右侧面进行定位,因此也能够做到前后基准相同,快速加工装夹等。此次的定位办法按照了“基准统一”的准则,与此轴承座的定位方法是一面两销的定位方法。这种方法的优点是位置公差偏差为零使工件的精度更高。2.3.2拟定工艺路线轴承座上盖的工艺路线:工序1铸件工序2 在一定温度下消除有害的应力工序3 非加工表面喷漆工序4 划线备铣削工序5 粗铣尺寸为56的左右侧面以及各个安装台阶面尺寸8和结合搭子面工序6 精铣尺寸是56的左右侧面以及各个安装台阶面尺寸8和结合搭子面工序7 划线备钻工序8 钻孔2-14.8,5工序9 钳工 拼合轴承座及其配套轴承座上盖工序10 镗孔,镗安装孔尺寸60(+0.06,+0.03)至尺寸,光出端面工序12 钳工去毛倒钝工序13质检工序14 入库轴承座上盖零件机加工工艺卡如下:表2.1机械加工工艺表工号工序名称工序内容车间1铸造金属型铸造、喷砂及其清理铸造车间2热处理时效处理人工时效:加热到530560保温6-8小时,冷却速度小于30热处理车间3油漆非加工表面喷漆4划线备铣削5铣台虎钳装夹校正用铣刀铣原来左面和右面尺寸56直到正确的尺寸铣尺寸56上下侧面放余量0.8-1;铣铣尺寸8侧面及其角尺面放余量0.8-1铣削车间6铣台虎钳装夹校正1.铣尺寸80上下侧面至尺寸要求;2.铣尺寸10侧面及其角尺面保证尺寸50(-0.02,-0.05)至尺寸要求铣削车间7划线备钻车间8钻钻孔2-14.8,钻铰孔5钻削车间9钳用下轴承座和上轴承上盖依据尺寸60(+0.06,+0.03)和其以靠结合面进入配合装夹并且校正,最后检查结果10镗床专用夹具上活,校正尺寸56记号面,允差0.021.镗安装孔尺寸60(+0.06,+0.03)至尺寸要求2.光出一刀落端面铣削车间1111钳修去锐边,去毛倒钝钳工车间12质检铣削车间13入库铣削车间2.4加工余量的确定HT200是灰铸铁材料,它的特性可以作为夹具的毛坯材料,查金属机械加工工艺手册工艺表17-5 从中可以了解到是成批量生产而且机械加工车间的生产特性是轻型。这种毛坯铸件的加工方法是金属模机器造型。在成批量生产方法下,采用铸造方式的主要特征要生产率提升,应用于成批量生产,从中选取符合铸造特点,而且满足经济性,工艺性等的金属模。查表选得精度为8级,尺寸公差等级为8级,在满足情况的要求下选取。1.轴承座周边侧面及其搭子面的加工余量轴承底座底部面尺寸为56,左右两侧面和各处搭子面粗糙度要求是: ,为了满足粗糙度的要求,在粗铣和精铣各个工序中精度要选为IT11。 它的加工余量设为,自己取数值。2.轴承底座台阶面的加工余量轴承底座台阶面,它的尺寸8(+0.06,+0.03),左右两侧面及其靠山面,规定是 ,为了满足左右两侧面及其靠山面粗糙度的要求,在粗铣和精铣各个工序中精度要选为IT10。它的加工余量设定是,自己取。3.镗60孔的加工余量60孔:内孔的表面粗糙度要求是,依据机械制造工艺设计简明手册表1.4-7,采用粗镗,精镗两个工序完成,经济精度设为IT10。粗镗:60孔,由书中公式计算公式得出它的余量值:。精镗:60孔,IT10。2.4.1钻14.8孔的加工余量14.8孔:内孔表面粗糙度要求。钻孔:14.8孔,由书中公式计算公式得出它的余量值:;扩孔:14.8孔,由书中公式计算公式得出它的余量值:。2.4.2刀具的选用表2.2 刀具材料铣刀镗刀钻头类型镶齿端铣刀单刃镗刀麻花钻材料硬质合金硬质合金高速钢2.4.3量具的选用铣平面采用的量具为游标卡尺镗孔采用的量具为塞规和千分尺或者量缸表第3章 切削用量及工时的确定3.1粗铣尺寸90侧面3.1.1加工刀具所要加工的材料为灰铸铁,硬度190HBS。加工要求:铣尺寸端面,粗糙度要求下部底面是,上部顶面是12.5。机床:X62W卧式万能铣床。选择刀具:通过对材料特性的分析,材料YG6能很好的完成切削工作。参照切削用量简明手册表3-1,切削余量单边是3mm。,铣刀直径选择,。3.1.2计算切削用量1)决定每齿进给量采用不对称铣削以提高进给量。采用YG6时其相对于的铣床功率也就确定了,查表可得,(查机械制造工艺设计简明手册表4.2-38),。但是因为运用不对称铣削,所以能够取。2)决定切削速度和每分钟进给量切削的速度能够参照切削用量简明手册表3.27中的公式计算得出,但可以直接查表3-16查出:,各修正系数为 所以: (3.1) (3.2) 参照X62W型铣刀刀具的使用说明书,于是选取,。因此,v与f就得到确定为: (3.3) 3.1.3计算切削工时计算基本工时 (3.4) 式中,依据书中的数值表可以查出:,3.2粗铣搭子面3.2.1加工条件所要加工的材料为灰铸铁,硬度190HBS。加工要求:铣削尺寸40的搭子侧面,粗糙度要求。机床:X52选择刀具:选取材料YG6的硬质合金端铣刀切削刀具。选取的此面毛胚余量是3mm,铣刀直径选取。选择,。3.2.2计算切削用量1)决定每齿进给量为了增大进给量,进行了多种方式的比较,最终确定为不对称铣削。参照切削用量简明手册表3-5,要求采用YG6时,铣床功率是(查机械制造工艺设计简明手册表4.2-38),但是因为运用不对称铣削的方式,所以能够取。2)决定切削速度和每分钟进给量切削速度能够由公式计算得出,也可以直接直接查表选出:、各修正系数为 所以: (3.5) (3.5)(3.6)依据资料表可选用如下的数值,选择、。v与f就得到确定为:(3.7) (3.8)3)校验机床功率查手册可知,当,近似是。查手册知,机床主轴的最大功率是:所以,所以选择的切削余量是正确的。确定,。3.2.3计算切削工时计算基本工时(3.9) 式中,根据机械制造工艺设计简明手册表6.2-7, , (3.10)3.3精铣尺寸56侧面3.3.1加工条件所要加工的材料为灰铸铁,硬度190HBS。加工要求:铣的尺寸83,上下两端面,粗糙度设定上端面Ra是12.5,下部底面是。机床:X62W卧式万能铣床。选择刀具:选取材料为YG6的硬质合金端铣刀切削刀加工。这里需要查设计手册,由其中数据可知,根据前面工艺分析确定了上下两端面在精加工时所放余量1mm,根据,铣刀直径选取。查手册表可知,选择,。3.3.2计算切削用量1)决定每齿进给量为了增大进给量,进行了多种方式的比较,最终确定为不对称铣削。参照书本切削用量简明手册中的表3.5,采用材料YG6时,铣床的功率是,但是因为运用不对称铣削的加工方式,所以能够取。2)决定切削速度和每分钟进给量切削速度能够参照书本切削用量简明手册的表3.27中的公式计算出,并能够参照切削用量简明手册中表3-16,查得:、各修正系数为 所以: (3.11) 依据资料表可选用如下的数值,选择、。因此,实际v与f为:(3.12 (3.13)3.3.3计算切削工时计算基本工时(3.14) 式中,依据资料表可选用如下的数值, 3.4精铣搭子侧面3.4.1加工条件所要加工的材料为灰铸铁,硬度190HBS。加工要求:铣削尺寸53搭子侧面,粗糙度要求。机床:X52通过对材料特性的分析,材料YG6能很好的完成切削工作。依据资料表可选用如下的数值,铣刀直径选取。依据资料表可选用如下的数值,选择,。3.4.2用以计算切削用量的大小1)决定每齿进给量为了增大进给量,进行了多种方式的比较,最终确定为不对称铣削。参照书本切削用量简明手册的表3.5得出,当采用材料YG6时,铣床功率为(由机械制造工艺设计简明手册表查出4.2-38),但是因为使用不对称铣削的加工方式,所以能够取。2)决定切削速度和每分钟进给量切削速度能够参照书本切削用量简明手册表3.27中的公式计算出,依据资料表可选用如下的数值:,各修正系数为 所以: (3.15)(3.16)依据资料表可选用如下的数值选取、。因此,v与f为:(3.17) (3.18)3.4.3计算切削工时间计算基本工时(3.19)式中,依据资料表可选用如下的数值, 3.5 钻孔214.8孔3.5.1钻214.8孔1选择钻头机床:立式钻床Z535钻头:直径是它的几何形状与角度参照书本切削用量简明手册表2.1查出2计算切削用量1)进给量参照书本切削用量简明手册表2.7查得 ,选取。2)计算切削速度参照书本切削用量简明手册中表2.15,查的切削速度。各修正系数为 故 参照书本机械制造工艺设计简明手册表4.2-12得出,和转速近似的机床转速是和。选取,速度的损失量比较小点。计算求出切削速度。3计算切削工时当切削工时,依据资料表可选用如下的数值。(3.21)(3.20) (3.22) 3.6 镗60内孔3.6.1 粗镗1.切削用量的选择参照书本实用金属切削手册表6-188查出,粗镗ap=6mm(如果是直径上),f=0.5mm/r,v=20m/min。2. 确定主轴转速(3.23) 参照书本机械制造工艺设计简明手册表4.2-20得知,和近似的车床转速是和。采用,速度的损失量比较小点。所以实际切削速度。3.6.2 精镗对于镗床的选择,综合比较最终选为卧式镗床,型号T611。1.切削用量的选择依据资料表可选用如下的数值,粗镗ap=2mm(直径上),f=0.3mm/r,v=15m/min。2.确定主轴转速依据资料表可选用如下的数值,和近似的机床转速是和。选取,速度的损失量比较小点。所以计算求出。3.6.3 计算工时依据资料表可选用如下的数值,(3.24) (3.25) 3.7钻孔(1)选择高速钢麻花钻头的切削用量A、依据资料表可选用如下的数值:选用加工精度要符合要求,采用时,。由于,故应乘孔深修正系数,则。B、按钻头强度决定进给量;当,钻头的强度最大允许进给量是。C、按机床进给机构强度决定进给量:当,依据资料表可选用如下的数值最大轴向力是8800N,进给量是0.53。(2)选择高速钢麻花钻头的切削速度依据资料表可选用如下的数值,灰铸铁要符合一定硬度要求,。切削速度的修正系数为:,故(3.26)(3)计算切削工时当切削工时,依据资料表可选用如下的数值:(3.27) 第4章 夹具的定位与装夹4.1夹具的作用特点机床专用夹具的设计制作在企业的产品开发与制造以及生产技术更新中占到很重要的作用。它的主要作用有:(1)此夹具会使加工更加快速,生产率大大提高;(2)这种方式大大提高了精度,保证了同批量产品精度相同;(3)这种方式可以使机床功能多样化,可以加工不同的产品; (4) 这种方式也会使新手易上手,加工变得简单。图4.1轴承上盖此次设计的滑柱式钻床夹具用来加工轴承盖上直径为5的油孔。因为加工的孔位置在曲面上,易造成加工的孔偏斜,不能保证加工精度要求。钻头易折断,加工效率变低。所以设计要设计出专用夹具加工工件。4.2工件在夹具中的定位工件的定位:要获得精密的工件必须对工件进行正确的定位,其要求是有正确的加工位置,夹具与刀具工件都要准确定位,要用到六点定位原理。机械加工工件的制作过程中,一般利用确定规律分布的六个支承点来阻止六个工件的自由度,要求工件在机床和或夹具中的位置全部要具有确定性,这种方式叫作工件的“六点定位原理。要限制工件的六个自由度,首先对工件位置进行分析,其次设计正确的放置方式。4.3 工件的装夹机械加工过程中,工件会受到重力,切削力,离心力,惯性力等力的作用,当上述外力全部作用下,在上述综合力的作用下,会导致加工精度降低进而影响产品的功能。定位装夹解决了上述问题,确保了工件更加精密的装夹。设计师应充分考虑对加工不利的因素,找到解决方式来使加工的产品更优。夹紧主要由以下三部分组成:1.力源装置2.中间传力机构 3.夹紧元件 。这种夹具创作过程中的夹紧模式是由照任务书的要求,采用通常的手动夹紧装置方法。这种手动夹紧装置方法利用了自锁性,扳动手柄压紧鉆模板,松手后手柄不会松动,其实质是斜切结构。工件遵循之前设定的定位方法进行定位的。下面简单介绍一下工件的装夹原理,这是确定装夹之前首先要了解的:直接找正法:这种方法直接方便,直接找到基准后在正确装夹即可。划线找正法:这种方法主要是找到正确的基准,并划线标示,利用划到的线正确装夹。用夹具装夹这种方法是设计师先设计好定位夹具,工件直接装夹即可实现定位。此方法方便快捷,装夹方便。滑柱式钻床夹具按要求初步采用圆锥锁紧机构:图4.2圆锥锁紧机构工作时,钻模板上升一定高度时,必须自锁。锁紧机构的种类很多,现采用圆锥锁紧机构。由上述图可知,螺旋齿轮轴的左端制成螺旋齿与滑柱螺旋齿条相啮合。轴的右侧为双向椎体,锥度为1:5 。4.4夹紧力的确定计算夹紧力也可以说是确定夹紧力的大小、方向与作用点的位置。利用决定夹紧力的三要素必须分析工件的结构特点,加工要求,切削力和其它外力作用于工件的不同种方式,并一定要分析定位装置的布置方式与结构形式。一定要夹紧力的作用点分布恰当,大小合适,方向正确才可以取得最佳的效益。1.夹紧力方向的确定夹紧力方向应垂直于主要定位基准面夹紧力的方向切削力、工件重力方向一致2.夹紧力作用点的选择应可以确保工件定位稳定安全,使工件的精密度符合要求同时也是同批量产品紧密度偏差不大应尽量避免或减少工件的夹紧变形夹紧力作用点应尽量靠近加工部位现在常规的夹紧的装置主要有:斜楔夹紧结构,单个螺旋夹紧结构,螺旋压板夹紧结构,螺旋夹紧结构,偏心夹紧机构。本设计中使用的是螺旋夹紧机构的方法,这样的夹紧机构是常用的,但原理上能够得出其实是是一种斜楔结构的一种转变。滑柱式钻床夹具夹紧力值的大小需要估计,其实是螺旋夹紧机构。真实的效果能够确保可靠的卡紧。切削力的计算根据(机械加工工艺手册 李洪 主编 )查表(4.1)钻孔时的切削力为: =9.81x61.2x25x0.32x1.2=5763.57 N.m夹紧力的计算:(4.2) = 3.14x25x25x 105/4=51515.63N在计算切削力时,必须考虑安全系数。 安全系数 式中:基本安全系数;取1.5 加工性质系数;取1.1 刀具钝化系数;取1.1(4.3) 断续切削系数;取1.1则 =1.1x1.5x1.1x1.1x5763.57 =11506.97N钻削力小于夹紧力 ,所以该夹紧装置可靠。第5章 夹具的组成该滑柱式钻床夹具的主要结构组成部分有夹具体、定位座、下定位销钉,上定位销钉、滑动柱、钻模板、钻套、衬套、导向销钉、螺钉螺母等。图5.1夹具三视图5.1夹具体的设计夹具体的作用是把夹具各元件和装置连接在一起,让它成为一个整体的可用于加工的装置,而且可以和机床的相关部位连接,这样的设计简单方便符合加工要求。滑柱式钻床夹具的整体设计满足的要求:必须满足要求的强度与刚度确保在加工过程中, 夹具体在工作过程中所产生的夹紧力,切削力等外力作用下,不会引起不满足要求的变形与震动.应该满足结构简单,应有比较好的工艺性要求. 在确保强度与刚度条件下,尽量满足体积小,结构常规, ,重量轻,这样可以快速便捷操作.应满足尺寸要稳定.注意铸造夹具体,要采取时效处理,这样可以消除内应力的不足.确保夹具体加工尺寸的稳定。应该满足便捷排屑,加工过程中必定会产生大量切削屑,如果排除不及时,肯定会影响加工的效率以及影响工件的精密度。对此问题设计成带孔的十字套筒,方便排屑,带出热量。取用夹具体不同毛坯结构时,尽量做到结构合理性,经济性,工艺性,标准化的可能性和工厂的具体条件为依据作为综合考虑的不同情况。对于整个夹具体的设计,设计成滑柱式的,由上图中可以看出有三个直筒安装滑柱体起到固定及导向作用,在钻模板上升或向下时不会引起偏置。工件定位:图5.2夹具下定位机构由于装夹工件并不能保证工件左端与右端在水平上保持一致,这就需要设计一个保持其水平的结构,现在把它设计成工件下定位机构,中间设置成斜面调节柱。定位销安装在斜面调节柱上,当左右高度不一致时,调节柱会自动旋转使其左右保持水平的状态,可以在一定范围内,通过调节柱的左右移动调节左右侧定位柱。在定位柱导向孔两个侧面安装螺塞封闭防尘设置。图5.3防尘设计下定位定位柱有可能转到使夹具装夹不稳定,为了解决这一问题,在夹具定位座侧面有定位螺钉安装孔通过定位螺钉M6对定位柱键槽进行卡位导向。图5.4定位键槽上面的定位销钉装置的安装应和下面的的定位销钉同心放置,上面销钉利用过盈配合的方式和钻模板进行彼此连接,底部装有直径14.8进行定位,是得到固定。图5.5钻套安装于圆弧面位置钻孔极可能引起钻孔偏移的问题,极易折断钻头减低工作的效率。而且可能引发安全事故问题,如果直接用钻头进行钻孔,没有固定装置,钻头不能掌握垂直,孔会钻歪,钻头会折断。特殊钻套的运用可以解决这一问题,钻套中部装有十字叉的排屑孔,把废屑排出带出了切削热。保护了钻头不受损害。同时为了保护钻套减小磨损,在钻套内部有上下两个衬套进行保护延长钻套的使用寿命。5.2夹具的操作方法整个钻孔夹具采用一面两销的定位模式,以工件左右两侧直径为14.8小孔以及工件的下端面进行定位装夹,压紧时,摆动手柄通过滑柱带动压板向下运动压紧工件同时上部配有导向销钉可以完全定位整个工件,该夹具可以应用在台钻或者摇臂钻,钻削时,切削工作中引发的铁屑利用钻套十字中心孔排出,而且把切削热排出。图5.6 一面两销的定位模式一面两销就是靠一个平面和两个柱销定位,是箱体类零件加工常用的形式。加工工件的定位就是一面两销。图5.7 滑柱俯视图上图所示,有三个滑柱安装在底座的三个支撑套筒中。它的主要作用是导向作用。钻模板安装在上面并用螺母固定。第6章 夹具的二维设计6.1 CAD软件介绍CAD软件是由美国公司研发的适合于二维绘制的软件软件。工程师可以利用它进行产品的设计研发,容易学习而且便于修改,是一款非常好的普及性软件。作为机械专业的学生,掌握该软件有利于我们对机械产品的研发。它对于加快产品的更新起到了至关重要的作用。CAD软件组成:1.2D到3D转换工具CAD软件有很多的优点,2D到3D转换就是其中之一,设计师快速绘制二维平面图转成三维,加快了产品的研发;视图具有折叠工具的功能,能够从DWG图转换为3D模型。2.内置零件分析该软件可以对设计好的三维零件进行测试,找到零件的不足进一步进行修改,直到最优化为止。3.机器设计工具包括全部熔接结构设计与文件工具的功能,可以全部关联的钣金功能。4.模具设计工具该软件还可以测试零件的可制造性,避免零件不适用性。5.消费产品设计工具满足设计中按要求的曲率的不间断性,对产品的加工更加优化,加工出的产品精度要求更高,加快了产品的更新。6.对现成零组件的线上存取设计者利用3D和CAD系统中自带的零件,直接使用,加快零件自组的速度,实现零件设计的最快化。7.模型组态管理该软件中,标准化的零件和模型集中在一个文件夹中,设计者可以随时把其中零件取来直接用。8.零件模型建构软件方便快捷,可以利用特征造型,钻孔命令和不同命令快速设计出产品。9.曲面设计该软件还可以利用拉伸功能快速生成复杂的曲面,还可以用钻孔功能以及线的相切。最简单的缝织曲面,修剪,延伸,图化,缩放与复制排列曲面。6.2镗孔夹具的三维设计以底板的三维为例初步经过草图绘制后将大致的零件外形确定后进行绘制,经过拉伸命令成型后,分别添加其他的周边凸台外形及其中间凸台后,初步确定零件的三维尺寸,而后根据定位需要和配合绘制孔型与位置尺寸。机械产品要尽量选用标准件,这样方便大批量生产产品。减低产品成本,加快产品更新,有益于经济效益最大化,同时也方便实际生产中的标准方便大批量进行加工制造。这种方式是节省了成本的转换。避免使用非标准件的不方便性。除此之外设计过程中多用标准件库可以节约比较多的的材料成本,由于当没有标准件库的条件时,工程师多次建模简单的一些零件浪费大量的时间,对于主要零部件的设计是不利的,设计产品都有限制的时间,但是如果从标准件库中选用会更加方便。 夹具的设计过程中引用了有ISO标准以及中国的GB标准,插入了螺栓、螺钉、螺母、垫片等零部件。从本零件库中选取标准件后可以对标准件的尺寸进行调整,同时在进行大型装配时可以讲一些零件特征进行隐藏以减轻电脑运行速度,调整内部零件的数值进行参数化设计时该零件库的灵活性体现。结论剖分轴承座组件上盖专用夹具的设计从零件的分析到工艺制定,然后进行夹具草图绘制直到利用三维设计软件初步绘制零件和夹具外形并进行后续调整。最终利用CAD软件绘制工程图,完成整个设计过程。夹具的结构和针对的零件是息息相关的,并且和加工设备刀具的使用等因素是相辅相成的关系。定位元件或定位装置、夹紧元件或夹紧装置、对刀及引导元件、夹具体组成、连接元件等是夹具的重要组成部分。镗床夹具是镗孔工序中的重要工装辅助设备,在成批加工过程中对零件的成型加工有较大作用;本夹具的夹具体主要是底座,目的是支承零件与把镗套相连等等;其次是夹具的重要连接元件是螺钉,销等。选题到准备,搜集资料,确定夹具并设计,最后的校核,我收益颇多,对所学过的知识更加深刻了,是对大学生涯的一个总结,有着里程碑的意义。实践出真知,理论与实际相结合是相当重要的,读万卷书不如行万里路的道理是对的。理论知识不能纸上谈兵,生产过程中错中复杂的设计需求要求我们不断总结与实践这次设计暴露出我缺乏设计经验的缺点没有考虑到的问题比较多,以前所学过的知识遗忘的也比较多,有些知识掌握得不够。这次毕业设计的过程让自己明白以后的学习方向和努力目标,这为自己以后踏上设计的工作岗位明确了方向。致谢经过几个月的查资料、整理材料、方案设计,和结构分析,强度校核和手工绘图,今天终于可以顺利的完成论文的最后的谢辞了,要写下这一段谢辞,表示可以进行毕业答辩了,时光匆匆飞逝,四年多的努力与付出,随着论文的完成,终于让我给大学的生活划下完美的句点。感谢母校河海大学文天学院给了我再一次深造学习的机会,让我能继续学习和不断提高;感谢母校老师们和同学们四年来的关心和鼓励。在做毕业设计过程中我得到了老师和同学的帮助,其中我的论文指导老师苏老师对我的关心和支持尤为重要。给我印象深刻的是张老师渊博的专业知识,以及对对机械的深刻了解让我折服。要指导很多同学的设计图纸及论文,加上本来就有的教学任务,工作量之大可想而知。张老师指导我论文的写作方向和构架,使我有了思考的方向。通过此次论文设计,我学到了很多知识,在论文的写作过程中,通过查阅资料和搜集有关的文献,培养了自学能力和动手能力。由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识,这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往传统的学习模式下,我们只会记住一些书本知识,但是通过毕业论文,我们学会了如何将学到的知识转化为动手操作能力,如何更好的将理论知识和实践相结合。在论文的写作过程中也体会到做任何事情所要有的态度和心态,首先我明白了做学问要一丝不苟,对于出现的任何问题和偏差都不要轻视,要通过正确的途径去分析和解决问题,做任何事情都要要有耐心和毅力,遇到困难不要害怕,只要坚持下去就可以找到解决问题的办法。在工作中要有团队合作精神,认真听取别人的意见,这样做起事情来就可以事倍功半。最后感谢张老师和帮助我的同学,让我顺利完成了我的毕业设计,为我的大学划上完美的句号。参考文献1 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