曲柄板的立轴回转分度钻床夹具设计含CAD图
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立轴回转分度钻床夹具设计属切削机床,机床夹具据有保证机械加工的生产质量、提高工作生产效率、减轻人力劳动强度、对工人技术的要求有所降低, 这样就会出现流水线,全程自动化生产。在制造业中,人们日常都离不开机床夹具,这是由于夹具的优点很多,能够精确,并且大量生产工件。因此,机床夹具在工艺系统中是不可以缺少的。它在加工时,还会时刻影响加工误差。在设计夹具时,要要考虑夹具的整体刚度,否则生产的零件就会不达标。本次毕业设计的主要任务是认识和学习立轴回转分度钻床夹具,对钻床夹具进行全面了解与认识,运用专业知识对立轴回转分度钻床夹具进行了解,确定它的装配关系,连接关系,以及夹紧装置。对其整体结构原理进行判断并加以分析。翻阅有道词典并将其翻译成中文,对导师所给的机械零件图进行全面了解与掌握,对机械零件进行主、俯两视图进行 CAD 绘图和手工绘图.通过毕业设计,学会了熟练使用画图软件,并且掌握了如何学会对简单的机械零件进行分析的能力,提高自己了自己的能力,使自己学会如何查阅资料获得自己所需要的,从而使自己在日后的道路上可以更好地往前走。关键词六点定位原理夹紧结构装配关系IVABSTRACTAll the modern machinery manufacturing cannot leave the metal cutting machine tools, machine tool fixture according to ensure the quality of mechanical processing production, improve work efficiency, reduce human labor intensity, reduced to the requirement of technical workers, the production process automation was realized. Machine tool fixture is widely used in manufacturing, the use of a large number of special machine tool fixture to make mass production become a reality. Is different from other link, the fixture is very special status in the process system, fixture of the whole stiffness of dynamic error of workpiece processing to produce a very important influence. In the design of fixture, enough jig overall stiffness.This graduation design is the main task of the vertical shaft rotary indexing drill jig understanding and learning, the drill jig thorough knowledge and understanding, to use professional knowledge for vertical shaft rotary indexing drill jig design and structure analysis, using the knowledge to understand its overall structure principle. Browse youdao dictionary and translate it rapidly into Chinese, to mentor the mechanical parts chart given to conduct a comprehensive understanding and grasp, the vertical view of the mechanical parts to CAD drawing and manual drawing.Through the graduation design, learned to use the drawing software skilled, learn to analyze the simple mechanical parts, improve your ability to analyze and solve engineering problems, to improve your ability to access to a variety of data, and forthe future lay a good foundation.Keywords: At six o clock positioning clamping structure of assembly relation principle目录摘要IABSTRACTII绪论1第一章 零件的结构分析21.1 图纸信息21.2 工艺规程设计41.2.1 确定零件的生产类型41.2.2 确定毛坯的制造形式41.2.3 导向方案41.3.1 工艺过程的安排:41.3.2 各主要表面的工序安排如下:51.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定51.5 确定切削用量及基本工时5第二章 夹具设计72.1 夹具的特点72.2 夹具的设计要点72.3 定位基准的选择82.4 定位误差分析92.5 对定位元件的基本要求9第三章 切削力和夹紧力计算103.1 确定夹紧方式103.2 分度方案103.3 夹具体103.4 夹紧力分析103.5 夹具的工作过程113.6 装夹123.6.1 机床的装夹123.6.2 铣床的装夹123.7 夹具的工作原理与结构设计12第四章 加工工序的划分144.1 工序划分原则144.2 刀具的选择154.2.1 选择刀具的原则154.2.2 车削用刀具的选择154.2.3 铣削用刀具的选择164.2.4 确定切削用量164.2.5 确定主轴转速164.2.6 确定进给速度174.2.7 确定背吃刀量184.3 钻床夹具体及夹具零件的设计184.3.1 夹具体的要求184.4 钻模板以及钻套的设计194.4.1 钻模板194.4.2 钻套204.5 标准件21总结24致谢25参考文献26 绪论夹具的发展简介:机床夹具的作用是在金属切削中,用来准确的确定工件位置, 并将其牢固的夹紧,用来接受加工的工艺装备。主要作用是确保工件的加工质量, 提高加工效率,减轻人力资源的压力,使机床的工艺性能得到扩大和充分发挥。夹具最早出现在 18 世纪后期,随着科学技术不断进步,这类辅助工具已经形成门类齐全的工艺装备。钻床夹具的设计任务书收集资料,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;根据 6 点定位原理,确定工件的定位方式,选择定位原件: 工件定位误差分析;合理选择铣削加工余量,计算刀具切削了以及夹紧工件所需要的夹紧力;确定工件的加紧方式,选择合适的夹紧结构,设计夹紧装置;设计的夹具装配图、零件图符合使用和制造工艺要求。主要技术指标 : 1)为了保证工件的加工精度 :必须使用专用夹具,这样就会有合理的定位方案、选择合适的尺寸、对于公差和技术也要有一定要求。为了使生产出来的零件结构达标,需要我们选择适合的精度加工,这样就需要对工件进行精度分析。2) 提高生产效率: 专用夹具的复杂程度要与工件的生产纲领想联系的。有时候需要根据工件生产量的不同,柑橘复杂程度选择不同夹紧装置,这样缩短了时间, 提高了生产效率。3) 具有良好的工艺性: 专用钻床夹具的结构简单。我们根据装配关系选择合理的加工方式,这样检验维修时就会很简便。在中批量生产中,可以选用专用夹具。4) 据有良好的使用性: 专用夹具的有点是操作简便、省力、安全并且可靠,去除废屑方便, 有时也要设置排屑结构。5) 具有良好的经济性:对于专用夹具本身来说,它具有结构简单、标准化程度高、成本低廉的优点,在生产纲领中 ,对家具进行经济分析是十分必要的, 这样能够提高工厂所赚取的利润。3第一章 零件的结构分析1.1 图纸信息如图所示,待加工工件的径向孔直径为30,属于回转类工件,确保精确的定位才能加工。对于加工沉孔,首先加工通孔,通过二次加工大直径孔从而获得所需要的零件结构,以此类推进行分度盘旋转加工所需的所有沉孔。图 1-1、工件及曲柄板图 1-2、立轴回转分度钻床夹具主视图装配图图 3、立轴回转分度钻床夹具俯视图图 1-4、抬起手柄 1.2 工艺规程设计1.2.1 确定零件的生产类型生产纲领的确定:N0 =Q* n*(1+)零件的生产纲领用 N0 表示; Q:Q=5000 台/年,生产纲领;n:每一产品中包含该零件的数量 n=1; :零件的备品率,一般情况下为=3%5% 取 4% :取=1;(表示平均的零件废品率)N0 =(1+4%+1%)*5000=5,025 件/年根据任务书可知零件为大量生产。1.2.2 确定毛坯的制造形式影响毛坯选择的因素通常包括:1、零件材料的工艺性及对材料组织的要求。2、零件的结构形状和外形尺寸。3、零件对毛坯精度,表面粗糙度和表面层性能的要求。4、零件生产纲领的大小。5、现有生产能力和发展前途。根据曲柄板的要求,选择材料 HT200,此类材料具有良好的疲劳强度和耐磨性,具有较高的刚度跟强度。1.2.3 导向方案加工的工件要加工具有两种直径不同的孔,为此需要用到多种加工步骤,由于具有较多的加工工时,为此需要随时更换刀具,因此节约时间就得用到快卸钻套。更换钻套时,需要将钻套缺口旋到紧钉螺钉下面,拧松螺钉从而取出钻套。1.3 制定工艺路线1.3.1 工艺过程的安排:加工曲柄板时,以下因素会严重影响到加工精度:(1) 曲柄板的材质选择刚度比较低的,这样就会导致曲柄板在外力作用下发25生形变,常见外力包括切削力,夹紧力。(2) 对于曲柄板来说,由于铸造件孔的加工余量很大,应力的分布会在切削时产生的残余内应力的影响下变化而发生改变。因此,需要把各主要表面粗精加工工序在安排中进行分开,安排粗加工在最前面,随后是半精加工,最后是精加工。切削力、夹紧力因为加工工序的切削余量大不得不随之变大,这样就使得工件加工后发生变形。在粗加工后产生的变形,我们可以通过半精加工进行修改, 以此类推,在精加工中修正半精加工产生的变形。通过逐步减少加工余量,以满足所要加工零件的需要的技术要求。1.3.2 各主要表面的工序安排如下:工序 10:铸造工序 20:退火工序 30:铣上端面工序 40:车29 的外圆工序 50:钻30 的孔工序 60:钻 5-11 孔工序 70:钻8 的孔工序 80:铣 A B 面工序 90:去毛刺工序 100:检验,入库1.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定机械加工余量对工艺过程有一定的影响,加工余量达不到标准时,不能保证零件的加工质量。为了不增加机械加工工人的劳动量,降低索要投入的成本我们必须合理地安排加工余量以降低过大的加工余量的产生。对于孔端面工件表面加工需要采用车床进行 2 次走刀来完成。根据所查阅的资料,工件要求表面粗糙度最低为 3.2,加工余量 Z=1.5mm1.5 确定切削用量及基本工时工序:铣曲柄板 A,B 面1. 选择刀具刀具选取高速钢三面刃铣刀,刀片采用 YG8,ap = 1.5mm , d0 = 60mm , v = 125m / min , z =16。2. 决定铣削用量1)决定铣削深度因为加工余量不大,一次加工完成ap = 1.5mm2) 决定每次进给量及切削速度根据所查阅的资料,中等刚度的 X62 型铣床。f z = 0.2mm / 齿;选择功率为 7.7kwn = 1000v = 1000 125 = 512.5r / minspdp 60(1-1)当 750r/min 时;v = pdnw1000= p 60 750 = 200m / min 1000(1-2)按机床标准选取fm = f zznw = 0.2 16 750 = 2400mm / r得到 fm = 600mm / r(1-3)(1-4)3) 计算工时切削工时: l = 35mm , l1 = 9mm, l 2 =3 mm(1-5)得到机动工时mt= 2X (l + l1 + l2 ) = 2X (35 + 9 + 3) = 0.81X 2 = 1.62 min(1-6)nw f750x0.2第二章 夹具设计2.1 夹具的特点(1) 保证工件的加工精度 专用夹具应有合理的定位方案,合适的尺寸,公差和技术要求,并进行必要的精度分析,确保夹具能满足工件的加工精度要求。(2) 提高生产效率 专业夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应,应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的高效夹紧装置,以缩短辅助时间,以提高生产效率。(3) 工艺性好 专用夹具的结构简单,合理,便于加工,装配,检验和维修。专用夹具的生产属于小批量生产。(4) 使用性好专用夹具的操作应简单,省力,安全可靠,排屑应方便,必要时可设置排屑机构。(5) 经济型好除考虑专用夹具本身结构简单,标准化程度高,成本低廉外, 还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析,以提高夹具在生产中的经济效益。2.2 夹具的设计要点确定各表面加工方案,在选择各表面孔的加工方法时,需综合考虑以下因素:(1)要考虑各表面的精度和质量要求,根据各加工表面的技术要求,选择加工方法及分几次加工。(2) 根据生产类型来选择,在大批量生产中可使用专用的高效率的设备;在单件小批量生产中则使用常用设备和一般加工方法。(3) 要考虑被加工材料的性质。(4) 要考虑工厂或车间的实际情况,同时也应考虑不断改进现有的加工方法和设备,推广新技术,提高工艺水平。此外,还要考虑一些其他因素,如加工表面的物理机械性能的特殊要求,工件形状和重量等了钻 5-5 孔,并且钻床夹具的端面没有精度要求,这样采用两个定位销进行定位,从而达到精度要求,提高了生产效率。2.3 定位基准的选择定位基准的确定依据“基准重合”和“基准统一”两个原则,从试验中可以确定工件的契型参数。由于这两个原则,我们可以通过自己来选取好基准,本钻床夹具的基准面选取螺栓中心线上,以工件的30H8 进行水平定位。在竖直平面上,选择底板作为基准面。为此,两个基准面分别命名为 D 跟 F。对于零件加工时所要技术要求并不是太高,端面精度要求几乎没有,其他面都需要加工,而且由于 D 面可以再工件内部,并不需要计算加工余量误差,缩减了时间,节约了成本。对于底面 F,这是属于钻床夹具底端,可以直接使用,并且很好的完成在竖直面的位置确定。为了最小的加工余量,这样可以更好地获得精度。采用以下方法:(1)用剪刀可以分离两个或多个的零件之间的链接关系;(2) 在工件上施加一个与轴向力方向相反的压力,这样就必须需要特定的形状跟特定的部位去实现;(3) 通过好几种方法可以消除某些表面变形的不均匀性 ; (4)毛配材料需要较低的温度环境。毛培成型中会产生很多的外部缺陷,主要缺陷名称有锥形椭圆形和凸面。不同的形状由于不同的原因而产生,模具安装不合理,会产生锥形;在加工过程中, 由于移动产生契型。为了消除契型产生,需要孔与端面距离保持恒定。选择几何参数时,如果选择的不合理,就会产生角度和侧面宽度。这些缺陷的产生都需要我们对各个环节都要有合理的安排跟谨慎选择,这样可以消除大部分的内部缺陷。中心疏松会轻而易举的产生缺陷,重点影响到毛胚的外形。孔腔产生的主要原因,在这种情况下椭圆和凸肚的消除定位基准面可以选则工件的两个内孔以及工件端面,在工艺规程设计中,我们必须做好基面选择工作,这样有利于为接下来的工作提供便利。基面选择的正确合理,可以使家工质量得到保证,生产铝得到提高。否则,加工工艺过程中会漏洞百出。粗基准的选择:选择加工余量小的并且具有很少移动的端面。根据“基准重合”和“基准统一”原则,这样符合条件的,曲柄板的下端面可以符合要求。精基准的选择:选择已经粗加工后,并且能够确定共建位置,要求一定精度的端面。六点定位原理:当工件装在钻床夹具上时,工件底端三个支撑钉消除三个自由度,分别为 X 和 Y 的转动,消除 Z 方向的移动。分度盘消除两个自由度,为 X 和 Y 的移动。最后滑动 V 形块消除 Z 的转动。属于六点完全定位,符合要求。2.4 定位误差分析D=B+Y,式中D-定位误差;B基准不重合误差;Y基准位移误差。因为轴套孔的工序基准和定位基准重合,则误差最小。基准面都是螺栓的定位芯轴。两线基准重合,B=0;夹具中定位基准面是直径 30f7mm 外圆柱面,曲柄板直径 30H8mm 内孔面是定位基准面,两者之间关系属于间隙配合。所以基准位移误差:Y=(Xmax-Xmin)/2=0.033-(-0.041)- O-(-0.02)=0.027mm定位误差:B=D+Y=0.027+0=0.027mm按照自由公差查表来算, 可以得到工件公差等级为 IT12 , 由此可得IT=0.025mm, =0.25mm, D672.5N,故此,符合要求。3.5 夹具的工作过程钻床夹具的工作原理很简单,通过机床钻完第一个孔后抬起手柄,移动 V 形块,拔出对定销,分度盘进行转动,当分度盘转到下一个对定销孔时,通过压下手柄,从而让 V 形块移动固定住,使再将对定销插入进去,这时候就可以打第二个孔了,以此类推,打完五个孔结束。3.6 装夹3.6.1 机床的装夹钻床夹具的使用比较方便的地方在于根据加工工件进行安排。本次架构的工件是回转类零件,中心孔尺寸为30f7,这样可以选用轴颈直径为30 的轴进行组合。为了将零件更好的组装起来,我们需要螺栓螺母组合进行连接,这样以确保工件的装夹。其实组装一个钻床夹具,需要一些连接零件,比如螺柱,定位销,支撑钉。为此,选择定位销的种类也是需要大致确定一下。我们可以选择圆柱销,还有圆锥销,这样可以进行零件之间的定位。选择螺栓,是将夹具体与支臂进行连接。为了夹套与夹具之间互换,可以选择紧定螺钉。通过连接工具以及定位原件可以将钻床的装夹完美的组合起来。我们可以从图中详细的观察出来。3.6.2 铣床的装夹因为零件需要加工孔径,这样我们就需要用到铣床进行钻孔。钻孔是需要分布进行的。 首先钻出一个深度为 16mm 直径为5.2 的通孔,之后钻出一个深度为 3.5mm 直径为11 的孔.两次加工位置相同,这样就可以完成零件的沉孔加工。3.7 夹具的工作原理与结构设计由于所钻孔只有52mm 和1 1mm,孔径小,钻削时的切削扭矩和轴向力较小,而工件质量较大,为便于操作和提高效率,利用工件上已加工好的上端面, 用夹紧螺母和开口垫圈将工件压紧在分度盘上。由于 5 个沉孔的对称度要求不高(未标注公差),设计一般精度的分度装置即可。分度盘与定位心轴做成一体,在夹具体的回转套中回转,采用对定销对定,锁紧螺母锁紧,结构简单,动作迅速可靠。选用铸造夹具体,夹具体是夹具中的基础元件,它是所有的元件的支撑面, 分度盘的锁紧装置在夹具体的下方,因此夹具体下方要挖出槽来。对夹紧装置的基本要求:(1) 夹紧过程中,不改变工件定位后占据的正确位置。(2) 夹紧力的大小适当,一批工件的夹紧力要稳定不变。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变,振动小,又要是工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减小夹紧误差。(3) 夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大,允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。工艺性好,使用性好。其结构力求简单,便于制造和维修。夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。 在夹紧工件的过程中,夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。因此,设计夹紧装置应遵循以下原则:(1) 工件不移动原则:夹紧过程中,应不改变工件定位后所占据的正确位置。(2) 工件不变形原则:夹紧力的大小要适当,既要保证夹紧可靠,又应使 工件在夹紧力的作用下不致产生加工精度所不允许的变形。(3) 工件不振动原则:对刚性较差的工件,或者进行断续切削,以及不宜 采用气缸直接压紧的情况,应提高支承元件和夹紧元件的刚性,并使夹紧部位靠近加工表面,以避免工件和夹紧系统的振动。(4) 安全可靠原则:夹紧传力机构应有足够的夹紧行程,手动夹紧要有自锁性能,以保证夹紧可靠。(5) 经济实用原则:夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应, 在保证生产效率的前提下,其结构应力求简单,便于制造、维修,工艺性能好; 操作方便、省力,使用性能好。夹紧机构-传递夹紧力,它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。要使动力装置所产生的力或人力正确地作用到工件上,需有适当的传递机构。在工件夹紧过程中起力的传递作用的机构,称为夹紧机构。夹紧机构在传递力的过程中,能根据需要改变力的大小、方向和作用点。手动夹具的夹紧机构还应具有良好的自锁性能,以保证人力的作用停止后,仍能可靠地夹紧工件。第四章 加工工序的划分4.1 工序划分原则每个零件都是由多个表面构成的,每个表面所要求的精度也是不同的。为此, 为了到达所要加工精度的要求,就需要避免一些因素所带来的影响。首先,就要确定加工顺序,这样可以有效避免设计精度达不到要求。(1) 基面先行:基准面在精度方面要求较高,必须在一开始就加工。这样可以有效避免加工时由于精准面的误差大而对结果产生巨大的影响。(2) 先面后孔:对于孔径来说,所要加工的直径多大就会选择类似的钻头,所以我可以很快地完成孔的加工。对于加工的端面来说,不同的端面所要求的表面粗糙度度都不尽相同,这就需要我们精确计算,精确定位,最后通过计算加工工余量而让待加工工件达到要求,在设计时,花费大量时间,这就需要我们对整个零件进行把握。当我们对孔加工时,由于端面大多作为定位基准来确定的,为此我们需要先加工面,之后加工孔。(3) 先粗后精:所谓先粗后精就是要了解粗加工与精加工的意思,粗加工犹指大致加工,使零件的大致尺寸加工出来,确定零件的毛胚大小。精加工,要求精确加工,对零件的尺寸精度、粗糙度都要进行精确的定位,使之满足要求。这样,要求的难度不同,加工的工序就需要明确确定,为此,一般都是先粗后精,更加容易完成零件所要要求的零件精度要求。(4) 先主后次:在加工任何一个零件,都需要分清主次,这会让我们节约大把时间,提高工作效率,为此,就需要我们明确主次关系。在一般加工过程中,我们先是大体完成零件加工,使之成为毛胚件,在进行细节加工。这样就更好的完成零件的加工, 提升了生产率。先主后次原则,让我们把握主题,确定加工顺序,明确加工方向。不论那种加工原则,都要明确加工所带来的优点:提高效率,节约本,完成资源的节约,可以进行更精确的加工,以及满足更高的要求。4.2 刀具的选择4.2.1 选择刀具的原则选取刀具时,要考虑多种因素,比如切削用量就会影响到道具的使用寿命。为此,在选择时,确保刀具的使用寿命够长,就需要制定好切削的深度。对于刀具寿命来说,分为高生产率、低成本刀具。对于这些刀具的选择,根据实际情况来决定,一般都基于安全性跟经济性来确定。当大量加工时,就需要选择低成本的,加工少量的就需要高效率的。选择刀具考虑的方面有多种,有时候根据刀具的自身条件进行筛选。单刃刀具的使用寿命不如高精度刀具使用寿命。对于本次钻床夹具的刀具使用了快卸夹套,可以很快地进行更换夹具,则刀具使用也更加便捷方便。为了提高生产效率以及节约成本,要考虑到各种方方面面的事情,每一次选择都要切合使用机床的要求。本次钻床夹具就需要我们使用能够快速装夹,并且能够很好地提高效率的那种。为此,装刀换刀需要多元化,能够在各种要求下都能充分完成。最好是能够节约时间,花费更少,为工厂创造更大的利润。有时候我们加工工件时需要对零件进行一次走刀,这是一次性完成,中途不间断,那么我们选择刀具的使用寿命,就需要按照零件自身进行抉择,一般是按零件精度与粗糙度选择。对于刀具, 有时候还需要更高要求,那就是我们加深条件,扩大选择内容,从全方面进行考虑。有时我们需要用到高速钢,超细粒硬度合金,这样在高速切削下,就要慎重选择,通常选择适应高速切削刀具材料。4.2.2 车削用刀具的选择车削车刀种类一般有三种:成形车刀、尖形车刀、圆弧形车刀。成形车刀适用于加工练剑的轮廓,并且刀刃会影响零件的形状和尺寸。常见成形车刀根据形状、外观可分为小半径圆弧;非矩形;螺纹刀。对于成型车刀,零件的形状深受起影响,一般我们不常用。对于尖形车刀,它进行直线切削,它含有主副切削刃, 主切削刃进行半精加工,副切削刃进行退刀时在进行一次精加工。它适合加工外圆和内孔。这样就使得尖刀车刀应用率非常高,并且工件有时候也会用到尖刀车刀进行切断工件。尖刀车刀在选择时需要选择考虑零件要求的角度,不然会发生那个撞刀,损坏刀具。在加工时,我么需要合理使用尖刀车刀,得确定加工路线, 兼顾尖刀刚度,不然就会损坏刀具。对于圆弧形车刀,它的走刀路线呈现圆弧状,一般可以加工轮廓度小的圆弧。圆弧车道的刀中心在圆弧圆心上,作用于刀尖。选择车道圆弧半径时应考虑两点之间圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓,这样的曲率半径就会符合要求。以免发生加工失误,该半径不宜选择太小,否则不但制造困难,道具使用寿命也会缩减。4.2.3 铣削用刀具的选择加工时,我们要根据刀具参数来确定某些数据,当然这些刀具的确定也需要一定经验支持。具体数据如下:(1) 对于零件来说,最小的曲率半径要比铣刀半径大,据表可选。(2) 零件高度也是有标准的,HRD,这样可以有效的保证刀具刚度达到要求。(3) 因为铣刀的走刀方式的要求, d=2Re=2(R-r),Re 为刀具半径, 取值0.95Rr。对于加工的工序不同,加工每个零件都会选取不同的刀具,这就存在刀具的转换关系,为此对于每种刀具都要进行最合适的研究与计算,以期望能够满足具体要求。4.2.4 确定切削用量切削用量的影响因素一般包括三个:主轴转速、切削深度、进给速度。因为加工方式的选择,我们采用相对应的切削用量。为了使工件的加工获得高效率生产,节约成本,我们在选择中就要充分发挥刀具的发挥。在选择时要遵循工件加工的基本原则,确保符合工件的加工要求,达到工件的所要求的表面粗糙度以及精度。4.2.5 确定主轴转速通过切削速度和工件直径,可以很快确定主轴转速。我们取值: n=1000v/ D切削速度用 v 表示,单位 mm/s,主轴转速用 n 表示,单位 r/min,工件直径用 D 表示,单位 mm.通过我们查阅各种资料可知:(1) 车削时:对工件进行外轮廓车削所需要的转速不尽相同,粗加工转速为 600r/min;精加工车削为 1000r/min。钻孔时,转速用 300r/min,钻好后,对孔进行镗孔,选用 800r/min。(2) 铣削时:以 800r/min 的转速对斜边进行铣削; 以 1200r/min 转速钻孔;以 800r/min 转速钻直径5.2 的孔;以 1200r/min 转速铣削直径为11 的沉孔; 最后以 800r/min 的转速钻直径为8 的孔;4.2.6 确定进给速度在机床进入工作中,我们对于切削进给速度要有要求,如果不这么做的话, 刀具会有损伤,其中让其加工的零件也会产生不可挽回的误差,失去了我们原有的加工目的。为了选择好刀具,我们要根据待加工工件的特性进行选择。如果工件材质较硬,我们就选择比它还硬的,并且具有耐磨性。当然,材料的影响往往不如进给速度带来的影响,而产生的后果大。速度快了,就会产生大量的热,影响表面粗糙度。所以,我们要确定好速度。在大量生产中,我们都希望生产效率越快越好,为此,在工件条件允许下,我们就得尽量选择速度快的。选取范围在每分钟 100200 毫米。在切断,打孔时,需要误差小,那就选择速度低的,正所谓慢火出细工。选取范围在每分钟 2050 毫米。对于精加工活着表面粗糙度有要求时,也选择每分钟 205 毫米,确保精确。每次刚开始确定进刀和退刀位置时,由于之间的距离较远,而且并不影响任何加工条件,所以一般选择高速, 可以节约等待时间。(1) 车削时:车削时粗加工选择进给速度为每分钟 150 毫米;车削精加工进给速度为每分钟 90 毫米;钻孔相当于精加工为每分钟 30 毫米(2) 铣削时:最外面的铣削,仅仅是粗加工,为了节约时间,选择积极速度每分钟 120 毫米;钻孔时要小心操作,不然会损坏零件,这就需要较小的进给速度,选择每分钟 30 毫米;钻直径5.2 和沉孔11 孔分别选择进给速度每分钟 100 毫米和每分钟 150 毫米。4.2.7 确定背吃刀量切削深度是由相关因素影响的,若不处理好相关因素就会产生巨大误差,使之零件报废,劳民伤财,费时费力。为此,我们要熟悉它的影响因素。每次加工一个零件时,都不是一蹴而就的,需要多次走刀。分别进行粗、精加工。为了减少切削次数,我们在粗加工是要选择好最佳方案,首先,切屑刃一般加工最深只有几毫米,而且最好剩余 23 毫米进行精加工。所以我们得计算好次数,在粗加工时保护切削刃,并且使之合理。确保精加工能够一次完成,节约时间,提高效率。综上所述,我们完成整个零件的加工,就需要通过零件的材质,刀具的材质等一些好多方面去全面了解。这样在完成零件后,就不会出现各种误差。在选择时, 我们也要确保刀具的使用寿命,确保效率的同时,也确保达到要求。有时候也要考虑成本,毕竟最终的目的是为了创造利润。所以,我们需要好好选择,把大致方面确定下来,不让任何一个环节出现巨大漏洞,而造成不可挽回的后果。4.3 钻床夹具体及夹具零件的设计4.3.1 夹具体的要求(1)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、安装对刀或导向元件的表面以及夹具体的安装基面(与机床相连接的表面) 等,应有适当的尺寸和形状精度,它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体尺寸稳定,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)有足够的强度和刚度 加工过程中,夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生变形和振动,夹具体应有足够的强度和刚度。因此夹具体需要有一定的壁厚,铸造和焊接夹具体常设置加强筋,或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体。(3)结构工艺性好 夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台,以减少加工面积。夹具体毛面与工件之间应留有足够的间隙,一般为 415mm。夹具体结构型式应便于工件的装卸,分为开式结构、半开式结构、框架式结构等。(4)排屑方便 切屑多时,夹具体上应考虑排屑结构。可以在夹具体开排屑槽、在夹具体下部设置排屑斜面。(5)在机床上安装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,重心越高则支承面应越大;夹具底面四边应凸出,使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好。接触边或支脚的宽度应大于机床工作台梯形槽的宽度,应一次加工出来,并保证一定的平面精度;当夹具在机床主轴上安装时,夹具安装基面与主轴相应表面应有较高的配合精度,并保证夹具体安装稳定可靠。在本图中我们所选择的夹具体如下图所示:图 3-3-1 夹具体示意图4.4 钻模板以及钻套的设计4.4.1 钻模板钻模板结构形式的选择:在设计钻模板的结构时,主要要根据工件的外形大小、加工部位、结构特点和生产规模以及机床类型等条件而定。要求所设计的钻模板结构简单、使用方便、制造容易。 钻模板用于安装钻套,并确保钻套在钻模板上的正确位置。常见的钻模板有固定式、铰链式、可卸式、悬挂式等四种结构形式。(1)固定式钻模板:固定式钻模板与夹具是固定连接的可以与夹具体做成一体,也可以用螺钉将它与夹具体相连接。采用这种钻模板钻孔,位置精确度较高。(2) 铰链式钻模板:铰链式钻模板与夹具体通过铰链连接。翻转:装卸工件时,将钻模板往上翻;加工时将钻模板往下翻,并用菱形销定位。夹紧:采用铰链式钻模板,工件可以在夹具上方装入,装卸工件方便;但翻转钻模板费工费时, 效率较低,且钻模板位置精度受铰链间隙影响,钻孔位置精度不高;它主要用于生产规模不大、钻孔精度要求不高的场合。(3) 悬挂式钻模板 :悬挂式钻模板是与机床主轴箱连接的,悬挂式钻模板通常用在多轴传动头加工平行孔系时采用,生产效率高,适于在大批量生产中应用。钻模板如图所示图 3-3-2 钻模板示意图4.4.2 钻套钻套是钻模上特有的元件,它的作用是确定钻头,铰刀等刀具的轴线位置, 防止刀具在加工过程中发生偏斜,保证被加工孔的位置精度和提高工艺系统的刚度。根据使用特点,钻套可分为固定式,可换式,快换式等多种结构形式。(1)固定钻套: 固定钻套是直接被压在钻模板上,其位置精度要求较高, 但磨损后不易更换,钻模板较薄时,为使钻套具有足够的引导长度,应采用有肩钻套。(2)可换钻套:可换钻套用于零件单一、大批量生产中,方便更换磨损的钻套。钻套和衬套之间采用过盈配合,衬套和钻模板之间采用基轴制间隙配合。当钻套磨损后,可卸下螺钉,更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。图 3-1-1 快卸夹套与衬套主视图图 3-1-2 快卸夹套与衬套俯视图(3) 快换钻套: 在工件的一次装夹中,若顺序进行钻孔、扩孔、铰孔或攻丝等多个加工工步,需要不同孔径的钻套来引导刀具,此时应使用快换钻套。更换钻套时,只需逆时针转动钻套使削边平面转至螺钉位置,即可向上快速取出钻套。削边的方向应考虑刀具的旋向,以免钻套自动脱出。(4) 特殊钻套: 因工件的形状或被加工孔的位置需要而不能使用标准钻套时,需自行设计的钻套称为特殊钻套。加长钻套为常见的特殊钻套,在加工凹面上的孔时使用,为减少刀具与钻套的摩擦,可将钻套引导高度 H 以上的孔径放大, 钻套的高度 H 增大,则导向性能好,刀具刚度提高,加工精度高,但钻套与刀具的磨损加剧,一般取 H=12.5d。4.5 标准件本设计中的标准件,如螺钉、螺母、螺栓等零件,常用于元件间的连接、定位、固定,要求有一定的工艺性能和良好的塑性,在使用过程中可能要承受力的作用,所以需要有适当的强度。根据对金属材料的认识和了解,35 号钢满足使用要求。 35 号钢为优质碳素结构钢,有良好的塑性和适当的强度,工艺性能较好,焊接性能也可以,大多在正火状态和调质状态下使用(正火:指将钢材或钢件加热到钢的上临界点温度以上,3050保持适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理的工艺;正火的目的:提高低碳钢的 力学性能,改善切削加工性,细化晶粒,消除组织缺陷。调质:指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺)。 35 号钢广泛用于制造各种锻件、热压件、冷拉和顶锻钢材,机械制造中的零件,如曲轴、转轴、杠杆、连杆、套筒、轮圈、垫圈以及螺钉、螺母等。35 号钢的力学性能如下:抗拉强度: (4-1)屈服强度:(4-2)伸长率 :(4-3)断面收缩率:(4-4)未热处理硬度:(4-5)这些零件如下图所示:图 4-5-1 滚花平头螺钉图 4-5-2 支撑钉图 4-5-3 紧钉螺钉图 4-5-4 圆柱销图 4-5-4 螺栓图 4-5-6 螺柱总结通过不断地学习,终于迎来了毕业设计的完成。在本次毕业设计中,包含太多的内容,无时无刻不在学习中来填补自身的不足。毕业设计是对我们大学四年的总结以及对于结果的充分表现。我们挥洒汗水,通过自身不断努力,不断学习, 随时查阅资料,是对自身的所学内容的全面了解。每次查阅资料,就是每次的进步,吸纳各种知识,通过殷切的努力来全面提升自己。升华自己四年的精神世界, 不断补充自己,全面发展自己。毕业论文的完成是自己充实自己的有效途径,通过任务书,了解了论文的大致内容,也因此来掌握本专业的作图软件。通过画图来了解绘图工具,通过绘图工具了解所学专业,让我们渐渐成熟,渐渐明白自己的未来的道路。通过查阅资料学习四年的知识。也正是在这次的毕业论文的完成来锻炼自己,明白自身的不足。通过挫折中成长,懂得团队合作的重要性,是自己更善于表达自己,善于与他人交流,勇敢的接受自身的不足以及改正自己。致谢时光飞逝,经过几个月不断的努力,以及在老师和同学的帮助下,我终于完成了我的毕业论文。这些日子的艰辛与汗水,让我们更加成熟,也更加懂得交流与沟通。善于沟通,友好相处,加深彼此之间的联系,使我学会有些事是需要大家共同努力的。在张老师的带领下,我们了解了我们所做毕业论文的原理以及内容。不断充实自己,努力接受新知识。毕业论文的完成花去了我们大量的时间,这样的日子让我们倍感充实。每周的面见老师,都会带着我们自己这星期所做的事情的成果给导师看。或夸奖或挨批,但是我们都会感谢张老师,毕竟在这严厉的指导下, 我们顺利完成自己的论文,不会像其他组显的时间是那样的拥挤。每周都会有进步,都会有新知识需要学习。 也正是这次毕业论文的学习,让我了解 CAD 的大致绘图步骤。在绘制图纸时也学会如何查阅大量资料,使自己能够得到足够锻炼, 提升自己,加强自己日后面对社会时具有生存能力。在毕业任务中,需要手绘图, 这就好好的锻炼了我的动手能力。为此,我由衷感谢自己的学校,她让我有了一个深造的平台,尽管我只是一个平庸的人,但我也会怀着十万分的敬意去感谢母校。为此,我十分感谢张老师以及同学们,是你们让我的大学变得更加完整,充分锻炼了我,提升了素质, 每时每刻都会有进步。在此,我很感谢我的父母,是他们默默无闻的奉献,在我的身后默默的支持,最终,我完成了我的学业,当然我感谢任何一个给予我帮助的人,感谢张老师在最后的学期中对我的教导。这四年使我成熟,能与他人友好相处,善于沟通交流。在学业完成之际,向他们表示深深的谢意,祝福他们幸福美满,身体健康! 参考文献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 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