接头零件机械加工工艺及钻φ7.97孔夹具设计
接头零件机械加工工艺及钻7.97孔夹具设计,接头,零件,机械,加工,工艺,夹具,设计
江苏工程职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称接头零件名称接头共7页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工30铣42CrMo毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511夹具编号夹具名称切削液铣床夹具乳化液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粗铣上端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量专用夹具YG6硬质合金端面铣刀,游标卡尺0125/0.02200150.23.413.6 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 期江苏工程职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称接头零件名称接头共7页第2页321车间工序号工序名称材 料 牌 号金工40铣42CrMo毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511夹具编号夹具名称切削液铣床夹具乳化液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翻面,粗铣下端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量专用夹具YG6硬质合金端面铣刀,游标卡尺0125/0.02200150.23.413.6 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 期江苏工程职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称接头零件名称接头共7页第3页321车间工序号工序名称材 料 牌 号金工50铣42CrMo毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511夹具编号夹具名称切削液铣床夹具乳化液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精铣上端面(包括R30端面及R12.5端面),加工到尺寸公差要求专用夹具YG6硬质合金端面铣刀,游标卡尺0125/0.02540400.20.611.35 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 期江苏工程职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称接头零件名称接头共7页第4页321车间工序号工序名称材 料 牌 号金工60铣42CrMo毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511夹具编号夹具名称切削液铣床夹具乳化液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翻面,精铣下端面(包括R30端面及R12.5端面),加工到尺寸公差要求专用夹具YG6硬质合金端面铣刀,游标卡尺0125/0.02540400.20.611.35 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 期江苏工程职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称接头零件名称接头共7页第5页321车间工序号工序名称材 料 牌 号金工70钻扩铰42CrMo毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件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钻床夹具乳化液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,扩,铰mm孔,并进行孔口倒角YG6钻头,扩孔刀,铰刀,游标卡尺0125/0.02960170.17510.074 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 期江苏工程职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称接头零件名称接头共7页第6页321车间工序号工序名称材 料 牌 号金工80钻铰42CrMo毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件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钻床夹具乳化液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,铰mm孔YG6钻头,铰刀,游标卡尺0125/0.02960170.17510.074 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 期江苏工程职业技术学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称接头零件名称接头共7页第7页321车间工序号工序名称材 料 牌 号金工90、100铣42CrMo毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511夹具编号夹具名称切削液铣床夹具乳化液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粗铣槽专用夹具,的立铣刀,游标卡尺0125/0.02200150.23.413.62精铣槽至图纸尺寸专用夹具,的立铣刀,游标卡尺0125/0.02540400.20.611.35 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 期江苏工程职业技术学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称接头零件名称接头共1页第1页材 料 牌 号42CrMo毛 坯 种 类锻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10锻选择毛坯,锻件锻20时效正火锻30铣粗铣上端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量金工X51专用夹具YG6硬质合金端面铣刀,游标卡尺0125/0.0240铣翻面,粗铣下端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量金工X51专用夹具YG6硬质合金端面铣刀,游标卡尺0125/0.0250铣精铣上端面(包括R30端面及R12.5端面),加工到尺寸公差要求金工X51专用夹具YG6硬质合金端面铣刀,游标卡尺0125/0.0260铣翻面,精铣下端面(包括R30端面及R12.5端面),加工到尺寸公差要求金工X51专用夹具YG6硬质合金端面铣刀,游标卡尺0125/0.0270钻扩铰钻,扩,铰mm孔,并进行孔口倒角金工Z525YG6钻头,扩孔刀,铰刀,游标卡尺0125/0.0280钻铰钻,铰mm孔金工Z525YG6钻头,铰刀,游标卡尺0125/0.0290铣粗铣槽金工X51专用夹具,的立铣刀,游标卡尺0125/0.02100铣精铣槽至图纸尺寸金工X51专用夹具,的立铣刀,游标卡尺0125/0.02110去毛刺去毛刺120检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差130入库清洗,加工表面涂防锈油,入库 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 日期江苏工程职业技术学院毕业设计(论文)接头加工工艺及夹具设计 班 级: 专 业: 教学学院: 机电工程学院 指导老师: 完成时间2014年10月7日至2015年5月23日毕业设计(论文)中文摘要接头零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,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 工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差毕业设计(论文)外文摘要Title: The deflector rod and the fixture design process Abstract:The deflector rod parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Keywords:process, cutting dosage, clamping, positioningI目 录目 录II1 序 言42 零件的分析52.1零件的形状52.2零件的工艺分析53 工艺规程设计63.1 确定毛坯的制造形式63.2 基面的选择63.3 制定工艺路线63.3.1 工艺路线方案一73.3.2 工艺路线方案二73.3.3 工艺方案的比较与分析83.4 选择加工设备和工艺装备83.4.1 机床选用83.4.2 选择刀具83.4.3 选择量具93.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定93.6确定切削用量及基本工时114 钻孔专用夹具设计174.1问题的指出174.2定位基准的选择174.3夹具方案的设计174.4.切削力和夹紧力计算184.5夹紧力的计算194.6定位误差分析204.5 零、部件的设计与选用214.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构22总 结24致 谢25参 考 文 献26 1 序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。接头零件加工工艺及钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下,进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。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。2 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是接头零件,主要作用是起传动连接作用。零件的实际形状如上图所示,从零件图上看,该零件是典型的零件,结构比较简单。具体尺寸,公差如下图所示。2.2零件的工艺分析由零件图可知,其材料为42CRMO,具有较高强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力和要求耐磨零件。接头零件主要加工表面为:1.铣端面,表面粗糙度值为3.2。2.铣端面,表面粗糙度值3.2。3.铣配合面,表面粗糙度值3.2。4.两侧面粗糙度值、12.5,台阶面粗糙度值6.3。接头共有两组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下:(1)左端的加工表面: 这一组加工表面包括:左端面。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高,粗铣后半精铣就可以达到精度要求。(2).右端面的加工表面: 这一组加工表面包括:右端面;粗糙度为12.5;其要求也不高,粗铣可以达到精度要求。3 工艺规程设计本接头来自假设年产量为12000台,每台需要该零件1个,备品率为19%,废品率为0.25%,每日工作班次为1班。该零件材料为42CRMO,考虑到零件在工作时要有高的耐磨性,所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=12000件/年,n=1件/台;结合生产实际,备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=Qn(1+)(1+)=17850件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为42CRMO,铸件的特点是液态成形,其主要优点是适应性强,即适用于不同重量、不同壁厚的铸件,也适用于不同的金属,还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用,分析其在工作过程中所受载荷,最后选用铸件,以便使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平,而且零件轮廓尺寸不大,可以采用砂型铸造,这从提高生产效率,保证加工精度,减少生产成本上考虑,也是应该的。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。粗基准的选择,对像接头这样的零件来说,选好粗基准是至关重要的。对本零件来说,如果外圆的端面做基准,则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称,按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面做粗基准,若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不在重复。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。3.3.1 工艺路线方案一10锻选择毛坯,锻件20时效正火30铣粗铣上端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量40铣翻面,粗铣下端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量50铣精铣上端面(包括R30端面及R12.5端面),加工到尺寸公差要求60铣翻面,精铣下端面(包括R30端面及R12.5端面),加工到尺寸公差要求70钻扩铰钻,扩,铰mm孔,并进行孔口倒角80钻铰钻,铰mm孔90铣粗铣槽100铣精铣槽至图纸尺寸110去毛刺去毛刺120检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差130入库清洗,加工表面涂防锈油,入库3.3.2 工艺路线方案二10锻选择毛坯,锻件20时效正火30铣粗铣、精铣上端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量40铣翻面,粗铣、精铣下端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量50钻扩铰钻,扩,铰mm孔,并进行孔口倒角60钻铰钻,铰mm孔70铣粗铣槽80铣精铣槽至图纸尺寸90去毛刺去毛刺120检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差130入库清洗,加工表面涂防锈油,入库3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于:方案一的定位和装夹等都比较方便,但是要更换多台设备。方案二减少了装夹次数,但是要及时更换刀具,因为有些工序在铣床上也可以加工等等,需要换上相应的刀具。因此综合两个工艺方案,取优弃劣,具体工艺过程如下:10锻选择毛坯,锻件20时效正火30铣粗铣上端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量40铣翻面,粗铣下端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量50铣精铣上端面(包括R30端面及R12.5端面),加工到尺寸公差要求60铣翻面,精铣下端面(包括R30端面及R12.5端面),加工到尺寸公差要求70钻扩铰钻,扩,铰mm孔,并进行孔口倒角80钻铰钻,铰mm孔90铣粗铣槽100铣精铣槽至图纸尺寸110去毛刺去毛刺120检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差130入库清洗,加工表面涂防锈油,入库3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序30、40、50、60、70是粗铣、精铣。各工序的工步数不多,成批量生产,故选用卧式铣床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大,精度要求属于中等要求,选用最常用的CA6140型卧式铣床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序80、90是钻孔,选用Z525摇臂钻床。3.4.2 选择刀具.在铣床上加工的工序,一般选用硬质合金铣刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金铣刀,它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位铣刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻,参考机械加工工艺手册(主编 孟少农),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产,一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“接头” 零件材料为42CRMO,查机械加工工艺手册(以后简称工艺手册),表2.2-17 各种铸铁的性能比较,灰铸铁的硬度HB为143269,表2.2-23 灰铸铁的物理性能,42CRMO密度=7.27.3(),计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工铣间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)轻型(零件重100kg)单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据,该零件的月工序数不低于3050,毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。2.6 确定机械加工余量、工序尺寸及公差确定加工余量是为适应机床的性能、刀具的切削刃所能承受的切削力,有利于保证设备的最大利用化,同时还能保证加工精度,在粗加工阶段加工余量较大,所达到的加工精度较低,精加工阶段加工余量较小,所达到的加工精度较高,能到达到所要求的精度。表3 粗铣精铣 上端面工序名称工序加工余量工序加工精度等级工序尺寸精铣10.033(IT8)33粗铣20.13(IT11)34毛坯336表4 粗铣精铣下端面下工序名称工序加工余量工序加工精度等级工序尺寸半精车10.039(IT8)30粗铣20.16(IT11)31毛坯3333.6确定切削用量及基本工时工序30 粗铣上端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量机床:立式铣床 X51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=2.2mm所以铣削深度:精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取:根据参考文献3表2.481,取铣削速度每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取根据参考文献3表2.481,取铣削速度机床主轴转速:按照参考文献3表3.174,取 实际铣削速度: 进给量: 工作台每分进给量: :根据参考文献3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: 机动时间:所以该工序总机动时间工序40 :翻面,粗铣下端面(包括R30端面及R12.5端面),留1mm的加工余量机床:立式铣床 X51刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数8,此为细齿铣刀。因其单边余量:Z=2.2mm所以铣削深度:精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取根据参考文献3表2.481,取铣削速度每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取:根据参考文献3表2.481,取铣削速度机床主轴转速:按照参考文献3表3.131,取 实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知,刀具切入长度:精铣时刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:机动时间:所以该工序总机动时间工序3:钻、扩、铰孔。机床:立式钻床Z525刀具:根据参照参考文献3表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔钻孔时先采取的是钻孔,再扩到,所以。切削深度:进给量:根据参考文献3表2.438,取。切削速度:参照参考文献3表2.441,取。机床主轴转速:,按照参考文献3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: 扩孔刀具:根据参照参考文献3表4.331选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。片型号:E403切削深度:进给量:根据参考文献3表2.452,取。切削速度:参照参考文献3表2.453,取。机床主轴转速:按照参考文献3表3.131,取所以实际切削速度:切削工时被切削层长度:刀具切入长度有:刀具切出长度: ,取走刀次数为1机动时间: 铰孔刀具:根据参照参考文献3表4.354,选择硬质合金锥柄机用铰刀。切削深度:,且。进给量:根据参考文献3表2.458,取。切削速度:参照参考文献3表2.460,取。机床主轴转速:按照参考文献3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:该工序的加工机动时间的总和是:工序7钻,铰mm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查得钻头直径小于10的钻孔进给量为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90:粗铣槽机床:立式铣床 X51刀具:错齿三面刃铣刀切削深度:根据参考文献3表查得:进给量,根据参考文献1表查得切削速度。机床主轴转速:,按照参考文献3表3.174,取实际切削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切入长度: =63mm刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 工序100:精铣槽至图纸尺寸机床:立式铣床 X51切削深度:根据参考文献3表查得:进给量,根据参考文献1表查得切削速度,机床主轴转速:,按照参考文献3表3.174,取。实际切削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 本工序机动时间:4 钻孔专用夹具设计4.1问题的指出由于生产类型为成批,大批生产,要考虑生产效率,降低劳动强度,保证加工质量,故需设计专用夹具。由于对加工精度要求不是很高,所以在本道工序加工时,主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。本次设计选择设计是针对钻孔,它将用于Z525钻床。4.2定位基准的选择该工序要求中心线与端面(有位置要求,因此可以得出该孔在两个侧面的正中心上,并且还要求其孔为通孔,由于端面经过精铣,精度比较高,因而工序基准为端面A,为了便于加工,选取适当的定位基准,保证其加工要求。夹具设计应首先满足这些要求,在保证较高的生产效率的前提下,还应考虑夹具体制造工艺性和生产经济性。加工过程中夹具的操作应方便,定位夹紧稳定可靠,并且夹具体应具有较好的刚性。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件的各道工序中,应尽量采用同一定位基准进行加工。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。圆台外圆及两端面都已加工好,为了使定位误差减小,选择已加工好的端面作为定位精基准,来设计本道工序的夹具,以已加工好的端面作为定位夹具。4.3夹具方案的设计如图所示,为了加工通孔,必须使其完全定位。因此初步的设计方案如下,方案:首先必须明确其加工时应如图所示,这样水平放置,便于钻床加工。那么要使其完全定位,可以采用:一面加固定V型块和滑动V型块定位,这样既简单又方便。如上图所示,一底面限制的自由度有3个,一个固定V型块限制两个自由度,一个滑动V型块限制限制一个自由度,为使定位可靠,加工稳定,我所设计的定位方案,总共限制了工件的全部6个自由度,属于完全定位。在该定位方案中,一个支撑面顶住,限制了z轴的移动,z轴的旋转,y轴的旋转三个移动自由度。一个固定V型块限制了y轴的移动,x轴的移动,一个滑动V型块限制了z轴的旋转,这样6个自由度全部被限制根据上面叙述选择方案。4.4.切削力和夹紧力计算(1)刀具:刀具用高速钢刀具钻头机床: Z525机床切削力公式: 式中 D=10 查表得: 其中:,即:实际所需夹紧力:由参考文献5表得: 有:安全系数K可按下式计算有:式中:为各种因素的安全系数,见参考文献5表 可得: 所以 4.5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,材料铝合金钢 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4.6定位误差分析(1)定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和V型块间隙配合。 (2) 工件的工序基准为孔心,当工件孔径为最大,定位销的孔径为最小时,孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工,所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同,则其定位误差为: Td=Dmax-Dmin 与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示: 由参考文献5可得: 两V型块定位误差 : 其中:, 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查5表1215有。 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.5 零、部件的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。.尺寸表dDD1Ht基本尺寸极限偏差F7基本尺寸极限偏差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+0.010104581156101310162068+0.028+0.01312+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036铝合金222635+0.033+0.017392630424625铝合金563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.0205930566742486266485070740.040钻模板选用翻转钻模板,用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。4.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体:夹具的定位、引导、夹紧装置装在夹具体上,使其成为一体,并能正确的安装在机床上。夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体的最大最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接,而且在零件的加工过程中,夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动,因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上,切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧,因此设计夹具体时,必须考虑结构应便于排屑。此外,夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等,在设计时也应加以考虑。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。工件装夹方案确定以后,根据定位元件及夹紧机构所需要的空间范围及机床工作台的尺寸,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。本章小结: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。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣余量小,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。总 结毕业设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件,为我们踏入社会打下了好的基础。毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了很多,也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会,它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。致 谢这次毕业设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业设计。这次毕业设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下他的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从题目的选择到项目的最终完成,他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,他不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业水平外,他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参 考 文 献1 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。2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社,1995。3 李庆寿。机床夹具设计。机械工业出版社,1991。4 李洪。机械加工工艺手册。北京出版社,1996。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,2544。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,2544。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,1995。8 周永强,高等学校毕业设计指导M,北京:中国建材工业出版社,2542。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,1987。10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册。上海科学技术出版社,2542。11 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.上海科学技术出版社,1984。 12 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。13 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。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,2540。15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2545:4-17
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