开和螺母操纵盘 开合螺母操纵盘靠模铣床夹具设计 CA6120车床开合螺母操纵盘铣曲线夹具设计【含9张CAD图纸】
下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985I毕 业 设 计 (论 文 )夹 具 设 计所 在 学 院专 业班 级姓 名学 号指 导 老 师II摘 要随 着 社 会 的 发 展 , 人 类 的 进 步 , 人 们 对 于 日 常 生 活 、 工 作 中 的 物 资 需 求 呈 现 出 了 极 大 的 多样 化 与 复 杂 化 。 传 统 的 简 单 的 产 品 已 经 难 以 再 满 足 人 们 的 需 求 。 而 且 在 企 业 、 工 厂 的 运 营 过 程中 , 需 要 的 工 具 也 不 断 精 细 化 与 多 样 化 , 给 制 造 业 带 来 了 新 的 难 题 。 个 性 化 的 社 会 导 致 了 制 造产 品 大 批 量 越 来 越 少 , 更 多 的 是 需 求 多 品 种 少 批 量 , 这 种 单 件 小 值 的 生 产 模 式 是 对 传 统 的 机 械加 工 产 业 模 式 的 挑 战 1。 为 此 , 制 造 技 术 的 研 究 者 提 出 了 专 用 技 术 的 科 学 理 论 及 实 现 方 法 ,从 根 本 上 解 决 了 生 产 由 于 品 种 多 、 产 量 少 带 来 的 矛 盾 。 它 是 将 多 种 零 件 按 其 工 艺 的 相 似 性 分 类专 用 , 以 形 成 零 件 族 , 即 把 同 一 零 件 族 中 零 件 分 散 的 小 生 产 量 汇 聚 成 较 大 的 专 用 生 产 量 , 从 而使 小 批 量 生 产 能 获 得 接 近 于 大 批 量 生 产 的 经 济 效 益 , 专 用 夹 具 便 应 运 而 生 。 夹 具 选 用 专 用夹 具 , 夹 紧 方 式 多 选 用 手 动 夹 紧 , 夹 紧 可 靠 , 机 构 可 以 不 必 自 锁 , 因 此 生 产 效 率 较 高 , 适 用 于大 批 量 、 流 水 线 上 加 工 , 能 够 满 足 设 计 要 求 。关键词:CA6120,车床开合螺母操纵盘,铣曲线,夹具设计,加工工艺性IIIAbstractThis paper is mainly disc milling fixture design curve of CA6120 lathe nut manipulation,With the development of society and the progress of mankind, peoples daily life, work in the material needs of a great diversity and complexity. Traditional simple products have been difficult to meet peoples needs. And in the process of operation of enterprises and factories, the tools needed are constantly refined and diversified. Personalized society has led to a large number of manufacturing products less and less, more is the demand for more varieties of small quantities, this single small value of the production model is a challenge to the traditional mechanical processing industry model 1. For this reason, the researchers of the manufacturing technology put forward the scientific theory and the realization method of the special technology. It is a variety of parts according to its technological similarity to form a special classification, part family, small production scattered parts using the same parts in the family gathered into special large production capacity, so that small batch production can get close to the mass production of the economic benefits, the special fixture will come into being. Choose special fixture fixture clamping way choose manual clamping, clamping reliable, institutions can not be self locked, so the production efficiency is high, suitable for high-volume line processing, can meet the design requirements.Keywords: CA6120, steering wheel nut lathe, milling curve, fixture design, processing technologyIV目 录摘 要 IIAbstract.III第 1 章 绪 论 11.1 夹具设计目的与意义 .11.2 专用夹具设计的国内外现状 .21.2.1 国内专用技术应用及现状 .21.2.2 专用工艺在国外的发展状况 31.3 专用夹具设计的发展趋势 .4第 2 章 专用夹具的设计 72.1 铣床专用夹具的主要类型 .72.2 铣床专用夹具的设计要点 .72.3 夹紧装置 .82.4 专用夹具的基准选择 .9第 3 章 加工车床开合螺母操纵盘专用夹具设计 103.1 明确设计任务,了解零件加工工艺过程 103.1.1 熟悉工件零件图、本工序加工要求 .103.1.2 熟悉零件加工工艺过程 .113.2 加工问题和工艺过程设计措施 113.3 车床开合螺母操纵盘加工定位基准的选择 .113.3.1 粗基准的选择 113.3.2 精基准的选择 123.4 确定切削用量 123.5 确定定位方案 26V3.5.1 基准的选择 263.5.2 确定定位夹紧方案 263.5.3 定位元件的选择及设计 273.6 定位误差的计算与分析 283.7 计算切削力及实际所需的夹紧力 293.8 定向键与对刀装置设计 313.9 夹具设计及操作简要说明 .32总 结 33致 谢 34参考文献 35VI第 1 章 绪论0第 1 章 绪 论1.1 夹具设计目的与意义夹 具 是 机 械 制 造 厂 里 的 一 种 工 艺 装 备 , 机 床 夹 具 就 是 机 床 上 用 以 装 夹 工 件 的 一种 装 置 , 它 使 得 工 件 相 对 于 刀 具 或 机 床 活 动 正 确 的 位 置 , 并 在 加 工 过 程 中 不 因 外 力的 影 响 而 变 动 。 广 义 的 说 夹 具 一 种 保 证 加 工 质 量 并 能 加 速 工 艺 过 程 的 一 种 工 艺 装 备 ,而 在 机 械 制 造 领 域 中 , 机 床 夹 具 作 为 机 床 的 一 种 辅 助 设 备 , 用 以 对 工 件 的 定 位 和 夹紧 , 其 数 量 和 种 类 很 多 , 显 得 相 当 重 要 。机 械 制 造 离 不 开 金 属 切 削 机 床 , 对 于 切 削 机 床 , 机 床 夹 具 是 保 证 机 械 加 工 质 量 、提 高 生 产 效 率 、 降 低 生 产 成 本 、 减 轻 劳 动 强 度 、 降 低 对 工 人 技 术 的 过 高 要 求 、 实 现生 产 过 程 自 动 化 不 可 或 缺 的 重 要 工 艺 装 备 之 一 。 虽 然 各 种 数 控 机 床 和 加 工 中 心 等 ,高 度 智 能 化 的 加 工 设 备 已 经 在 我 国 各 个 生 产 单 位 已 被 广 泛 使 用 , 但 是 , 在 大 部 分 情况 下 都 还 以 普 通 专 用 机 床 为 主 要 生 产 设 备 。 因 此 , 根 据 我 国 机 械 行 业 规 模 化 流 水 生产 线 生 产 的 现 状 , 设 计 一 款 专 用 铣 床 夹 具 来 满 足 生 产 纲 领 高 效 、 大 批 量 的 要 求 , 是对 机 械 设 计 从 业 人 员 的 基 本 要 求 。 我 们 必 须 掌 握 对 铣 床 夹 具 的 设 计 方 法 和 设 计 思 路 ,将 其 应 用 到 实 际 生 产 中 , 从 中 不 断 提 高 自 己 对 所 学 理 论 知 识 的 认 识 与 运 用 能 力 。此 次 设 计 不 仅 可 对 整 个 大 学 专 业 课 所 学 知 识 加 以 巩 固 和 弥 补 , 更 能 锻 炼 自 身 的 自 学能 力 , 对 于 以 后 个 人 发 展 大 有 裨 益 。随 着 社 会 的 发 展 , 人 类 的 进 步 , 人 们 对 于 日 常 生 活 、 工 作 中 的 物 资 需 求 呈 现 出了 极 大 的 多 样 化 与 复 杂 化 。 传 统 的 简 单 的 产 品 已 经 难 以 再 满 足 人 们 的 需 求 。 而 且 在企 业 、 工 厂 的 运 营 过 程 中 , 需 要 的 工 具 也 不 断 精 细 化 与 多 样 化 , 给 制 造 业 带 来 了 新的 难 题 。 个 性 化 的 社 会 导 致 了 制 造 产 品 大 批 量 越 来 越 少 , 更 多 的 是 需 求 多 品 种 少 批量 , 这 种 单 件 小 值 的 生 产 模 式 是 对 传 统 的 机 械 加 工 产 业 模 式 的 挑 战 1。 为 此 , 制造 技 术 的 研 究 者 提 出 了 专 用 技 术 的 科 学 理 论 及 实 现 方 法 , 从 根 本 上 解 决 了 生 产 由 于品 种 多 、 产 量 少 带 来 的 矛 盾 。 它 是 将 多 种 零 件 按 其 工 艺 的 相 似 性 分 类 专 用 , 以 形 成零 件 族 , 即 把 同 一 零 件 族 中 零 件 分 散 的 小 生 产 量 汇 聚 成 较 大 的 专 用 生 产 量 , 从 而 使小 批 量 生 产 能 获 得 接 近 于 大 批 量 生 产 的 经 济 效 益 , 专 用 夹 具 便 应 运 而 生 2。专 用 夹 具 的 应 用 可 以 扩 大 机 床 的 使 用 范 围 , 提 高 生 产 效 率 和 零 件 的 加 工 质 量 ,第 1 章 绪论1也 能 够 降 低 工 人 的 劳 动 强 度 , 缩 短 生 产 准 备 周 期 , 提 高 劳 动 生 产 率 3。 而 且 随着 专 用 夹 具 的 应 用 和 发 展 , 必 将 加 速 开 拓 专 用 技 术 新 的 应 用 领 域 。 因 此 , 专 用 夹 具将 是 我 国 机 械 工 业 今 后 夹 具 发 展 的 一 个 主 要 方 面 。1.2 专用夹具设计的国内外现状1.2.1 国内专用技术应用及现状1.专 用 技 术 的 应 用目 前 发 展 的 专 用 技 术 是 应 用 系 统 工 程 学 的 观 点 , 把 中 、 小 批 生 产 中 的 设 计 制 造和 管 理 等 方 面 作 为 一 个 生 产 系 统 整 体 , 统 一 协 调 生 产 活 动 的 各 个 方 面 , 全 面 实 施 专用 技 术 以 提 高 综 合 经 济 效 益 。( 1) 产 品 设 计 方 面 。 由 于 用 专 用 技 术 指 导 设 计 , 赋 予 各 类 零 件 以 更 大 的 相 似类 , 这 就 为 在 制 造 管 理 方 面 实 施 专 用 技 术 奠 定 了 良 好 的 基 础 , 使 之 取 得 更 好 的 效 果 。以 专 用 技 术 为 指 导 的 设 计 合 理 化 和 标 准 化 工 作 将 为 实 现 计 算 机 辅 助 设 计 (CAD)奠定 良 好 的 基 础 ; 为 设 计 信 息 最 大 程 度 地 重 复 使 用 , 加 快 设 计 速 度 , 节 约 时 间 作 出 贡献 。 据 统 计 , 当 设 计 一 种 新 产 品 时 , 往 往 有 3/4以 上 的 零 件 设 计 可 参 考 借 鉴 或 直 接引 用 原 有 的 产 品 图 纸 , 从 而 减 少 新 设 计 的 零 件 , 这 不 仅 可 免 除 设 计 人 员 的 重 复 性 劳动 , 也 可 以 减 少 工 艺 准 备 工 作 和 降 低 制 造 费 用 。( 2) 制 造 工 艺 方 面 。 专 用 技 术 在 制 造 工 艺 方 面 最 先 得 到 广 泛 应 用 。 开 始 是 用于 专 用 工 序 , 即 把 加 工 方 法 、 安 装 方 式 和 机 床 调 整 相 近 的 零 件 归 结 为 零 件 组 , 设 计出 适 用 于 全 组 零 件 加 工 的 专 用 工 序 。 专 用 工 序 允 许 采 用 同 一 设 备 和 工 艺 装 置 , 以 及相 同 或 相 近 的 机 床 调 整 加 工 全 组 零 件 , 这 样 , 只 要 能 按 零 件 组 安 排 生 产 调 度 计 划 ,就 可 以 大 大 减 少 由 于 零 件 品 种 更 换 所 需 要 的 机 床 调 整 时 间 。 此 外 , 由 于 零 件 组 内 诸零 件 的 安 装 方 式 和 尺 寸 相 近 , 可 设 计 出 应 用 于 专 用 工 序 的 公 用 夹 具 , 只 要 进 行 少 量的 调 整 或 更 换 某 些 零 件 , 公 用 夹 具 就 可 适 用 于 全 组 零 件 的 工 序 安 装 。( 3) 生 产 组 织 管 理 方 面 。 专 用 加 工 要 求 将 零 件 按 工 艺 相 似 性 分 类 形 成 加 工 族 ,加 工 同 一 加 工 族 有 其 相 应 的 一 组 机 床 设 备 。 因 此 , 很 自 然 专 用 生 产 系 统 要 求 按 模 块化 原 理 组 织 生 产 , 即 采 取 专 用 生 产 单 元 的 生 产 组 织 形 式 。 专 用 技 术 是 计 算 机 辅 助 管理 系 统 技 术 基 础 之 一 。 这 是 因 为 运 用 专 用 技 术 基 本 原 理 将 大 量 信 息 分 类 专 用 , 并 使之 规 格 化 、 标 准 化 , 这 将 有 助 于 建 立 结 构 合 理 的 生 产 系 统 公 用 数 据 库 , 可 大 量 压 缩2信 息 的 储 存 量 ; 由 于 不 再 是 分 别 针 对 一 个 工 程 问 题 和 任 务 设 计 程 序 , 可 使 程 序 设 计优 化 5。2. 发 展 现 状专 用 技 术 从 20世 纪 50年 代 提 出 到 如 今 已 经 历 了 近 50年 的 发 展 和 应 用 。 专 用 技术 作 为 一 门 综 合 性 的 生 产 技 术 科 学 是 计 算 机 辅 助 设 计 、 计 算 机 辅 助 工 艺 过 程 设 计 、计 算 机 辅 助 制 造 ( CAM) 和 柔 性 制 造 系 统 等 方 面 的 技 术 基 础 。 我 国 早 在 20世 纪60年 代 初 就 在 纺 织 机 械 、 飞 机 、 机 床 及 工 程 机 械 等 机 械 制 造 业 中 推 广 应 用 专 用 技 术 ,并 初 见 成 效 。 因 此 , 专 用 技 术 受 到 国 家 有 关 部 、 局 和 工 厂 企 业 , 研 究 所 及 高 等 院 校的 重 视 。 目 前 , 正 积 极 开 展 这 一 方 面 的 科 学 研 究 、 人 材 培 训 和 推 广 应 用 等 工 作 。 原机 械 部 设 计 研 究 院 负 责 组 织 研 制 的 全 国 机 械 零 件 分 类 编 码 系 统 JLBM I, 它 将 对我 国 推 广 应 用 专 用 技 术 起 到 积 极 推 进 作 用 。 我 国 不 少 高 等 工 业 院 校 结 合 教 学 和 科 研工 作 , 在 专 用 技 术 基 本 理 论 及 其 应 用 方 面 , 如 零 件 分 类 编 码 系 统 、 零 件 分 类 专 用 方法 和 计 算 机 辅 助 编 码 、 分 类 、 工 艺 设 计 、 零 件 设 计 、 生 产 管 理 的 软 件 系 统 等 方 面 都开 展 了 许 多 研 究 工 作 , 并 取 得 了 不 少 成 果 。 可 以 相 信 , 随 着 应 用 推 广 和 科 研 工 作 的持 续 开 展 , 专 用 技 术 对 提 高 我 国 机 械 工 业 的 制 造 技 术 和 生 产 管 理 水 平 将 日 益 发 挥 其重 要 的 作 用 6。1.2.2 专用工艺在国外的发展状况专 用 工 艺 作 为 一 种 先 进 的 工 艺 方 法 和 生 产 准 备 方 法 , 先 后 在 苏 联 、 民 德 、 捷 克 、波 兰 以 及 英 国 、 法 国 、 日 本 等 国 已 经 逐 步 得 到 了 应 用 , 并 获 得 了 良 好 的 经 济 效 果 。由 于 它 能 缩 短 单 件 、 小 批 生 产 的 准 备 时 间 , 扩 大 加 工 批 量 , 提 高 生 产 效 率 , 为 适 应多 品 种 生 产 的 发 展 创 造 了 条 件 。 机 床 工 业 具 有 多 品 种 、 小 批 量 生 产 的 特 点 , 因 而 近年 来 在 国 外 有 不 少 机 床 制 造 厂 家 先 后 也 采 用 了 专 用 工 艺 技 术 。 如 日 本 三 菱 公 司 的 机床 制 造 部 门 也 引 进 了 专 用 工 艺 技 术 7。 据 介 绍 , 该 公 司 从 引 进 专 用 工 艺 到 过 渡 为新 的 管 理 系 统 只 用 了 半 年 时 间 。 他 们 引 进 专 用 工 艺 分 为 两 个 阶 段 进 行 。 第 一 阶 段 主要 是 进 行 零 件 的 编 码 和 分 类 , 确 定 机 床 布 局 , 按 类 似 零 件 设 置 专 用 生 产 线 , 以 改 进加 工 技 术 , 缩 短 加 工 时 间 , 并 为 在 新 的 生 产 管 理 系 统 中 采 用 电 子 数 据 处 理 系 统 创 造条 件 。 第 二 阶 段 的 任 务 着 重 在 设 计 部 门 推 广 和 应 用 专 用 工 艺 。 通 过 有 效 地 利 用 现 有图 纸 及 标 准 化 以 减 少 图 纸 数 量 及 设 计 工 时 。 依 靠 反 复 使 用 质 量 稳 定 而 有 效 的 零 件 图第 1 章 绪论3纸 , 保 证 产 品 质 量 , 扩 大 加 工 批 量 , 从 而 降 低 成 本 , 缩 短 生 产 周 期 , 并 为 采 用 专 用夹 具 、 专 用 机 床 以 及 数 控 机 床 等 高 效 率 的 设 备 创 造 条 件 。英 国 赫 伯 特 (Herbert) 公 司 的 埃 奇 维 克 (Edgwick)和 马 肯 当 一 莱 恩(Mackadown Lane)工 厂 也 成 功 地 应 用 了 专 用 工 艺 。 现 在 埃 奇 维 克 厂 有 26 个 专 用加 工 工 段 。 在 马 肯 当 一 莱 恩 厂 有 18 个 专 用 加 工 工 段 。 这 些 工 段 所 加 工 的 零 件 相当 于 赫 伯 特 公 司 制 造 的 机 床 零 件 的 90%以 上 。 其 余 零 件 则 在 非 专 用 加 工 线 上 加 工 。该 公 司 采 用 专 用 工 艺 后 , 使 新 产 品 的 生 产 周 期 由 原 来 的 1218 个 月 减 为 平 均 6个 月 ; 其 次 是 减 少 库 存 和 再 制 品 数 量 。 据 该 公 司 介 绍 , 采 用 专 用 工 艺 后 , 生 产 效 率可 提 高 60%。 另 外 该 公 司 还 特 别 从 专 用 加 工 的 观 点 出 发 , 发 展 了 小 批 、 中 批 及 大 批生 产 用 的 自 动 化 车 床 8。随 着 生 产 的 不 断 发 展 , 进 一 步 提 高 劳 动 生 产 率 , 今 后 专 用 工 艺 的 采 用 将 会 更 加广 泛 。1.3 专用夹具设计的发展趋势专 用 夹 具 由 于 能 够 利 用 加 工 零 件 工 艺 上 的 相 似 性 , 并 且 适 应 工 件 特 征 在 一 定 范围 内 的 变 化 而 得 到 推 广 和 应 用 , 如 何 提 高 专 用 夹 具 设 计 效 率 成 为 需 要 重 点 解 决 的 问题 之 一 9。组 合 夹 具 与 专 用 夹 具 都 适 用 于 中 小 批 生 产 和 新 产 品 试 制 , 任 何 事 物 都 不 是 十 全十 美 的 , 组 合 夹 具 可 多 次 重 复 使 用 , 缩 短 生 产 准 备 周 期 , 但 制 造 成 本 高 , 组 装 后 笨重 复 杂 , 刚 性 差 , 积 累 误 差 大 , 而 专 用 夹 具 可 克 服 组 合 夹 具 的 不 足 , 组 装 调 整 时 间短 , 生 产 和 技 术 管 理 较 方 便 。 采 用 专 用 夹 具 是 企 业 全 面 实 行 专 用 技 术 的 需 要 , 是 实现 专 用 加 工 的 重 要 手 段 和 工 具 , 而 专 用 加 工 是 实 施 专 用 技 术 的 重 要 领 域 和 必 要 的 环节 10。 夹 具 设 计 正 朝 着 多 功 能 、 模 块 化 、 高 精 度 、 高 刚 性 、 高 强 度 、 通 用 化 、 快 速化 和 自 动 化 的 方 向 发 展 11。1.国 内 外 研 究 现 状目 前 发 展 的 专 用 技 术 是 应 用 系 统 工 程 学 的 观 点 , 把 中 、 小 批 生 产 中 的 设 计 制 造和 管 理 等 方 面 作 为 一 个 生 产 系 统 整 体 , 统 一 协 调 生 产 活 动 的 各 个 方 面 , 全 面 实 施 专用 技 术 以 提 高 综 合 经 济 效 益 。专 用 技 术 从 20 世 纪 50 年 代 提 出 到 如 今 已 经 历 了 近 50 年 的 发 展 和 应 用 。 专4用 技 术 作 为 一 门 综 合 性 的 生 产 技 术 科 学 是 计 算 机 辅 助 设 计 、 计 算 机 辅 助 工 艺 过 程 设计 、 计 算 机 辅 助 制 造 和 柔 性 制 造 系 统 等 方 面 的 技 术 基 础 。 我 国 早 在 20 世 纪 60年 代 初 就 在 纺 织 机 械 、 飞 机 、 机 床 及 工 程 机 械 等 机 械 制 造 业 中 推 广 应 用 专 用 技 术 ,并 初 见 成 效 。 因 此 , 专 用 技 术 受 到 国 家 有 关 部 、 局 和 工 厂 企 业 , 研 究 所 及 高 等 院 校的 重 视 。 目 前 , 正 积 极 开 展 这 一 方 面 的 科 学 研 究 、 人 材 培 训 和 推 广 应 用 等 工 作 。 可以 相 信 , 随 着 应 用 推 广 和 科 研 工 作 的 持 续 开 展 , 专 用 技 术 对 提 高 我 国 机 械 工 业 的 制造 技 术 和 生 产 管 理 水 平 将 日 益 发 挥 其 重 要 的 作 用 4。专 用 工 艺 作 为 一 种 先 进 的 工 艺 方 法 和 生 产 准 备 方 法 , 先 后 在 苏 联 、 民 德 、 捷 克 、波 兰 以 及 英 国 、 法 国 、 日 本 等 国 已 经 逐 步 得 到 了 应 用 , 并 获 得 了 良 好 的 经 济 效 果 。由 于 它 能 缩 短 单 件 、 小 批 生 产 的 准 备 时 间 , 扩 大 加 工 批 量 , 提 高 生 产 效 率 , 为 适 应多 品 种 生 产 的 发 展 创 造 了 条 件 。 机 床 工 业 具 有 多 品 种 、 小 批 量 生 产 的 特 点 , 因 而 近年 来 在 国 外 有 不 少 机 床 制 造 厂 家 先 后 也 采 用 了 专 用 工 艺 技 术 5。2.发 展 趋 势专 用 夹 具 由 于 能 够 利 用 加 工 零 件 工 艺 上 的 相 似 性 , 并 且 适 应 工 件 特 征 在 一 定 范围 内 的 变 化 而 得 到 推 广 和 应 用 , 如 何 提 高 专 用 夹 具 设 计 效 率 成 为 需 要 重 点 解 决 的 问题 之 一 6。组 合 夹 具 与 专 用 夹 具 都 适 用 于 中 小 批 生 产 和 新 产 品 试 制 , 任 何 事 物 都 不 是 十 全十 美 的 , 组 合 夹 具 可 多 次 重 复 使 用 , 缩 短 生 产 准 备 周 期 , 但 制 造 成 本 高 , 组 装 后 笨重 复 杂 , 刚 性 差 , 积 累 误 差 大 , 而 专 用 夹 具 可 克 服 组 合 夹 具 的 不 足 , 组 装 调 整 时 间短 , 生 产 和 技 术 管 理 较 方 便 。 采 用 专 用 夹 具 是 企 业 全 面 实 行 专 用 技 术 的 需 要 , 是 实现 专 用 加 工 的 重 要 手 段 和 工 具 , 而 专 用 加 工 是 实 施 专 用 技 术 的 重 要 领 域 和 必 要 的 环节 7。 夹 具 设 计 正 朝 着 多 功 能 、 模 块 化 、 高 精 度 、 高 刚 性 、 高 强 度 、 通 用 化 、 快 速化 和 自 动 化 的 方 向 发 展 8。3.本 课 题 主 要 讨 论 的 问 题本 次 设 计 主 要 介 绍 了 铣 床 夹 具 的 的 一 般 设 计 思 想 和 方 法 。 所 给 零 件 为 一 矩 形 工件 , 有 形 状 和 位 置 公 差 的 要 求 , 所 以 对 夹 具 的 精 度 有 较 高 的 要 求 。 并 且 夹 具 的 设 计要 符 合 铣 床 夹 具 的 特 性 。 明 确 设 计 的 要 求 和 意 图 ; 然 后 对 原 始 资 料 (零 件 图 、 技术 要 求 等 )进 行 分 析 , 然 后 提 出 具 体 的 定 位 、 夹 紧 、 对 刀 方 案 , 并 进 行 精 度 分 析 ;最 后 绘 制 出 夹 具 的 零 件 图 及 装 备 图 , 运 用 软 件 对 整 个 夹 具 进 行 建 模 和 装 配 ,完 成第 1 章 绪论5设 计 论 文 的 撰 写 。宁波大红鹰学院毕业设计(论文)6第 2 章 专用夹具的设计2.1 铣床专用夹具的主要类型( 一 ) 直 线 送 进 的 专 用 铣 床 夹 具这 类 夹 具 安 装 在 铣 床 工 作 台 上 , 加 工 中 工 作 台 是 按 直 线 进 给 方 式 运 动 的 ,在 洗 削 工 序 中 , 为 了 提 高 夹 具 的 工 作 效 率 , 对 于 这 类 铣 床 夹 具 , 可 采 用连 动 加 紧 机 构 和 气 动 , 和 液 压 传 动 装 置 , 也 可 采 用 多 件 多 工 位 夹 具 使 加 工 的 机 构 时间 和 装 卸 工 件 时 间 重 合 等 项 措 施 。( 二 ) 圆 周 送 进 的 专 用 铣 床 夹 具圆 周 铣 削 法 的 送 进 运 动 时 连 续 的 , 能 在 不 停 车 的 情 况 下 装 卸 工 件 , 因 此是 一 种 高 效 率 的 加 工 方 法 , 适 用 于 大 批 量 生 产 。设 计 圆 周 送 进 铣 床 夹 具 时 应 注 意 使 沿 圆 周 排 列 的 工 件 尽 量 紧 凑 , 以 减 少铣 刀 的 空 程 和 夹 具 的 尺 寸 和 质 量 ; 手 柄 沿 转 台 的 四 周 分 布 以 便 于 操 作 , 尽 可 能 采 用气 动 液 压 等 机 械 化 夹 紧 方 式 以 减 轻 工 人 劳 动 强 度 。( 三 ) 机 械 仿 形 送 进 的 靠 模 夹 具靠 模 夹 具 时 用 来 加 工 各 种 直 线 曲 面 或 空 间 曲 面 , 靠 模 夹 具 的 作 用 是 使 主送 进 运 动 和 由 靠 模 获 得 的 辅 助 运 动 合 成 加 工 所 需 要 的 仿 形 运 动 。 因 此 按 照 送 进 运 动的 方 式 , 把 用 于 加 工 直 线 曲 面 的 仿 形 夹 具 分 成 直 线 送 进 和 圆 周 送 进 的 两 种 。 采 用 靠模 夹 具 可 在 一 般 万 能 铣 床 上 加 工 出 所 需 要 的 成 形 面 以 代 替 价 格 昂 贵 的 靠 模 铣 床 加 工 ,这 对 于 中 小 厂 来 说 , 通 过 采 用 夹 具 来 扩 大 机 床 工 艺 用 途 , 以 解 决 缺 少 特 殊 设 备 问 题 ,具 有 较 大 的 技 术 经 济 意 义 。2.2 铣床专用夹具的设计要点( 一 ) 由 于 铣 削 过 程 不 是 连 续 切 削 , 且 加 工 余 量 较 大 , 切 削 力 较 大 而 方 向 随 时多 可 能 在 改 变 。 所 以 夹 具 应 具 有 足 够 的 刚 性 和 强 度 , 夹 具 的 重 心 应 尽 量 低 , 夹 具 的高 度 于 宽 度 之 比 应 为 1: 1.25, 并 应 有 足 够 排 屑 空 间 。( 二 ) 夹 紧 装 置 要 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 , 保 证 必 需 的 夹 紧 力 , 并 有 良 好 的 自 锁总结7性 能 , 一 般 在 铣 床 夹 具 上 特 别 是 粗 铣 , 不 宜 采 用 偏 心 夹 紧 。( 三 ) 夹 紧 力 应 作 用 在 工 件 刚 度 较 大 的 部 位 上 。 工 件 与 主 要 定 位 元 件 的 定 位 表面 接 触 刚 度 要 大 。 当 从 侧 面 压 紧 工 件 时 , 压 板 在 侧 面 的 着 力 点 应 低 于 工 件 侧 面 支 承点 。( 四 ) 为 了 调 整 和 确 定 夹 具 与 铣 刀 的 相 对 位 置 , 应 正 确 选 用 对 刀 装 置 , 对 到 装置 在 使 用 塞 尺 方 便 和 易 于 观 察 的 位 置 , 并 应 在 铣 刀 开 始 切 入 工 件 的 一 端 。( 五 ) 切 削 和 切 削 液 应 能 顺 利 地 排 除 , 必 要 时 应 开 排 屑 孔 。( 六 ) 为 了 调 整 和 确 定 夹 具 与 机 床 工 作 台 轴 线 的 相 对 位 置 , 在 夹 具 的 底 面 应 具有 两 个 定 向 建 , 定 向 健 与 工 作 台 T 形 槽 宜 用 单 面 贴 合 。 当 工 作 台 T 形 槽 表 面 平整 时 可 采 用 圆 柱 销 , 精 度 高 的 或 重 型 夹 具 宜 采 用 夹 具 体 上 的 找 正 基 面 。2.3 夹紧装置在 机 械 加 工 中 , 加 工 件 将 受 到 切 削 力 , 离 心 力 , 惯 性 力 等 外 力 的 作 用 。 为了 保 证 在 这 些 外 力 作 用 下 , 工 件 仍 能 在 夹 具 中 保 持 有 定 位 元 件 所 确 定 的 加 工 位 置 ,而 不 致 发 生 震 动 或 位 移 , 一 般 在 夹 具 结 构 中 都 必 须 设 置 一 定 的 夹 紧 装 置 , 将 工 件 可靠 的 夹 紧 。1.夹 紧 装 置 的 组 成典 型 的 夹 紧 装 置 是 由 几 部 分 组 成( 1) 力 源 装 置 。 力 源 装 置 是 产 生 夹 紧 作 用 力 的 装 置 。 通 常 是 指 机 动 夹 紧 时所 用 的 气 动 , 液 压 , 电 动 等 动 力 装 置 。( 2) 中 间 递 力 机 构 , 。 中 间 递 力 机 构 是 介 于 力 源 和 夹 紧 作 用 力 传 递 给 夹 紧 元件 , 然 后 由 夹 紧 元 件 , 然 后 由 夹 紧 元 件 最 终 完 成 对 工 件 的 夹 紧 。 一 般 递 力 机 构 可 以在 传 递 加 紧 作 用 力 过 程 中 , 改 变 夹 紧 作 用 力 的 方 向 和 大 小 , 并 根 据 需 要 亦 可 具 有 一定 的 自 锁 性 能 。( 3) 夹 紧 元 件 与 夹 紧 机 构 。 夹 紧 元 件 是 夹 紧 装 置 的 最 终 执 行 元 件 。 通 过 它 和工 件 受 压 面 的 直 接 接 触 而 完 成 夹 紧 动 作 。以 上 就 是 夹 紧 装 置 的 基 本 设 计 内 容 。2.夹 紧 装 置 的 基 本 要 求(1)在 夹 紧 过 程 中 , 工 件 应 能 保 持 在 既 定 位 置 , 即 在 夹 紧 力 的 作 用 下 , 工 件 不 应宁波大红鹰学院毕业设计(论文)8离 开 定 位 置 支 承 。( 2) 夹 紧 力 的 大 小 要 适 当 , 可 靠 。 既 要 是 工 件 在 加 工 过 程 中 不 产 生 移 动 和 振动 , 又 不 使 工 件 产 生 不 允 许 的 变 形 和 损 伤 。( 3) 夹 紧 装 置 应 操 作 安 全 , 方 便 , 省 力 。( 4) 夹 紧 装 置 的 自 动 化 程 度 和 复 杂 程 度 应 与 工 件 的 产 量 和 批 量 相 适 应 。2.4 专用夹具的基准选择本 夹 具 采 用 侧 面 定 位 限 制 一 个 方 向 的 自 由 度 ; 由 压 板 轴 定 位 , 这 样 六 个 自 由度 全 部 都 被 限 制 住 了 。 可 调 部 分 安 装 在 夹 具 体 上 , 即 通 过 滑 块 来 限 制 住 支 座 X轴 方 向 上 的 转 动 。 并 通 过 滑 块 上 的 可 换 定 位 销 来 实 现 限 制 作 用 。定 位 基 础 可 以 通 过 夹 具 体 上 的 面 来 定 位 或 由 底 板 来 定 位 , 因 为 夹 具 上 的 面 上 的定 位 误 差 比 起 底 板 所 产 生 的 定 位 误 差 相 比 较 大 , 因 此 为 了 减 少 定 位 误 差 , 在 此 我 选择 了 以 底 板 作 为 定 位 基 准 。总结9第 3 章 加工车床开合螺母操纵盘专用夹具设计设计参数:(1)加工车床开合螺母操纵盘上铣两条曲线槽 R10、R20、R30 深 6mm; (2)生产效率:每个班生产 100 件,设计寿命 5 年。3.1 明确设计任务,了解零件加工工艺过程3.1.1 熟悉工件零件图、本工序加工要求图 2.1 加 工 零 件 图该 零 件 为 45 钢 ; 零 件 图 如 上 图 2.1, 大 批 量 生 产 ; 该 工 序 在 立 式 铣 床 上 用 三面 刃 铣 刀 加 工 。宁波大红鹰学院毕业设计(论文)103.1.2 熟悉零件加工工艺过程 锻 造 毛 坯时 效 处 理1.粗 车 80 大 头 外 圆 及 端 面 2.粗 车 25 小 头 外 圆 及 端 面 3 半 精 车 80 大 头 外 圆 及 端 面 4.半 精 车 25 小 头 外 圆 及 端 面5.车 小 头 端 3 处 退 刀 槽6.精 车 小 头 端 各 个 外 圆7.磨 25 外 圆8.铣 两 条 曲 线 槽 R10、 R20、 R30 深 6mm3.2 加工问题和工艺过程设计措施由以上分析可知。该车床开合螺母操纵盘零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于车床开合螺母操纵盘来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。车床开合螺母操纵盘类零件的加工应遵循先面后槽的原则:即先加工车床开合螺母操纵盘上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工槽系。车床开合螺母操纵盘的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。车床开合螺母操纵盘零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将槽与外圆和平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。总结113.3 车床开合螺母操纵盘加工定位基准的选择3.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要支承孔的加工余量均匀;(2)保证装入车床开合螺母操纵盘的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以车床开合螺母操纵盘的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。3.3.2 精基准的选择从保证车床开合螺母操纵盘孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证车床开合螺母操纵盘在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从车床开合螺母操纵盘零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是车床开合螺母操纵盘的装配基准,但因为它与车床开合螺母操纵盘的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。3.4 确定切削用量3.1 工序 1 粗车 80 大头外圆及端面 所选刀具为 YG6 硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表 1.1,由于CJK6140 机床的中心高为 200 (表 1.30) ,故选刀杆尺寸 = ,刀mHBm2516片厚度为 。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角 = ,后角5.4 0V= ,主偏角 = ,副偏角 = ,刃倾角 = ,刀尖圆弧半径 = 。06vK09vK01s0sr8.宁波大红鹰学院毕业设计(论文)12.确定切削深度 pa由于单边余量为 3mm,可在一次走刀内完成,故= (3-1)p3m.确定进给量 f根据切削加工简明实用手册可知:表 1.4刀杆尺寸为 , ,工件直径 400 之间时,1625pa410进给量 =0.51.0frm按 CA6140 机床进给量(表 4.29)在机械制造工艺设计手册可知:=0.7fr确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表 130,CA6140 机床进给机构允许进给力 =3530 。maxFN根据表 1.21,当强度在 174207 时, , , =HBSp4f75.0rmrK时,径向进给力: =950 。045RFN切削时 的修正系数为 =1.0, =1.0, =1.17(表 1.292) ,故实际f rofKsFfkrFfK进给力为:=950 =1111.5 (3-fF17.N2)由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选 = 可用。frm7.0.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表 1.9,车刀后刀面最大磨损量取为 ,车刀5.1寿命 = 。Tmin60.确定切削速度 0V切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表 1.11,当 硬质合金刀加工硬度 2002196YG总结13的铸件, , ,切削速度 = 。HBSpam4fr75.0Vmin63切削速度的修正系数为 =1.0, =0.92, 0.8, =1.0, =1.0(见表tvKmvsvKTvKv1.28) ,故:= tVv=63 (3-3)00.184.920.1in= =120 (3-4)nDc1mir根据 CJK6140 车床说明书选择=1250inr这时实际切削速度 为:cV= (3-5)c10cDnmin5.校验机床功率切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表 1.25, = , ,HBS160245pam3f,切削速度 时,rm75.0min50V=CPKW7.1切削功率的修正系数 =0.73, =0.9,故实际切削时间的功率为:krcPcr0=1.7 =1.2 (3-C3.6)根据表 1.30,当 = 时,机床主轴允许功率为 = , ,故所nmi125r EPKW9.5CEP选切削用量可在 CA6140 机床上进行,最后决定的切削用量为:=3 , = , = = , =pamfr7.0inrsr08.2Vmin0计算基本工时宁波大红鹰学院毕业设计(论文)14mcLtv式中 ,l=75mm, 根据 ,根据表 1.26,车削时的入Lly 切 削 用 量 简 明 手 册 切量以及超切量 ,则 L=80mm,故5min80.13812.4mt3.2 工序 2 粗 车 25 小 头 外 圆 及 端 面 1、加工条件(1)选择刀具1) 选择直头焊接式外圆车刀2)依据 ,根据表 1.1,车床 CJK6140 的中心高度 , 切 削 用 量 简 明 手 册 20hm所以选择的刀杆尺寸 BxH=16mmX25mm,刀片的厚度为 4.5mm。3)依据 ,根据表 1.2,粗车毛坯为 45 钢,可以选择 YT15 硬 切 削 用 量 简 明 手 册 质合金刀具。4)依据 ,根据表 1.3,车刀几何形状如表 12 切 削 用 量 简 明 手 册 表 12 车刀几何形状角度刀角名称 符号 范围 取值主偏角 kr 3045 45副偏角 Kr 1015 15前角 0510 10后角 58 5刃倾角 s0 0倒棱前角 ol-10 -15 -10续表 12 车刀几何形状角度总结15倒棱宽度 lb0.4(0.30.8)f 1e0.40.8 0.5(2)选择切削用量1) 、确定切削深度 ap 由于粗加工余量仅为 2.9mm,可在一次走刀内切完,故ap=2.9mm2) 、进给量 f依据 ,根据表 1.4,在粗车钢料,刀杆的尺寸为 切 削 用 量 简 明 手 册 16mmX25mm,ap=2.9mm ,以及工件直径小于 40mm 时,0.45/fmr依据 ,根据 CJK6140 车床的使用说明书选择 切 削 用 量 简 明 手 册 .8/fr确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求,故需进行校验依据 ,根据 CJK6140 车床的使用说明书得其进给机构允许的 切 削 用 量 简 明 手 册 进给力为 。max350FN依据 ,根据表 1.21,当钢的强度 =570670MPa, 切 削 用 量 简 明 手 册 b, , , (预计)时,进给力为.4p./fr045k6/mincvN。107fF依据 ,根据表 1.29-2,切削时 的修正系数为 切 削 用 量 简 明 手 册 fF=1.0, =1.0, =1.0,故实际进给力为voFfksFfkkrFfN107.1.07f由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力,故所选 的进0.48/fmr给量可用3) 、车刀磨钝标准及耐用度 T宁波大红鹰学院毕业设计(论文)16依据 ,根据表 1.9,车刀的后刀面最大磨损量取为 切 削 用 量 简 明 手 册 1.0mm(1.01.4) ,车刀的寿命 T=60min。4) 、确定切削速度 cv依据 ,根据表 1.28,切削速度的修正系数为 切 削 用 量 简 明 手 册 =1.0, =1.0, =0.8, =1.0, =1.0, 故tvkkrvsvTvkkv1.8Mv=0.94Mtkrsk依据 ,根据表 1.27,切削速度的计算 切 削 用 量 简 明 手 册 vcmxyCkTapf故 =110m/min0.2.150.35494698cvr/min/in1nrD依据 ,根据 CJK6140 车床的使用说明书,选择 切 削 用 量 简 明 手 册 120/crm这时实际切削速度 为cv=120m/min3210/in10cDnv最后决定的车削用量为。2.9,.48/,/mi,120/inp camfrrv1( ) 计 算 基 本 公 时mcLtv式中 ,l=145mm, 根据 ,根据表 1.26,车削时的入ly 切 削 用 量 简 明 手 册 切量以及超切量为 ,则 L=150mm,故5min10.692.48mt总结173.2 工序 3 半 精 车 80 大 头 外 圆 及 端 面 1、加工条件(1)选择刀具1) 选择直头焊接式外圆车刀2)依据 ,根据表 1.1,车床 CJK6140 的中心高度 , 切 削 用 量 简 明 手 册 20hm所以选择的刀杆尺寸 BxH=16mmX25mm,刀片的厚度为 4.5mm。3)依据 ,根据表 1.2,粗车毛坯为 45 钢,可以选择 YT15 硬 切 削 用 量 简 明 手 册 质合金刀具。4)依据 ,根据表 1.3,车刀几何形状如表 12 切 削 用 量 简 明 手 册 表 12 车刀几何形状角度刀角名称 符号 范围 取值主偏角 kr 3045 45副偏角 Kr 1015 15前角 0510 10后角 58 5刃倾角 s0 0倒棱前角 ol-10 -15 -10续表 12 车刀几何形状角度倒棱宽度 lb0.4(0.30.8)f 1e0.40.8 0.5(2)选择切削用量1) 、确定切削深度 ap 由于粗加工余量仅为 2.9mm,可在一次走刀内切完,故ap=2.9mm宁波大红鹰学院毕业设计(论文)182) 、进给量 f依据 ,根据表 1.4,在粗车钢料,刀杆的尺寸为 切 削 用 量 简 明 手 册 16mmX25mm,ap=2.9mm ,以及工件直径小于 40mm 时,0.45/fmr依据 ,根据 CJK6140 车床的使用说明书选择 切 削 用 量 简 明 手 册 .8/fr确定的进给量尚需满足车床进给机构强度的要求,故需进行校验依据 ,根据 CJK6140 车床的使用说明书得其进给机构允许的 切 削 用 量 简 明 手 册 进给力为 。max350FN依据 ,根据表 1.21,当钢的强度 =570670M
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