杠杆臂的翻转式钻模夹具设计及加工工艺装备规程-钻铰Φ10H7孔含非标6张CAD图.zip
杠杆臂的翻转式钻模夹具设计及加工工艺装备规程-钻铰10H7孔含非标6张CAD图.zip,杠杆,翻转,式钻模,夹具,设计,加工,工艺,装备,规程,钻铰,10,H7,非标,CAD
XX机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称杠杆零件名称杠杆共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工30铣45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K11夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗、精铣10H7的两端面铣夹具,量具,铣刀5001.270.831 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XX机械加工工序卡片产品型号杠杆零件图号产品名称杠杆零件名称杠杆共6页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工40铣45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K11夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗、精铣22的两端面铣夹具,量具,铣刀5001.270.8311510 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XX机械加工工序卡片产品型号杠杆零件图号产品名称杠杆零件名称杠杆共6页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工50钻45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数摇臂钻床Z3511夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1钻铰10H7,达到图纸尺寸公差钻夹具,量具,麻花钻80012.70.5211510 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XX机械加工工序卡片产品型号杠杆零件图号产品名称杠杆零件名称杠杆共6页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工60镗45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数镗床T61211夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1镗孔22,达到图纸尺寸公差镗夹具,量具,镗刀56025.70.8211510 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XX机械加工工序卡片产品型号杠杆零件图号产品名称杠杆零件名称杠杆共6页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工70铣45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K11夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1铣13孔端面铣夹具,量具,铣刀5001.270.8311510 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XX机械加工工序卡片产品型号杠杆零件图号产品名称杠杆零件名称杠杆共6页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工80铰45毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数摇臂钻床Z3511夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22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/sr/minm/smm/rmm机动辅助1铰13的孔,垂直于22H7的通孔钻夹具,量具,麻花钻80012.70.5211510 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 期机 械 加 工 工 艺 过 程 卡机械加工工艺过程卡零件名称零件图号第1 页共 1页杠杆材料名称铸件材料牌号45每批数量1毛坯种类 铸造工序号工序名称工 序 内 容机 床夹 具量具时 间定 额名 称型 号名 称编 号名称规格10铸造铸造,清理20时效时效处理30铣粗、精铣10H7的两端面立式铣床X52K专用夹具游标卡尺40铣粗、精铣22的两端面立式铣床X52K专用夹具游标卡尺50钻钻铰10H7,达到图纸尺寸公差摇臂钻床Z35专用夹具游标卡尺60镗镗孔22,达到图纸尺寸公差镗床T612专用夹具游标卡尺70铣铣13孔端面立式铣床X52K专用夹具游标卡尺80铰铰13的孔,垂直于22H7的通孔摇臂钻床Z35专用夹具游标卡尺90去毛刺去毛刺100检验检验入库更改内容班 级设计者姓名设计日期摘 要本文是对杠杆零件加工应用及加工的工艺性分析,主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法,设计合理的加工工艺过程。此外还对杠杆加工工艺与工装设计零件的工序的加工设计了专用夹具.机床夹具的种类很多,其中,使用范围最广的通用夹具,规格尺寸多已标准化,并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产,专为某工件加工工序服务的专用夹具,则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计铣床夹具。关键词:杠杆,加工工艺,加工方法,工艺文件,夹具3AbstractThis paper is the analysis of the Lever spare parts processing technology application and processing, including the parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the fixture, the formulation of the process route, tool selection, cutting, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. Design of special fixture for processing in addition to leverage the processing technology and fixture design parts of the process.Many kinds of the machine tools fixture, the fixtures most widely used, the size has been standardized, and there is a professional factory production. But widely uses in the volume production, special fixture for a workpiece machining processes and services, to the factory according to the workpiece machining process to design and manufacture. The main content of this paper is to design the milling fixture fixture design.Keywords: leverage, processing technology, processing methods, process documents, fixture目 录摘 要IAbstract1目 录1第1章 绪论11.1 机械加工工艺概述11.2机械加工工艺流程11.3夹具概述11.4机床夹具的功能21.5机床夹具的发展趋势21.5.1机床夹具的现状21.5.2现代机床夹具的发展方向3第2章 杠杆的加工工艺规程设计42.1零件的分析42.1.1零件的作用42.1.2零件的工艺分析42.2确定生产类型52.3确定毛坯52.3.1确定毛坯种类52.3.2确定锻件加工余量及形状52.4工艺规程设计52.4.1选择定位基准52.4.2制定工艺路线52.4.3选择加工设备和工艺设备72.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定72.5确定切削用量及基本工时82.5.1工序1:粗精铣10H7的两侧面82.5.3工序3:钻10H7的通孔92.5.4工序5:铰10H7的通孔112.5.5工序6:粗铣10H7的两侧面122.5.6工序7:粗铣28孔的两面132.5.7工序8:精铣22孔的两面142.5.9工序13:钻铰13的孔152.6本章小结16第3章 翻转式钻床夹具的总体设计183.1设计任务183.2翻转式钻床夹具的设计183.3夹具的工作原理与结构设计183.4夹具的使用方法203.5夹具与翻转式钻床的固定203.6翻转式钻床夹具零件的具体设计213.6.1夹具零件的设计213.6.2夹具体的设计213.6.3定位销的设计213.6.4钻模板以及钻套的设计23结 论28参考文献29致 谢30第1章 绪论1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程,加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤,采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装,就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品 或半成品,是每个步骤,每个流程的详细说明,比如,上面说的,粗加工可能包括毛坯制造,打磨等等,精加工可能分为车,钳工,铣床,等等,每个步骤就要有详 细的数据了,比如粗糙度要达到多少,公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况,确定采用的工艺过程,并将有关内容写成工艺文件,这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样,因为实际情况都不一样。 总的来说,工艺流程是纲领,加工工艺是每个步骤的详细参数,工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。1.2机械加工工艺流程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一,它是在具体的生产条件下,把较为合理的工艺过程和操作方法,按照规定的形式书写 成工艺文件,经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领,确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图,对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中,往往要对前面已初步确定的内容进行调整,以提高经济效益。在执行工艺规程过程中,可能会出现前所未料的情况,如生产条件的变化,新技术、新工艺的引进,新材料、先进设备的应用等,都要求及时对工艺规程进行修订和完善。1.3夹具概述夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等,帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。随着科学技术的发展,各种新材料、新工艺和新技术不断涌现,机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现,已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴,可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世,提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展,极大地推动了机械加工工艺的进步,使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事,必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中,其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此,无论在传统制造还是现代制造系统中,夹具都是重要的工艺装备。1.4机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时,其主要功能是使工件定位和夹紧。1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件,使工件在夹具中定位和夹紧。(1)定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。(2)夹紧 工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时,受到各种力的作用,若不将工件固定,则工件会松动、脱落。因此,夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。(1)对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块,它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。(2)导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套,能迅速地确定钻头的位置,并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式,故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具(镗模)也具有导向功能。1.5机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1.5.1机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明,目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代,以适应市场激烈的竞争。然而,一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面,在多品种生产的企业中,约4年就要更新80%左右的专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为15%左右。特别是近年来,数控机床(NC)、加工中心(MC)、成组技术(GT)、柔性制造系统(FMS)等新技术的应用,对机床夹具提出了如下新的要求:1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备周期,降低生产成本。2)能装夹一组具有相似性特征的工件。3)适用于精密加工的高精度机床夹具。4)适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。5)采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置,以进一步提高劳动生产率。6)提高机床夹具的标准化程度。1.5.2现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。精密化随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多,例如用于精密分度的多齿盘,其分度精度可达0.1;用于精密车削的高精度三爪卡盘,其定心精度为5m;精密心轴的同轴度公差可控制在1m内;又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具,工件的圆度公差可达0.20.5m。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有:自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如,在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高5倍左右;在车床上使用的高速三爪自定心卡盘,可保证卡爪在(试验)转速为2800r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件,从而使切削速度大幅度提高。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似,它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式,以适应可变因素的能力。可变因素主要有:工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内,夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上,首先进行夹具元件和部件的通用化,建立类型尺寸系列或变型,以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式,屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入,主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列,为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准:GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。第2章 杠杆的加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目所给的零件是杠杆。它位于变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2零件的工艺分析图1.1 杠杆零件图零件的材料为HT200,铸造性能和切削加工性能优良。以下是杠杆需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:(1) 中心圆孔28,10H7。(2) 两端面与中心孔10H7有0.3的垂直度(4) 孔28与中心孔10H7有80的位置关系。由上面分析可知,可以先加工杠杆中心孔,然后以此作为基准采用专用夹具进行加工,并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度,并且此杠杆零件没有复杂的加工曲面,所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2.2确定生产类型已知此杠杆零件的生产类型为中批量生产,所以初步确定工艺安排为:加工过程划分阶段;工序应当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击大,零件结构复杂,生产类型为大批生产,故选择铸造毛坯。2.3.2确定锻件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册110页表1-4-72.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准,以较大面a面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以加工后的通孔为主要的定位精基准,以下端孔为辅助的定位精基准。2.4.2制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:表2.1工艺路线方案一工序号工序内容工序一钻10H7的底孔9.5工序二铰10H7的通孔,达到图纸尺寸公差工序三粗铣10H7的两端面,使粗糙度达到6.3,工序四精铣10H7的两端面,使粗糙度达到3.2,达到图纸尺寸公差工序五粗铣下端圆孔的两侧面工序六精铣下端圆孔的两侧面,,留0.5mm的磨削余量工序七磨削22半圆孔两凸台端面,达到图纸尺寸公差4.85和粗糙度要求0.8工序八镗孔22,达到图纸尺寸公差工序十一铣13孔端面,使距离10H7中心孔距离为工序十三铰13的孔,垂直于22H7的通孔工序十四钳工打毛刺工序十五检验表2.2工艺路线方案二工序号工序内容工序一钻10H7的底孔9.5工序二铰10H7的通孔,达到图纸尺寸公差工序三粗铣10H7的两端面,使粗糙度达到6.3,工序四精铣10H7的两端面,使粗糙度达到3.2,达到图纸尺寸公差工序五粗铣下端圆孔的两侧面工序六精铣下端圆孔的两侧面,,留0.5mm的磨削余量工序七磨削22孔两凸台端面工序八镗孔22,达到图纸尺寸公差工序十一铣13孔端面 工序十三铰13的孔,垂直于22H7的通孔工序十四钳工打毛刺工序十五检验工艺方案的比较与分析:上述两个工艺方案的特点在于:方案二是加工工序分散,适合流水线生产,缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准,这样使工序非常清晰易提高加工精度,是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中,基准得不到保证,加工出来的精度低,不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多,但是考虑到加工零件的方便性,及加工精度,且还是大批生产,所以采用方案二比较合适。表2.2工艺路线方案二10 铸造20 时效处理30 粗、精铣10H7的两端面40 粗、精铣22的两端面50 钻铰10H7,达到图纸尺寸公差60 镗孔22,达到图纸尺寸公差70 铣13孔端面80 铰13的孔,垂直于22H7的通孔90 去毛刺 100 检验入库2.4.3选择加工设备和工艺设备机床的选择 工序1、2、3、4、8、9、10采用XK7132立式铣床选择夹具该杠杆的生产纲领为中批生产,所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序,采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔10H7,由于精度不高,可采用硬质合金铰刀。选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分表进行检测,对角度尺寸利用专用夹具保证,其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量,现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下:表2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序号工序内容加工余量经济精度表面粗糙度工序余量最小最大1粗铣10H7的两侧面3IT116.3-0.10.12粗铣平下端孔侧面的工艺凸台3IT116.3-0.10.13钻10H7通孔IT106.3-114扩10H7通孔2.0IT103.2-0.050.055铰10H7通孔0.2IT81.6-0.0060.0066粗铣10H7的两侧面粗铣左面3IT106.3-0.10.1粗铣右面7粗铣22孔的两面2IT116.3-0.10.18精铣22孔的两面1IT93.2-0.050.059钻铰13的孔IT136.3-112.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序1:粗精铣10H7的两侧面机床:XK7132立式铣床刀具:两块镶齿套式面铣刀(间距为80),材料:, ,齿数,为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=3mm所以铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.4-73,取铣削速度:参照参考文献3表2.4-81,取机床主轴转速:,按照参考文献3表3.1-74 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2.4-81,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:查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为:1.23min2.5.2工序2:粗精铣下端孔侧面的工艺凸台机床:XK7132刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数粗铣a面铣削深度每齿进给量:根据机械加工工艺手册表2.4-73,取铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4-81,取机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量:根据机械加工工艺手册表2.4-81,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:查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为:1.52min2.5.3工序3:钻10H7的通孔工件材料为45#,硬度200HBS。孔的直径为10mm,公差为H7,表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床。钻头为22mm标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃。确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2,表28-10可查出,查Z535立式钻床说明书,取。 根据参考文献2表28-8,钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力(由机床说明书查出),根据参考文献2,表28-9,允许的进给量。 由于所选进给量远小于及,故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据参考文献2,表28-15,由插入法得 , , 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。根据参考文献2,由表28-3,故查Z535机床说明书,取。实际切削速度为 由参考文献2,表28-5,故 校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即,相应地,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:查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为:1.76min2.5.4工序5:铰10H7的通孔加工机床为Z535立式钻床。铰刀为10mm标准高速铰刀。确定铰孔切削用量确定进给量 根据表28-36,按该表注4,进给量取小植。查Z535说明书,取。确定切削速度及 由表28-39,取。由表28-3,得修正系数 , 故查Z535说明书,取,实际铰孔速度 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:查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为:1.51min该工序的加工机动时间的总和是: 2.5.5工序6:粗铣10H7的两侧面机床:XK7132刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀) 齿数粗铣左面铣削深度每齿进给量:根据机械加工工艺手册表2.4-73,取铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4-81,取机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量:根据机械加工工艺手册表2.4-81,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:查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为:2.03min粗铣右面同样的铣削深度每齿进给量:根据机械加工工艺手册表2.4-73,取铣削速度:参照机械加工工艺手册表2.4-81,取机床主轴转速:,取实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量:根据机械加工工艺手册表2.4-81,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:查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为:1.52min2.5.6工序7:粗铣28孔的两面机床:XK7132立式铣床刀具:两块镶齿套式面铣刀(间距为14),材料:, ,齿数,为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度:每齿进给量:根据参考文献3表2.4-73,取铣削速度:参照参考文献3表2.4-81,取机床主轴转速:,按照参考文献3表3.1-74 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2.4-81,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:查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为:1.57min2.5.7工序8:精铣22孔的两面机床:XK7132立式铣床刀具:两块镶齿套式面铣刀(间距为),材料:, ,齿数Z=10,为细齿铣刀。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2.4-73,取铣削速度:参照参考文献3表2.4-81,取机床主轴转速:,按照参考文献3表3.1-31 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:查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为:1.94min2.5.9工序13:钻铰13的孔机床:Z535立式钻床刀具:7.8直柄短麻花钻 8铰刀确定钻削用量确定进给量 根据参考文献2,表28-10可查出,查Z535立式钻床说明书,取。 根据参考文献2表28-8,钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力(由机床说明书查出),根据参考文献2,表28-9,允许的进给量。 由于所选进给量远小于及,故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据参考文献2,表28-15,由插入法得 , , 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。根据参考文献2,由表28-3,故查Z535机床说明书,取。实际切削速度为 由参考文献2,表28-5,故 校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即,相应地,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:查参考文献1,表2.5-41工步辅助时间为:1.58min2.6本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析,从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料,设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上,将两种方案进行比较,选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时,先选用刀具和机床,再查阅资料找出进给量,由它算出机床所需的转速,翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。29第3章 翻转式钻床夹具的总体设计3.1设计任务本任务主要是设计翻转式钻床杠杆的夹具,对杠杆进行相互垂直两空的加工,要对杠杆进行固定定位,提高加工精度。杠杆专用夹具设计,方便加工以及装卸,提高工作效率。3.2翻转式钻床夹具的设计3.1翻转式钻床夹具总装图3.3夹具的工作原理与结构设计3.3.1定位方案与定位元件:为了满足杠杆的需要,使杠杆左右两端底面定位固定,因不同零件存在一定的误差,应使杠杆被加工两孔轴线与钻模板轴线的重合,所以将钻模板固定,又因零件要求为垂直距离,所以设计右端平面固定,左端设置螺旋辅助支撑2进行左右两端垂直距离的调整定位。使其孔轴线与钻模板轴线重合。(如图2.2所示)3.3.2夹紧机构:防止钻孔时零件晃动,应对杠杆的两端底面以及前后移动进行定位固定,所以在右端设计定位销7、开口垫圈6、夹紧螺母5对零件进行固定;(如图2.2所示)定位销7通过垫圈16和六角螺母15固定于夹具体上。3.3.3其他辅助设备:考虑到零件加工存在误差,所以设计螺旋辅助支撑2可以上下升降,使所有零件都能使左右两端面同时得到固定,为防止误差使加工时上下颠簸,设置锁紧螺母1对螺旋辅助支撑进行锁紧,防止钻孔时辅助支撑受力太大而下降影响加工。设计可调支撑钉11为防止钻孔时零件前后移动,影响加工精度;设计锁紧螺母10,方便了可调支撑钉11的前后移动,提高了定位固定的精度。设计定位体17为了使零件右端底面固定精度更高。(如图2.2所示)夹紧螺母5左底面固定开口垫圈6右底面固定定位体17螺旋辅助支撑2锁紧螺母1定位销7六角螺母15垫圈16锁紧螺母10可调支撑钉113.2定位零件、固定零件和其他辅助零件3.4夹具的使用方法被加工零件放在夹具体上时以右端底面与夹具体接触面重合为基准,将被加工零件右端底面放在平面上,调整螺旋辅助支撑2使零件左右底面同时接触夹具,拧紧锁紧螺母1是螺旋辅助支撑固定;调整可调支撑钉11使被加工零件的垂直孔轴线与钻套轴线重合,拧紧定位销7使零件固定于夹具体上。3.5夹具与翻转式钻床的固定夹具加紧杠杆后,加工的时候将承受向下、向内的力以及钻孔时的旋转力,夹具将会受力而产生直线以及旋转运动,所以夹具固定在钻床上应受到约束,是夹具加紧零件加工时,不因受力而产生位移,影响加工精度,所以对家具的下面以及左面进行固定。3.6翻转式钻床夹具零件的具体设计3.6.1夹具零件的设计为了节省零件的加工时间,减少家具的成本,在同样的情况下采用了国标零件,减少因为专用零件的开发要花费很多时间以及成本,螺母、垫圈、螺钉、锁紧螺母等零件采用国标零件3.6.2夹具体的设计夹具体是整个夹具的结构基础,它与翻转钻床连接,支撑整个夹具,所以夹具体的设计应符合与钻床连接要求也要符合支撑整个夹具体以及加工时承受的力的机械性能要求。1夹具体机构分析设计夹具体体型比较大,为了减轻其重量,方便在钻床上装卸,所以我将夹具体的后面以及下面个减去一个方形空间。为了提高夹具体对零件定位的精度,在夹具体上左右两面各设一个突台,提高定位固定精度。2夹具体的制造夹具体是铸造件,铸造完成后要进行时效处理,满足加工强度要求,要对表面进行去除氧化层处理,保证表面粗糙度,满足定位精度。3夹具体的固定夹具下端固定于钻床上,通过凹槽直接防御钻床上,方便与装卸,并能满足加工时对夹具的约束。3.6.3定位销的设计1定位销的设计定位销的作用是固定被加工零件的右端,时期在被加工时能够固定不动,提高加工精度。定位销应先让自己固定于夹具体上,然后将零件放在夹具体上进行定位固定,因而定位销属于一个细长轴,所以定位销要具有足够的强度和韧性,一面在加工时承受不了冲击力而折断,影响加工。所以定位销的材料选择为20号钢,并进行渗碳处理,渗碳深度为0.81.2mm,达到HRC为5560。2定位销加工时的问题及解决方法定位销的加工:由于细长轴本身刚性差(L/d值愈大,刚性愈差),在车削过程中会出现以下问题:1、工件受切削力、自重和旋转时离心力的作用,会产生弯曲、振动,严重影响其圆柱度和表面粗糙度。2、在切削过程中,工件受热伸长产生弯曲变形,;车削就很难进行,严重时会使工件在顶尖间卡住。因此,车细长轴是一种难度较大的加工工艺。虽然车细长轴的难度较大,但它也有一定的规律性,主要抓住中心架和跟刀架的使用、解决工件热变形伸长以及合理选择车刀几何形状等三个关键技术,问题就迎刃而解了。细长轴的加工比较困难,在加工时可能会产生热变形,对加工时的固定也是很困难,下面将介绍加工时的方法:一:在车削细长轴时,可使用中心架来增加工件刚性。一般车削细长轴使用中心架的方法有:1、中心架直接支承在工件中间 当工件可以分段车削时,中心架支承在工件中间,这样支承,L/d值减少了一半,细长轴车削时的刚性可增加好几倍。在工件装上中心架之前,必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽,表面粗糙度及圆柱度误差要小,否则会影响工件的精度。车削时,中心架的支承爪与工件接触处应经常加润滑油。为了使支承爪与工件保持良好的接触,也可以在中心架支承爪与工件之间加一层砂布或研磨剂,进行研磨抱合。2、用过渡套筒支承车细长轴用上述方法车削支承承中心架的沟槽是比较困难的。为了解决这个问题,可加用过渡套筒的处表面接触,过渡套筒的两端各装有四个螺钉,用这些螺钉夹住毛坯工件,并调整套筒外圆的轴线与主轴旋转轴线相重合,即可车削。二:使用跟刀架支承车细长轴跟刀架固定在床鞍上,一般有两个支承爪,跟刀架可以跟随车刀移动,抵消径向切削时可以增加工件的刚度,减少变形。从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。从跟刀架的设计原理来看,只需两只支承爪就可以了因车刀给工件的切削抗力Fr,使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。但是实际使用时,工件本身有一个向下重力,以及工件不可避免的弯曲,因此,当车削时,工件往往因离心力瞬时离开支承爪、接触支承爪而产生振动。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住,使工件上下、左右都不能移动,车削时稳定,不易产生振动。因此车细找轴时一个非常关键的问题是要应用三个爪跟刀架。三:减少工件的热变形主要可采取以下措施:1、使用弹性回转顶尖 用弹性回转顶尖加工细长轴,可有较地补偿工件的热变形伸长,工件不易弯曲,车削可顺利进行。2、加注充分的切削液 车削细长轴时,不论是低速切削还是高速切削,为了减少工件的温升而引起热变形,必须加注切液充分冷却。使用切削液还可以防止跟刀架支承爪拉毛工件,提高刀具的使用寿命和工件的加工质量。3、刀具保持锐利 以减少车刀与工件的摩擦发热。四:合理选择车刀几何形状车削细长轴时,由于工件刚性差,车刀的几何形状对工件的振动有明显的影响。选择时主要考虑以下几点:1、由于细长轴刚生差,为减少细长轴弯曲,要求径向切削力越小越好,而刀具的主偏角是影响径向切削力的主要因素,在不影响刀具强度情况下,应尽量增大车刀主偏角。车刀的主偏角取kr=8093。2、为减少切削烟力和切削热,应该选择较大的前角,取r0=1530。3、车刀前面应该磨有R11.53的断屑槽,使切削顺利卷曲折断。4、选择正刃倾角,取入=3使切削屑流向待加工表面,并使卷屑效果良好。5、切削刃表面粗糙度要求在Ra0.4以下,并要经常保持锋利。6、为了减少径向切削力,应选择较小的刀尖圆弧半径(re0.3mm)。倒棱的宽度也应选得较小,取倒棱宽br1=0.5f。五:车削细长轴的车刀1、刀片材料为YT15硬质合金。2、切削用量:粗车时,切削速度vc=5060m/min;进给量f=0.30.4mm/r;切削深度ap=1.52mm。精车时,切削速度vc=60100m/min;进给量 f=0.080.12mm/r ;切削深度ap=0.51mm.。3、采用乳化液作切削液。4、适用范围:适用于车削光杠、丝杆等细长轴。3.6.4钻模板以及钻套的设计1钻模板的设计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。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。1.翻转。装卸工件时,将钻模板往上翻;加工时将钻模板往下翻,并用菱形夹紧螺钉。2.固紧。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。钻模板上安装钻套的底孔与定位元件间的位置精度直接影响工件孔的位置精度,因此至关重要。在上述各钻模板结构中,以固定式钻模板钻套底孔的位置精度最高,而以悬挂式钻模板钻套底孔的位置精度为最低。杠杆的夹具属于专用夹具,进行小批量生产,考虑到夹具的加工成本,所以选择固定式钻模板。为了减少成本又可以进行装卸,我将通过螺钉将它与夹具体固定(如图4.1所示)。固定钻模板与夹具体,我选择国标零件圆锥销14(6X30)和螺钉9(M8X25)。在保证钻模板有足够刚度的前提下,要尽量减轻其重量。在生产中,钻模板的厚度往往按钻套的高度来确定,一般在1030mm之间。如果钻套较长,可将钻模板局部加厚。此外,钻模板一般不宜承受夹紧力。因为钻模板13的钻套在顶部,所以将钻模板13的厚度设计为21mm。因为钻模板4的钻套位于靠右端,所以讲钻模板4厚度定位17mm。钻模板13钻模板材料的选择:钻模板在满足刚性要求的情况下减轻其重量,所以对材料的选择进行了对比。45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做45号钢管模板,梢子,导柱等。45号钢广泛的应用于机械制造行业,二它的机械性能要求完全满足钻模板的要求,所以选择45号钢作为钻模板的材料。螺钉9圆锥销14夹具体8钻模板4圆锥销14螺钉9夹具体8图4.1钻模板与夹具体的固定2钻套的设计钻套结构形式的选择:钻套的作用是确定钻头,铰刀等刀具的轴线位置,防止刀具在加工过程中发生偏斜。根据使用二点,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 在成批生产、大量生产中,为便于更换钻套,采用可换钻套3)快换钻套 在工件的一次装夹中,若顺序进行钻孔、扩孔、铰孔或攻丝等多个工步加工,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。4)专用钻套 在一些特殊场合,可以根据具体要求自行设计钻套跟据钻套的选择原则,杠杆的加工属于小批量生产,所以选择固定钻套。又因为右端垂直孔孔径大,钻模板薄,应采用有肩钻套(如图4.2所示) 无肩钻套3左端钻垂直孔的钻模板4右端钻垂直孔的钻模板13有肩钻套12钻套的选择:由于钻套属于国标规定零件,按照杠杆钻孔的大小要求,选择国标内的钻套:无肩钻套3(10G7)和右肩钻套12(B13F7X32)。3钻模板与夹具的连接固定钻模板支撑钻套,对钻套进行定位固定,所以在加工时钻模板将承受力而产生运动,影响加工,所以应对其进行固定。因为螺钉固定会有空隙产生误差,影响加工精度,所以在应用螺钉的固定的基础上,再加上圆锥销进行定位固定,是钻模板与夹具体紧密结合,以免加工时螺钉松动产生误差,影响加工。结 论传统的产品开发过程通常是在产品制造出来以后再对产品的外观功能及装配性能进行分析,从而暴露出产品造型、性能、工艺、装配可行性等方面存在的问题。根据存在的各种缺陷,需要对产品设计进行反复的修改,造成浪费,设计周期长。CATIA设计是在计算机的环境中进行零件的设计、装配及装配体结构合理性判断,并进行平面图纸的生成和数控仿真。在本课题的研究中,涉及了CAD/CAM技术的发展,翻转式钻床夹具零件的设计、装配及装配体平面构造,零件在制造工程师中数控仿真的内容参考文献 2陈定方. 虚拟设计. 机械工业出版,2002年3曹岩. 快速原型虚拟逼真设计. 化学工业出版社,2006年4班纳吉. 虚拟制造. 清华大学出版社,2005年5蔡志钢,李长春. CAXA实体设计2007应用与实例教程. 中国电力出版社,2005年6彭志强 胡建生 张力. CAXA实体设计实用案例教程. 化学工业出版社,2002年7吴疆. 多媒体课件设计与制作. 人民邮电出版社,2003年8王喜仓,卢子真,于利民等.计算机绘图教程。中国水力水电出版社,2004年9 Smith Bud E,Middlebrook Mark.Autocad.Lt 2000 for Dummies(Pap). John Wiley & Sons Inc,199910 David Byrnes , Mark Middlebrook .AutoCAD 2007 For Dummies. John Wiley & Sons Inc,2008致 谢在学院学习期间,得到许多人的支持与帮助,值此论文即将完成之际,谨向所有关心我学业的老师、同学和朋友表示感谢!衷心感踢谭舒老师在论文完成期间给予的热情关心和悉心指导.谭舒老师严谨的教学态度和谦逊的性格,务实高效的工作作风使我受益匪浅。在这里,谨向我的指导导师致以衷心的感谢!感谢贾晓东同学,正是有他的软件指导才能使毕业设计得以完成。同时还要向其他帮助支持我的同学们表示深深的谢意!另外,我还要感谢学院工程机械系曾经教育过我的各位老师,感谢他们的不倦教诲,让我在四年的本科课程的学习中不仅学习了知识,也学习到了他们身上所具有的勤奋刻苦、努力钻研的精神。
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