万向节滑动叉的车Ф62右端面夹具设计及加工工艺规程装备含4张CAD图-独家.zip
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万向节滑动叉的加工工艺规程及车削62右端面夹具设计摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。滑动叉加工工艺规程及其车削62右端面的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、引导元件等。通过绘图软件完成夹具装配图及夹具体零件图的绘制。关键词:夹具设计、滑动叉、加工工艺、车削、62右端面AbstractThis design involves mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance fit and measurement and other aspects of knowledge.The machining procedure of sliding fork and the fixture design for turning the right end face of 62 are composed of three parts: the process design, the process design and the special fixture design. In the process design, we must first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, then design the process route of the parts. The special fixture is designed, and each component of the fixture is selected, such as positioning element, clamping element and guiding element. Complete the fixture assembly drawing and the drawing of specific parts drawing by drawing software.Key words: fixture design, sliding fork, machining process, turning, 62 right end faceI目 录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1 本课题研究的背景11.2 夹具的发展史1第二章 滑动叉零件的分析32.1 零件的作用32.2 零件的分析32.2.1零件的工艺分析32.2.2零件结构分析42.2.3零件的技术要求分析42.2.4零件的组成表面42.2.5零件的技术要求52.2.6零件的形位公差5第三章 滑动叉工艺规程的设计63.1 零件生产类型的确定63.2 确定零件的材料及制造方式63.3 选择加工的定位基准73.4 加工工艺路线的选择、比较与确定73.4.1加工工艺路线方案一83.4.2加工工艺路线方案二83.4.3加工工艺路线的比较与确定83.5 加工设备、加工刀具及量具的选用93.6 各工序工步加工余量的计算103.7 确定切削用量及基本工时11第四章 专用夹具设计224.1 专用夹具的组成224.2 专用夹具设计的目的224.3 定位方案及定位零件的选择234.4 夹紧方案和夹紧零件的确定244.5 夹具体的确定244.6 切削力的计算254.7 夹紧力的计算254.8 定位误差的分析26结论27致谢28参考文献29II第一章 绪论1.1 本课题研究的背景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。滑动叉的加工工艺规程及车削62右端面的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、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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。1.2 夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中,大致经历了三个阶段:第一阶段,夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置,发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机,汽车工业的不断发展,夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性,各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善,夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段,夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天,各类高效率,自动化夹具在高效,高精度及适应性方面,已有了相当大的提高。随着电子技术,数控技术的发展,现代夹具的自动化和高适应性,已经使夹具与机床逐渐融为一体,使得中,小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段,这一阶段,夹具的主要特点是高精度,高适应性。可以预见,夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。29第二章 滑动叉零件的分析2.1 零件的作用滑动叉位于传动轴的端部。主要作用一是传递扭矩,使汽车获得前进的动力;二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时,由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个39的孔,用以安装滚针轴承并与十字轴相连,起万向联轴节的作用。零件65mm外圆内为花键孔与传动轴端部的花键轴相配合,用于传递动力之用。具体结构详见下图2-1所示:图2-1 滑动叉零件图2.2 零件的分析2.2.1零件的工艺分析在制订零件的机械加工工艺规程时,首先要对照产品装配图分析零件图,熟悉该产品的用途、性能及工作条件,明确零件在产品中的位置、作用及相关零件的位置关系;了解并研究各项技术条件制定的依据,找出其主要技术要求和技术关键,以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。然后着重对零件进行结构分析和技术要求的分析。2.2.2零件结构分析零件的结构分析主要包括以下三方面:1、零件表面的组成和基本类型尽管组成零件的结构多种多样,但从形体上加以分析,都是由一些基本表面和特形表面组成的。在零件结构分析时,根据机械零件不同表面的组合形成零件结构上的特点,就可选择与其相适应的加工方法和加工路线,例如外圆表面通常由车削或磨削加工;内孔表面则通过钻、扩、铰、镗和磨削等加工方法获得。2、主要表面与次要表面区分根据零件各加工表面要求的不同,可以将零件的加工表面划分为主要加工表面和次要加工表面;这样,就能在工艺路线拟定时,做到主次分开以保证主要表面的加工精度。3、零件的结构工艺性所谓零件的结构工艺性是指零件在满足使用要求的前提下,制造该零件的可行性和经济性。功能相同的零件,其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好,是指在现有工艺条件下,既能方便制造又有较低的制造成本。2.2.3零件的技术要求分析零件图样上的技术要求,既要满足设计要求,又要便于加工,而且齐全和合理。其技术要求包括下列几个方面:1、加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量;2、各加工表面之间的相互位置精度;3、工件的热处理和其它要求,如动平衡、镀铬处理、去磁等。2.2.4零件的组成表面1、尺寸118所在上下两端面;尺寸82所在上下两端面;2、R30、R9组成的表面,尺寸45所在右端面;3、65、62外圆所在圆柱表面及端面;4、渐开线花键槽所在表面及端面;5、4-M8-6H、M8-6H螺纹孔所在表面;6、39圆柱孔所在表面及端面;7、尺寸角度为7的斜面。2.2.5零件的技术要求1、尺寸118所在上下两端面,其表面粗糙度公差为3.2um;2、39圆柱孔所在表面,其表面粗糙度公差为3.2um;3、尺寸45所在右端面,其表面粗糙度公差为50um;4、62外圆所在圆柱表面,其表面粗糙度公差为0.8um;5、62外圆所在右端面,其表面粗糙度公差为0.8um;6、渐开线花键槽齿面,其表面粗糙度公差为1.6um;2.2.6零件的形位公差1、39圆柱孔所在轴线相对于“62外圆所在轴线”的位置度公差为0.2;相对于“39圆柱孔所在轴线”的同轴度公差为0.01;2、4-M8-6H螺纹孔所在轴线,相对于“39圆柱孔所在轴线” 位置度公差为0.3;3、尺寸118所在下端面相对于“62外圆所在轴线”的对称度公差为0.15,相对于“39圆柱孔所在轴线”的垂直度公差为0.1。第三章 滑动叉工艺规程的设计3.1 零件生产类型的确定零件生产纲领N可按下式计算:通过上面的分析,结合任务书、确定零件滑动叉的生产类型是大批量生产(年生产量为50000件)。要求产品合格率达到96%或以上。3.2 确定零件的材料及制造方式滑动叉的材料选用45钢,属于优等碳素结构钢,经调质处理后有良好的综合机械性能和加工工艺性能,零件材料的选择主要是考虑到满足使用要求,同时兼顾材料的工艺性和经济性,45钢满足以上要求,所以选用45钢。具体的毛坯图详见下图3-1:图3-1 滑动叉毛坯图3.3 选择加工的定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。1、粗基准的选择原则为保证工件某重要表面余量均匀,应选重要表面为粗基准。应尽量选光滑平整,无飞边,浇口,冒口或其他缺陷的表面为粗基准,以便定位准确,夹紧可靠。2、精基准的选择原则“基准重合”原则尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起定位误差。“基准统一”原则尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。“自为基准“原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。“互为基准“原则当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。根据上述定位基准的选择原则,分析本零件,根据零件图,本零件是一个形状不复杂的零件。粗基准的选择:本零件将选择65右端面作为粗基准;精基准的选择:本零件将选择零件的62外圆作为精基准。3.4 加工工艺路线的选择、比较与确定制定工艺路线的出发点,应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。由于生产类型为大批生产,可以考虑采用通用机床配以专用工夹具,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。根据零件的结构形状和技术要求,现初步制定两种工艺路线方案:3.4.1加工工艺路线方案一工序1:车削62外圆及右端面;工序2:铣削45右端面;工序3:铣削118上下两端面;工序4:钻削39圆柱孔;工序5:钻削4-M8-6H螺纹孔;工序6:钻削M8-6H螺纹孔;工序7:拉削渐开线花键槽;工序8:磨削62外圆;工序9:倒角。3.4.2加工工艺路线方案二工序1:铣削45右端面;工序2:铣削118上下两端面;工序3:钻削39圆柱孔;工序4:钻削4-M8-6H螺纹孔;工序5:钻削M8-6H螺纹孔;工序6:车削62外圆及右端面;工序7:拉削渐开线花键槽;工序8:磨削62外圆;工序9:倒角。3.4.3加工工艺路线的比较与确定方案一其加工顺序是车削、铣削、钻削、拉削、磨削。这样做的好处是:在进行钻削之前现对62外圆及其右端面进行了加工,确保孔的位置度、同轴度以及垂直度公差,适合大批量生产。方案二其加工顺序是铣削、钻削、车削、拉削、磨削。这样做的好处是:在进行后续、车削、拉削、磨削之前,现对端面和孔进行了加工,为后面夹具的定位提供了很高的精度,但孔的位置度、同轴度以及垂直度公差却不能够得到很好的保证。通过上面对2种加工方案的分析和比较,权衡利弊,决定选择方案一作为本次加工滑动叉的工艺路线。3.5 加工设备、加工刀具及量具的选用滑动叉是设计专用夹具的主要的零件,它的零件的材料是45钢。需要完成车削、铣削、钻削、拉削和磨削加工。下面对其加工设备、加工刀具及量具进行选择,具体如下:工序1:车削62外圆及右端面;选用的是CA6140卧式车床,零件装夹在专用夹具上,加工的刀具为合金车刀,测量的工具为游标卡尺。工序2:铣削45右端面;选用的是XK6132卧式铣床,零件装夹在专用夹具上,加工的刀具为端面铣刀,测量的工具为游标卡尺。工序3:铣削118上下两端面;选用的是XK6132卧式铣床,零件装夹在专用夹具上,加工的刀具为端面铣刀,测量的工具为游标卡尺。工序4:钻削39圆柱孔;选用的是Z3040摇臂钻床,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为麻花钻、扩孔钻、铰孔钻,测量的工具为游标卡尺。工序5:钻削4-M8-6H螺纹孔;选用的是Z3040摇臂钻床,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为麻花钻、丝锥钻,测量的工具为游标卡尺,螺纹量规。工序6:钻削M8-6H螺纹孔;选用的是Z3040摇臂钻床,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为麻花钻、丝锥钻,测量的工具为游标卡尺,螺纹量规。工序7:拉削渐开线花键槽;选用的是L6110卧式拉床,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为拉刀,测量的工具为棒料。工序8:磨削62外圆;选用的是M1420外圆磨床,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为砂轮,测量的工具为千分尺。工序9:倒角。3.6 各工序工步加工余量的计算工序1:车削62外圆及右端面;工步1:粗车62外圆及右端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1.5mm。工步2:半精车62外圆及右端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1mm。工步3:精车62外圆及右端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为0.5mm。工序2:铣削45右端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为3mm。工序3:铣削118上下两端面;工步1:粗铣118上下两端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1.5mm。工步2:半精铣118上下两端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1mm。工步3:精铣118上下两端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为0.5mm。工序4:钻削39圆柱孔;工步1:钻削39圆柱孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为2.5mm。工步2:扩削39圆柱孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为0.4mm。工步3:铰削39圆柱孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为0.1mm。工序5:钻削4-M8-6H螺纹孔;工步1:钻削4-M8-6H螺纹孔底孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为2.5mm。工步2:攻4-M8-6H螺纹孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1.5mm。工序6:钻削M8-6H螺纹孔;工步1:钻削M8-6H螺纹孔底孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为2.5mm。工步2:攻M8-6H螺纹孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1.5mm。工序7:拉削渐开线花键槽;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1mm。工序8:磨削62外圆;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为0.01mm。工序9:倒角。3.7 确定切削用量及基本工时工序1:车削62外圆及右端面;工步1:粗车62外圆及右端面;(1)背吃刀量的确定,决定取1.5mm。(2)进给量f的确定,取0.2mm/r。(3)切削速度V的确定,取25m/min;取n=150,实际切削速度29.2m/min.(4)基本时间 式中:l=90,f=0.2,n=150则(5)辅助时间 式中:=6,f=0.2,n=150则工步2:半精车62外圆及右端面;(1)背吃刀量的确定,决定取1mm。(2)进给量f的确定,取0.25mm/r。(3)切削速度V的确定,取35m/min;取n=180,实际切削速度35m/min.(4)基本时间 式中:l=90,f=0.25,n=180则(5)辅助时间 式中:=6,f=0.2,n=150则工步3:精车62外圆及右端面;(1)背吃刀量的确定,决定取0.5mm。(2)进给量f的确定,取0.35mm/r。(3)切削速度V的确定,取45m/min;取n=280,实际切削速度54.5m/min.(4)基本时间 式中:l=90,f=0.35,n=180则(5)辅助时间 式中:=6,f=0.2,n=150则工序2:铣削45右端面;(1)切削深度3mm;(2)通过查询相关手册,取f=0.2mm/r。(3)明确切削的速度工件材料为45钢,查询手册,取=80m/min。算一下主轴转动速度,查询资料知n=300r/min,得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=60,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序3:铣削118上下两端面;工步1:粗铣118上下两端面;(1)切削深度1.5mm;(2)通过查询相关手册,取f=0.2mm/r。(3)明确切削的速度工件材料为45钢,查询手册,取=80m/min。算一下主轴转动速度,查询资料知n=300r/min,得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=68,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步2:半精铣118上下两端面;(1)切削深度1mm;(2)通过查询相关手册,取f=0.25mm/r。(3)明确切削的速度工件材料为45钢,查询手册,取=90m/min。算一下主轴转动速度,查询资料知n=375r/min,得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=68,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步3:精铣118上下两端面;(1)切削深度0.5mm;(2)通过查询相关手册,取f=0.3mm/r。(3)明确切削的速度工件材料为45钢,查询手册,取=100m/min。算一下主轴转动速度,查询资料知n=375r/min,得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=68,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序4:钻削39圆柱孔;工步1:钻削39圆柱孔;(1)采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=118,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步2:扩削39圆柱孔;(1)采用的扩孔钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=118,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步3:铰削39圆柱孔;(1)采用的铰孔钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=118,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序5:钻削4-M8-6H螺纹孔;工步1:钻削4-M8-6H螺纹孔;(1)采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=18,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步2:攻4-M8-6H螺纹孔;(1)采用的丝锥钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=15,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序6:钻削M8-6H螺纹孔;工步1:钻削M8-6H螺纹孔底孔;(1)采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=11,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步2:攻M8-6H螺纹孔;(1)采用的丝锥钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=11,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序7:拉削渐开线花键槽;(1)切削深度1mm;(2)通过查询相关手册,取f=0.2mm/r。(3)明确切削的速度工件材料为45钢,查询手册,取=100m/min。算一下主轴转动速度,查询资料知n=600r/min,得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=140,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序8:磨削62外圆;(1)加工机床的选择选择磨床的型号为M1420外圆磨床。(2)加工零件磨具的确定采用砂轮,其型号为平型砂轮。(3)磨削深度的确定磨削的深度将其定位0.01mm;(4)切削速度的确定通过一般资料的查看,在这里确定砂轮的切削速度为=27.5m/min按照的计算可知,主轴的转动速度,查主轴转速表,取,计算实际切削速度,。5、进给量的确定通过相关资料的查阅,本工序的进给量将其确定为0.1mm/r。6、基本时间的确定机加工时间计算公式:主轴转速n=950r/min;进给量;磨削长度L=90mm。7、辅助时间的确定辅助时间计算公式:主轴转速n=950r/min;进给量;=7mm。工序9:倒角。第四章 专用夹具设计4.1 专用夹具的组成1、定位装置这种装置包括定位元件及其组合,其作用是确定工件在夹具中的位置,即通过它使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确的位置,如支撑钉、支撑板、V形块、定位销等。2、夹紧装置它的作用是将工件压紧夹牢,保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受重力、惯性力以及切削力等外力作用而产生位移,同时防止或减小振动。它通常是一种机构,包括夹紧元件,增力及传动装置以及动力装置等。3、对刀引导装置它的作用是确定夹具相对于刀具的位置,或引导刀具进行加工,如对刀块、钻套、镗套等。4、其他元件及装置如定向件、操作件以及根据夹具特殊功用需要设置的一些装置,如分度装置、工件顶出装置、上下料装置等。5、夹具体用于连接夹具各元件及装置,使其成为一个整体的基础件,并与机床有关部位连接,以确定夹具相对于机床的位置。4.2 专用夹具设计的目的在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷、热工艺过程中,使用着大量的夹具。所谓夹具就是一切用来固定加工对象,使之占有正确位置,接受施工或者检测的装置。在机械制造中采用大量的夹具,机床夹具就是夹具中的一种。它装在机床上,使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置,并能承受切削力的作用。机床夹具的作用主要有以下几个方面:较容易、较稳定地保证加工精度,因为用夹具装夹工件时,工件相对机床(刀具)的位置由夹具来保证,基本不受工人技术水平的影响,因而能较容易、较稳定地保证工件的加工精度;提高劳动生产率,因为采用夹具后,工件不需要划线找正,装夹也方便迅速,显著地减少了辅助时间,提高了劳动生产率;扩大机床的使用范围,因为使用专用夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用范围,例如,在在车床或摇臂转床上安装镗模夹具后,就可以对箱体孔系进行镗削加工;改善劳动条件、保证生产安全,因为使用专用机床夹具可以减轻工人的劳动强度、改善劳动条件,降低对工人操作技术水平的要求,保证安全。4.3 定位方案及定位零件的选择在夹具设计中,定位方案不合理,工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。根据工序图给出的定位元件方案,按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中,工件的批量越大,定位元件的磨损越快,选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性,方便机床夹具的维修和维护。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准,均应符合六点定位原理。本次夹具设计主要加工62端面,利用V型定位块和65外圆进行定位,这样能够限制零件4个方向自由度;考虑到零件可能在定位过程中产生位移,在118下端面处利用2个六角螺母和双头螺栓对工件进行辅助支承。利用33内孔(39内孔的毛坯尺寸)进行定位。内孔内插入圆柱销,限制2个方向自由度。本次定位方案采用的零件有夹具体、V型定位块和圆柱销。见下图4.1夹具装配图。图4.1 夹具装配图4.4 夹紧方案和夹紧零件的确定在V型定位块的上方利用方头螺栓,V型夹紧块对工件进行夹紧,在夹具的左端利用方头螺栓、夹紧盘对工件进行辅助夹紧。夹具上V型定位块的定位方案是对角线方向上2个内六角螺栓对其进行夹紧。滑动叉夹紧零件有V型夹紧块、方头螺栓、夹紧盘。V型定位块的夹紧零件是2个内六角螺栓。4.5 夹具体的确定本次设计的夹具体要和车床相连,因此,其外部形状应该设计成圆形,其制造形式采用铸造,材料采用HT200。见下图4.2夹具体零件图:图4.2 夹具体零件图4.6 切削力的计算刀具:45端面车刀由实际加工的经验可知,车削时的主要切削力为车刀的切削方向,即垂直于工作台,查切削手册,切削力计算公式为:其中:,与加工材料有关,取0.94;与刀具刃形状有关,取1.33;与刀具钝标准有关,取1.0,则:4.7 夹紧力的计算。其中:为基本安全系数,取1.5;为加工性质系数,取1.1;为刀具钝化系数,取1.1;为继续切削系数,取1.1;为夹紧力稳定系数,取1.3;为手动夹紧手柄位置系数,取1.0。所以=2.6实际夹紧力应为:。其中及为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数,(见机床夹具设计手册)所以取螺栓预紧力。选M16粗牙螺纹方头螺栓,材料为45#钢。则,小于45#钢的许用拉应力,故可M16粗牙螺纹方头螺栓。4.8 定位误差的分析本夹具的主要误差是来源于装夹过程中的同轴度误差和定位产生的误差。夹具体的右端采用80轴和机床三爪卡盘相连,并且该轴的加工精度要求较高。因此,其同轴度误差能够得到保证。定位误差主要有圆柱销和V型块产生。1、圆柱销产生的误差式中:查手册取0.009mm;-采用基孔制其偏差为0;-查手册取0.008mm;=2、V型块产生的误差本工序采用固定V型块进行定位,工件始终靠合V型块的两斜面,并且2斜面的对称度、尺寸公差要求较高。故能满足定位要求。结论这次设计使我收益不小,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设计。本次设计从零件的毛坯生产到最终成品,中间经过了很多机械加工工序。完成了零件图、毛坯图、夹具装配图、夹具体图的绘制。对加工工艺路线完成了从选择、分析到确定,完成了在每道工序切削用量和工时的计算。在本次设计中已无大的问题,基本达到了要求。只是在夹具的设计中没有能提出多中方案进行分析比较,有所不足。致谢在这里我要特别感谢我的指导老师。他为人随和热情,治学严谨细心。在闲聊中他总是能像知心朋友一样鼓励我,在说明书的写作和措辞等方面他也总会以“专业标准”严格要求我,从选题、定题开始,一直到最后说明书的反复修改、润色,指导老师老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导,帮助我开拓研究思路,精心点拨、热忱鼓励。正是指导老师的无私帮助与热忱鼓励,我的课程设计说明书才能够得以顺利完成,谢谢。在此祝愿全天下所有老师身体健康,全家幸福!参考文献1 候洪生主编,董国耀主审.机械工程图学.北京:科学出版社,20012 肖继德,陈宁平主编.机床夹具设计.北京:机械工业出版社,19973 孙已德主编.机床夹具图册.北京:机械工业出版社,19834 李名望主编.机床夹具设计实例教程.北京:化学工业出版社,2009.85 李家宝主编.夹具设计.北京:中国工业出版社,1961.56 傅成昌,傅晓燕主编.公差与配合问答.北京:机械工业出版社,2007.17 虞自奋主编.AutoCAD2008高级案例解析.北京:中国电力出版社,2008.58 毛昕、张秀丽、黄英、肖平阳主编.画法几何及机械制图(第三版).高等教育出版社,2004.79 曹岩主编.机床夹具手册与三维图库.北京:化学工业出版社,2010.310 东北重型机械学院、洛阳农业机械学院、长春汽车厂工人大学编.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社,1979.711 胡凤兰主编.互换性与技术测量.高等教育出版社,2005.212 周开勤主编.机械零件手册(第五版).高等教育出版社,200113 孙志礼、冷兴聚、魏延刚、曾海泉主编.机械设计.东北大学出版社,2000年;XX机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 1 页工序号:1工序名称:车削62外圆及右端面冷却液:乳化液设备名称及型号:CA6140卧式车床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1粗车62外圆及右端面专用夹具合金车刀游标卡尺29.21.515030.22半精车62外圆及右端面专用夹具合金车刀游标卡尺3511802.50.133精车62外圆及右端面专用夹具合金车刀游标卡尺54.50.52801.070.06XX机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 2 页工序号:2工序名称:铣削45右端面冷却液:乳化液设备名称及型号:XK6132卧式铣床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1铣削45右端面专用夹具端面铣刀游标卡尺75.4330010.1XX机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 3 页工序号:3工序名称:铣削118上下两端面冷却液:乳化液设备名称及型号:XK6132卧式铣床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1粗铣118上下两端面专用夹具端面铣刀游标卡尺75.41.53001.130.12半精铣118上下两端面专用夹具端面铣刀游标卡尺94.213750.730.063精铣118上下两端面专用夹具端面铣刀游标卡尺94.20.53750.60.05XX机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 4 页工序号:4工序名称:钻削39圆柱孔冷却液:乳化液设备名称及型号:Z3040摇臂钻床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1钻削39圆柱孔专用夹具麻花钻游标卡尺282.52355.020.262扩削39圆柱孔专用夹具扩孔钻游标卡尺28.60.42355.020.263铰削39圆柱孔专用夹具铰孔钻游标卡尺36.70.13003.930.2XX机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 5 页工序号:5工序名称:钻削4-M8-6H螺纹孔冷却液:乳化液设备名称及型号:Z3040摇臂钻床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1钻削4-M8-6H螺纹孔底孔专用夹具麻花钻游标卡尺8.22.55250.340.112攻4-M8-6H螺纹孔专用夹具丝锥钻螺纹量规10.61.54230.350.14XX机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 6 页工序号:6工序名称:钻削M8-6H螺纹孔冷却液:乳化液设备名称及型号:Z3040摇臂钻床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1钻削M8-6H螺纹孔底孔专用夹具麻花钻游标卡尺8.22.55250.210.112攻M8-6H螺纹孔专用夹具丝锥钻螺纹量规10.61.54230.260.14XX机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 7 页工序号:7工序名称:拉削渐开线花键槽冷却液:乳化液设备名称及型号:L6110卧式拉床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1拉削渐开线花键槽专用夹具拉刀检测棒料94.216001.170.05XX机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 8 页工序号:8工序名称:磨削62外圆冷却液:乳化液设备名称及型号:M1420外圆磨床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1磨削62外圆专用夹具砂轮千分尺29.80.019500.470.04XX机械加工工艺过程卡第 1 页零 件 号:共 1 页零件名称:滑动叉零件材料:45毛坯种类:铸造毛坯硬度:HBS170-241毛坯质量(kg):零件质量(kg):每台数量:1工序号工序名称设备工时定额备注1车62外圆及右端面;CA6140卧式车床6.962铣45右端面XK6132卧式铣床1.13铣118上下两端面XK6132卧式铣床2.674钻39圆柱孔Z3040摇臂钻床14.695钻4-M8-6H螺纹孔Z3040摇臂钻床0.946钻M8-6H螺纹孔Z3040摇臂钻床0.727拉削渐开线花键槽L6110卧式拉床0.228磨削62外圆M1420外圆磨床0.519倒角
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