固定座子加工工艺及钻孔和铣槽夹具设计【2套夹具、含CAD图纸、说明书】
镇 江 高 专ZHENJIANG COLLEGE毕 业 设 计 (论 文)固定座子加工工艺及钻孔和铣槽夹具设计Fixed Housing Processing Technology and Fixture Design系 名: (四号宋体) 专业班级: (四号宋体) 学生姓名: (四号宋体) 学 号: (四号宋体) 指导教师姓名: (四号宋体) 指导教师职称: (四号宋体) 年 月摘要II摘要本文是在固定座子的图样分析后进行固定座子的机械加工工艺路线的设计,同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。固定座子的主要加工内容是表面、孔和槽。其加工路线长,加工时间多,加工成本高,零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求,遵循先面后孔的原则,并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以底面作为粗基准,以底面与工艺孔作为精基准,确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。在零件的夹具设计中,主要是根据零件加工工序要求,分析应限的自由度数,进而根据零件的表面特征选定定位元件,再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件,最后就是确定专用夹具的结构形式。关键词:固定座子;加工工艺;工序;专用夹具AbstractIIIAbstractIn this paper, the design of the mechanical processing route of the fixed element is analyzed after the pattern of the fixed element, and the fixture is designed according to the requirement of the machining process.The main contents of the fixed elements are the surface, the hole and the groove. Its processing route is long, the processing time is many, the processing cost is high, the processing precision of the parts is also high. In accordance with the requirements of machining process, follow the principle of the first surface after the hole, and the hole and the plane is clearly divided into rough machining and finishing stages to ensure the accuracy of processing. The datum is chosen to be the base of the bottom, and the bottom surface and the craft hole as the fine standard. The processing route and the processing parameters are determined.In parts of fixture design, mainly is according to the requirements of machining process, analysis should limit the number of degrees of freedom, and according to parts of the surface characteristics of the selected element positioning, and then analyze the selected location element can limit should be limited degrees of freedom. After determining the positioning element also need to choose clamping elements, and finally is to determine the structure of the special fixture.Keywords: fixed element; processing technology; working procedure; special fixture目录IV目录摘要 IIAbstract III1 绪论 11.1 本课题的研究内容和意义 11.2 国内外的发展概况 21.3 本课题应达到的要求 3第 2 章 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 固定座子零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 52.2.1 孔和平面的加工顺序 52.2.2 孔系加工方案选择 52.3 固定座子零件加工定位基准的选择 52.3.1 粗基准的选择 52.3.2 精基准的选择 62.4 固定座子零件加工主要工序安排 62.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 82.6 确定切削用量及基本工时(机动时间) 8第 3 章 铣槽夹具设计 143.1 设计要求 143.2 夹具设计 143.2.1 定位基准的选择 143.2.2 切削力及夹紧力的计算 143.3 定位误差的分析 173.4 确定夹具体结构尺寸和总体结构 183.5 夹具设计及操作的简要说明 18第 4 章 钻孔夹具设计 194.1 设计要求 194.2 夹具设计 194.2.1 定位基准的选择 19目录V4.2.2 切削力及夹紧力的计算 194.3 误差分析与计算 204.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用 204.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构 224.6 夹具设计及操作的简要说明 22总 结 24参考文献 25致 谢 26第 1 章 绪论1第 1 章 绪论1.1 本课题的研究内容和意义工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固,是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应,进行机床调整,专用工艺装备的设计与制造,编制生产作业计划,调配劳动力,以及进行生产成本核算等。机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划,并能做到各工序科学地衔接,使生产均衡、顺利,实现优质、高产和低消耗。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片,是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片,是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中,以机械加工工艺过程卡片指导生产,过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的,用于直接指导工人进行生产,多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。在机械行业中,如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题,一直是从事于机械行业人员研究的问题,其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题,高效的夹具是工件高精度的保证,如何让夹具更高效、更经济,这是行业人急需要解决的。随着社会的发展,科技的不断提高,各种高科技技术逐渐渗透到各个行业,如何利用这些高科技为人类服务,如何充分利用这些高科技在机械行业中,这还需要机械行业人员不断的努力,开拓创新。随着科学技术的发展,和社会市场需要,夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符镇江市高等专科学校毕业设计(论文)2合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位 。机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。通过这次毕业设计,对自己所学的理论知识进行一次综合运用,也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中,充分挖掘自己分析问题,解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨,认真的态度,为以后参加工作打下一个良好的基础。1.2 国内外的发展概况工装的全称是工艺装备,工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备,是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分,大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置,即工装的主要作用有:固定,定位,防止变形。夹具属于工装,工装包含夹具,属于从属关系。不仅仅是焊装用,在机加工方面也有用,许多时候,需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品,因为工装夹具是专门为某些产品特定的,要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说,就是用于工件装夹的工具。夹具从产生到现在,大约可以分为三个阶段:第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,是加工过程加速和趋于完善;第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到,夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系,所以对夹具引起了重视;第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备。由于现代加工的高速发展,对传统的夹具提出了较高要求,如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求,就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩,按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算,为了减小夹具的具体尺寸,就需要增大夹具的定位区间,增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力,以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度,提高工件装夹第 1 章 绪论3效率,还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计,以期以最短的夹紧行程,达到最佳的夹紧效果。1.3 本课题应达到的要求通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合,对固定座子的基本结构及作用有个大致的了解,在此基础上,经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后,分析固定座子的加工工艺,确定固定座子各加工表面的加工方法,进而形成固定座子的机械加工工艺路线。并能根据固定座子的加工工序要求,分析固定座子的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据,结合机械机构设计的相关理论知识,完成工件的有效定位及夹紧,从而使整个固定座子的加工工艺路线经济,工件定位方案合理,来达到产品的最优化设计。镇江市高等专科学校毕业设计(论文)4第 2 章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用本课题研究的零件是固定座子名称。主要作用是起到固定的作用,把其他零件固定到这块零件上面。图 2.1 固定座子零件图2.1.2 零件的工艺分析由固定座子零件图知。固定座子零件是一个板类零件,它的外表面有 9 处需要进行加工。主要是孔的表面。进一步加工是位于在每个表面上一系列的孔。因此,它可以分为加工表面 9 组。之间相互特定尺寸位置关系。它分析如下:(1)粗铣、半精铣底面,这组加工平面含:端面的铣削加工;所要表面粗糙度 。mRa3.6(2)粗铣、半精铣上端面,这组加工平面含:端面的铣削加工;所要表面粗糙度 。.(3)钻扩铰 32 的孔;所要表面粗糙度 。mRa6.1(4)钻 2-M10mm 底孔;所要表面粗糙度 。3第 2 章 加工工艺规程设计5(5)铣槽;所要表面粗糙度 。mRa3.62.2 固定座子零件加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该固定座子零件的主要加工表面是平面及孔系。一般确保平面的加工精度相比保证孔系的加工精度更容易掌握。因此,对于固定座子零件,过程中的主要问题是要确保的大小和位置的孔精度,加工孔与平面的关系。由于大生产批量。如何满足提高生产力也是加工的主要考虑因素。2.2.1 孔和平面的加工顺序固定座子零件的加工工艺应遵循精细加工分离的原则,明确界定的粗加工和精加工阶段以保证孔的精度。固定座子零件加工后首先要确定基准平面应遵循原则,先确定基准平面定位加工其他部分,然后加工孔。加工要确定基准遵循性质的原则。这是因为大面积的平面定位确保可靠定位夹紧牢固,因此很容易确保孔精度。其次,铸件的加工可以表面。创造条件,提高孔精度的非常方便的刀具和调整,还可以保护刀具。2.2.2 孔系加工方案选择固定座子零件孔系加工方案,应选择满足所要的孔加工精度的加工方法及设备。除了从加工精度和效率的考虑,也考虑考虑的经济因素。在精度和生产效率的条件下,必须选择最低的机床。在大规模生产,所要求加工零件通常用于钻床的加工方法。夹具设计与制造按照所加工的零件孔加工的所要。当钻杆通过钻套的引导进行钻孔时候,直接以确保准确性的主要孔钻模的精度。钻模可以增加刚度和抗冲击性。它可以因此工艺由几个孔在同一时间加工。所以生产效率是非常高的。镇江市高等专科学校毕业设计(论文)62.3 固定座子零件加工定位基准的选择2.3.1 粗基准的选择选择粗基准满足下列要求是肯定的:(1) 为了确保统一加工出来所有主要孔;(2) 保证装入固定座子孔与边缘有一定的空隙。为了满足这些所要求,你必须选择主要孔作为一个重要的基准。进行部分的孔作为一个粗略的基准。此外前部和后部的表面上最近的孔作为一个重要的基准,以限制这一专题的四个自由度,然后第二个主轴承孔位置限制第五自由度。作为粗基准,因为它基于孔加工精度找出参考平面。因此,后来支持精密加工主要支承孔,孔加工预留要统一。因为孔的位置是该零件重点关注的事。因此,孔的预留均匀也间接地保证相对于的孔位置。2.3.2 精基准的选择从固定座子零件孔和缝隙、 孔和平面之间的平面和平面的位置。应选择精确的基础,以确保一样的基准定位。固定座子零件部分分析、 顶平面与主要的支承孔相平行,占地较大,适合使用精确的基础。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所加工的零件的四个自由度,如果使用典型的两孔定位,你基本上可以满足使用共同的参考位置所要的整个过程。在前部和后部的表面,甚至如果它是一种载体部件的安装基础,而是因为对主要承重垂直孔部分。如果它们被用作基准加工孔,定位、 夹紧和夹具的设计有一些困难。2.4 固定座子零件加工主要工序安排大批量生产的零件,总是被确定的第一个统一的基准。基准是操作工艺比较一致的基础部分。特别安排,那里有粗、 精加工孔在几张。其他过程是两个定位孔。由于顶部完成直到完成工件部分工艺时,除了个别的过程,要用作基准。在顶端的孔因此应同时阅读过程中的两个孔。后续行动安排应遵循粗、 细了,面对孔原则。粗糙的表面和粗糙孔。螺纹底部孔轴的组合钻井机械钻削,切削力,也应该在早期阶段。承运人的部分,必须完成支持孔在正面和背面的加工。按照上述原则,应该是首先确定加工基准,第 1 加工基准往往是平面,加工孔,但在实际生产中的这种安排是不容易第 2 章 加工工艺规程设计7安全直角这孔和端面。因此,使用的实际过程是很容易获得的端面跳动公差指定在图纸上。螺纹的孔加工,由于规模较小的力,可以分散在粗加工和精加工阶段。结束后进行的清洗所加工的零件。清洗是 0.4%-1.1%苏打-和 0.25-0.5%的亚硝酸钠水溶液。清洁用压缩空气清洗后吹。确保内部的杂质、 废铁、 毛刺、沙子和其他残留物是小于 。mg20按上述所说,确定如下固定座子零件加工工艺步骤:工艺步骤一:10 开料 开料毛坯20 时效 时效30 铣 粗铣底面40 铣 粗铣上端面50 铣 半精铣底面60 铣 半精铣上端面70 钻 钻扩铰 32 的孔80 钻 钻 2-M10mm 底孔,然后攻丝 M10 孔90 铣 铣槽100 去毛刺 清洗去毛刺110 验收 验收120 入库 入库工艺步骤二:10 开料 开料毛坯20 时效 时效30 铣 粗铣底面40 铣 粗铣上端面50 铣 半精铣底面60 铣 半精铣上端面70 钻 钻扩铰 32 的孔80 钻 钻 2-M10mm 底孔,然后攻丝 M10 孔90 铣 铣槽100 去毛刺 清洗去毛刺110 验收 验收120 入库 入库镇江市高等专科学校毕业设计(论文)8与上述方案加工似乎合理,但通过仔细考虑零件的技术所要和可能的工艺方法,你会发现仍然有一个问题,另附机械加工工艺过程综合卡片。经充分考虑后,综合选择方案 1:10 开料 开料毛坯20 时效 时效30 铣 粗铣底面40 铣 粗铣上端面50 铣 半精铣底面60 铣 半精铣上端面70 钻 钻扩铰 32 的孔80 钻 钻 2-M10mm 底孔,然后攻丝 M10 孔90 铣 铣槽100 去毛刺 清洗去毛刺110 验收 验收120 入库 入库2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定固定座子零件的毛坯形式是铸造毛坯,材质采取 HT200。硬度 HB 170241,生产类型系为大批量。1、面的加工预留尺寸。面加工可分成粗铣和精铣二步加工法。按照工序所要,每一工步预留如下:粗铣:找出参考书本【机械加工工艺手册-NO.1 卷】找到表号为 3.2.23 的表格。它的预留值从表格可以看出要求在 ,在本设计中我选择m4.372。表 3.2.27 粗铣平面时厚度偏差取 。m0.3 80精铣:找出参考书本【机械加工工艺手册】找到表号为 2.3.59 的表格,其预留值从表格可以看出要求是 。5.12、孔毛坯为实心,不冲孔。3、端面加工预留。按照工艺所要,前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序预留如下:粗铣:找出参考书本【机械加工工艺手册-NO.1 卷】找到表号为 3.2.23 的表格,加工预留从表格可以看出要求在 ,在本设计中我选择 。m5.372m0.3第 2 章 加工工艺规程设计9半精铣:找出参考书本【机械加工工艺手册-NO.1 卷】,加工预留值取为。m5.2精铣:找出参考书本【机械加工工艺手册】,加工预留取为 。m5.02.6 确定切削用量及基本工时(机动时间)工序 30:粗铣底面机床:铣床 X52K刀具:按要求选用面铣刀,硬质合金端铣刀 齿数mdw101014Z铣削深度 :pam2每齿进给量 :按照【机械加工工艺手册】找到表号为 2.4.73 的表格,选f择 Zf/25.0铣削速度 :找出参考书本【机械加工工艺手册】找到表号为 2.4.81 的表V格,选择 s/4机床主轴转速 : ,取nmin/36104.310rdV in/360r实际铣削速度 : sn/9.40进给量 :fVZaff 67/25.工作台每分进给量 :m in/2.0.1msVf :按照【机械加工工艺手册 】找到表号为 2.4.81 的表格,a a240被切削层长度 :从毛坯尺寸中得到l l34刀具切入长度 :1 aD)1(5.02刀具切出长度 :选择2ll2走刀次数为 1机动时间 :1jt min5.02.743121mjfl工序 40:粗铣上端面机床:铣床 X52K刀具:按要求选用面铣刀,硬质合金端铣刀 齿数dw101014Z铣削深度 :pam2镇江市高等专科学校毕业设计(论文)10每齿进给量 :按照【机械加工工艺手册】找到表号为 2.4.73 的表格,选fa择 Zmaf/25.0铣削速度 :找出参考书本【机械加工工艺手册】找到表号为 2.4.81 的表V格,选择 s/4机床主轴转速 : ,取nmin/36104.310rdV in/360r实际铣削速度 : sn/9.40进给量 :fVZaff 67/25.工作台每分进给量 :m in/2.0.1msVf :按照【机械加工工艺手册 】找到表号为 2.4.81 的表格,a a240被切削层长度 :从毛坯尺寸中得到l l34刀具切入长度 :1 aD)1(5.02刀具切出长度 :选择2ll2走刀次数为 1机动时间 :jt min5.02.743121mjfl工序 50:半精铣底面机床:铣床 X52K刀具:按要求选用面铣刀,硬质合金端铣刀 齿数dw101014Z铣削深度 :pam1每齿进给量 :按照【机械加工工艺手册】找到表号为 2.4.73 的表格,选f择 Zf/15.0铣削速度 :找出参考书本【机械加工工艺手册】找到表号为 2.4.81 的表V格,取 s/6机床主轴转速 : ,选择nmin/28104.3610rdVmi/30rn实际铣削速度 : sn/.6.10进给量 :fVZaff 510/345.工作台每分进给量 : m min/3.sVf第 2 章 加工工艺规程设计11被切削层长度 :从毛坯尺寸中得到l ml341刀具切入长度 :精铣时1Dl01刀具切出长度 :选择2l2走刀次数为 1机动时间 :2jt in18.63024121mjfl本工序机动时间i7.8.5021jjjt工序 60:半精铣上端面机床:铣床 X52K刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),刀具型号材料选 ,15YT,齿数 ,是精齿铣刀。10Dm5Z因其单边预留:Z=1mm所以铣削深度 : =1mmpa2.m每齿进给量 :从第三本文献的表号中 2.473 可找出,选择f:从第三本文献的表号中 2.481 可找出,选择铣削速度0.15/faZ28Vms每齿进给量 :从第三本文献的表号中 2.473 可找出,选择fa从第三本文献的表号中 2.481 可找出,选择铣削速度af/1.0247s机床主轴转速 :n102.4761.97/min3Vrd从第三本文献的表号中 3.174 可找出,选择 45/inr实际铣削速度 :v.140752.9/06ns进给量 : fV.81/ffaZm工作台每分进给量 : m./47.5infVs:从第三本文献的表号中 2.481 可找出, 选择a a60切削工时被切削层长度 :由毛坯尺寸可知 , l 14l8l刀具切入长度 :120.5()(3lDa镇江市高等专科学校毕业设计(论文)1220.5(106)(132m刀具切出长度 :选择2lml走刀次数为 1机动时间 : jt1240.36in7.5jmlf机动时间 :1jt1268.19i.jlf所以该工序总机动时间 10njjtt工序 70:钻扩铰 32 的孔机床:立式钻床 Z525刀具:从第三本文献的表号中 4.39 可找出选高速钢锥柄麻花钻头。进给量 :从第三本文献查到表号中 2.438 可找出,选择 。f rmf/3.0切削速度 :从第三本文献查到表号中 2.441 可找出,选择 。V .48/Vs机床主轴转速 :n,100.486539./min312vrd从第三本文献查到表 3.131,取 0n所以实际切削速度 :v.126.5/ds切削工时 被切削层长度 :l42m刀具切入长度 :117()205.96rDlctgkctgm刀具切出长度 : 选择2l4l3走刀次数为 1机动时间 : jt630.25in.jLfn工序 80:钻 2-M10mm 底孔,然后攻丝 M10 孔凭据【机械加工工艺手册】NO.2 卷。钻孔工序时的刀具选择直柄短麻花钻(GB1436-85),钻床选 Z525 摇臂机床。按照【机械加工工艺手册】NO.2 卷书中找出表号为 10.4-2 的表格,找出钻孔进给量 0.200.35 。rm第 2 章 加工工艺规程设计13则选择 rmf30.按照【机械加工工艺手册】NO.2 卷书本中表号为 10.4-9 的表格来定量切削速度切削速度计算公式为 in0kfaTdcvvyxpmzv经查,参数是 ,刀具耐用度125.0,.,25.,1.8mcvvvvT=35 min则 = =1.60.250.125.733in所以 = =72n6.48ir选取 mir所以,实际切削速度是 =2.64102.3vmin确定切削时间(一个孔) =ts0.8工序 90:铣槽机床:铣床 X52K刀具:按要求选用立面铣刀,硬质合金端铣刀 齿数mdw101014Z铣削深度 :pam3每齿进给量 :按照【机械加工工艺手册】找到表号为 2.4.73 的表格,选f择 Zf/15.0铣削速度 :找出参考书本【机械加工工艺手册】找到表号为 2.4.81 的表V格,取 s/6机床主轴转速 : ,选择nmin/28104.3610rdVmi/30rn实际铣削速度 : sn/.6.10进给量 :fVZaff 510/345.工作台每分进给量 : m min/3.sVf被切削层长度 :从毛坯尺寸中得到l l刀具切入长度 :精铣时1Dl401镇江市高等专科学校毕业设计(论文)14刀具切出长度 :选择2lml2走刀次数为 1机动时间 :2jt min18.63024121mjfl本工序机动时间i7.8.5021jjjt第 3 章 铣槽夹具设计15第 3 章 铣槽夹具设计3.1 设计要求为了提高劳动生产,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。下面即为铣槽的专用夹具,本夹具将用于 X52K 铣床。本夹具无严格的技术要求,因此,应主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,精度不是主要考虑的问题。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工,决定材料使用高速钢,用于对进行加工,准备采用手动夹紧。由零件图可知:在对槽进行加工前,底平面进行了粗、精铣加工,进行了粗、精加工。因此,定位、夹紧方案有:方案:选底平面、和侧面定位夹紧方式用操作简单,通用性较强的移动压板来夹紧。方案:选一面两销定位方式,2 面用挡销,夹紧方式用操作简单,通用性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面二种方案:方案中的定位是不正确的,挡销的位置是固定,且定位与夹紧应分开,因夹紧会破坏定位。通过比较分析只有方案满足要求,孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差,选择外圆和侧面支撑钉来定位,从而保证其尺寸公差要求。为了使定位误差达到要求的范围之内,这种定位在结构上简单易操作。3.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具:立铣刀 10(硬质合金) 刀具有关几何参数: 01501顶 刃 0n侧 刃 601530rK2.5Lm2Z.8/famzmap.2由参考文献55 表 129 可得铣削切削力的计算公式:0.8.10.pzFafDBzn镇江市高等专科学校毕业设计(论文)16有: 0.90.81.1.0.12352524836.2()F N根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值,即:FKW安全系数 K 可按下式计算:6543210式中: 为各种因素的安全系数,查参考文献5121 可知其公6式参数:13456.,.0,.,3KK由此可得: 1.2.10.31.056所以 845()WFN由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上,这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算理论上确定夹紧力的大小,必须知道加工过程中,工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等,然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上,夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且,切削力的大小在加工过程中是变化的,因此,夹紧力的计算是个很复杂的问题,只能进行粗略的估算。估算的方法:一是找出对夹紧最不利的瞬时状态,估算此状态下所需的夹紧力;二是只考虑主要因素在力系中的影响,略去次要因素在力系中的影响。第 3 章 铣槽夹具设计17估算的步骤:a.建立理论夹紧力 FJ 理与主要最大切削力 FP 的静平衡方程:FJ 理= (FP)。b.实际需要的夹紧力 FJ 需,应考虑安全系数,FJ 需=KFJ 理。c.校核夹紧机构的夹紧力 FJ 是否满足条件:FJFJ 需。夹具的夹紧装置和定位装置1 2夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过,其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下,还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧,才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置,以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下,不发生移动和震动,确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的,正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力,使之变为夹紧力,并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式,利用螺旋杆直接夹紧元件,或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋,实际上相当于把契绕在圆柱体上,因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋,使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点:(1)结构简单;(2)扩力比大;(3)自琐性能好;(4)行程不受限制;(5)夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置,在此套夹具中,中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧,通过螺栓夹紧移动压板。镇江市高等专科学校毕业设计(论文)18达到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转,通过螺栓夹紧移动压板,实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板,通过精确的圆弧定位,实现定心。此套移动压板制作简单,便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动,以达到压紧的目的。压紧的同时,实现工件的定心,使其定位基准的对称中心在规定位置上。查参考文献51226 可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算:螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有: )(210 tgtQLWz式中参数由参考文献5可查得:6.2.76zr90105229其中: 3()Lm)(8N螺旋夹紧力: 04.该夹具采用螺旋夹紧机构, 由上述计算易得: KW由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。3.3 定位误差的分析为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。 gwj与机床夹具有关的加工误差 ,一般可用下式表示:jMjjWDAZWj 由参考文献5可得:定位误差 : 11minDd22min. DdJWarctgL其中:,10.52Dm20D,d.3d, 1in2in4 夹紧误差 : cos)(minaxyj其中接触变形位移值:第 3 章 铣槽夹具设计191()(9.62nHBZyRaZkNcl查5表 1215 有 。 10.4,0,.42,0.7zKCcos8jym 磨损造成的加工误差: 通常不超过Mj5. 夹具相对刀具位置误差: 取AD.误差总和: 0.853jw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。3.4 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求(1) 应该有相应的精度和尺寸稳定性重要的曲面,在夹具,如安装定位器,安装该刀具或指南元件表面的表面,以及细节的安装基础,应该有适当的大小和形状精度,二者之间的正确位置。夹具大小保持稳定,铸造夹具体到时效工艺,焊接和锻造机组冷却。(2) 应具有足够的强度和刚度为了确保在过程中没有夹紧力、 切削力、 变形和不允许的振动等外力的作用,在底面夹具的厚度应该有充足的刚性不足可适当添加加强筋。(3) 它应具有良好的结构和可用性夹具尺寸较大和复杂的结构之间的相互作用表面和较高的位置精度应因此特别注意其结构应工艺零件加工过程中,夹具和易于维护。在刚度和强度的前提下,应尽量减轻重量、 降低音量,简单。(4) 应该很容易排除切屑在加工过程中会根据芯片继续积累着浇口,如果不消除、 热积累可能损坏切割夹具精度、 拉削芯片元件绕组位置,它也会破坏的准确性或安全事件。因此,工艺芯片不会在很多情况下可以提高定位元件工作表面和固定到增加的芯片空间之间的距离: 需要削减更多在过程中,通常在应设置长笛夹具。(5) 在这台机器必须安装在一个稳定和可靠安装在机床夹具是通过夹具必须安装相应的接触表面在机器上或在有机结合,实现和基础上。夹具安装上表机床、 夹具的重力低至可能,支持地区应足够大,安装时基地应具备较高的精度,以确保稳定和安全的部署。夹具底部是一般中空、 大钳环或起吊孔。确定夹具结构和尺寸,然后绘制家具的总体布局。画出夹具装配绘图。镇江市高等专科学校毕业设计(论文)203.5 夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产,主要考虑提高劳动生产率。因此设计时,需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计,用移动夹紧的大平面定位三个自由度,定位两个自由度,用定位块定位最后一个转动自由度。第 4 章 钻孔夹具设计21第 4 章 钻孔夹具设计4.1 设计要求要提高劳动生产率,降低了质量保证流程,工人劳动强度,需要设计专用夹具。以上是装置中,此单元用于钻床 Z525。当工件在顺序进行加工,以确保处理中,首先在支撑且相对于加工工件不修改的正确位置和外力的过程中的影响下这个位置。因此在进行修改之前,第一夹紧良好的工作。4.2 夹具设计4.2.1 定位基准的选择鉴于处理效率和处理方便,使所使用的高速钢的材料,被用于处理,准备确定完善确定手动夹紧。4.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具:钻头 D=8(M10 螺纹底孔)。则轴向力:详情参考相关手册表格 28.4F=C d f k 3.1F0zFy式子里: C =420, Z =1.0, y =0.8, f=0.35FFk =(07.1)92()103.nHBF=420 1.0.835723(N转矩T=C d f kT0ZTy式子里: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TTT=0.206 2.0.83517.34()M功率 P =mKWdV260950在计算切削力时,安全系数是重要因素,其公式见下:K=K K K K1234镇江市高等专科学校毕业设计(论文)22式子里 K 基本安全系数,1.5;1K 加工性质系数, 1.1;2K 刀具钝化系数, 1.1;3K 断续切削系数, 1.14则 F =KF=1.5/ )(42391.1. N钻削时 T=17.34 N M切向方向所受力: F =1LT267053.取 .fF =4416f )(.41F F1所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。4.3 误差分析与计算(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支撑钉配合。1 夹紧误差 : cos)(minaxyj其中接触变形位移值:mSNHBKRkZaZy 014.8.9(1cos0.3j 磨损造成的加工误差: 通常不超过Mj5. 夹具相对刀具位置误差: 取AD.误差总和: .9605jwm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。4.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用流程只是钻孔切割能够满足加工要求。因此,互换钻套(下结构)的选择,以减少额外的时间来更换钻套。第 4 章 钻孔夹具设计23尺寸表钻模板择定固定式钻模板,四个沉头螺钉以及二个锥销定位在夹具体上。镇江市高等专科学校毕业设计(论文)244.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构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。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。4.6 夹具设计及操作的简要说明如前所述,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。本道工序为钻床夹具选择了压紧螺钉夹
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