K530-搖桿加工工藝及鉆Ф20孔夾具設(shè)計(jì)【類似撥桿】【中心距60高度40】【含CAD圖紙+PDF圖紙+文檔】
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4 鉆孔專用夾具設(shè)計(jì)4.1問題的指出由于生產(chǎn)類型為成批,大批生產(chǎn),要考慮生產(chǎn)效率,降低勞動強(qiáng)度,保證加工質(zhì)量,故需設(shè)計(jì)專用夾具。由于對加工精度要求不是很高,所以在本道工序加工時,主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強(qiáng)度。本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)是針對鉆20孔,它將用于Z525鉆床。4.2定位基準(zhǔn)的選擇該工序要求中心線與端面(有位置要求,因此可以得出該孔在兩個側(cè)面的正中心上,并且還要求其孔為通孔,由于端面經(jīng)過精銑,精度比較高,因而工序基準(zhǔn)為端面A,為了便于加工,選取適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn),保證其加工要求。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求,在保證較高的生產(chǎn)效率的前提下,還應(yīng)考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。加工過程中夾具的操作應(yīng)方便,定位夾緊穩(wěn)定可靠,并且夾具體應(yīng)具有較好的剛性。據(jù)夾具手冊知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合,在同一工件的各道工序中,應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理,否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求,從保證零件的加工精度要求出發(fā),合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求,也沒有較高的平行度和對稱度要求,所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率,降低勞動強(qiáng)度,提高加工精度。圓臺外圓及兩端面都已加工好,為了使定位誤差減小,選擇已加工好的端面作為定位精基準(zhǔn),來設(shè)計(jì)本道工序的夾具,以已加工好的端面作為定位夾具。4.3夾具方案的設(shè)計(jì)如圖所示,為了加工通孔,必須使其完全定位。因此初步的設(shè)計(jì)方案如下,方案:首先必須明確其加工時應(yīng)如圖所示,這樣水平放置,便于鉆床加工。那么要使其完全定位,可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位,這樣既簡單又方便。如上圖所示,一底面限制的自由度有3個,一個固定V型塊限制兩個自由度,一個滑動V型塊限制限制一個自由度,為使定位可靠,加工穩(wěn)定,我所設(shè)計(jì)的定位方案,總共限制了工件的全部6個自由度,屬于完全定位。在該定位方案中,一個支撐面頂住,限制了z軸的移動,z軸的旋轉(zhuǎn),y軸的旋轉(zhuǎn)三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動,x軸的移動,一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉(zhuǎn),這樣6個自由度全部被限制根據(jù)上面敘述選擇方案。4.4.切削力和夾緊力計(jì)算(1)刀具:刀具用高速鋼刀具鉆頭機(jī)床: Z525機(jī)床切削力公式: 式中 D=20 查表得: 其中:,即:實(shí)際所需夾緊力:由參考文獻(xiàn)5表得: 有:安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有:式中:為各種因素的安全系數(shù),見參考文獻(xiàn)5表 可得: 所以 4.5夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘: 公稱直徑d=20mm,材料鋁合金鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限: 極限應(yīng)力幅:許用應(yīng)力幅:螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=2.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠, 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力4.6定位誤差分析(1)定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。 (2) 工件的工序基準(zhǔn)為孔心,當(dāng)工件孔徑為最大,定位銷的孔徑為最小時,孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工,所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同,則其定位誤差為: Td=Dmax-Dmin 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示: 由參考文獻(xiàn)5可得: 兩V型塊定位誤差 : 其中:, 且:L=100mm ,得: 夾緊誤差 : 其中接觸變形位移值: 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差:通常不超過 夾具相對刀具位置誤差:取誤差總和:從以上的分析可見,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套(其結(jié)構(gòu)如下圖所示)以減少更換鉆套的輔助時間。.尺寸表dDD1Ht基本尺寸極限偏差F7基本尺寸極限偏差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鋁合金222635+0.033+0.017392630424625鋁合金563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.0205930566742486266485070740.040鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板,用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體:夾具的定位、引導(dǎo)、夾緊裝置裝在夾具體上,使其成為一體,并能正確的安裝在機(jī)床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接,而且在零件的加工過程中,夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動,因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上,切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊,因此設(shè)計(jì)夾具體時,必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外,夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等,在設(shè)計(jì)時也應(yīng)加以考慮。夾具體設(shè)計(jì)的基本要求(1)應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面,如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面,應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?,它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定,鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理,焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。(2)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動,夾具體應(yīng)有足夠的壁厚,剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。(3)應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且各表面間的相互位置精度要求高,因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性,應(yīng)做到裝卸工件方便,夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下,應(yīng)盡量能減輕重量,縮小體積,力求簡單。(4)應(yīng)便于排除切屑在機(jī)械加工過程中,切屑會不斷地積聚在夾具體周圍,如不及時排除,切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度,切屑的拋甩可能纏繞定位元件,也會破壞定位精度,甚至發(fā)生安全事故。因此,對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況,可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間:對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況,一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。(5)在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺上安裝時,夾具的重心應(yīng)盡量低,支承面積應(yīng)足夠大,安裝基面應(yīng)有較高的配合精度,保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空,大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。工件裝夾方案確定以后,根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī)床工作臺的尺寸,確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸,然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。本章小結(jié):如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時,應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂娪嗔啃。邢髁π?,所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)???結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的,通過這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì),使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng),使我們更好的利用圖書館的資料,更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了很多,也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會,它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小,為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時,數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊,由于經(jīng)驗(yàn)不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題,不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見,在我遇到難題時給我指明了方向,最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績的取得,與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此,我衷心感謝我的指導(dǎo)老師,特別是每次都放下他的休息時間,耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題,她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成,他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜,他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外,他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。參 考 文 獻(xiàn)1 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué),機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1980。2 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社,1995。3 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)出版社,1991。4 李洪。機(jī)械加工工藝手冊。北京出版社,1996。5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會。金屬切削手冊。上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2544。6 黃如林,劉新佳,汪群。切削加工簡明實(shí)用手冊?;瘜W(xué)工業(yè)出版社,2544。7 余光國,馬俊,張興發(fā),機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M,重慶:重慶大學(xué)出版社,1995。8 周永強(qiáng),高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)M,北京:中國建材工業(yè)出版社,2542。9劉文劍,曹天河,趙維,夾具工程師手冊M,哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1987。10 王光斗,王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊。上海科學(xué)技術(shù)出版社,2542。11 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1984。 12 李慶壽,機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊M,銀州:寧夏人民出版社,1991。13 廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術(shù)測量M,中國計(jì)量出版社,2540:9-19。14 王光斗,王春福,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊M,上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2540。15 樂兌謙,金屬切削刀具,機(jī)械工業(yè)出版社,2545:4-17
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