變速叉第一速及倒車工藝及工序45 銑35兩端面夾具設(shè)計(jì)參考素材
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課程設(shè)計(jì)說明書題 目 變速叉第一速及倒車加工工藝及夾具設(shè)計(jì)專 業(yè) 學(xué)生姓名 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 二 年 月 日目 錄第1章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)41.1 零件的分析41.1.1 零件的作用41.1.2 零件的工藝分析41.2 變速叉第一速及倒車加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施51.2.1 孔和平面的加工順序51.2.2 孔系加工方案選擇51.3 變速叉第一速及倒車加工定位基準(zhǔn)的選擇61.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇61.3.2 精基準(zhǔn)的選擇61.4 變速叉第一速及倒車加工主要工序安排71.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定91.6 毛坯種類的選擇101.7 選擇加工設(shè)備和工藝裝備111.7.1 機(jī)床選用111.7.2 選擇刀具111.7.3 選擇量具111.8 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定111.9確定切削用量及基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間)13第2章 工序30 粗銑圓弧底面夾具設(shè)計(jì)162.1研究原始質(zhì)料162.2定位基準(zhǔn)的選擇162.3 切削力及夾緊分析計(jì)算172.4 誤差分析與計(jì)算182.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用192.5.1定位銷選用192.5.2 定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì)192.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明21總 結(jié)23致 謝24參 考 文 獻(xiàn)25第1章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用題目給出的零件是變速叉第一速及倒車。變速叉第一速及倒車的主要作用是保證各安裝孔之間的中心距及平行度,并保證部件正確安裝。因此變速叉第一速及倒車零件的加工質(zhì)量,不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度,而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。圖1.1 零件圖1.1.2 零件的工藝分析由變速叉第一速及倒車零件圖可知。變速叉第一速及倒車零件,它的外表面上有平面需要進(jìn)行加工。82.2mm系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?,F(xiàn)分析如下: 1.以19mm孔為中心的加工表面.這組加工表面包括:19mm孔及其倒角, 19mm孔兩個(gè)端面,還有孔下端M10的螺紋孔.2.以82.2孔為中心的加工表面.這組加工表面包括: 82.2孔mm的孔及其倒角, 82.2孔的孔的側(cè)面,距M10螺紋孔中心線11.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置要求,主要是:82.2孔孔與其外端面垂直度公差為0.1mm.1.2 變速叉第一速及倒車加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該變速叉第一速及倒車零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說,保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此,對于變速叉第一速及倒車來說,加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度,處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。1.2.1 孔和平面的加工順序變速叉第一速及倒車類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則:即先加工變速叉第一速及倒車上的基準(zhǔn)平面,以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速叉第一速及倒車的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大,用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固,因而容易保證孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件,便于對刀及調(diào)整,也有利于保護(hù)刀具。變速叉第一速及倒車零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則,將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。1.2.2 孔系加工方案選擇變速叉第一速及倒車孔系加工方案,應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外,也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下,應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。根據(jù)變速叉第一速及倒車零件圖所示的變速叉第一速及倒車的精度要求和生產(chǎn)率要求,當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。(1)用鏜模法鏜孔在大批量生產(chǎn)中,變速叉第一速及倒車孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí),鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。采用鏜??梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此,可以用幾把刀同時(shí)加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高,且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。(2)用坐標(biāo)法鏜孔在現(xiàn)代生產(chǎn)中,不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高,而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高,生產(chǎn)周期長,不大能適應(yīng)這種要求,而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外,在采用鏜模法鏜孔時(shí),鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。用坐標(biāo)法鏜孔,需要將變速叉第一速及倒車孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差,然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。1.3 變速叉第一速及倒車加工定位基準(zhǔn)的選擇1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:(1)保證各重要支承孔的加工余量均勻;(2)保證裝入變速叉第一速及倒車的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求,應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以變速叉第一速及倒車的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距端面平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度,再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此,以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí),孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此,孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置?,F(xiàn)選取19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩個(gè)V形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以消除自由度.1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇從保證變速叉第一速及倒車孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證變速叉第一速及倒車在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從變速叉第一速及倒車零件圖分析可知,它的端面平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大,適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度,如果使用典型的一面兩孔定位方法,則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面,雖然它是變速叉第一速及倒車的裝配基準(zhǔn),但因?yàn)樗c變速叉第一速及倒車的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系,在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難,所以不予采用。精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,此處不再重復(fù).1.4 變速叉第一速及倒車加工主要工序安排對于大批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。變速叉第一速及倒車加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工端面平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于端面平面加工完成后一直到變速叉第一速及倒車加工完成為止,除了個(gè)別工序外,都要用作定位基準(zhǔn)。因此,端面面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺紋底孔在鉆床上鉆出,因切削力較大,也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于變速叉第一速及倒車,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系,但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此,實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面,這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲,由于切削力較小,可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。加工工序完成以后,將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%1.1%蘇打及0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。根據(jù)以上分析過程,現(xiàn)將變速叉第一速及倒車加工工藝路線確定如下:工藝路線一: 工 序 號工 名序 稱 工 序 內(nèi) 容10毛坯采用20#鋼模鍛造毛坯外形,正火處理15探傷超聲波探傷毛坯,檢驗(yàn)合格后進(jìn)入加工工序20銑以毛坯外表面為粗基準(zhǔn),粗銑、半精銑尺寸35兩端面25銑以毛坯外表面為粗基準(zhǔn),粗銑、半精銑圓弧端面30鉆以圓弧端面為精基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔19mm35銑以19mm軸線定位基準(zhǔn),粗銑圓弧底面40銑槽以19mm軸線定位基準(zhǔn),粗銑寬度為19mm的溝槽45鉆以19mm軸線定位基準(zhǔn),鉆擴(kuò)螺紋孔M10X150中間檢驗(yàn)對加工后的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)及尺寸校核55去毛刺去除加工后的表面毛刺60熱處理對圓弧端面進(jìn)行表面淬火以保證硬度HRC5263.65修正熱處理后尺寸發(fā)生微量變化,對表面進(jìn)行尺寸修正70清洗對加工后產(chǎn)品表面進(jìn)行清理75終檢產(chǎn)品終檢,合格入庫工藝路線二:10毛坯采用20#鋼模鍛造毛坯外形,正火處理15探傷超聲波探傷毛坯,檢驗(yàn)合格后進(jìn)入加工工序20銑以毛坯外表面為精基準(zhǔn),粗銑、半精銑圓弧端面25鉆以圓弧端面為精基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔19mm30銑以19mm軸線定位基準(zhǔn),粗銑寬度為19mm的溝槽35銑槽以19mm軸線定位基準(zhǔn),粗銑圓弧底面40鉆以19mm軸線定位基準(zhǔn),鉆擴(kuò)螺紋孔M10X145中間檢驗(yàn)對加工后的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)及尺寸校核50去毛刺去除加工后的表面毛刺55熱處理對圓弧端面進(jìn)行表面淬火以保證硬度HRC5263.60修正熱處理后尺寸發(fā)生微量變化,對表面進(jìn)行尺寸修正65清洗對加工后產(chǎn)品表面進(jìn)行清理70終檢產(chǎn)品終檢,合格入庫上述方案主要是以19mm孔位基準(zhǔn),M10螺紋,槽的兩側(cè)面,這樣可以修正由于基準(zhǔn)不重合造成的加工誤差,同時(shí)也照顧了加工路線方便的特點(diǎn).綜合選擇方案一: 工 序 號工 名序 稱 工 序 內(nèi) 容10毛坯采用20#鋼模鍛造毛坯外形,正火處理15探傷超聲波探傷毛坯,檢驗(yàn)合格后進(jìn)入加工工序20銑以毛坯外表面為粗基準(zhǔn),粗銑、半精銑尺寸35兩端面25銑以毛坯外表面為粗基準(zhǔn),粗銑、半精銑圓弧端面30鉆以圓弧端面為精基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔19mm35銑以19mm軸線定位基準(zhǔn),粗銑圓弧底面40銑槽以19mm軸線定位基準(zhǔn),粗銑寬度為19mm的溝槽45鉆以19mm軸線定位基準(zhǔn),鉆擴(kuò)螺紋孔M10X150中間檢驗(yàn)對加工后的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)及尺寸校核55去毛刺去除加工后的表面毛刺60熱處理對圓弧端面進(jìn)行表面淬火以保證硬度HRC5263.65修正熱處理后尺寸發(fā)生微量變化,對表面進(jìn)行尺寸修正70清洗對加工后產(chǎn)品表面進(jìn)行清理75終檢產(chǎn)品終檢,合格入庫1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“變速叉第一速及倒車”零件材料為20鋼,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用模鍛毛坯?!白兯俨妗绷慵牧蠟?0鋼,毛坯重量約1.8Kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯.根據(jù)上述資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:1. 19mm孔的兩個(gè)上端面參照表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.2. 82.2mm孔的兩側(cè)面,銑削公差-0.22mm. 參照表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.精銑余量:單邊0.7mm(見表8-31),銑削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,鍛件偏差mm。由于設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整法加工.因此在計(jì)算最大,最小加工余量時(shí),應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定.5. 19mm孔參照, 其加工余量2Z=2mm.鉆孔18.5mm,鉸孔19mm.6. 82.2mm孔參照, 其加工余量2Z=2.5mm.粗鏜R59.5mm,精鏜82.2mm.厚度為8mm的兩端面尺寸加工余量和工序間余量.毛坯名義尺寸:8+2*2=12mm毛坯最大尺寸:12+1.3*2=14.6mm毛坯最小尺寸:12-0.5*2=11mm粗銑后最大尺寸:8+0.7*2=9.4mm粗銑后最小尺寸:9.4-2*0.22=8.96mm精銑尺寸與零件尺寸相符,即8mm.1.6 毛坯種類的選擇零件材料為20鋼,考慮到零件在使用過程中起連接作用,分析其在工作過程中所受載荷,最后選用鑄件,以便使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平,而且零件輪廓尺寸不大,可以采用砂型模鍛,這從提高生產(chǎn)效率,保證加工精度,減少生產(chǎn)成本上考慮,也是應(yīng)該的。零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動(dòng)量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān),因此,正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。根據(jù)該零件的材料為20#、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀不是很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素,在此毛坯選擇模鍛成型。1.7 選擇加工設(shè)備和工藝裝備1.7.1 機(jī)床選用.工序端面加工是銑加工。各工序的工步數(shù)不多,成批量生產(chǎn),故選用銑床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大,精度要求屬于中等要求,選用最常用的X52K型銑床。參考根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊表.-。.工序鉆孔,選用Z525搖臂鉆床。1.7.2 選擇刀具.在銑床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金銑刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金銑刀.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆,參考機(jī)械加工工藝手冊(主編 孟少農(nóng)),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。1.7.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn),一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計(jì)量器具的不確定度選擇;二是按計(jì)量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。1.8 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“連接座” 零件材料為20鋼,查機(jī)械加工工藝手冊(以后簡稱工藝手冊),表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較,灰鑄鐵的硬度HB為143269,表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能,20鋼密度=7.27.3(),計(jì)算零件毛坯的重量約為2。表1-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別同類零件的年產(chǎn)量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)輕型(零件重100kg)單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù),該零件的月工序數(shù)不低于3050,毛坯重量21902506.04.0端面、側(cè)面底 面鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于端面面的機(jī)械加工余量選擇。根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。1.9確定切削用量及基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間)工序20:以毛坯外表面為粗基準(zhǔn),粗銑、半精銑尺寸35兩端面機(jī)床:銑床X6132刀具:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù)8,此為細(xì)齒銑刀。因其單邊余量:Z=2mm所以銑削深度:精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm銑削深度:每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473,取根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取銑削速度每齒進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.473,?。焊鶕?jù)參考文獻(xiàn)3表2.481,取銑削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:按照參考文獻(xiàn)3表3.131,取 實(shí)際銑削速度:進(jìn)給量:工作臺(tái)每分進(jìn)給量: 走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間:機(jī)動(dòng)時(shí)間:所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間工序30 以外圓表面為基準(zhǔn),粗銑半精銑圓弧端面機(jī)床:銑床X6132刀具:硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。齒 切削速度:參考有關(guān)手冊,確定V=27m/min。采用高速鋼三面刃圓盤銑刀,Z=10。工序25 鉆擴(kuò)19mm孔 1.先鉆底孔鉆孔18.5mm機(jī)床:立式鉆床Z525刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ,V=17m/min. 采用高速鋼鉆頭, 2.擴(kuò)孔19mm. 采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min. 工序30 粗銑圓弧底面機(jī)床:數(shù)控銑床 VMC650 刀具:高速鋼刀具 查夾具手冊, 查夾具手冊,V=40m/min. V=35m/min 工序40 鉆M10螺紋孔并倒角1200;攻螺紋M10; (1)鉆M10螺紋孔并倒角1200機(jī)床:鉆床Z525刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表4.39,選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 采用麻花鉆,V=20m/min. (2) 攻螺紋M10.機(jī)床:鉆床Z525刀具:根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表4.39,選硬質(zhì)合金絲錐 V=6m/min 第3章 工序20 銑尺寸35mm兩端面夾具設(shè)計(jì)3.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用工序銑尺寸35mm兩端面,要滿足對稱度要求以及其兩邊的平行度要求。在銑尺寸35mm兩端面時(shí),為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí),應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。2.1 機(jī)床夾具概述在對工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí),為了保證加工的要求,首先要使工件相對道具及機(jī)床有正確的位置,并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。因此,在進(jìn)行機(jī)械加工前,先要將工件裝夾好。機(jī)床夾具的組成 1、定位裝置 其作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。2、夾緊裝置 其作用是將工件壓緊夾牢,保證工件在加工過程中受到外力(切削力等)作用時(shí)不離開已經(jīng)占據(jù)的正確的正確位置。3、對刀或?qū)蜓b置 其作用是確定刀具相對定位元件的正確位置。X、連接原件 其作用是確定夾具在機(jī)床上的正確位置。5、夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件,通過它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。6、其他元件或裝置 是指家家具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要,有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置;為能方便、準(zhǔn)確定位,常設(shè)置預(yù)定位裝置;對于大型夾具,常設(shè)置吊裝元件等。以上各組成部分中,定位元件、夾緊裝置和夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)組成部分。機(jī)床的分類機(jī)床夾具種類繁多,可以從不同的角度對機(jī)床夾具進(jìn)行分類。按夾具的使用特點(diǎn)可分為:通用夾具,專用夾具,可調(diào)夾具,組合夾具,拼裝夾具。按使用機(jī)床可分為:車床夾具,銑床夾具,鉆床夾具,鏜床夾具,齒輪機(jī)床夾具,數(shù)控機(jī)床夾具,自動(dòng)機(jī)床夾具,自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具。按夾緊的動(dòng)力源可分為:手動(dòng)夾具,氣動(dòng)夾具,液壓夾具,氣液增力夾具,電磁夾具以及真空夾具等。工件的裝夾方法工件裝夾的方法有兩種:將工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上將工件裝夾在家具上采用第一種方法裝夾的效率低,一般要求先按圖紙要求在工件的表面上劃線,劃出加工表面的尺寸和位置,裝夾時(shí),用劃針或面分表找正后再夾緊。一般用于單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí),都采用夾具裝夾工件。采用夾具裝夾工件有如下優(yōu)點(diǎn):a、保證加工精度,穩(wěn)定加工質(zhì)量b、縮短輔助時(shí)間,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率c、擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍,實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”d、改善工人的勞動(dòng)條件,降低生產(chǎn)成本工件在夾具中的定位(1)工件的定位的基本原理1. 六點(diǎn)定則用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度,使工件在夾具中的位置完全確定,稱為“六點(diǎn)定位原則”,簡稱“六點(diǎn)定則”。六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則,用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí),起支承點(diǎn)作用的是一定形狀的幾何體,這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。2. 限制工件自由度與加工要求的關(guān)系工件定位時(shí),影響加工要求的自由度必須限制;不影響加工要求的自由度,有時(shí)要限制,有時(shí)可不限制,視具體情況而定。習(xí)慣上,工件的六個(gè)自由度都限制了的定位稱為完全定位,工件限制的自由度少于六個(gè),但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。在工件定位時(shí),以下情況允許不完全定位:a 加工通孔或通槽時(shí),沿貫通軸的位置自由度可不限制。b 毛坯(本工序加工前)是軸對稱時(shí),繞對稱軸的角度自由度可不限制。c 加工貫通的平面時(shí),除可不限制沿兩個(gè)貫通軸的位置自由度外,還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。2.3定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知:選擇如下定位方式。定位元件:支撐板,擋銷,左右調(diào)節(jié)螺栓一共限制6個(gè)自由度,實(shí)現(xiàn)完全定位。2.3 切削力及夾緊分析計(jì)算刀具:面銑刀(硬質(zhì)合金) 刀具有關(guān)幾何參數(shù): 由參考文獻(xiàn)55表129 可得銑削切削力的計(jì)算公式: 有:根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值,即: 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算: 式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn)5121可知其公式參數(shù): 由此可得: 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。(1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。 b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上,這樣可以防止或減少工件變形變形對加工精度的影響。c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。(3)夾緊力大小的估算 理論上確定夾緊力的大小,必須知道加工過程中,工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等,然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上,夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且,切削力的大小在加工過程中是變化的,因此,夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問題,只能進(jìn)行粗略的估算。估算的方法:一是找出對夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài),估算此狀態(tài)下所需的夾緊力;二是只考慮主要因素在力系中的影響,略去次要因素在力系中的影響。估算的步驟:a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程:FJ理= (FP)。b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需,應(yīng)考慮安全系數(shù),F(xiàn)J需=KFJ理。c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件:FJFJ需。夾具的夾緊裝置和定位裝置1 2夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過,其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下,還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對工件進(jìn)行夾緊,才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置,以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下,不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng),確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的,正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力,使之變?yōu)閵A緊力,并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件??紤]到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式,利用螺旋桿直接夾緊元件,或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋,實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上,因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋,使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)簡單;(2)擴(kuò)力比大;(3)自瑣性能好;(4)行程不受限制;(5)夾緊動(dòng)作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置,在此套夾具中,中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊,通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn),通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板,實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板,通過精確的圓弧定位,實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡單,便于手動(dòng)調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng),以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí),實(shí)現(xiàn)工件的定心,使其定位基準(zhǔn)的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻(xiàn)51226可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算:螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有:式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得: 其中: 螺旋夾緊力:該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu),用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件,受力簡圖如3.1.由表得:原動(dòng)力計(jì)算公式 即: 由上述計(jì)算易得: 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。2.4 誤差分析與計(jì)算為了滿足工序的加工要求,必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。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:定位誤差 : 其中:, 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。3.5.2 定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩,可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷,加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示: 圖5.1 夾具體槽形與螺釘根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4:表5.4 定向鍵 BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195對刀裝置由對刀塊和塞尺組成,用來確定刀具與夾具的相對位置。塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示: 圖5.3 平塞尺塞尺尺寸參數(shù)如表5.5:表5.5 塞尺公稱尺寸H允差dC30.0060.252.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩,可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷,加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。2.6 夾具操作步驟分析和可靠性預(yù)測如前所述,應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式,在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小,經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動(dòng)夾緊方式(螺旋夾緊機(jī)構(gòu))。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換V型塊。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取???結(jié)加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì),使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題,如在編寫加工工藝時(shí),對所需加工面的先后順序編排,對零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí),對零件的定位面的選擇,采用什么方式定位,夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率,為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工,而且方便快速,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下,針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后,將這些問題一一解決,并夾緊都采用了手動(dòng)夾緊,由于工件的尺寸不大,所需的夾緊力不大。完成了本次設(shè)計(jì),通過做這次的設(shè)計(jì),使對專業(yè)知識和技能有了進(jìn)一步的提高,為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 黃如林,切削加工簡明實(shí)用手冊M,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004。2 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。3 李洪,機(jī)械加工工藝手冊M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990。4 方昆凡,公差與配合手冊M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999。5 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,2000。6 東北重型機(jī)械學(xué)院等,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1979。7 吳宗澤,機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊M,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000。8 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。9 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì),金屬切削手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1984。10 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,2002。11 楊叔子,機(jī)械加工工藝師手冊M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004。12 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì),金屬切削手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2004。13 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。32致 謝我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo),不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題,更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),從而使我們設(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路,也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識,提高分析和解決實(shí)際問題的能力。不僅如此,老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我,鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè),導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助,感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心,為我們提供了作圖工具和場所,使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去,為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了重要保障。同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助,感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心,為我們提供了作圖工具和場所,使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去,為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了重要保障。
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變速叉第一速及倒車工藝及工序45
銑35兩端面夾具設(shè)計(jì)參考素材
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夾具
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