轉(zhuǎn)速器盤的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)速器盤的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)速,加工,工藝,及其,夾具,設(shè)計(jì) 目 錄 第一章 零件分析 1.1零件的用途分析…………………………………………………1 1.2零件的工藝分析…………………………………………………1 第二章 定位分析 2.1定位分析…………………………………………………………2 2.2確定定位方案……………………………………………………2 第三章 夾緊分析 3.1 確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)…………………………………3 3.2 夾緊力計(jì)算………………………………………………………3 3.3加工誤差分析…………………………………………………….5 3.4 鉆套、鉆模板設(shè)計(jì)………………………………………………8 3.5 夾具精度分析……………………………………………………9 總結(jié)…………………………………………………………………..12 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………..13 第一章 零件分析 1.1零件的用途分析 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)成本，需要設(shè)計(jì)專用夾具。按指導(dǎo)老師的布置，根據(jù)課程設(shè)計(jì)題目要求，設(shè)計(jì)鉆、鉸削加工Φ10F9mm的孔并锪倒角0.5×45°的鉆床夾具。該夾具用于Z525立式鉆床，并配上Φ9.8H12mm的高速鋼麻花鉆、Φ9.96H10mm的高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀、Φ10F9mm的高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，按工步對(duì)孔進(jìn)行加工。 1.2零件的工藝分析 轉(zhuǎn)速器盤需要加工的Φ10mm孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙度值為Ra6.3，并且Φ10F9為淺孔。在機(jī)械加工工藝規(guī)程中，分鉆、粗鉸、精鉸、倒角0.5×45°進(jìn)行加工。依靠所設(shè)計(jì)的夾具來(lái)保證加工表面的下列位置尺寸精度： ①待加工孔Φ10F9和已加工孔Φ9H11的中心距離尺寸為72±0.1mm； ②待加工孔Φ10F9和后平面的距離尺寸為56±0.1mm。 由以上可知，該孔的位置尺寸精度要求不高，但是，兩個(gè)相差120°筋板不利于夾緊工件，會(huì)給加工帶來(lái)一定困難，在鉆孔的時(shí)候，工件的筋板會(huì)受到鉆頭軸向力的作用產(chǎn)生微小變形，影響孔的加工精度。因此，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)注意解決這個(gè)問(wèn)題。 第二章 定位分析 2.1定位分析 該孔為通孔，沿著孔軸線方向的不定度可不予以限制，但是為增強(qiáng)加工時(shí)零件的剛性，必定限制孔軸線方向的不定度，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對(duì)加工精度的影響。 2.2確定定位方案 由于工件在鉆Φ10mm孔時(shí)兩筋板的剛性較差，從保證工件定位穩(wěn)定的觀點(diǎn)出發(fā)，采用“一面兩孔”定位，即以已加工的后平面和兩個(gè)Φ9mm孔為定位基準(zhǔn)，這樣，既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準(zhǔn)重合原則。為實(shí)現(xiàn)定位方案，所使用的定位元件：圓柱銷和菱形銷在后平面和Φ9mm孔定位，可以限制工件的五個(gè)不定度，Φ25mm外圓柱下端面使用薄壁圓柱孔支承，限制工件沿Z軸的移動(dòng)不定度，從而達(dá)到完全定位。 第三章 夾緊分析 3.1 確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 兩個(gè)Φ9mm孔中的圓柱銷和菱形銷共同承受鉆孔時(shí)的切削扭矩。在鉆Φ9.8H12mm孔時(shí)，由于孔徑較小，切削扭矩和軸向力較小，并且軸向力可以使工件夾緊，因此，在確定夾緊方式時(shí)就可以不考慮軸向切削力的影響，即可以不施加夾緊力來(lái)克服軸向切削力。但由于切削扭矩會(huì)使工件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，因此需要對(duì)工件施加向下壓的夾緊力來(lái)克服切削扭矩。為便于操作和提高機(jī)構(gòu)效率，采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板夾緊機(jī)構(gòu)，其力的作用點(diǎn)落在靠近加工孔的120o圓弧端面上。 3.2 夾緊力計(jì)算 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過(guò)程中的切削力可以分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算軸向切削力。而為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時(shí)所需要的夾緊力，即： 其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-1得：、、1.15、、、、， 所以，= 2.691。 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-7得： 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-8得： 由于鉆頭的直徑為d = Φ9.8mm，所以， (N· mm)。 因此，實(shí)際所需要的夾緊力為： (N· mm)。 夾緊機(jī)構(gòu)采用壓板機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率為，螺母產(chǎn)生的夾緊力為： 。 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-20，得： = 6.22mm，查表1-2-21，得：= 3.675mm，，查表1-2-22，得，。 == 2810.23(N) 則作用在轉(zhuǎn)動(dòng)壓板上的夾緊力為： 夾緊機(jī)構(gòu)受力如圖2所示。 圖2 夾緊機(jī)構(gòu)受力示意圖 由公式得： 在工件上的夾緊力作用點(diǎn)到鉆頭在工件上加工時(shí)作用點(diǎn)的距離為49mm。因此，夾緊力產(chǎn)生的扭矩為： (N· mm)。 工件受力如圖3所示。 圖3 工件受力示意圖 因＜，故該鉸鏈機(jī)構(gòu)能滿足鉆孔加工要求。 3.3加工誤差分析 用工件的“一面兩孔”定位，使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，即遵守“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以減少定位誤差，所采用的定位元件為定位銷和菱形銷，考慮薄壁圓柱孔支承形狀，將支承和夾具體鑄成整體，即把支承鑄成薄壁凸臺(tái)。工件定位如圖4所示。 圓柱銷和菱形銷的設(shè)計(jì)計(jì)算： ①兩定位銷中心距L L= L 式中，L ——工件兩基準(zhǔn)孔的中心距。 L= L= 28mm。 圖4 工件定位示意圖 ②兩定位銷中心距公差 = 式中，——工件兩基準(zhǔn)孔的中心距公差。 === 0.025(mm)。 ③圓柱銷最大直徑 = 9mm，公差取g6，所以，圓柱銷直徑為Φmm。 ④補(bǔ)償值 (mm) 式中，——第一基準(zhǔn)孔與圓柱銷間最小配合間隙(mm)。 (mm) ⑤菱形銷寬度B，b 根據(jù)表8： B = D－2 = 9－2 = 7(mm)； B = 4mm。 表8 菱形銷尺寸表 D2 /mm ＞3～6 ＞6～8 ＞8～20 ＞20～24 ＞24～30 ＞30～40 ＞40～50 B/mm 2 3 4 5 5 6 8 B/mm D2－0.5 D2－1 D2－2 D2－3 D2－4 D2－5 D2－5 ⑥菱形銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙 =(mm) 式中，——第二基準(zhǔn)孔最小直徑。 ⑦菱形銷最大直徑（公差取h6） =－= 9－0.108 = 8.892(mm) 所以，菱形銷直徑為Φmm。 ⑧轉(zhuǎn)角誤差 式中，——工件定位孔的直徑公差； ——圓柱定位銷的直徑公差(mm)； ——菱形定位銷的直徑公差(mm)； ——圓柱定位銷與孔間的最小間隙(mm)； ——菱形定位銷與孔間的最小間隙(mm)； L ——中心距(mm)。 所以， 需要加工的孔的公差mm，由該誤差引起的定位誤差為8= 80.0036 = 0.028，該誤差小于工件誤差，即0.028＜0.036，方案可行。 3.4 鉆套、鉆模板設(shè)計(jì) 為進(jìn)行鉆、鉸加工，采用快換鉆套，其孔徑尺寸和公差如下： ①鉆Φ9.8H12孔：麻花鉆的最大極限尺寸為Φ9.8+0.15mm，則鉆孔時(shí)所配的鉆套取規(guī)定的公差為F8，即鉆套尺寸為：Φ9.95mm，圓整后可寫成Φ10mm。 ②粗鉸Φ9.96H10孔：鉸孔選用GB1133-84中的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀改制而成，其尺寸為Φ9.96mm，按規(guī)定取鉸孔時(shí)鉆套的尺寸公差為Φ9.96+0.044G7，即鉆套尺寸為：Φ10.004mm，圓整后可寫成Φ10mm。 ③精鉸Φ10F9孔：鉸孔選用GB1133-84中的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀，其尺寸為Φ10mm，按規(guī)定取鉸孔時(shí)鉆套的尺寸公差為Φ10+0.023G6，即鉆套尺寸為：Φ10.023mm，圓整后可寫成Φ10mm。 ④鉆套形狀尺寸在《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》中查取。為了安裝快換鉆套，確定選取固定襯套與之相配合使用。 ⑤設(shè)計(jì)鉆模板：將鉆套用襯套安裝在鉆模板上，鉆模板通過(guò)銷子和螺栓與夾具體連接。鉆模板的尺寸與形狀自行設(shè)計(jì)。 3.5 夾具精度分析 機(jī)械加工中，保證加工出合格零件的必要條件是：加工誤差不大于被加工零件相應(yīng)的公差。加工誤差來(lái)源于兩大方面：一方面是與機(jī)床有關(guān)的誤差稱加工方法誤差；另一方面是與夾具有關(guān)的誤差，而此誤差可分為零件在夾具中的定位誤差、夾具的對(duì)刀或?qū)蛘`差及夾具的制造及在機(jī)床上的安裝誤差。根據(jù)誤差的隨機(jī)性的特點(diǎn)，按概率原理合成，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，與夾具有關(guān)的誤差占加工誤差的絕大部分，故按機(jī)率相等的原理，取零件公差的3/4作為判別依據(jù)得到保證加工零件合格的條件是：≤（——零件相應(yīng)加工尺寸的公差），因?yàn)榧庸し椒ㄕ`差取決于機(jī)床精度，所以只進(jìn)行夾具精度的分析計(jì)算。滿足上述條件，認(rèn)為夾具精度滿足加工要求，否則精度不足。 鉆孔夾具產(chǎn)生導(dǎo)向誤差有五個(gè)因素：其一是鉆模板底孔至定位基準(zhǔn)尺寸誤差，取其公差；其二、三是鉆套、襯套內(nèi)外圓同軸度誤差 ；其四是鉆套與襯套的配合間隙；其五是鉆套與鉆頭配合間隙，于是得： 鉆套垂直度誤差對(duì)孔位置影響折算為： 心軸底面平行度誤差對(duì)孔位置影響折算為： 夾具精度的計(jì)算和判別： 夾具精度分析簡(jiǎn)圖如圖5所示。 圖5 夾具精度分析示意圖 定位誤差：基準(zhǔn)重合。 ，（基準(zhǔn)不重合） mm（定位銷與孔配合最大間隙） mm 導(dǎo)向誤差：最后是鉸刀，故按鉸刀計(jì)算。 mm ，（同軸度誤差忽略） (mm) (mm) =(mm) 安裝誤差：H = 26，h = 7，B = 8mm，t= 0.025mm，t= 0.008mm，L = 50mm。 0.014(mm) 因此，夾具精度： =≤= 綜上所述，此夾具能滿足加工要求。 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)近一段時(shí)間的艱苦努力，終于比較圓滿地完成了課程設(shè)計(jì)任務(wù)。在本次設(shè)計(jì)中我深深地體會(huì)到以下幾點(diǎn)： ①作為一名機(jī)械專業(yè)的大學(xué)生，首先必須培養(yǎng)求真務(wù)實(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、鉆研創(chuàng)新與實(shí)事求是。 ②必須重視基礎(chǔ)理論知識(shí)，只有在牢固掌握專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，才能有創(chuàng)新和發(fā)展。 ③經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了收集、查閱和綜合分析各種資料，正確應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)和工具書籍，進(jìn)一步提高了自己分析、計(jì)算等基本技能，特別是在應(yīng)用辦公軟件和繪圖軟件上，我的收獲很大，掌握了很多的常用技巧。 ④掌握了常用機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，熟悉了設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書、論文摘要、文獻(xiàn)綜述等格式和寫作方法，為將來(lái)的實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) 1 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991，第1、2卷 2 孫本緒、熊萬(wàn)武.機(jī)械加工余量手冊(cè)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1999 3 周鳳云.工程材料及應(yīng)用［M］.湖北：華中科技大學(xué)出版社，2002，第二版 4 李益民.機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 5 郭彩芬 王偉麟 機(jī)械制造技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 14