XK5032A螺母座螺母座夾具及工藝設計正文（可編輯）

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1、XK5032A螺母座螺母座夾具及工藝設計-正文 第一章 零件的分析1.1 零件圖的分析 XK5032A螺母座螺母座是數(shù)控銑床上面的一個零件,雖然看起來比較簡單,但是具有一定的代表性,對該零件的機械加工規(guī)程的編制及其指定夾具設計, 能夠綜合我們大學四年所學的基礎知識和專業(yè)知識。下面按加工分類分別對其在工藝安排上和所用刀具等方面的一些特點進行說明: (1) 平面加工 該螺母座的加工平面比較多,一共有三組平面。其中,前后面和底面是該零件的基準平面,表面粗糙度值為1.6。根據(jù)工藝規(guī)程加工原則,應該先加工。它們的加工質(zhì)量就直接影響后面各加工的質(zhì)量。 (2)孔加工 該零件的孔加工有兩組,一是底面4-13.

2、5mm及4-16mm(包括2-8錐銷孔);一是4-M8深20螺紋孔加工。他們的位置均布允差為0.25mm,所以加工時采用的鉆模一定要標準,而且,安裝誤差要盡可能的小。1.2主要技術條件分析 (1)底面的平面度為0.01mm(2)57mm軸心線相對于基準A 的平行度為0.02mm57mm軸心線相對與基準B 的垂直度為0.02mm(3)前面的平面度為0.015mm 前面相對于基準A的垂直度為0.015mm1.3 確定毛坯的制造形式根據(jù)設計任務書該零件材料為QT500-7,小批量生產(chǎn),形狀簡單,輪廓尺寸不大,所以選擇金屬型鑄造。第二章 工藝規(guī)程設計2.1 定位基準的選擇2.1.1 粗基準的選擇 選擇

3、粗基準時,考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量,使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。 粗基準選擇原則: (1) 粗基準的選擇應以不加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面,則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 (2) 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如:機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準,加工床身的底面,再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量,使表層保留而細致的組織,以增加耐

4、磨性。 (3) 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 (4) 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準,以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準,必要時需經(jīng)初加工。 (5) 粗基準應避免重復使用,因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 本次設計零件的多數(shù)表面需要加工,根據(jù)上面的粗基準選擇原則來確定粗基準的話,很難確定一個固定的面或孔作為粗基準,所以在加工和安排工藝的時候有時候需要綜合考慮.2.1.2 精基準的選擇 (1) 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準

5、與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 (2) 基準統(tǒng)一原則,應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度,避免基準轉換所帶來的誤差,并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一,從而可減少夾具設計和制造工作。例如:軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位,這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面,而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 (3) 互為基準的原則。選擇精基準時,有時兩個被加工面,可以互為基準反復加工。例如:對淬火后的齒輪磨齒,是以齒面為基準磨內(nèi)孔,再以孔為基準磨齒面,這樣能保證齒面余量均勻。 (4) 自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余

6、量小而均勻,可以選擇加工表面本身為基準。例如:磨削機床導軌面時,是以導軌面找正定位的。此外,像拉孔在無心磨床上磨外圓等,都是自為基準的例子。 此外,還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準,以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 由本次設計的零件圖分析可知,它的后面與中心57mm圓弧面垂直而且占有的面積較大,而且中心57mm圓弧面與底面有位置精度要求。因此選擇中心57mm圓弧面作為加工精基準。2.2 確定個加工表面加工方案 一個好的結構不但應該達到設計要求,而且要有好的機械加工工藝性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能保證加工的質(zhì)量,同時是加工的勞動量最小。設

7、計和工藝是密切相關的,又是相輔相成的。對于我們設計XK5032A螺母座的加工工藝來說,應選擇能夠平面和內(nèi)圓弧面以及內(nèi)孔加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外,也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下,應選擇價格較底的機床。2.2.1 在選擇各表面及孔的加工方法時要綜合的因素 (1) 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求,根據(jù)各加工表面的技術要求,選擇加工方法及分幾次加工。 (2) 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇,在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設備和一般的加工方法。 (3) 要考慮被加工材料的性質(zhì)。 (4) 要考慮工廠或車間的實際情況,同時也應考慮不

8、斷改進現(xiàn)有加工方法和設備,推廣新技術,提高工藝水平。 (5) 此外,還要考慮一些其它因素,如加工表面物理機械性能的特殊要求,工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。2.2.2 零件表面加工方法的選擇 本零件的加工表面分為平面以及孔,由參考文獻機械制造工藝設計簡明手冊表1.4-6到表1.4-8可以確定其加工方法選擇如下:(1)頂面:其表面粗糙度為12.5,只需進行粗銑即可; (2)底面:其表面粗糙度為1.6,且做為基準加工要求較高,因此需粗銑?精銑; (3)前后端面:其表面粗糙度為1.6,需粗銑?精銑; (5)圓弧面其表面粗

9、糙度為1.6,需粗鏜?半精鏜; (6)階梯孔無表面粗糙度要求,只需鉆削; (7)錐銷孔,需配鉸; (8)深20螺紋孔,鉆?攻;2.3工藝路線的制定 對于小批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準,XK5032A螺母座的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以以底平面為加工基準加工頂面。 后續(xù)工序安排遵循粗精分開和先面后孔的原則。2.3.1工序的合理組合 確定加工方法以后,就按生產(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則: (1).工序分散原則 工序內(nèi)容簡單,有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生

10、產(chǎn)準備工作量少,產(chǎn)品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多,生產(chǎn)面積大,工藝路線長,生產(chǎn)管理復雜。 (2).工序集中原則 工序數(shù)目少,工件裝,夾次數(shù)少,縮短了工藝路線,相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,也簡化了生產(chǎn)管理,在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少,大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床,以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備,使成本增高,調(diào)整維修費事,生產(chǎn)準備工作量大。 一般情況下,單件小批生產(chǎn)中,為簡化生產(chǎn)管理,多將工序適當集中。但由于不采用專用設備,工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。2.3.2 工序

11、的集中與分散 制訂工藝路線時,應考慮工序的數(shù)目,采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中,就是以較少的工序完成零件的加工,反之為工序分散。 (1) 工序集中的特點 工序數(shù)目少,工件裝,夾次數(shù)少,縮短了工藝路線,相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,也簡化了生產(chǎn)管理,在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少,大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床,以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備,使成本增高,調(diào)整維修費事,生產(chǎn)準備工作量大。 (2) 工序分散的特點 工序內(nèi)容簡單,有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少,產(chǎn)品更換

12、容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多,生產(chǎn)面積大,工藝路線長,生產(chǎn)管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點,必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下,單件小批生產(chǎn)中,為簡化生產(chǎn)管理,多將工序適當集中。但由于不采用專用設備,工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn),使得工序集中的優(yōu)點更為突出,即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量,從而可取的良好的經(jīng)濟效果。2.3.3 加工階段的劃分 零件加工時,往往不是依次加工完各個表面,而是將個表面的粗、精加

13、工分開進行。為此,一般將整個工藝過程分為幾個加工階段,這就是在安排加工順序時應遵循的工藝過程劃分原則。按加工性質(zhì)哈作用的不同,工藝過程可劃分為以下幾個階段: (1) 粗加工階段 主要作用是切去大部分加工余量,為半精加工提供定位基準,因此主要是提高生產(chǎn)效率的問題。 (2)半精加工階段 作用是為零件主要表面的精加工做好準備(達到一定的精度和表面粗糙度,保證一定的加工余量),并完成一些次要表面的加工(如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等),一般在熱處理前進行。 (3) 精加工階段 對于零件上精度和表面粗糙度要求高的表面,好要安排精加工階段。目的主要是提高加工表面的各項精度和降低表面粗糙度。 (4)光整加工階段 對

14、某些要求特別高的需進行光整加工,主要用于改善表面質(zhì)量,對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差。 此外,加工階段劃分后,還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同,有的需安排于粗加工之前,有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中,對于剛性好,精度要求不高或批量小的工件,以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段,在滿足加工質(zhì)量要求的前提下,通常只分為粗、精加工兩個階段,甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的,不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面,在粗加工階段就要加工的很準確,而在精加工階段可以

15、安排鉆小空之類的粗加工。2.4制定工藝路線工藝路線方案一:工序1:鑄造工序2:退火(改善起切削加工性能)工序3:粗銑螺母座的前面工序4:精銑螺母座的前面工序5:粗銑螺母座的后面工序6:精銑螺母座的后面 工序7:粗銑螺母座的頂面工序8:粗銑螺母座的中間槽的平面工序9:粗銑螺母座的底面A 及底面槽工序10:精銑螺母座的底面A工序11:粗鏜中間57mm圓弧面工序12:半精鏜中間57mm圓弧面工序13:倒角 工序14:鉆孔4-13.5mm,鉆孔2-8錐銷孔,擴孔4-16mm 工序15:鉆孔4-8工序16:攻螺紋4-M8深20 工序17:檢驗 工序18:涂漆工藝路線二: 工序1:鑄造,退火處理 工序1:

16、粗銑螺母座底面A,及底面槽 工序2:精銑螺母座底面A 工序3:粗銑螺母座前面 工序4:精銑螺母座前面 工序5:粗銑螺母座后面 工序6:精銑螺母座后面 工序7:粗銑螺母座中間槽 工序8:粗鏜螺母座中間57圓弧面 工序9:半精鏜螺母座中間57圓弧面 工序10:倒角 工序11:鉆孔4-13.5mm,鉆孔2-8錐銷孔,擴孔4-16mm 工序12:鉆孔4-8mm 工序13:攻螺紋4-M8深20 工序14:檢驗 工序15:涂漆工藝方案的比較與分析: 上述兩種加工方案的特點在于:方案一是先加工以底面A為基準的一組平面。方案二是先加工底面A,再以A為基準加工其他面。兩種方案都遵循了工藝規(guī)程的安排原則,但是要靠

17、慮提高生產(chǎn)效率的問題。工藝安排上要盡可能實現(xiàn)一次裝夾能完成多個工序。從而節(jié)約時間以提高生產(chǎn)率。經(jīng)比較分析,綜合兩種加工工藝路線最終確定具體工藝過程如下:工序:退火工序:粗銑螺母座頂面工序:粗銑螺母座底面工序:精銑螺母座底面工序:粗銑螺母座底面的槽工序:粗銑螺母座前后兩面工序:精銑螺母座前后兩面工序:粗銑螺母座的中間槽平面工序:粗鏜中間57mm圓弧面工序:半精鏜中間57mm圓弧面工序:倒角工序:鉆孔4-13.5mm,錐銷孔2-8,擴孔4-16mm工序:鉆孔4-M8深20工序:攻螺紋4-M8深20 工序:檢驗工序:涂漆2.5確定切削余量2.5.1粗銑底面 加工余量的計算:由機械加工工藝手冊第一卷

18、3.2-23規(guī)定余量為2.0mm2.7mm,現(xiàn)在取2.0mm 根據(jù)機械加工工藝手冊第一卷 表3.1-24選公差等級為CT8級,查表3.1-21可得:鑄件尺寸公差為2.0mm毛坯的名義尺寸:100+2.0+1.0103mm毛坯的最大尺寸:103+1.0104mm毛坯的最小尺寸:103-1.0102mm粗銑后的最大尺寸:100+1.0101mm粗銑后的最小尺寸:100-0.4100.6mm2.5.2 粗銑螺母座的前面 確定端面的最大加工余量,已知毛坯寬度方向的加工余量為:2.02.7mm,現(xiàn)規(guī)定為2.0mm查機械加工工藝手冊第一卷表3.2-27,粗銑時厚度偏差為-0.4mm精銑時查簡明機械制造工藝

19、手冊表5-142鑄件的尺寸公差為2.0mm。根據(jù)機械加工工藝手冊第一卷 表3.1-24選擇公差等級為CT8級,再查表3.1-21可得: 毛坯的名義尺寸:56+1.0+2.059mm毛坯的最大尺寸:59+1.060mm毛坯的最小尺寸:59-1.058mm 粗銑后的最大尺寸:56+157mm粗銑后的最小尺寸:56-0.455.6mm精銑后尺寸與零件尺寸相同。2.5.3粗銑中間槽由機械加工工藝手冊第一卷 表3.2-23其余量規(guī)定為2.02.7,mm現(xiàn)取2.0mm 根據(jù)表3.2-27得: 厚度偏差取-0.4mm 鑄造毛坯尺寸為40-2.0-2.036mm(在尺寸鏈中為減環(huán))根據(jù)查機械加工工藝手冊第一卷

20、 表3.1-24選公差等級為CT8級,查表3.1-21可知尺寸公差為2.0mm毛坯名義尺寸:40-2.0-2.036mm毛坯的最大尺寸:36-2.034mm毛坯的最小尺寸:36+2.038mm粗銑后的最大尺寸:40-2.038mm粗銑后的最小尺寸:38+0.838.8mm2.5.4粗鏜半精鏜圓弧面粗鏜查切削加工簡明應用手冊表8-21取余量2.0mm半精鏜 取余量1.0mm鑄件基本尺寸:2.5.5三組孔加工第一組:鉆孔4-13.5和擴孔4-16第二組:鉆2-8錐銷孔第三組:鉆4-M8深20螺紋孔鉆孔:6 鉸8錐銷孔攻螺紋孔:4-M8深202.6確定切削用量及工時2.6.1粗銑螺母座頂面 1.機床

21、:選X52K 根據(jù)機械加工簡明手冊表4.2-254.2-37 查得 2.刀具的選用:刀具切削部分的材料的選擇,直接影響著加工效率,刀具耐用刀具消耗,加工成本,加工精度和表面質(zhì)量等。選擇時應綜合考慮他的硬度,強度,韌性,耐磨性,耐熱性等基本功能。這里我們選用硬質(zhì)合金銑刀,標準為GB5342-95。根據(jù)機械加工工藝手冊第一卷 表8.2-14選擇銑刀直徑d125mm,齒數(shù)Z6,刀片牌號YG8。銑刀幾何參數(shù)根據(jù)機械加工工藝手冊第二卷 表8.2-27選擇:3.銑削用量的選用: 銑削深度: 機床功率為7.5Kw由表9.4-3得銑刀磨鈍標準及耐用度查機械加工工藝手冊第一卷 表9.4-6得:后刀面的最大磨鈍限

22、度取2mm,耐用度T180min銑削速度V:查機械加工工藝手冊表9.4-13 得:V64m/min1.1m/s機床主軸轉速: (式2.1)根據(jù)X52K說明書取n190rmin實際銑削速度: (式2.2)進給量: (式2.3)工作臺每分進給量: 根據(jù)X52K說明書取n200mm/min則實際每齒進給量為: 由機械加工工藝手冊第一卷表 3.4公式得: (式2.4)(式2.5)式中 Z6 d125mmn190r/min V1.24m/s X52K機床主電動機功率為7.5Kw。故切削用量可以用所選的數(shù)據(jù)。 基本工時:由表9.4-31可得:端銑對稱銑削時: (式2.6) 式中:56mm (式2.7) 2

23、.6.2粗精銑螺母座底面(1)粗銑螺母座底面 1.機床:與粗銑頂面相同 2.刀具:d200mm z30 3.粗銑時銑削用量的選擇 銑削深度: 每齒進給量:查表9.4-3知 銑刀磨鈍標準及耐用度查表9.4-6,表9.4-7可得:磨鈍標準為:2.0mm耐用度:T420min銑削速度V,查表9.4-13可得:V48m/min0.8m/s機床主軸轉速:通過查機械加工工藝手冊取n90r/min實際銑削速度: 工作臺每分進給量: 查表:取 實際校驗機床功率: (式2.8)(式2.9)式中: Z30 d200mm n190r/min V0.99m/s能夠滿足要求基本工時:查機械加工工藝手冊表 9.4-319

24、.4-33 式中: 0.76min (2)精銑螺母座底面1.機床刀具與粗銑相同。2.銑削用量的選擇:銑削深度:每轉進給量:查表9.4?3 ,得0.6mm/n每齒進給量:查表9.4?3,得0.5mm/r0.5/200.025mm/z銑削速度:查表9.4?8, (式2.10)查表9.4?8,得, 203 0.2 0.15 0.35 0.20 m0.32 T420 200 1 0.025220 z30 1.32 (式2.11) 160.14mm/min 2.7m/s機床主軸轉速: 254.9r/min選n300r/min.實際銑削深度: 3.14m/s.工作臺每分進給量: 選實際基本時間:查表9.4

25、?319.4?33。 其中:126 1022.6.3 粗精銑前后端面。(1)粗銑前后端面1.機床X52K。2.刀具:同粗銑底面刀具。 磨鈍度2mm.耐用度T400min銑削速度: v48m/min0.8m/s 取n90r/min.實際銑削速度: 0.99m/s每分進給量: 檢驗機床功率: v0.99m/s 滿足要求?；緯r間: 式中: 所以:以上的粗銑一個端面的工時。銑前后兩端面時:(2)精銑前后端面 1.機床,刀具與粗銑相同。 銑削深度: 每轉進給量:,查表9.4?3。 銑削速度:1.2m/s 機床主軸轉速: 116.6r/min選n118r/min.實際銑削速度: 37.6r/min1.2

26、5m/s.工作臺每分進給量: 。選實際基本時間:查表9.4?319.4?33。 其中: 90后面與前面相同所以: 2.6.4粗鏜半精鏜57圓弧面(1)粗鏜57圓弧面機床:由機械制造工藝設計簡明手冊表4.2?19,選T68臥式鏜床。刀具:硬制合金鏜刀YT5,直徑為20mm的圓形鏜刀。切削深度:毛坯孔徑:進給量f:由切削加工簡明手冊表8?68 選f在0.61之間。 由于是斷續(xù)切削,所以應乘以系數(shù)0.5。 所以取f0.5mm/r.切削速度:由切削加工簡明手冊表8?87 V1.0m/s60m/min.機床主軸轉速n: 由機床上轉速選擇:n350r/min實際切削速度: 工作臺每分鐘進給量:基本工時:

27、由機械制造簡明手冊表6.2?1。 (2)半粗鏜57圓弧面1. 選擇機床:選用T68臥式鏜床,可由機械制造工藝設計簡明手冊表4.2-19至4.2-22查其技術參數(shù)。2. 選擇刀具:選用YT5硬質(zhì)合金、主偏角,直徑為20mm圓形鏜刀。3.切削深度: 進給量f:由切削加工簡明手冊表8?87 選f0.2-0.8之間。由于是斷續(xù)切削,所以應乘以系數(shù)0.5。所以:f0.1-0.4.這里取f0.4mm/r.切削速度:由切削加工簡明手冊表8?87 V1.3m/s機床主軸轉速: 實際切削速度: 工作臺每分鐘進給量: 基本工時:由機械制造簡明手冊表6.2?1。 式中: 這里取4所以: 3.2min2.6.5鉆底面

28、孔,擴4-(1)鉆孔機床選擇:查機械加工工藝手冊選立式鉆床Z535;刀具:麻花鉆確定進給量f0.250.31。根據(jù)Z535機床說明書。現(xiàn)取f0.25mm/r。切削速度:根據(jù)切削手冊表2.13及2.14查得切削速度v18m/min。根據(jù)機床說明書,取530r/min實際切削速度為: 切削工時: 式中: 這里取值2 以上為鉆一個孔的機動時間。故本工序的機動時間為:(2)擴鉆 利用16的鉆頭對13的孔進行擴孔。根據(jù)有關手冊規(guī)定,擴孔的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量來選取。 根據(jù)機床說明書,選取f0.3切削速度: 則主軸轉速: 按機床說明書取實際切削速度: 一個孔的切削工時: 鉆四個孔的機動時間: 2.

29、6.6鉆孔深20孔 1.機床:采用相同的鉆床。先鉆孔6,確定進給量f。查表得:機械加工手冊。這里取f0.1 mm/r2.切削速度: 根據(jù)機械加工工藝手冊表2.13及2.14查得切削速度v20m/min。 根據(jù)機床說明書,取960r/min 實際切削速度為: 切削工時:以上為鉆一個孔的機動時間。故本工序的機動時間為2.6.7攻螺紋孔深20孔切削用量:所以按機床選取:則機動工時: 20 30攻螺紋則以上為加工一個孔的時間,這里要加工4個孔。所以:第三章 夾具的設計3.1機床夾具的作用 廣義而言,凡是在接寫制造過程中為保證質(zhì)量和使工序加速,方便或安全的附加裝備,均可稱為夾具。他一般包括機床夾具,沖壓

30、夾具,熱處理夾具,焊接夾具,裝配夾具等等。 機床夾具主要用于機床切削加工,起機床與工件,刀具之間的橋梁作用,是工藝系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。按國家標準(GB4863-85)給出的定義:“機床夾具是用以裝夾工件(和引導刀具)的裝置”。 1. 保證加工精度 采用夾具安裝,可以準確地確定工件與機床,刀具之間的相互位置,工件的位置精度由夾具保證,不受工人技術水平的影響,其加工精度而且穩(wěn)定。 2. 提高生產(chǎn)效率,降低成本 用夾具裝夾工件,無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊,顯著地減少輔助工時;用于裝夾工件提高了工件的剛性,因此可加大切削用量;可以使用多件,為工位裝夾裝夾工件,并采用高效夾緊機構,這些因素均有

31、利于提高勞動生產(chǎn)率。另外采用夾具后,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,廢品率下降,可以安排技術等級較低的工人,明顯地降低了生產(chǎn)成本。 3. 擴大機床的工藝范圍 使用專用夾具可以改變機床的用途和擴大機床的使用范圍,實現(xiàn)一機多能。例如,在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后,就可以對 箱體孔隙進行鏜削加工;通過專用夾具還可將車床改為拉床使用,以充分乏味通用機床的作用。 4. 減輕工人的勞動強度 用夾具裝夾工件方便,快速,當采用氣動,液壓等夾緊裝置時,可 減輕工人勞動強度。 5. 縮短新產(chǎn)品試制周期 由于組合夾具,可調(diào)整夾具等多用途夾具元,足見的標準化和通用化,從而在新產(chǎn)品試制中可以大大發(fā)揮其優(yōu)勢,充分利用組裝,更換少數(shù)元,

32、組件和調(diào)整方法,來滿足大部分工序的要求,使專用夾具的數(shù)量減少;從而減縮了夾具設計和制造的工作量,使試制的周期縮短,費用減少。3.2夾具的組成雖然機床夾具的種類繁多,但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中,作用相同的結構或元件加以概括,可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分,這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。定位支承元件 定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件,是夾具的主要功能元之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。2.夾緊裝置 夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢,并保證在加工過程中工件的正確位置不變。3.連接定向元件 這種元件用于將夾具與機床連接并確定夾具對機

33、床主軸、工作臺或導軌的相互位置。4.對刀元件或導向元件 這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件。用于確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件.5.其它裝置或元件 根據(jù)加工需要,有些夾具上還設有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機構、電動扳手和平衡塊等,以及標準化了的其它聯(lián)接元件。6.夾具體 夾具體是夾具的基體骨架,用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結構、鍛造結構、焊接結構和裝配結構,形狀有回轉體形和底座形等形狀。 上述各組成部分中,定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。3.3鉆床夾具的

34、主要類型 鉆床夾具簡稱鉆模,主要用于加工孔及螺紋。它主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類型有以下幾種。 (1)固定式鉆模 在使用中,這類鉆模在機床上的位置固定不動,而且加工精度較高,主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。 (2)回轉式鉆模 這類鉆模上有分度裝置,因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向或徑向孔系。 (3)翻轉式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔,孔徑小于810mm。它可以減少安裝次數(shù),提高被加工孔的位置精度。其結構較簡單,加工鉆模一般手工進行翻轉,所以夾具及工件應小于10 kg為宜。 (4)蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體,其定位元

35、件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾,適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結構簡單輕便,易清除切屑;但是每次夾具需從工件上裝卸,較費時,故此鉆模的量一般不宜超過10 kg。 (5)滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結構簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點,生產(chǎn)中應用較廣。3.4.鉆模的設計要點3.4.1.鉆套 鉆套安裝在鉆模板或夾具體上,用來確定工件上加工孔的位置,引導刀具進行加工,提高加工過程中工藝系統(tǒng)的剛性并防振。鉆套可分為標準鉆套和特殊鉆套兩大類。 (1)固定鉆套 (2)可換鉆套 (3)快換鉆套 (4)特殊鉆套 3.4.2.鉆模板

36、鉆模板用于安裝鉆套,確保鉆套在鉆模上的正確位置,鉆模板多裝在夾具體或支架上, 常見的鉆模板有: (1)固定式鉆模板 (2)鉸鏈式鉆模板 (3)可卸(分離)式鉆模板 (4)懸掛式鉆模板 3.5常用定位元件及選用 工件在夾具中要想獲得正確定位,首先應正確選擇定位基準,其次是選擇合適的定位元件。工件定位時,工件定位基準和夾具的定位元件接觸形成定位副,以實現(xiàn)工件的六點定位。 1.對定位元件的基本要求 1)限位基面應有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度,才能保證工件的定位精度。 2)限位基面應有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦,容易磨損,為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好,以保

37、持夾具的使用壽命和定位精度。 3)支承元件應有足夠的強度和剛度。定位元件在加工過程中,受工件重力、夾緊力和切削力的作用,因此要求定位元件應有足夠的剛度和強度,避免使用中變形和損壞。 4)定位元件應有較好的工藝性。定位元件應力求結構簡單、合理,便于制造、裝配和更換。 5)定位元件應便于清除切屑。定位元件的結構和工作表面形狀應有利于清除切屑,以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。3.6定位的選擇 圖3.1 1?圓柱銷; 2?短心軸; 3?支承板 根據(jù)零件圖,選用這種一面一孔的定位方式,夾具的定位元件如上圖組成。1圓柱銷限制一個自由度(Z軸的轉動)2短心軸限制了零件的兩個自由度(X,Y方向的移動),

38、3支承板限制了零件的3個自由度(X,Y軸的轉動,Z軸的移動)3.7定位誤差分析 六點定位原則解決了消除工件自由度的問題,即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題。但是,由于一批工件逐個在夾具中定位時,各個工件所占據(jù)的位置不完全一致,即出現(xiàn)工件位置定得“準與不準”的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準確,加工后各工件的加工尺寸必然大小不一,形成誤差。這種只與工件定位有關的誤差稱為定位誤差,用D表示。 在工件的加工過程中,產(chǎn)生誤差的因素很多,定位誤差僅是加工誤差的一部分,為了保證加工精度,一般限定定位誤差不超過工件加工公差T的1/51/3,即 D1/51/3T(式3.1)式中 D定位誤差,單位

39、為mm; T 工件的加工誤差,單位為mm。3.7.1定位誤差產(chǎn)生的原因工件逐個在夾具中定位時,各個工件的位置不一致的原因主要是基準不重合,而基準不重合又分為兩種情況:一是定位基準與限位基準不重合,產(chǎn)生的基準位移誤差;二是定位基準與工序基準不重合,產(chǎn)生的基準不重合誤差。 1.基準位移誤差Y 由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量,稱為基準位移誤差,用Y表示。不同的定位方式,基準位移誤差的計算方式也不同。 如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致,作無間隙配合,即孔的中心線與軸的中心線位置重合,則不存在因定位引起的誤差。但實際上,如圖所示,心軸和工件內(nèi)孔

40、都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會有間隙,孔的中心線與軸的中心線位置不重合,導致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準變動誤差,其變動量即為最大配合間隙?？砂聪率接嬎?Y a - amin 1/2 D - dmin 1/2(D +d)(式3.2)式中 Y基準位移誤差單位為mm; D孔的最大直徑單位為mm; dmin軸的最小直徑單位為mm。 D 工件孔的最大直徑公差,單位為mm; d圓柱心軸和圓柱定位銷的直徑公差,單位為mm。 基準位移誤差的方向是任意的。減小定位配合間隙,即可減小基準位移誤差Y值,以提高定位精度。 2.基準不重合誤差B 加工尺寸的基準是外圓柱面的母線,但定位基準是工件圓柱

41、孔中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合所導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量,稱為基準不重合誤差,用B表示。此時除定位基準位移誤差外,還有基準不重合誤差?；鶞饰灰普`差應為Y 1/2(D +d0),基準不重合誤差則為B 1/2d (式3.3) 式中 B基準不重合誤差單位為mm; d工件的最大外圓面積直徑公差,單位為mm。 因此,尺寸h的定位誤差為D Y + B 1/2(D +d0)+ 1/2d 計算基準不重合誤差時,應注意判別定位基準和工序基準。當基準不重合誤差由多個尺寸影響時,應將其在工序尺寸方向上合成。 基準不重合誤差的一般計算式為 B i cos式中 i定位基準與工序基準間的

42、尺寸鏈組成環(huán)的公差,單位為mm; i的方向與加工尺寸方向間的夾角,單位為()。3.7.2定位誤差的計算 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件是短心軸,加工時它于零件圓弧面配合,與零件的尺寸公差相同:即 當零件安裝在夾具中時,心軸處的最大間隙為: (式3.4) 零件的4個孔均允偏差為及公差T0.5mm所以 (式3.5)即最大間隙能滿足零件的精度要求。3.7.3夾緊力的計算查機械加工工藝手冊表得,鉆孔麻花鉆的刀具材料為高速剛時。夾緊力F為: (式3.6) 取所以 此次設計選用螺紋夾緊機構,查機械設計夾具手冊第二卷 表1-2-25可知:當選螺栓直徑為20mm,螺距為2.5mm時,只需要用力

43、臂為240mm的扳手用100N的力就可以使螺紋產(chǎn)生7950N的夾緊力,遠遠大于切削力。所以本夾具安全可靠。3.7.4夾具設計及操作的簡要說明 如前所說,在設計夾具時,為了提高勞動生產(chǎn)率,應首先著眼于如何減少生產(chǎn)輔助時間。本工序是鉆孔6mm,屬于粗加工,鉆盲孔。精度要求不算很高,只需選取心軸定為就可以達到它所要求的位置要求。 參 考 文 獻1金屬切削機床夾具設計手冊第二版 浦林祥 主編 機械工業(yè)出版社,19952機械加工工藝手冊 李洪 主編 北京出版社,19903機械加工工藝手冊第2卷 孟少農(nóng) 主編 機械工業(yè)出版社,19914機械加工工藝設計實用手冊張耀宸 主編 馬占永 副主編 航空工業(yè)出版社,

44、19935機械制造工藝學課程設計指導書第2版哈爾濱工業(yè)大學 趙家齊 主編 機械工業(yè)出版社,19946機床夾具設計薛源順 主編 北京機械工業(yè)出版社,20007機床夾具設計手冊第二版 東北重型機械學院、洛陽工學院、第一汽車制造職工大學 編上?？茖W技術出版社8機械制造技術基礎教學參考書葛金印主編 高等教育出版社, 2005.9切削加工簡明實用手冊黃如林主編 劉新佳 汪群副主編 化學工業(yè)出版社,2004年7月第一版 10機械制造工藝學哈爾濱工業(yè)大學 上海工業(yè)大學主編 1980年08月第1版11機械制造工藝基礎王延輝 范英主編 1998年11月第1版12機械制造工藝及專用夾具設計指導孫麗媛主編 2002

45、年12月第1版?13機械制造工藝學周昌治 楊忠鑒等主編 1994年10月第1版14機械制造工藝與夾具周世學主編 馮豐 王建鋒編 1999年08月第1版15機械制造工藝與裝備倪森壽主編 2003年16機械制造工藝與夾具設計指導張進生主編 1995年09月第1版17機械制造工藝標準應用手冊張紀真主編 1997年02月第1版?18機械制造工藝與刀具王平嶂主編 2005年03月第1版19機械制造工藝金屬切削機床設計指導李洪主編 1989年03月第1版致 謝 畢業(yè)設計作為我們大學生活之中的最后一次考驗,也是對我們大學中所學知識的一個總結,一個全面性的運用,經(jīng)過3個月的設計,終于完成畢業(yè)設計,在這里非常感

46、謝我的畢業(yè)設計指導教師張良棟老師,在他的精心指導下,我才能順利完成畢業(yè)設計,也要感謝對我畢業(yè)設計支持的各位同學。更要感謝的是大學幾年來教育我的各位老師,在你們精心的培育下,使我才能完成大學學業(yè)。 4年的大學生活即將結束,也許我將不會再有機會進入校園能如此靜心深入地學習知識,我將不會有機會再接受礦大厚重文化的熏陶,我將不會再有機會聆聽各位尊敬師長的教誨,我記得家人曾經(jīng)對我講過這個世界上只有兩顆真心,一顆是父母對子女的愛心,一顆是老師對學生的關心。在此,我對你們表示深深的感謝。一、選題依據(jù):(簡述研究現(xiàn)狀或生產(chǎn)需求情況,說明該設計(論文)目的意義。) 該螺母座是數(shù)控銑床上面的一個零件,雖然看起來比

47、較簡單,但是具有一定的代表性,對該零件的機械加工規(guī)程的編制及其指定夾具設計, 能夠綜合我們大學四年所學的基礎知識和專業(yè)知識。 這次畢業(yè)設計(論文)的環(huán)節(jié),是我在大學本科四年畢業(yè)之前的一次綜合訓練,也是對大學四年的所掌握的知識的檢驗,同時也是對所學的各門課程的一次深入、綜合性的總復習。我相信,通過這次畢業(yè)設計,能使自己對所學基礎理論知識、專業(yè)知識和基本技能得到鞏固、深化和提高。在設計過程中,通過文獻檢索、調(diào)研、綜合分析、畢業(yè)設計說明書的編寫、從而加強了自己對獲取新知識的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高學習他人經(jīng)驗和借鑒其它學科研究方法的悟性,提高處理新情況、解決新問題的應變能力。為我走向工作崗位的提供

48、一個堅實的平臺。二、設計(論文研究)思路及工作方法 分析螺母座結構特點 對螺母座進行工藝分析 確定機械毛坯種類和余量及毛坯尺寸 定制螺母座加工的工藝過程 確定切削用量及基本工時 鉆孔的夾具設計三、設計(論文研究)任務完成的階段內(nèi)容及時間安排。準備工作(收集資料和查看復習畢業(yè)設計設計的相關內(nèi)容) (2007.3.05-2007.3.12)資料檢索(2007.3.13-2007.3.20)方案設計(2007.3.21-2007.4.04)工藝設計和夾具設計 (2007.4.05-2007.4.20)繪圖 (2007.4.21-2007.5.04)修改 (2007.5.05-2007.5.10)編些畢業(yè)設計說明書 (2007.5.10-2007.5.18)指導教師意見指導教師簽字: 年 月 日教研室畢業(yè)設計(論文)工作組審核意見難度分量綜合訓練程度 教研室主任: 年月日設計(論文)類型:A?理論研究;B?應用研究;C?軟件設計;D-其它等。