銑槽夾具設(shè)計

銑槽夾具設(shè)計,夾具,設(shè)計 機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計 目錄 一 緒論 1 1.1課題背景 1 1.2夾具的發(fā)展史 1 1.3小結(jié) 2 二 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計 3 2.1零件的分析 3 2.1.1零件的作用 3 2.1.2零件的工藝分析 3 2.2確定生產(chǎn)類型 3 2.3確定毛坯 3 2.3.1確定毛坯種類 3 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 4 2.3.3繪制鑄件零件圖 4 2.4工藝規(guī)程設(shè)計 4 2.4.1選擇定位基準 4 2.5工序 5 2.5.1工序2：半精銑16H11的槽 5 2.6本章小結(jié) 6 三 專用夾具設(shè)計 7 3.1銑槽夾具設(shè)計 7 3.1.1問題的提出 7 3.2.2夾具的設(shè)計 7 3.2本章小結(jié) 11 四 結(jié)論 13 五 參 考 文 獻 14 一 緒論 1.1課題背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.2夾具的發(fā)展史 夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段，夾具的主要特點是高精度，高適應(yīng)性?？梢灶A(yù)見，夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。 1.3小結(jié) 一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計階段，對夾具的選擇和設(shè)計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 16 機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計 二 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。 2.1.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 中心圓孔Ф。 (2) 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為。 (3) 鍵槽與中心孔有0.08的垂直度，深為。 (4) 半孔與中心孔有的位置關(guān)系，其寬為與中心孔有0.1的垂直度。 由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2.2確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 2.3確定毛坯 2.3.1確定毛坯種類 零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 查《機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊》125頁表1-4-7，選用各個加工面的鑄件機械加工余量均為3mm。 2.3.3繪制鑄件零件圖 圖2.1 零件毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設(shè)計 2.4.1選擇定位基準 ①粗基準的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準，以較大面a面為輔助粗基準。 ②精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準，以下端孔為輔助的定位精基準。 2.5工序 1：粗銑16H11的槽 機床：X6022型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 切削深度： 根據(jù)參考文獻查[1]表4.4-8有： 刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=14，刀具的寬度L=14mm。 查[2]表2.4-76得： 進給量,根據(jù)參考文獻[3]表查得切削速度， 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[2]表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 機床工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =42mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.92min 2.5.1工序2：半精銑16H11的槽 機床：X6022型臥式銑床 刀具：錯齒三面刃銑刀 刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=14，寬度L=16。 切削深度： 根據(jù)參考文獻[2]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[3]表查得切削速度， 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻[3]表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =42mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.41min 本工序機動時間 2.6本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。 機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計 三 專用夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工此拔叉零件時，需要設(shè)計專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋底孔夾具各一套。 3.1銑槽夾具設(shè)計 3.1.1問題的提出 本夾具主要用來粗、精銑此撥叉的槽。粗、精銑槽時，槽寬有尺寸要求，其深度要求為，槽的左右兩側(cè)面粗糙度要求Ra3.2,底面粗糙度要求Ra6.3。本道工序僅是對槽進行粗、精銑削加工。同樣在本道工序加工時，還是應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。同時應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。 3.2.2夾具的設(shè)計 ①定位基準的選擇 在進行銑槽加工工序時，由于和的孔已經(jīng)加工。因此工件選擇的孔一面與兩孔作為定位基準。由一個長銷穿在的孔加上此孔的一面就限制了五個自由度，再在的孔中間加上個削邊銷，就把自由度限制完了。即是一面兩孔定位。 ②定位元件及夾緊元件的選擇 此過程定位元件主要是長圓柱銷和削邊銷，所以對他們進行選取。查參考文獻[1]，選用的元件如下圖： 圖3.4 長圓柱銷（GB2203-80 A型） 圖3.5 削邊銷（GB2203-80 B型） 夾緊元件選用壓板，考慮到工件裝夾的方便，此選用轉(zhuǎn)動壓板 圖3.6 轉(zhuǎn)動壓板（GB2176-80） ③銑削力與夾緊力計算 根據(jù)參考文獻[1]，表2.4—97可查得： 銑削力計算公式為 圓周分力 查表可得： 代入得 = 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： ∴ 查參考文獻[1]，表5.1-4可知，所需的夾緊力為： 式中： L=62.53mm f=1.22 l=34mm ∴ ④定位誤差分析 圖3.7 轉(zhuǎn)角定位誤差示意圖 由圖可知這時的一面兩銷定位的轉(zhuǎn)角定位誤差為： ⑤定向鍵與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具體底面的槽中，一般使用兩個。其距離應(yīng)盡可能布置得遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)參考文獻[1]選用定向鍵為 圖3.8 定向鍵(GB2207—80)及其與機床連接示意圖 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。 由于本工序是完成此撥叉的槽粗、精銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)參考文獻[5]選用直角對刀塊，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示： 圖3.9 直角對刀塊(GB2241—80 A型) 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖3.10 平塞尺(GB2244-80) ⑥夾具體的設(shè)計 夾具體的設(shè)計參考銑槽夾具體零件圖。 3.2本章小結(jié) 在本章是對夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和分析其精確度的階段。重點在于選擇基準面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準面時，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個圓柱銷和一個削邊銷，他們分別穿過已加工過的長中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時，分別用了移動和轉(zhuǎn)動壓板。最后設(shè)計出夾具體，參考有關(guān)資料計算夾具的定位誤差。 機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計 四 結(jié)論 本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。 在夾具設(shè)計中，先確定工件的基準，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在此計算了了夾緊力和夾具體的誤差等。 在本次設(shè)計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設(shè)計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。 機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計 五 參 考 文 獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] 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