K399-離合器踏板下部加工工藝及銑φ40端面夾具設(shè)計(jì)【CAD高清圖紙和文檔打包】
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I 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課 題: 離合器踏板下部加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè): 學(xué) 生 姓 名: 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 指 導(dǎo) 教 師: 完 成 時(shí) 間: II 摘 要 本設(shè)計(jì)是基于離合器踏板下部零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。離合器踏板 下部零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō),保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精 度容易。因此,本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并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。夾具選用專用夾具,機(jī)構(gòu)可以不必自鎖,因此生產(chǎn)效率較高,適用于大 批量、流水線上加工,能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞:離合器踏板下部零件;工藝;夾具; III 目 錄 摘 要 II 第 1 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 1.1 零件的分析 4 1.1.1 零件的作用 4 1.1.2 零件的工藝分析 4 1.2 確定毛坯的制造形式 5 1.3 離合器踏板下部加工工藝措施 5 1.3.1 孔和平面的加工順序 5 1.3.2 孔系加工方案選擇 5 1.4 離合器踏板下部加工定位基準(zhǔn)的選擇 5 1.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 5 1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 5 1.5 離合器踏板下部加工主要工序安排 5 1.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 1.7 確定切削用量及基本工時(shí) 7 第 2 章 銑 Φ40 端面夾具設(shè)計(jì) 14 2.1 研究原始質(zhì)料 .14 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .14 2.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 15 2.4 誤差分析與計(jì)算 16 2.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 18 2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 20 總 結(jié) 21 致 謝 22 參 考 文 獻(xiàn) 24 4 第 1 章 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 題目給出的零件是離合器踏板下部。離合器踏板下部的主要作用是載重后,使鋼板能夠得到延 伸,伸展,能有正常的緩沖作用。因此汽車離合器踏板下部零件的加工質(zhì)量會(huì)影響汽車的工作精度、 使用性能和壽命。汽車離合器踏板下部主要作用是減震功能、阻尼緩沖部分功能、導(dǎo)向功能.因此 離合器踏板下部零件的加工質(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。 1.1.2 零件的工藝分析 由離合器踏板下部零件圖可知。它的外表面上有 3 個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端 面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為 2 組加工表面。它們相互間有一定的位置 要求。現(xiàn)分析如下: 1. 以?25mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括:一個(gè)的?25mm孔以及對(duì)其倒角 2. 以?40端面為中心的加工面,這組加工面主要是?40端面 2. 以?16mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括:一個(gè)?16mm孔以及對(duì)其倒角 3. 以2-?12.5mm孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括:一個(gè)?12.5mm孔 4. 以K1/8螺紋孔為基準(zhǔn)加工部位這一組加工包括:K1/8螺紋孔 5 1.2 確定毛坯的制造形式 零件材料為可鍛鑄鐵,考慮到零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷,采用這種材料零件的 強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,選用砂型鑄造,采用機(jī)械翻砂造型, 鑄造精度為 2 級(jí),能保證鑄件的尺寸要求,這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 1.3 離合器踏板下部加工工藝措施 由以上分析可知。該離合器踏板下部零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō),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(duì)于離合器踏板下部來(lái)說(shuō),加工過(guò)程中的主要 問(wèn)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(guò)程中的主要考慮因素。 1.3.1 孔和平面的加工順序 離合器踏板下部類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則:即先加工離合器踏板下部上的基準(zhǔn)平 面,以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。離合器踏板下部的加工自然應(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(duì)刀及調(diào)整, 也有利于保護(hù)刀具。 離合器踏板下部零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開(kāi)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。 1.3.2 孔系加工方案選擇 離合器踏板下部孔系加工方案,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。 1.4 離合器踏板下部加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.4.1 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)保證裝入離合器踏板下部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)。即以離合器踏板下部的輸入軸和輸 出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂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(duì)位置。 1.4.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證離合器踏板下部孔與孔、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 離合器踏板下部在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從離合器踏板下部零件圖分析可 知,它的頂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(guò)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,雖然它是離合器踏板下部的裝配基準(zhǔn),但因?yàn)?它與離合器踏板下部的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)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。 1.5 離合器踏板下部加工主要工序安排 對(duì)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)。離合器踏板下部加工的第一個(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、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的 兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到離合器踏板下部加工完成為止,除了個(gè)別工序外,都要 用作定位基準(zhǔn)。因此,底面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來(lái)。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺紋底 孔在多軸組合鉆床上鉆出,因切削力較大,也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于離合器踏板下部,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 6 用可脹心軸定位來(lái)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%—c??908 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 。mg20 方案一 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、粗銑 ?40 端面 4、 鉆擴(kuò)鉸?25mm孔以及對(duì)其倒角 5、鉆擴(kuò)鉸?16mm孔孔以及對(duì)其倒角 6、鉆2-?12.5孔 7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲 8、終檢 方案二 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、鉆擴(kuò)鉸?25mm孔以及對(duì)其倒角 4、粗銑 ?40 端面 5、鉆擴(kuò)鉸?16mm孔孔以及對(duì)其倒角 6、鉆2-?12.5孔 7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲 8、終檢 方案一和方案二的區(qū)別在于,方案一在加工外40側(cè)面后,及時(shí)的加工了Φ25的孔, 這樣可以利用加工好的Φ25孔作為定位基準(zhǔn),加工其他的工序,這樣為后續(xù)的工 序提供了基準(zhǔn),提高了加工效率,適合于批量生產(chǎn),而方案二則不能達(dá)到這樣的 效果,因此綜合考慮我們選擇方案一。 工藝路線選擇方案一: 1、鑄造 2、時(shí)效處理 3、粗銑 ?40 端面 4、鉆擴(kuò)鉸?25mm孔以及對(duì)其倒角 5、鉆擴(kuò)鉸?16mm孔孔以及對(duì)其倒角 6、鉆2-?12.5孔 7、鉆孔K1/8螺紋孔底孔并進(jìn)行攻絲 8、終檢 1.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的加工余量和工步如下: 7 “吊環(huán)-后鋼板彈簧”零件材料為 1 號(hào)可鍛鑄鐵,硬度 HBS 為 149~187,生產(chǎn)類型為大批量生 產(chǎn),采用鑄造毛坯。 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如 下: (1) 加工 25 孔 其表面粗糙度要求較高為 ,其加工方式可以分為鉆,擴(kuò),鉸三步,根據(jù)《機(jī)械加工1.6Ram? 工藝手冊(cè)》表 2.3-48,確定工序尺寸及余量為: 鉆孔:21 擴(kuò)孔:24 2Z=3 鉸孔:25 (2) 銑 ?40 端面 考慮其表面粗糙度要求為 ,只要求粗加工,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3—48,50Ram? 取 z=3 已能滿足要求。 1.7 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 3、粗銑 ?40 端面 刀具:硬質(zhì)合金端銑刀(面銑刀) 齒數(shù) [10]mdw40?14?Z 銑削深度 :pam2? 每齒進(jìn)給量 :根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.73,取f maf/25.0 銑削速度 :參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.81,取V sV/4? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 : ,取n in/1940.3610rdV???? in/r 實(shí)際銑削速度 :? smn/.20 進(jìn)給量 :fVZaff 671/125.?? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 :m in/2.0.sVf ? :根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.81,?aa4? 被切削層長(zhǎng)度 :由毛坯尺寸可知l ml31 刀具切入長(zhǎng)度 :1D2)~((5.02????? 刀具切出長(zhǎng)度 :取2l 走刀次數(shù)為 1 8 機(jī)動(dòng)時(shí)間 :1jt min5.02.743121????mjfl 工序 4:鉆擴(kuò)鉸 ?25mm 孔以及對(duì)其倒角 工件材料硬度 200HBS??椎闹睆綖?25mm,公差為 H7,表面粗糙度 。加工機(jī)床為1.6aR? Z525 立式鉆床,加工工序?yàn)殂@、擴(kuò)、鉸,加工刀具分別為:鉆孔——Φ21mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆, 磨出雙錐和修磨橫刃;擴(kuò)孔——Φ24.7mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆;鉸孔 ——Φ25mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。 選擇各工序切削用量。 (1 )確定鉆削用量 1)確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-10 可查出 ,由于孔深f 0.47~.5/fmr?表 度比 , ,故 。查0/3/21.6ld?0.9lfk?(.47~.5)921f?表 Z525 立式鉆床說(shuō)明書(shū),取 。43/mr 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-8,鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許'1./fr? 的軸向力 (由機(jī)床說(shuō)明書(shū)查出) ,根據(jù)表 28-9,允許的進(jìn)給量 。max59FN “.8/fr? 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 ,故所選 可用。f'f“f 2)確定切削速度 、軸向力 F、轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)表 28-15,由插入法得:vmP ,17/inv?表 4732FN?表 ,5.69NM?表 1.5kW表 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同,故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表 28-3, , ,故0.8Mvk.lvk'17/in07.2(/in)mm???表 ''01./i16n rd?: 查 Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū),取 。實(shí)際切削速度為:95/ir0295/in4/i110rv??? 由表 28-5, ,故.6MFTk473.6()FN51.9054.8m????? 3)校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為P'/)Mnk表(.2(261.kWW 機(jī)床有效功率 ' 4.50.835E mPkP????? 故選擇的鉆削用量可用。即 9 , , ,019dm?0.43/fr195/minr?14/inv? 相應(yīng)地 , ,56FN.8T?.0PkW (2)確定擴(kuò)孔切削用量 1)確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-31,f 。根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū),取 =0.57mm/r。f??::表 ( 0.78) /r0.7=49./r f 2)確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-33,取 。修正系數(shù):vn25/minv?表 ,.8mk?4.71.02(1.09)ppRavak?根 據(jù) 故 '5/i0/minv?表' '10)nd??表 ( .2/in(24.7)86/ir 查機(jī)床說(shuō)明書(shū),取 。實(shí)際切削速度為5/ir?301vdn???? 324.7/min10/i?? (3)確定鉸孔切削用量 1)確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表 28-36, ,按該表注 4,進(jìn)給量取f 1.3~26fm?表 小植。查 Z525 說(shuō)明書(shū),取 。1.6/r? 2)確定切削速度 及 由參考文獻(xiàn)[7]表 28-39,取 。由vn8./inv表 參考文獻(xiàn)[7]表 28-3,得修正系數(shù) ,0.8Mvk.9pavk524.7(/152)pRa?根 據(jù) 故 '8./min0.89.4/minv???表 ' '1()nd?表07.4/25)95/ir 查 Z525 說(shuō)明書(shū),取 ,實(shí)際鉸孔速度0/inr?301vdn???? 325/mi17.8/in??? (4)各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計(jì)算,各工序切削用量如下: 鉆孔: , , ,090.4/fr95/mir14/inv? 擴(kuò)孔: , , ,.7d?522.3 鉸孔: , , ,0251.6/f10/in?78/i 5) 切削工時(shí),按《工藝手冊(cè) 》表 6.2-1。 10 t = i ;其中 l=60mm; =4mm; =3mm;mfnlw21?1l2l t = = =1.28min6043.? 工序 2:鉆擴(kuò)鉸 ?16mm 孔以及對(duì)其倒角 機(jī)床:立式鉆床 Z525 刀具:麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、 切削深度 :pa7.5m? 進(jìn)給量 :根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-10,取f (0.2~.8)/fmr? 由于本零件在加工孔時(shí)屬于底剛度零件,故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75,則(0.2~.8)0.75/(0.165~.2)/f rmr?? 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-13,取 0./f 取切削速度 4/minV? 取 =24, =9 代入公式(2-1)得0d 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 : ,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 9-012489/min3.15rd???? 3,取 72/inr? 實(shí)際切削速度 : V?0.72./i1n 被切削層長(zhǎng)度 :l48m? 刀具切入長(zhǎng)度 : 1 刀具切出長(zhǎng)度 : 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 , , , , 代入公式(2-4)得:48l?l2l?0.f72n? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 :jt1483.8mi.jfn???? 以上為鉆一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間,故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為?120.38.76mijt??? (2) 、擴(kuò) 孔? 切削深度 :pa.5 進(jìn)給量 :根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-30,f(0.5~6).7(03~.42)/mr??? 11 參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-31,取 (0.5~6).704/f mr??? 切削速度 :參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-31,取V 2inV 取 =25, =10.5 代入公式(2-1 )得0d 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 : ,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 9-n0116758/in3.42Vrd???? 3 取 72/minr? 實(shí)際切削速度 : ?04/mi1n 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表 28-42 被切削層長(zhǎng)度 :l48? 刀具切入長(zhǎng)度 1m 刀具切出長(zhǎng)度 : 2l3 走刀次數(shù)為 1 取 , , , , 代入公式(2-4)得:48l?l2l?0.4f72n? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 :1jt183.19mijf???? 以上為擴(kuò)一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間,故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為 120.9.3minjt??? 工序 6:鉆 2-?12.5 孔 鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床,刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆, 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 第 2 卷。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷表 10.4-2 查得鉆孔進(jìn)給量為 0.20~0.35 。rm 則取 rmf30.? 確定切削速度,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第 2 卷表 10.4-9 切削速度計(jì)算公式為 (3-20) in0kfaTdcvvyxpmzv? 查得參數(shù)為 ,刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8??myxzvvvv min 則 = =1.6 .250.1250.733?in 所以 = =72n6.4.ir 選取 mi120r? 12 所以實(shí)際切削速度為 =2.641024.3??vmin 確定切削時(shí)間(一個(gè)孔) =t s0.8?? 工序 8:鉆 K1/8 孔底孔,然后攻絲 K1/8 孔 機(jī)床:立式鉆床 Z525 刀具:根據(jù)參照《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.3~9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度 :pa3m? 進(jìn)給量 :根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2.4~38,取 。f rmf/3.0? 切削速度 :參照《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2.4~41,取 。V 48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 :n ,100.486539./in31vrd???? 按照《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.1~31,取 60? 所以實(shí)際切削速度 :v5/0dnms??? 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 :l42m 刀具切入長(zhǎng)度 :1 17(~)205.96rDlctgkctgm??????? 刀具切出長(zhǎng)度 : 取2l4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 : jt60.25in.3jLfn???? 刀具:高速鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量 :由于其螺距 ,因此進(jìn)給量f1.pm1./fmr? 切削速度 :參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-105,取Vin/9.6/5.0s? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ,由式(1.1)有:n ,取i/24.314.0 rd???? in/350r? 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 :取 min/50n? 13 實(shí)際切削速度 ,由式(1.2)有:V? smndV/109.610354.0????? 被切削層長(zhǎng)度 :lm25? 刀具切入長(zhǎng)度 :1f31)~(? 刀具切出長(zhǎng)度 :2l m? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ,由式(1.5)有:jt in08.35120502121 ???????fnlfltj 14 第 2 章 銑 φ40 端面夾具設(shè)計(jì) 2.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)銑 φ40 端面,要滿足對(duì)稱度要求以及其兩邊的要求。在銑此 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。 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 首先必須明確其加工時(shí)應(yīng)如圖所示,這樣水平放置,便于加工。那么要使其完全定 位,可以采用:一面加固定 V 型塊和滑動(dòng) V 型塊定位,這樣既簡(jiǎn)單又方便。一底面限制 的自由度有 3 個(gè),一個(gè)固定 V 型塊限制兩個(gè)自由度,一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限制限制一個(gè)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(gè) 自由度,屬于完全定位。 在該定位方案中,一個(gè)支撐面頂住,限制了 z 軸的移動(dòng),z 軸的旋轉(zhuǎn),y 軸的旋轉(zhuǎn) 三個(gè)移動(dòng)自由度。一個(gè)固定 V 型塊限制了 y 軸的移動(dòng),x 軸的移動(dòng),一個(gè)滑動(dòng) V 型塊限 制了 z 軸的旋轉(zhuǎn),這樣 6 個(gè)自由度全部被限制 根據(jù)上面敘述選擇方案。 15 2.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具:錯(cuò)齒三面刃面銑刀(硬質(zhì)合金) 刀具有關(guān)幾何參數(shù): 015??001??頂 刃 0n??側(cè) 刃 601~5?? ''30rK?40Dm6dm2.5L2Z.8/famzap.2 由參考文獻(xiàn)[5]5 表 1~2~9 可得銑削切削力的計(jì)算公式: 0.98.0.135pzFafBzn?? 有: 0.9.8.1.10.12054836.2()N?????? 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過(guò)程中對(duì)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: FKW?? 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算: 6543210 式中: 為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn) [5]1~2~1 可知其公式參數(shù):6~ 123456.,.0,1.,3KK?? 由此可得: 0.31.056??? 所以 8415()KWFN? 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(jiǎn)單、操作方便,決定 選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 ??FKfN???21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù),取 25.01?f F= +G G 為工件自重zP Nf4.321???? 夾緊螺釘: 公稱直徑 d=20mm,材料鋁合金鋼 性能級(jí)數(shù)為 6.8 級(jí) MPaB06??MPaBs4801??? 16 螺釘疲勞極限: MPaB192603.2.01 ????? 極限應(yīng)力幅: kma7.51li???? 許用應(yīng)力幅: ??aSa3.li? 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 ??s??? [s]=2.5~4 取[s]=4 得 ??MPa120?? 滿足要求???8.24cHdF ???aNc153. 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 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(jiǎn)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 該夾具以一面兩 V 形塊定位,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。 gwj???? 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 ,一般可用下式表示:j? MjjWDAZWj ???? ?? 由參考文獻(xiàn)[5]可得: ⑴ V 型塊定位誤差 : 17 注:V 型塊夾角 α=90 °。 基準(zhǔn)位移誤差: 工件以外圓柱面在 V 型塊定位,由于工件定位面外圓直徑有公差 δD ,因此對(duì)一批工件來(lái)說(shuō), 當(dāng)直徑由最小 D-δD 變大到 D 時(shí),工件中心(即定位基準(zhǔn))將在 V 型塊的對(duì)稱中心平面內(nèi)上下 偏移,左右不發(fā)生偏移,即工件由 變大到 ,其變化量 (即基準(zhǔn)位移誤差 Δ)從圖(a)1O21O2 中的幾何關(guān)系退出: ΔY= =1O2αSIn 基準(zhǔn)不重合誤差: 從圖(b)中設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合,假設(shè)定位基準(zhǔn) 不動(dòng),當(dāng)工件直徑由最小1 D-δD 變到最大 D 時(shí),設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變化量為 ,即基準(zhǔn)不重合誤差 ΔB= 。2δD2δD 從圖(c)中可知,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工件的下母線。即,上述方向由 a 到 a′與定位基準(zhǔn) 變到1O 的方向相反,故其定位誤差 ΔD 是 ΔY 與 ΔB 之差.2O ΔD= ΔY -ΔB= - =0.207δD=0.207×0.01=0.002072αδSIn 18 ΔD=0.00207< T 即滿足要求31 ⑵ 夾緊誤差 : ?cos)(minaxyj???? 其中接觸變形位移值: 1()(9.62nHBZyRaZkNcl? 查[5]表 1~2~15 有 。 10.4,0,.42,0.7zKC???cos8jym??? ⑶ 磨損造成的加工誤差: 通常不超過(guò)Mj?5. ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差: 取AD01. 誤差總和: 0.853jw???? 從以上的分析可見(jiàn),所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 2.5 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,兩個(gè)一般的使用。的布局盡可能遠(yuǎn)的距離。 通過(guò)方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺(tái)的 T 型槽,使工作表面定位元件夾具工作臺(tái)的進(jìn)給方 向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時(shí),螺栓夾緊夾具可以降低負(fù)荷, 加強(qiáng)加工夾具牢固。 根據(jù) GB2207—80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示:×o 19 圖 2.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù) T 形槽的寬度 a=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表 5.4: 表 5.4 定向鍵 夾具體槽形尺寸 B 2B 公 稱尺 寸 允 差 d 允 差 4 L H h D 1 公稱 尺寸 允 差 D 2h 14 ~ 0.012 ~0 .035 2 5 1 2 4 1 2 4 .5 18 +0 .019 5 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成,用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如圖 5.3 所示: 標(biāo) 記四 周 倒 圓× 圖 2.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表 5.5: 表 2.5 塞尺 公稱尺寸 H 允差 d C 3 ~0.006 0.25 20 2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 當(dāng)夾具有制造誤差、工作過(guò)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。 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(kāi)工件時(shí) 比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛 的應(yīng)用。由于該工件體積小,經(jīng)過(guò)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)) 。 此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過(guò)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 21 總 結(jié) 課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的,通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們 不再是只知道書(shū)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(shí)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(shū)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(cè)和 AUTOCAD 等制圖軟件,為我們踏入社會(huì)打下了好的 基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)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(huì),它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。 22 致 謝 這次課程設(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(cè)時(shí),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(wèn)題,不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn),在我遇到難題時(shí)給我指明了 方向,最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。 課程設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)融合在一起,綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識(shí),是課本知識(shí)在實(shí) 際中的應(yīng)用。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),使我的專業(yè)知識(shí)在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高,這離不 開(kāi)老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成的,在分析的過(guò)程中,尹長(zhǎng)城老師給了 我很大的鼓勵(lì),在設(shè)計(jì)分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計(jì)思路,增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力,與我們一起 討論問(wèn)題,使我對(duì)分析有了更清晰明確的認(rèn)識(shí),使我受益非淺。 課程設(shè)計(jì)是我們的專長(zhǎng),這是我們走向社會(huì)化,專業(yè)化的工作中必不可少的過(guò)程中前實(shí)際訓(xùn) 練綜合應(yīng)用。 “千里之行始于足下” ,通過(guò)課程設(shè)計(jì),讓我深深體會(huì)到永恒的那句詞的真正含義。 我認(rèn)真地把今天的課程設(shè)計(jì),學(xué)習(xí)踏踏實(shí)實(shí)地采取這一步驟是在社會(huì)穩(wěn)定的未來(lái)潮流的運(yùn)行打下了 堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 說(shuō)實(shí)話,課程設(shè)計(jì)是真的累了。但一開(kāi)始清理自己的設(shè)計(jì)成果,仔細(xì)琢磨課程設(shè)計(jì)的思路, 成功的喜悅難得讓我疲憊頓消瞬間。雖然這是我第一次學(xué)會(huì)了如何完成,我的生活的小勝利,但它 讓我感覺(jué)更成熟了。 通過(guò)課程設(shè)計(jì),使我深深體會(huì)到,干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,許多計(jì)算 有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂;有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯(cuò),只能毫不留情地重做。但一想起老師 平時(shí)多耐心的教導(dǎo),想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任,想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令 世人無(wú)比震驚的事故,我不禁時(shí)刻提醒自己,一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。 經(jīng)歷了課程設(shè)計(jì),使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正的貧乏,自己綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知 識(shí)的能力是如此的不足,幾年來(lái)學(xué)習(xí)了那么多的課程,今天才知道自己并不會(huì)用。想到這里,我真 的有點(diǎn)心急了。 由于畢業(yè)時(shí)間的倉(cāng)促,很多本來(lái)應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒(méi)有時(shí)間去細(xì)細(xì)追究來(lái)源,比如網(wǎng)格 劃分的控制、坐標(biāo)系的理解、求解器的選擇等,這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個(gè)大體上的方向, 離實(shí)際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的,因?yàn)榉较虼_定了,就會(huì)用最少的精力做 好事情,這對(duì)于我以后的工作至關(guān)重要。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活中,要從事的工種是千差萬(wàn)別的,只 有從中找到自己最拿手,最有發(fā)展前途的崗位,個(gè)人才有更多的熱情,也最可能在自己的崗位做出 一些貢獻(xiàn)。 這次課程設(shè)計(jì)成績(jī)的取得,與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)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(shí)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(lì)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(gè)日日夜夜,他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同 23 時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)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(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 24 參 考 文 獻(xiàn) [1] 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長(zhǎng)春汽銑廠工人大學(xué),機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)手冊(cè)[M] ,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,117130。 [2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M] 。機(jī)械工業(yè)出版社,117175。 [3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M] 。機(jī)械工業(yè)出版社,117171。 [4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] 。北京出版社,117130。 [5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)[M] 。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(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)[M] ?;瘜W(xué)工業(yè)出版社, 2544。 [7] 余光國(guó),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, 117175。 [8] [周永強(qiáng),高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M] ,北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,2555。 [17] 劉文劍,曹天河,趙維,夾具工程師手冊(cè)[M],哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出 版社,11787。 [10] 王光斗,王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] 。上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2555。 [11] 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長(zhǎng)春汽銑廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)手冊(cè)[M].上??茖W(xué)技術(shù)出版社,11784。 [12] 李慶壽,機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)[M],銀州:寧夏人民出版社, 117171。 [17] 廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術(shù)測(cè)量[M],中國(guó)計(jì)量出版社, 2555:17-117。 [14] [王光斗,王春福,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] ,上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2555。 [15] 樂(lè)兌謙,金屬切削刀具,機(jī)械工業(yè)出版社,2545:4-17
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