方刀架加工工藝及鉆Φ48孔夾具設(shè)計(jì)【含CAD高清圖紙和說(shuō)明書(shū)】
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機(jī)械制造工程與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目:方刀架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)院 (系): 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè): 機(jī)械工藝技術(shù) 班 級(jí): 姓 名: XXX 學(xué) 號(hào): XX 指導(dǎo)教師: 設(shè)計(jì)時(shí)間: 目 錄序言1第1章 零件的分析21.1 零件的作用21.2零件的工藝分析3第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)42.1確定毛坯的制造形式42.2基準(zhǔn)的選擇52.3 制定加工工藝路線62.4 確定切削用量及基本工時(shí)7第4章專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)84.1夾具類(lèi)型及使用機(jī)床選擇84.2定位方案的確定84.3 夾緊方案設(shè)計(jì)94.4 夾具體設(shè)計(jì)94.5 鉆模板的設(shè)計(jì)104.6 切削力和夾緊力的計(jì)算104.7 夾具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)11結(jié) 論12致 謝13參考文獻(xiàn)14II序言機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。因此,機(jī)械加工工藝規(guī)程在機(jī)械加工中起著重要的作用,主要包括以下的幾個(gè)方面:(1) 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件,機(jī)械加工車(chē)間生產(chǎn)的計(jì)劃、調(diào)度,工人的操作,零件的加工質(zhì)量檢驗(yàn),加工成本的核算,都是以工藝規(guī)程為依據(jù)的。處理生產(chǎn)中的問(wèn)題,也常以工藝規(guī)程作為共同依據(jù)。如處理質(zhì)量事故,應(yīng)按工藝規(guī)程來(lái)確定各有關(guān)單位、人員的責(zé)任。 (2) 工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù) 車(chē)間要生產(chǎn)新零件時(shí),首先要制訂該零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程,再根據(jù)工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備。如:新零件加工工藝中的關(guān)鍵工序的分析研究;準(zhǔn)備所需的刀、夾、量具(外購(gòu)或自行制造);原材料及毛坯的采購(gòu)或制造;新設(shè)備的購(gòu)置或舊設(shè)備改裝等,均必須根據(jù)工藝來(lái)進(jìn)行。(3) 工藝規(guī)程是新建機(jī)械制造廠(車(chē)間)的基本技術(shù)文件 。新建(改.擴(kuò)建)批量或大批量機(jī)械加工車(chē)間(工段)時(shí),應(yīng)根據(jù)工藝規(guī)程確定所需機(jī)床的種類(lèi)和數(shù)量以及在車(chē)間的布置,再由此確定車(chē)間的面積大小、動(dòng)力和吊裝設(shè)備配置以及所需工人的工種、技術(shù)等級(jí)、數(shù)量等。 此外,先進(jìn)的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進(jìn)制造技術(shù)的作用。典型工藝規(guī)程可以縮短工廠摸索和試制的過(guò)程。因此,工藝規(guī)程的制訂是對(duì)于工廠的生產(chǎn)和發(fā)展起到非常重要的作用,是工廠的基本技術(shù)文件。方刀架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂及專(zhuān)用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位,夾緊以及工藝路線安排,工藝尺寸確定等問(wèn)題,并設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具,保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論,又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要,只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限,其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤,敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。0第1章 零件的分析1.1 零件的作用方刀架是在臥式車(chē)床四方刀架的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種自動(dòng)換刀裝置,其功能和普通四方刀架一樣:有 四個(gè)刀位,能裝夾四把不同功能的刀具,普通車(chē)床普通車(chē)床方刀架回轉(zhuǎn) 90時(shí),刀具交換一個(gè)刀位,但方刀架的回轉(zhuǎn)和刀位號(hào)的選普通車(chē)床擇是由加工程序指令控制。換刀時(shí)方刀架的動(dòng)作順序是:刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、加工中心加工中心刀架定位和夾緊刀架。方刀架在數(shù)控臥式車(chē)床中的還是發(fā)揮著很重要的作用的。圖1.1零件圖1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,鑄造性能優(yōu)良,但塑性較差、脆性高,不適合磨削。在分析零件的時(shí)候要考慮以下3方面:1、加工零件主要表面的要求及保證的方法;2、怎么樣達(dá)到重要的技術(shù)要求及保證方法;3、零件的表面位置尺寸標(biāo)注。對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 工藝分析的目的,一是根據(jù)圖紙審查零件的形狀結(jié)構(gòu)及尺寸精度、性能(包括物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能等)以及相對(duì)位置關(guān)系的過(guò)程、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術(shù)要求是否合理,是否便于加工和裝配;是否符合實(shí)際。二是通過(guò)工藝分析,對(duì)零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解,以便制訂出合理的工藝規(guī)程。 第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1確定毛坯的制造形式零件材料為HT200,根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素,該零件體積較小,形狀較復(fù)雜,外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求,由于零件生產(chǎn)類(lèi)型為成批,中小批量生產(chǎn),而砂型鑄造生產(chǎn)成本低,設(shè)備簡(jiǎn)單,故本零件毛坯采用砂型鑄造。 由于零件上孔都較小,且都有嚴(yán)格的表面精度要求,故都不鑄出,留待后續(xù)機(jī)械加工反而經(jīng)濟(jì)實(shí)用。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.3-5,確定此鑄造毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量為2mm,不加工位置直接鑄造成型,孔的孔徑較小,故采用實(shí)心鑄造。圖2.1毛坯圖2.2基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基準(zhǔn)選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得到提高,否則,不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。1、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn),由于該零件毛坯圖上已經(jīng)鑄造出孔,所以可以以此孔作為加工基準(zhǔn),進(jìn)行外圓加工。 2、精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便,以加工好的端面和外圓作為基準(zhǔn),進(jìn)行內(nèi)孔的精加工,然后再以?xún)?nèi)孔作為基準(zhǔn)進(jìn)行后續(xù)的加工,如鉆孔和攻絲等,均以此為基準(zhǔn)?;鶞?zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?;鶞?zhǔn)面選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中問(wèn)題百出,更我甚者,還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在初始加工過(guò)程中,以毛坯上的粗糙表面作為加工零件的粗糙基準(zhǔn)。在下一步驟中,加工表面被用作加工的精細(xì)基準(zhǔn)。主要考慮以下要求。第一,確保加工表面和非加工表面之間的正確位置;二是保證了加工面與專(zhuān)用加工面之間的正確位置,使專(zhuān)用加工面的加工余量小且均勻;第三,提高加工面與定位基準(zhǔn)面之間的定位精度。四是裝夾方便,定位可靠,裝夾結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2.3 制定加工工藝路線擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外,還要選擇各加工表面的加工方法,安排工序的先后順序,確定加工設(shè)備,工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度,尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證,成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機(jī)床,專(zhuān)用夾具,工序集中,以提高效率,還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟(jì)性,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。制定的工藝路線如下:表3-11鑄造鑄造2時(shí)效時(shí)效處理3銑 銑底端面4銑 銑頂端面5銑銑零件四周表面,尺寸132x1326銑銑尺寸38的四周槽面7鉆 鉸48H7的孔8鉆锪孔48.29鏜 鏜64H9的孔10鉆 鉆16的孔,锪孔1811鉆 鉆M12螺紋底孔,锪孔19.212鉆 攻絲M1213鉆鉆8-M16螺紋孔14檢驗(yàn)檢驗(yàn)15入庫(kù)入庫(kù)2.4 確定切削用量及基本工時(shí)鉸48H7的孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆(工藝表3.16) 由切削表2.7和工藝表4.216查得 (切削表2.15) 按機(jī)床選取 基本工時(shí): min第4章專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)為了提高生產(chǎn)效率,保證端面及孔的加工質(zhì)量,提高精確率,得到標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)來(lái)源,需要使用專(zhuān)用夾具。4.1夾具類(lèi)型及使用機(jī)床選擇根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)一套鉆48孔的專(zhuān)用夾具。選用Z5135立式鉆床(圖4-1)更合理。它適用于各種零件的鉆孔、擴(kuò)孔、絞孔、锪平面及攻絲加工,操作簡(jiǎn)單,夾具一次裝夾就可加工所有孔。圖4.1立式鉆床4.2定位方案的確定工件的定位面是工件上直接和接觸的部分,選擇定位面時(shí)應(yīng)該遵循以下原則:選擇大而平整的平面或內(nèi)圓外圓進(jìn)行定位、選擇定位面后要方便后續(xù)的裝夾、定位面所對(duì)應(yīng)的裝夾位置應(yīng)該結(jié)構(gòu)牢固,在裝夾時(shí)保證不得有變形現(xiàn)象。根據(jù)上述原則選擇底端面作為加工基準(zhǔn)。我們?cè)O(shè)計(jì)夾具主要被用在立式鉆床,因?yàn)榱慵亩嗣嬉呀?jīng)加工完成,所以在進(jìn)行定位時(shí)我們可以選擇端面作為定位的基準(zhǔn)。使用支承板和支撐釘作為定位元件,支承板限制三個(gè)自由度,分別是一個(gè)移動(dòng)自由度和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度,支撐釘限制了一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度,定位銷(xiāo)限制一個(gè)移動(dòng)自由度,這樣限制了空間的6個(gè)自由度,完成零件的定位。4.3 夾緊方案設(shè)計(jì)考慮到本次設(shè)計(jì)的夾具其零件并不是十分的復(fù)雜,并且為本夾具是進(jìn)行鉆孔加工,其切削力是垂直于水平面的。因此,采用的是對(duì)其垂直方向進(jìn)行夾緊。從夾具圖上可以看出,我們考慮夾緊這個(gè)用壓板壓緊就能完成零件的夾緊。壓板壓住零件,擰緊螺母的同時(shí)壓緊零件。圖4.2夾緊機(jī)構(gòu)4.4 夾具體設(shè)計(jì)夾具體是整個(gè)夾具的基礎(chǔ)和骨架,是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)零件,該夾具是鉆夾具,所以不需要安裝定位原件也不需要對(duì)刀塊。故為了滿(mǎn)足有足夠的強(qiáng)度和剛度、安放穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)緊湊和工藝性好,并且重量盡可能輕巧,便于操作,使用安全,所以選擇夾具體為鑄造體。夾具體是夾具的重要零件,他的主要作用是作為整個(gè)夾具的支撐部件,同時(shí)還連接了如鉆模板、定位銷(xiāo)、支撐釘、支撐板、壓板等零件,是一套夾具中最為重要的零件,夾具體的加工精度是否能夠達(dá)到要求直接關(guān)系到工件的加工質(zhì)量。如夾具體底面與頂面的平行度直接關(guān)系到鉆孔加工中孔的垂直度。該夾具體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,選用易于得到毛坯的灰鑄鐵作為夾具體材料。4.5 鉆模板的設(shè)計(jì)鉆模板是引導(dǎo)刀具在工件上鉆孔用的零件。鉆模板的作用是支撐鉆套,讓鉆套和夾具體上的定位元件保證一定的位置關(guān)系。鉆模板的精度直接影響到工件鉆孔的精度。在設(shè)計(jì)鉆模板的結(jié)構(gòu)時(shí),主要要根據(jù)工件的外形大小、加工部位、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)模以及機(jī)床類(lèi)型等條件而定。要求所設(shè)計(jì)的鉆模板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、制造容易。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的夾具,由于其定位和夾緊的特殊性,鉆套與工件的距離也有要求,所以,設(shè)計(jì)為固定式鉆模板,用兩個(gè)定位銷(xiāo)和兩個(gè)螺栓固定,加工工件時(shí)安裝,加工完后需要將鉆模板拆下。4.6 切削力和夾緊力的計(jì)算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工,鉆削力。由切削手冊(cè)得:鉆削力 式(5-2)鉆削力矩 式(5-3)式中: 代入公式(5-2)和(5-3)得 本道工序加工工藝孔時(shí),夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷(xiāo)釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿(mǎn)足加工要求。4.7 夾具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鉆模板固定安裝到夾具體上,用兩個(gè)定位銷(xiāo)和兩個(gè)螺栓固定,導(dǎo)向裝置用快換鉆套,鉆頭從鉆套進(jìn)入,進(jìn)行加工。加工完成后,松開(kāi)手柄螺釘,取下壓塊,拆下鉆模板,將零件從夾具上取下。加工由鉆套作為導(dǎo)向,增加了加工的準(zhǔn)確性,確保零件和合格率。圖4.3 夾具裝配圖結(jié) 論本次的夾具設(shè)計(jì)及加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)是機(jī)械專(zhuān)業(yè)里面一次重要的考驗(yàn)題目,也是現(xiàn)在加工企業(yè)的研究課題,這次設(shè)計(jì)需要用到學(xué)校學(xué)習(xí)的所有知識(shí)內(nèi)容,例如:金屬工藝學(xué),機(jī)床加工學(xué),配合與公差,機(jī)械制造,夾具設(shè)計(jì)原理等學(xué)科,需要將這些內(nèi)容和實(shí)踐進(jìn)行整體的結(jié)合與考慮,培養(yǎng)我們的創(chuàng)新能力。所有本次設(shè)計(jì)不僅僅是要理解和學(xué)習(xí)客戶(hù)的理論知識(shí)、基本概念等,還要注重生產(chǎn)實(shí)踐與知識(shí)的想結(jié)合,要進(jìn)行全方面的實(shí)踐考慮。本次設(shè)計(jì)是考驗(yàn)最全面、涉及最廣泛的一次考驗(yàn)。 致 謝設(shè)計(jì)完成后,我真的需要感謝的人是老師的指導(dǎo),我體會(huì)到了他的和藹可親,不僅更謙虛,知識(shí)和知識(shí)是,做事更嚴(yán)重,他是我們的學(xué)習(xí)模式和 行動(dòng)指南。 我們的指導(dǎo)老師在平常的時(shí)候很難,但他可能每周需要時(shí)間來(lái)幫助我們解決設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題和設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。 在這里,我想我老師在我心里說(shuō)的最崇高的尊重和感激,感謝我的團(tuán)隊(duì)成員,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中為我提供任何幫助,你可以說(shuō)這沒(méi)有你的幫助,沒(méi)有我 成功的這個(gè)設(shè)計(jì)。 謝謝你的幫助。參考文獻(xiàn)1 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版,1994年2 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè),李益民主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版,1994年3 機(jī)床夾具設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編,上??茖W(xué)技術(shù)出版社出版,1983年4 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè),東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編,上海科學(xué)技術(shù)出版社出版,1990年5 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè),上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1981年10月6 機(jī)械制造工藝學(xué),郭宗連、秦寶榮主編,中國(guó)建材工業(yè)出版社出版,1997年13
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