傘形撥叉機械加工工藝及銑Φ40端面夾具設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,傘形,機械,加工,工藝,40,端面,夾具,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 課程設計說明書 題 目 撥叉零件機械加工工藝設計 及銑面專用夾具設計 課 程 名 稱 二 級 學 院 專 業(yè) 班 級 學 生 姓 名 學 號 指 導 教 師 設計起止時間： 年 月 日至 年 月 日  目 錄 摘要： 3 1 前言 1 2 零件的分析 2 2.1 零件的作用 2 2.2 零件的工藝分析 2 2.3 毛坯的制造形式及結構的確定 2 3 零件工藝規(guī)程設計 4 3.1 基準的選擇 4 3.2 加工工藝路線的確定 5 3.3 主要工序的加工余量和工序尺寸的確定 6 3.4 切削用量及切削時間的確定 6 4 夾具設計 7 4.1 問題的提出 7 4.2 設計類型及機床選擇 7 4.3 定位基準的確定 7 4.4 夾緊方案的確定 8 4.5 切削力和夾緊力計算 8 4.6 夾具體設計 8 4.7 夾具設計簡要操作說明 9 5 結論 10 6 參考文獻 11 7 致謝 12 撥叉零件機械加工工藝設計及銑面專用夾具設計 摘要： 零件的加工工藝編制，在機械加工中占有非常重要的地位，零件工藝編制得合不合理，這直接關系到零件最終能否達到質量要求；夾具的設計也是不可缺少的一部分，它關系到能否提高其加工效率的問題。因此這兩者在機械加工行業(yè)中是至關重要的環(huán)節(jié)。 題目給定零件的機械加工工藝規(guī)程和夾具設計包括零件加工的工藝設計、工序設計、夾具設計。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的加工工藝路線；再對零件各工序進行必要計算，制作零件加工工藝過程卡和工序卡片。最后選取其中一個加工工序設計專用夾具，繪制夾具裝配圖和夾具零件圖。 關鍵詞：切削用量；夾緊；定位；誤差； 1 前言 根據(jù)數(shù)據(jù)的研究和分析顯示，現(xiàn)在生產(chǎn)當中，小批量生產(chǎn)的工件占據(jù)生產(chǎn)加工總數(shù)量的85%，所以，要滿足不斷發(fā)展的市場行情，增強企業(yè)自身的競爭力，需要提升產(chǎn)品的品質和質量。然而，大多數(shù)企業(yè)還是習慣使用老式的加工設備，只有在生產(chǎn)能力中等的工廠里，才能有大多數(shù)的專業(yè)夾具。許多工廠每過幾年就會更新一部分的夾具，但是實際的生產(chǎn)情況是只更新了一小部分夾具。為此，隨著新型加工技術的開發(fā)和應用，要提高生產(chǎn)率，對夾具提出了更新要求。 綜上所述，機床夾具的主要方向是朝以下幾個方面發(fā)展：標準化、加工精度、生產(chǎn)效率和適用性靈活性。 (1)機床夾具的標準化和對夾具的推廣是離不開的方面。我們國家有國家標準的零部件:，標準化夾具，能縮短夾具的生產(chǎn)周期和制造周期，降低了生產(chǎn)成本。 (2)社會發(fā)展越來越快，要求越來越高，精度的要求已經(jīng)成為重中之重，所以對夾具的精度要求也會提高。 (3)我們使用夾具就是為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)的基本用時，從而降低生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來更高的利潤。例如,我們在銑床上安裝了電動虎鉗夾具，工作效率可以增加，甚至提高5倍之多；再比如，對比普通的車床，如果使用高速三爪，除了確保爪仍然可以夾工件牢固的情況下的測試速度9000 r / min,切割速度大大提高,除了在生產(chǎn)線,自動配置。數(shù)控機床應采用高效、自動化的夾具，特別是在加工中心。 (4)夾具的靈活性在加工過程中很重要，它指的夾具自身要能進行調整，可以適應不同的機床和不同的工作環(huán)境，工藝過程的變化有很多，尺寸、形狀、環(huán)境等都可能會影響加工的質量，所以，為了適應不同的情況需求，需要夾具具有靈活性，變得可以隨時改變和調整，結構變?yōu)榭刹鹦督Y構，能方便的調整和調節(jié)，這一點，是當前夾具研究的主要發(fā)展方向。 2 零件的分析 2.1 零件的作用 撥叉的作用主要起固定支撐作用，各部分尺寸結構詳細圖如下： 圖2.1 零件圖 2.2 零件的工藝分析 該零件為大量生產(chǎn)的小型零件，在生產(chǎn)時要注意零件的： （1）便于裝夾 零件的結構應便于加工時的定位和夾緊，裝夾次數(shù)要少。 （2）便于加工 零件的結構應盡量采用標準化數(shù)值，以便使用標準化刀具和量具。同時還注意退刀和進刀，易于保證加工精度要求，減少加工面積及難加工表面等。 零件的工藝有以下加工表面。以下是描述： 1：銑零件φ40的上下端面，撥叉兩端面的加工； 2：Φ25的內孔； 3：M8的螺紋孔； 2.3 毛坯的制造形式及結構的確定 根據(jù)上面的分析數(shù)據(jù)顯示，表面處理的流程安排應該是一組，然后表面為基準，處理特殊夾具，和要求確保定位精度，和結束括號的一部分，沒有復雜的表面和深溝，根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，需要使用最傳統(tǒng)的加工過程，可以滿足的要求。 確定毛坯包括選擇毛坯類型及其制造方法。毛坯類型有鑄、鍛、壓制、沖壓、焊接、型材和板材等。 在確定毛坯的形狀和尺寸時，應當考慮加工余量和加工方式等因素，盡量減少加工量，降低勞動力的前提，還可以節(jié)約成本。正常來說，如果鑄造技術足夠完善的話，鑄造出來的零件應該與要求幾乎相近，但是由于現(xiàn)在的技術還沒有這么成熟，加上現(xiàn)在對工件的粗糙度要求越來越高，所以，毛坯的表面還是有一定的加工余量，需要通過后續(xù)的機床加工達到零件的要求?！? 毛坯形狀與實際需求零件形狀之間的尺寸差距稱為毛坯余量。我們查手冊和參考文獻，并進行工藝分析，分別確定各個尺寸的加工余量數(shù)據(jù)，對零件的毛坯圖進行整體設計。毛坯圖設計如下圖： 圖2.2 毛坯圖 3 零件工藝規(guī)程設計 3.1 基準的選擇 制作零件的工藝加工過程有一個重要的工作內容，同時也是零件加工精度要求的關鍵保證，那就是選擇合適的定位基準。所謂的零件定位基準又可以分為三個類型：粗基準定位，精基準定位以及輔助基準定位。最原始的加工開始時，我們只能用零件毛坯尺寸進行定位，這個基準叫做粗基準；在后續(xù)的加工過程中，就可以使用已經(jīng)加工好的尺寸作為基準，這個基準叫做精基準。 選取粗基準的原則 零件要求必須保證的某一加工面的加工量，那么首先選取這個面為粗基準。 ② 如果沒有第一條的要求，零件的所有尺寸都有加工的話，那么我們應當選取加工量最小的那個面作為粗基準，這樣的話，可以保證其表面不會存在由于加工量不足，造成加工的尺寸不合格，致使工件報廢。 如果零件中有某個面不需要加工時，那邊盡量先選擇這個面作為粗基準，應以不用加工的表面的位置要求較高的面為粗基準。例如某一加工面與不加工面的位置記得要求最高的話，那么選擇這個面為粗基準。 選擇粗基準時，應當盡量選擇平整的平面，最好是不要有飛邊、毛刺等其他缺陷，光潔的平面方便裝夾和定位。 一般情況下，在加工某一尺寸時，同方向的尺寸粗基準只允許出現(xiàn)一次，否則的話會出現(xiàn)誤差較大的現(xiàn)象，但是，如果是精密鑄造的毛坯件，質量高，加工的精度要求也不高時，可以選擇重復使用同一粗基準。 選擇合適的粗基準，對后續(xù)的精加工很重要的影響，關系到后續(xù)的加工精度和粗糙度。通過零件的分析，我們可以知道，本次給的類零件相對簡單，安裝粗基準的選擇原則來選擇即可，沒有什么特殊的地方。 選擇精基準的原則 ①盡量選擇已經(jīng)加工好的表面，選擇設計的基準，即“基準重合”的原則。避免出現(xiàn)由于這個的不重合而出現(xiàn)誤差。 ②? 精基準選擇時盡量多考慮幾個工序，選擇同一個基準可以加工多個表面，即“基準統(tǒng)一”的原則。 這種方式的話，可以保證加工面間的項目位置度的精度，同一基準，則尺寸精度也相對同一，并且設計夾具時也方便。 ③有時候會遇到兩個面的相互精度要求較高，那么可采用這兩個面互為基準，進行多次加工，?這個就是“互為基準”的原則?。 ④加工量小，而且均勻度要求精度高，這個時候可以選擇加工面的自身作為基準，這個也叫做“自為基準”??。 需要注意的時，以上所說的四條原則，在某些情況下，他們之間是相互矛盾的，為了保證基準的統(tǒng)一，那么可能就不能符合基準重合，這個需要根據(jù)實際的情況進行不同的選擇。還有，精基準的選擇還有考慮工件的裝夾方式，夾具的結構形式等多方面原因，最終的目的是達到設計的精度要求，但選擇的基準可合理的變化。 精基準的選擇，主要考慮的是重合基準的問題，保證位置的精度，最終要完成對零件的加工精度要求。 3.2 加工工藝路線的確定 制定工藝路線的出發(fā)點，考慮必須能保證零件的形狀和尺寸精度，要能具備在加工設備上加工的調節(jié)，最終要能使零件達到使用要求，在這些前提條件下，我們應該注重過程，縮短工作時間，并考慮經(jīng)濟效益，盡可能降低成本，實現(xiàn)處理的最佳方式。 根據(jù)零件的結構、坯料的狀態(tài)和夾緊的情況，對工藝的布置進行綜合考慮。 (1)先進行內部處理，然后進行輪廓處理。 (2)相同的定位、夾緊或機加工的過程，最好是同時進行，以減少重復定位和節(jié)省工具時間。 (3)在同一夾具上的多步過程首先應安排對工件不太嚴格的損傷過程。 加工工藝路線如下： 表3.1 工序號 工序名稱 工 序 內 容 1 銑 銑Φ40的上、下端面 2 鉆 鉆、擴、鉸Φ25的孔 3 銑 銑撥叉兩端面 4 銑 銑撥叉R30面 5 鉆 鉆M8螺紋底孔，攻絲M8 6 檢驗 檢驗 3.3 主要工序的加工余量和工序尺寸的確定 表3.2 序號 加工表面 加工內容 加工余量 毛坯尺寸 備注 1 Φ40端面 40 2mm 44 2 撥叉兩端端面 20 2mm 24 3 孔 Φ25內孔 12.5mm 實心鑄造 4 孔 M8 4 實心鑄造 3.4 切削用量及切削時間的確定 工序：銑Φ40的上、下端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 （1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 （2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?50 （3） 計算工時 切削工時為： 加工兩端面，總工時為 4 夾具設計 4.1 問題的提出 本次設計的目的也是為了確保加工的精度，提高生產(chǎn)效率，選擇設計銑φ40端面的專用銑床夾具。 4.2 設計類型及機床選擇 根據(jù)課題，選擇了最重要的工序之一的銑面進行夾具設計。根據(jù)工藝規(guī)程可知，銑削加工采用立式銑床。如圖立式銑床是一種常見的機械加工裝備，立式銑床的主軸是垂直布置的，決定了他的加工方向是工作臺水平移動。在夾具設計時，要考慮到機床工作臺的進給方向和進給行程。 圖4.1 立式銑床 4.3 定位基準的確定 選擇的基準必須要合理，符合選取得相關原則，如果不合理那就會影響最終加工出來的零件質量和精度了，基準如果選擇錯誤，可能會導致加工過程的路線不合理，增加不必要的工序，或者使夾具設計更加困難甚至達不到零件的圖紙要求。因此，定位基準的選擇，我們應該以零件的技術要求為前提，保證加工的精度為依據(jù)，合理的進行選擇。 設計這道工序時，零件還沒有加工，采用零件未加工的表面做定位基準，零件的定位通常采用外圓、內孔等要素。夾具體的端面限制一個移動自由度和兩個旋轉自由度，V型塊限制兩個移動自由度，定位塊限制一個旋轉自由度，這樣就限制了空間的六個自由度，完成零件的定位。 加工兩個端面使用同一個夾具，加工端面時用定位塊支撐撥叉處端面，加工另外一個端面時將定位塊去掉，調轉零件，進行另外一個端面的加工。 4.4 夾緊方案的確定 夾緊力的大小要適當，一批工件的夾緊力要穩(wěn)定不變。既要保證工件在整個加工過程中的位置穩(wěn)定不變，振動小，又要是工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。夾緊力穩(wěn)定可減小夾緊誤差。 通過夾具裝配圖可以看出，我們在零件的圓柱外圓上，使用V型塊進行夾緊，六角頭螺栓帶動V型塊移動，夾緊零件。夾緊元件有：活動V型塊，六角頭壓緊螺釘。 圖4.2 夾緊機構 4.5 切削力和夾緊力計算 根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表30-19中公式，查加工鋼時端銑刀的切削力計算公式為: 公式中各參數(shù)含義如下： ：各種銑刀加工不同材料的切削參數(shù)，對于端面銑刀加工鋼取 ：高速鋼銑刀切削力的修正系數(shù)，對于40Cr取1.0 ：銑削時各分力與圓周力的比值，對于對稱端銑取: 其余參數(shù)根據(jù)機械加工工藝數(shù)值帶入計算得: 4.6 夾具體設計 夾具的主要基礎零件是夾具體，他是整個夾具的基礎部件，和支撐部件，他作為夾緊的主要部件，在夾具體上面還要連接定位銷、螺栓、支撐板等部件，方便組成夾具整體，夾具體的加工精度是否能夠達到要求直接關系到工件的加工質量。如夾具體底面與頂面的平行度直接關系到鉆孔加工中孔的垂直度。該夾具體結構較為簡單，一般這種情況，我們會選擇灰鑄鐵，方便鑄造和加工。夾具體可以說是整個夾具設計的基礎，沒有夾具體，就談不上組裝其他的夾緊零件等，夾具體的結構相對要復雜的多。 4.7 夾具設計簡要操作說明 由于該夾具使用時固定在工作臺上，且對工件的定位精度高，所以加工一批零件只需一次裝夾。裝夾時只需松開螺釘，V型塊松動的時候，將工件取出即可；再次更換另一個工件，再次使用V型塊壓緊。 圖4.3 夾具裝配圖 5 結論 這一次的設計是我們在大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需要把金屬的切削原理及刀具、機床概念、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機地結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強，涉及的知識面比較廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本概論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合來完成本次設計。 6 參考文獻 [1] 機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990年 [2] 金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月 [3] 機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 [4] 吳拓，方瓊珊，機械制造工藝與機床夾具課題設計指導[M].北京：機械工業(yè)出版社,2015 [5] 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 [6] 機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 [7] 機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社出版，1983年 7 致謝 課程設計暫告收尾，特別感謝我的指導老師，如果沒有老師的細心指導和幫助，本次設計不可能順利的完成。本次論文從選題到完成，每一步都是在導師的悉心指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向導師表示崇高的敬意和衷心的感謝！在制定方案時，老師給我耐心講解原理及注意事項；在畫圖過程中老師給予我技術指導；在論文撰寫時老師仔細幫我改錯指導，態(tài)度嚴謹，認真負責。不僅使本人掌握了基本的研究方法，還使本人明白了許多為人處事的道理。 再次感謝老師！ 12