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機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
1
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
20
銑
RZG310~570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑Φ30左端面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
490
60
0.2
2.0
1
0.242
2
3
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
2
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
30
銑
RZG310~570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑Φ30右端面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
490
60
0.2
2.0
1
0.242
2
3
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
3
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
40
鉆、擴(kuò)、鉸
RZG310~570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
立式鉆床
Z525
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆孔至Φ18
麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī)
500
28.3
0.25
9.0
1
0.328
2
擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8
擴(kuò)孔鉆、錐柄圓柱塞規(guī)
630
39.2
0.16
0.9
1
0.321
3
鉸Φ19.8孔至Φ20
鉸刀、錐柄圓柱塞規(guī)
1000
62.8
0.12
0.1
1
0.268
4
倒角C1
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
4
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
50
銑
RZG310~570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑13.5側(cè)面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
590
37.1
0.2
1.5
1
0.292
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
5
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
60
銑
RZG310~570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑14側(cè)面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
590
37.1
0.2
1.0
1
0.288
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
6
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
70
銑
RZG310~570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
臥式銑床
X61
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑兩爪共面
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺
600
150
0.2
1.5
2
0.525
2
半精銑兩爪共面
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺
755
200
0.16
0.5
2
0.505
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
7
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
80
銑
RZG310~570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑Φ15凸臺(tái)面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
590
35
0.2
2.0
1
0.092
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
8
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機(jī)加工
90
鉆
RZG310~570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆Φ6孔
麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī)
500
9.4
0.25
3.0
1
0.136
夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂
CAM實(shí)驗(yàn)室,機(jī)械工程學(xué)系,伍斯特理工學(xué)院研究院,100路,伍斯特,碩士01609,美國
2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表
摘 要
幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而,如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中,提出了一種方法來描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài),如果它存在,可以識別給定定位計(jì)劃??梢宰詣?dòng)識別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃,并為修訂提供指引,以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。
關(guān)鍵詞:夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束
1.介紹
夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步,夾具設(shè)計(jì)需要,以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則,在一般情況下,是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。
一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是,必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出,定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置,工件不能移動(dòng),而至少有一個(gè)定位不會(huì)失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一,許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明,工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別:
1、良好的約束(確定性):工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合,工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。
2、限制約束:不完全約束工件的自由度。
3、過約束:工件自由度超過6定位的制約。
在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響,而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣,并指出,兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的,但在接觸點(diǎn)曲率相反??柹璠4]認(rèn)為,可能沒有足夠的應(yīng)用,如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開,其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對3-2-1的位置擬訂,制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。
在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片,可微函數(shù)是gi(見圖1)。
表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無二的解決方案為下列所有定位方程組。
gi(q)=0,i=1,2,...,n (1)
其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。
只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處:
淺田表明
(2)
hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣,矩陣式所示(3)。確定定位
如果雅可比矩陣滿秩,可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法
(3)
在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中,一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6,工件是限制約束的,即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩,但定位大于6定位,工件是過約束,這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。
圖1 .夾具系統(tǒng)模型。
表1
等級 數(shù)量的定位 地位
<6 - Under-constrained
=6 =6 Well-constrained
=6 >6 Over-constrained
康等[7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人[8]提出的等級檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下:
Under-constrained:ΔX=WLΔr, (4)
Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5)
Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6)
λ是任意一個(gè)向量。
他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo),評價(jià)定位配置,其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而,他們的研究分析,不涉及非確定性定位的修訂。目前,還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。
2.定位完整性評價(jià)
如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求,設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么,以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束,是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí),所有有關(guān)知識約束工件的議案,可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。
在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評價(jià)狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL:
如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi]
每一個(gè)定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下:
(7)
當(dāng)?shù)燃墸╓L)=6,n=6時(shí),是工件良好約束。
當(dāng)?shù)燃墸╓L)=6,n>6時(shí);是工件過約束。
這意味著(n-6)有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制(n-6)定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是(n-6)在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。
圖2 幾何約束狀態(tài)描述
圖3一個(gè)簡化的定位方案。
定位方案,提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國家的算法使用下列方法確定不必要的定位:
1、找到所有的(n-6)組合定位的。
2、為每個(gè)組合,從(n-6)定位器確定定位方案。
3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。
4、如果等級不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過約束狀態(tài)。
這種方法可能會(huì)產(chǎn)生多種解決方案,并要求設(shè)計(jì)師來決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。
當(dāng)?shù)燃墸╓L)<6,工件的限制約束。
參考文獻(xiàn)
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機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
?
產(chǎn)品型號
?
共1頁
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
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材料牌號
RZG310~570
毛坯種類
鍛件
毛坯外型尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
?
工
序號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件
00
毛坯
下料
10
熱處理
叉口兩處28長度內(nèi)高頻淬火,硬度為45HRC~53HRC,淬硬層深1.2~2.5,其余硬度229HB~269HB
20
銑
銑Φ30左端面
金工
立式銑床X51
專用夾具、W18Cr4V端面銑刀、游標(biāo)卡尺
30
銑
銑Φ30右端面
金工
立式銑床X51
專用夾具、W18Cr4V端面銑刀、游標(biāo)卡尺
40
鉆
①鉆孔至Φ18; ②擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8
③鉸Φ19.8孔至Φ20;④倒角C1
金工
立式鉆床Z525
專用夾具、麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、特制倒角鉆、游標(biāo)卡尺
50
銑
銑13.5側(cè)面
金工
立式銑床X51
專用夾具、W18Cr4V端面銑刀、游標(biāo)卡尺
60
銑
銑14側(cè)面
金工
立式銑床X51
專用夾具、W18Cr4V端面銑刀、游標(biāo)卡尺
70
銑
粗銑、半精銑兩爪共面
金工
臥式銑床X62W
專用夾具、W18Cr4V三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺
80
銑
銑Φ15凸臺(tái)面
金工
立式銑床X51
專用夾具、W18Cr4V端面銑刀、游標(biāo)卡尺
90
鉆
鉆Φ6孔
金工
Z525立式鉆床
專用夾具、麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī)
100
鉗工
鉗工去毛刺
110
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目 錄
第一章 工藝規(guī)程制定 1
1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 1
1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的組成 1
1.3 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料 1
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
2.1毛坯的制造形式 2
2.2 基面的選擇 2
2.3制定工藝路線 3
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3
2.5確定切削用量及基本工時(shí) 5
第3章 變速叉的夾具設(shè)計(jì) 12
3.1 問題的提出 12
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 12
3.3 切削力及夾緊力計(jì)算 12
3.4 定位誤差分析 12
3.5鉆套的設(shè)計(jì) 13
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 16
總 結(jié) 17
參 考 文 獻(xiàn) 18
第一章 工藝規(guī)程制定
1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂
1、工藝規(guī)程 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。
2、制訂工藝規(guī)程的原則 保證圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求,有較高的生產(chǎn)效率,技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)效益高,勞動(dòng)條件良好。
3、制訂工藝規(guī)程的原始資料
4、制訂工藝規(guī)程的程序 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型;分析產(chǎn)品裝配圖,對零件圖樣進(jìn)行工藝審查;確定毛坯的種類、形狀、尺寸及精度;擬訂工藝路線(劃分工藝過程的組成、選擇定位基準(zhǔn)、選擇零件表面的加工方法、安排加工順序、選擇機(jī)床設(shè)備等);進(jìn)行工序設(shè)計(jì)(確定各工序加工余量、工序尺寸及公差,選擇工藝裝備,計(jì)算時(shí)間定額等;確定工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法,填寫工藝文件。
1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的組成
工藝過程由若干個(gè)按著一定順序排列的工序組成。工序是工藝過程的基本單元,也是生產(chǎn)組織和計(jì)劃的基本單元。工序又可細(xì)分為若干個(gè)安裝、工位及工步等。
1、 工序 一個(gè)或一組人,在一個(gè)工作地對同一個(gè)或同時(shí)對幾個(gè)工件所連續(xù)完成的一部分工藝過程。
2、 安裝 工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序
3、 工位 為了完成一定的工序部分,一次裝夾工件后,工件與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分相對刀具或設(shè)備的固定部分占據(jù)每一位置所完成的那部分工序。
4、 工步 在加工表面和加工工具不變的情況下所連續(xù)完成的那一部分工序
5、 走刀 在一個(gè)工步內(nèi)當(dāng)被加工表面的切削余量較大,需分幾次切削時(shí),則每進(jìn)行一次切削稱為一次走刀。
1.3 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料
產(chǎn)品裝配圖及零件圖;產(chǎn)品質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn);產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型;原材料及毛坯的生產(chǎn)水平;現(xiàn)場生產(chǎn)條件(機(jī)床設(shè)備與工藝裝備、工人技術(shù)水平等);國內(nèi)外有關(guān)工藝、技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1毛坯的制造形式
零件材料為RZG310~570,輪廓尺寸不大,選用鍛造,鍛造精度為8級,能保證鍛件的尺寸要求,這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
2.2 基面的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn),通常先確定精基準(zhǔn),然后再確定粗基準(zhǔn)。
1 、精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
1) 用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”,以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
2) 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí),應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位,實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”,以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
3) 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí),應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn),即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4) 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度,可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
5) 有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠,可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。
根據(jù)該變速叉零件的技術(shù)要求和裝配要求,選擇變速叉的82.2mm孔及變速叉端面作為主定位精基準(zhǔn),零件上有很多表面都可以采用它作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工,即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。
2、粗基準(zhǔn)的選擇
1)如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求,應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面,則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2)如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻,應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3)如需保證各加工表面都有足夠的加工余量,應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4)選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整,沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷,以便定位可靠。
5)粗基準(zhǔn)一般只能使用一次,特別是主要定位基準(zhǔn),以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
此設(shè)計(jì)選擇Φ20孔孔及其端面作為主定位精基準(zhǔn)、Φ65弧形槽作為輔助定位基準(zhǔn)。
2.3制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。
工序00:下料
工序10:叉口兩處28長度內(nèi)高頻淬火,硬度為45HRC~53HRC,淬硬層深1.2~2.5,其余硬度229HB~269HB
工序20:銑Φ30左端面
工序30:銑Φ30右端面
工序40:①鉆孔至Φ18;②擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8;③鉸Φ19.8孔至Φ20;④倒角C1
工序50:銑13.5側(cè)面
工序60:銑14側(cè)面
工序70:粗銑、半精銑兩爪共面
工序80:銑Φ15凸臺(tái)面
工序90:鉆Φ6孔
工序100:鉗工去毛刺
工序110:檢驗(yàn)至圖紙要求
工序120:包裝、入庫
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
變速器II、III擋變速叉零件材料為RZG310~570,毛坯重約3.4Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn),采用鍛造, 2級精度組。
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,對毛坯初步設(shè)計(jì)如下:
1. Φ30左端面的加工余量
Φ30左端面,制造精度CT8級,加工余量等級MA-F,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4得,單邊余量Z=2.0mm,表面粗糙度Ra6.3,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8知,一步銑削即可滿足其精度要求。
2. Φ30右端面的加工余量
Φ30右端面,制造精度CT8級,加工余量等級MA-F,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4得,單邊余量Z=2.0mm,表面粗糙度Ra6.3,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8知,一步銑削即可滿足其精度要求。
3. Φ20孔的加工余量
因Φ20孔的尺寸不大,故采用鍛造,孔的表面粗糙度Ra3.2,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-7知,需經(jīng)過鉆——擴(kuò)——鉸三步方滿足其精度要求。
鉆孔至Φ18 單邊余量Z=9.0
擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8 單邊余量Z=0.9
鉸Φ19.8孔至Φ20 單邊余量Z=0.1
4. 13.5側(cè)面的加工余量
13.5側(cè)面,因加工余量小,故鍛造時(shí)不留余量,表面粗糙度Ra12.5,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8知,一步銑削即可滿足其精度要求。
5.14側(cè)面的加工余量
14側(cè)面,因加工余量小,故鍛造時(shí)不留余量,表面粗糙度Ra12.5,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8知,一步銑削即可滿足其精度要求。
6.Φ15凸臺(tái)面的加工余量
C向凸臺(tái)面,制造精度CT8級,加工余量等級MA-F,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4得,單邊余量Z=2.0mm,表面粗糙度Ra12.5,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8知,需經(jīng)過一步銑削即可滿足其精度要求。
7.兩爪共面的加工余量
兩爪共面,制造精度CT8級,加工余量等級MA-F,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表2.2-4得,單邊余量Z=2.0mm,表面粗糙度Ra3.2,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-8知,兩步銑削即粗銑——半精銑方可滿足其精度要求。
粗銑 單邊余量Z=1.5mm
半精鏜 單邊余量Z=0.5mm
8.Φ6的加工余量
Φ6孔的尺寸不大,故采用實(shí)心鍛造,表面粗糙度Ra6.3,由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-7知,鉆孔即可滿足其精度要求。
9.其他不加工表面鍛造即可滿足其精度要求。
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
工序00:下料
工序10:叉口兩處28長度內(nèi)高頻淬火,硬度為45HRC~53HRC,淬硬層深1.2~2.5,其余硬度229HB~269HB
工序20:銑Φ30左端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-36,
立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選取=490
當(dāng)=490r/min時(shí)
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-37,立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
=
≈0.242min
工序30:銑Φ30右端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-36,
立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選?。?90
當(dāng)=490r/min時(shí)
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-37,立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
=
≈0.242min
工序40:①鉆孔至Φ18;②擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8;③鉸Φ19.8孔至Φ20;④倒角C1
工步一:鉆孔至Φ18
確定進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書,主軸進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13,取
主軸速度:主軸轉(zhuǎn)速,根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12,取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí):,,,走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二:擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8
利用鉆頭將孔擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8,根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定,擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
,根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13,取
則主軸轉(zhuǎn)速為,根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12,取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí):,,,走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步三:鉸Φ19.8孔至Φ20
確定進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書,主軸進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13,取
主軸速度:主軸轉(zhuǎn)速,根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12,取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí):,,,走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步四:倒角C1
工序50:銑13.5側(cè)面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
因?yàn)榧庸ぞ认鄬Σ桓撸史忠淮危创帚?)完成,則
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型立式銑床說明書,其功率為為4.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?90
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí):,,,i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序60:銑14側(cè)面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
因?yàn)榧庸ぞ认鄬Σ桓?,故分一次(即粗?)完成,則
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型立式銑床說明書,其功率為為4.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取=590
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí):,,,i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序70:粗銑、半精銑兩爪共面
工步一:粗銑兩爪共面
1. 選擇刀具
刀具選取三面刃銑刀
,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-36,X61臥式銑床標(biāo)準(zhǔn)選取=600
當(dāng)=600r/min時(shí)
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-37,X61臥式銑床標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí): ,,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二:半精銑兩爪共面
1. 選擇刀具
刀具選取三面刃銑刀
,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-36,X61臥式銑床標(biāo)準(zhǔn)選取=755
當(dāng)=755r/min時(shí)
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-37,X61臥式銑床標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí): ,,
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序80:銑Φ15凸臺(tái)面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
,,。
2. 決定銑削用量
1)決定銑削深度
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-36,
立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選?。?90
當(dāng)=590r/min時(shí)
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2-37,立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選取
3)計(jì)算工時(shí)
=
≈0.092min
工序90:鉆Φ6孔
確定進(jìn)給量:根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書,主軸進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13,取
主軸速度:主軸轉(zhuǎn)速,根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12,取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí):,,,走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
第3章 變速叉的夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配做工序90設(shè)計(jì)鉆Ф6孔的夾具設(shè)計(jì)
3.1 問題的提出
本夾具主要用于鉆Ф6孔,屬于工序90,和其他面沒有任何精度要求,只考慮如何提高生產(chǎn)效率上,精度則不予考慮。
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇
以撥叉Φ20孔、Φ30端面和Φ65弧形面定位,定位分析如下:
1、 Φ30端面作為第一定位基準(zhǔn),與心軸Φ30端面相配合,限制三個(gè)自由度,即X軸移動(dòng),Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、 Φ20孔作為第二定位基準(zhǔn),與心軸Φ20外圓相配合,限制兩個(gè)自由度,即Y軸移動(dòng)和Z軸移動(dòng)。
3、 Φ65弧形面作為第三定位基準(zhǔn),與可換式定位銷相配合,限制一個(gè)自由度,即X軸轉(zhuǎn)動(dòng),工件六個(gè)自由度被完全限制,屬于完全定位。
3.3 切削力及夾緊力計(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》得:
鉆削力 式(3-1)
鉆削力矩 式(3-2)
式中:D=6mm
代入公式(3-1)和(3-2)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)算無太大意義
3.4 定位誤差分析
(1)移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
(式3-3)
式中: ———— 心軸孔的最大偏差
———— 心軸孔的最小偏差
————心軸定位孔與心軸最小配合間隙
代入(式3-3)得: =0.021mm+0+0.02mm
=0.041mm
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
(式3-4)
式中: ———— 心軸孔的最大偏差
———— 心軸孔的最小偏差
———— 心軸定位孔與心軸最小配合間隙
———— B型固定式定位銷孔的最大偏差
———— B型固定式定位銷孔的最小偏差
———— B型固定式定位銷孔與B型固定式定位銷最小配合間隙
其中:
則代入(式3-4)得:
≈4.1978×e
則:≈0.0241°
3.5鉆套的設(shè)計(jì)
因大批量生產(chǎn),為了減少更換鉆套的輔助時(shí)間,根據(jù)工藝要求,選用可換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下
因?yàn)榭蓳Q鉆套和襯套是間隙配合,加工的時(shí)間可換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上,以防止加工的時(shí)間工件的旋轉(zhuǎn),有上圖可知和Φ6可換鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸5,查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知,M5快換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了移動(dòng)壓板夾緊方式。本工序?yàn)殂@切削余量小,切削力小,所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
總 結(jié)
本次課程設(shè)計(jì)受到了院系各級領(lǐng)導(dǎo)的高度重視,得到了全校教師的大力支持與幫助。在此,我衷心的向你們道一聲:你們辛苦了。
通過課程設(shè)計(jì),是對我們四年來所學(xué)知識的綜合的檢測,更是一個(gè)對所學(xué)知識的回顧及綜合復(fù)習(xí)的過程;對機(jī)械繪圖、工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)等過程等都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。
感謝院系領(lǐng)導(dǎo)給了我足夠時(shí)間來完成整套夾具設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過程中,得到了老師和同學(xué)的幫助與指導(dǎo),在此表示感謝;也對做相關(guān)題目的同學(xué)的資助表示感謝,感謝他們在模具設(shè)計(jì)過程中對我的幫助和指導(dǎo),尤其對擔(dān)任本次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示深深敬意,在設(shè)計(jì)過程中遇到一些困難,在老師的幫助下我才順利的完成了該夾具的設(shè)計(jì),他對我設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的疏忽與不足之處提出批評與修改建議,使我的設(shè)計(jì)的夾具最終更加的完善。
這次設(shè)計(jì)我深知有很多不足,在此懇請大家給予指導(dǎo)
參 考 文 獻(xiàn)
1, 鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 2004,8
2, 趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1984,2
3, 孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京:冶金工業(yè)出版社 2002,12
4, 李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊 北京: 北京出版社 1990,12
5, 鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京: 高等教育出版社 2000
6, 黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶: 重慶大學(xué)出版社 2002,7
7, 丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京: 高等教育出版社 1997
8, 儲(chǔ)凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶: 重慶大學(xué)出版社 1997,12
9, 廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測量 北京: 中國計(jì)量出版社 2000,1
10,樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1992,12
11,李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1983,4
12,陶濟(jì)賢 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1986,4
13, 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊 貴州:貴州人民出版社 1983,7
14,龔定安 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 陜西:陜西科技出版社,1981,7
15,李益民 主編 機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集 黑龍江: 哈兒濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984, 7
16, 周永強(qiáng)等 主編 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京: 中國建材工業(yè)出版社 2002,12
17,李益發(fā)等 主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1993.6(2012.7重?。?
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