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XX 學(xué)院 叉架加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 銑 鉆 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 院 系 年級(jí)專業(yè) 指導(dǎo)教師 年 月 I 摘 要 此次設(shè)計(jì)是對(duì)叉架零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì) 其零件為鍛件 具有體積小 零件復(fù)雜的特點(diǎn) 由于面比孔易加工 在制定工藝規(guī)程時(shí) 就先加工面 再以面 為基準(zhǔn)來(lái)加工其它 其中各工序夾具都采用專用夾具以操作簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式 夾緊 其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 方便且能滿足要求 關(guān)鍵詞 叉架 加工工藝 專用夾具 設(shè)計(jì) II Abstract This design is the processing technology and fixture design of the fork parts the parts for the forgings has the advantages of small volume part of the complex features easy to process becausespecific pore surface in the development process on the first surface and then to surface as a benchmark to process the other including the processes used the special fixture to operation manual clamping clamping way is simple the design is simple convenient and can meet the requirements of Key words fork processing technology and fixture design III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 一 緒 論 1 二 叉架的分析 2 2 1 叉架的工藝分析 2 2 2 叉架的工藝要求 2 三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 3 1 加工工藝過(guò)程 5 3 2 確定各表面加工方案 5 3 2 1 影響加工方法的因素 5 3 2 2 加工方案的選擇 6 3 3 確定定位基準(zhǔn) 6 3 4 加工工藝路線方案的比較 6 3 5 叉架的偏差 加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 3 5 1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 8 3 5 2 叉架的偏差計(jì)算 9 3 6 確定切削用量及基本工時(shí) 機(jī)動(dòng)時(shí)間 9 3 7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 15 四 專用夾具設(shè)計(jì) 18 4 1 問(wèn)題的指出 18 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 18 4 3 夾具方案的設(shè)計(jì) 18 4 4 切削力和夾緊力計(jì)算 19 4 5 夾緊力的計(jì)算 19 五 定位誤差分析 20 六 零 部件的設(shè)計(jì)與選用 22 6 1 擋銷選用 22 IV 6 2 鉆套 襯套 鉆模板設(shè)計(jì)與選用 22 七 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 23 八 銑 40 槽夾具設(shè)計(jì) 25 8 1 問(wèn)題的提出 25 8 2 夾具設(shè)計(jì) 25 九 鉆 12H7 孔夾具設(shè)計(jì) 28 9 1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 28 9 2 夾具的導(dǎo)向 29 9 3 鉆孔與工件之間的切屑間隙 29 9 4 鉆模板 30 9 5 定位誤差的分析 30 9 6 鉆套 襯套 鉆模板設(shè)計(jì)與選用 30 9 7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 32 9 8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 33 結(jié) 論 34 參考文獻(xiàn) 35 致 謝 36 1 一 緒 論 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其夾具設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通四年所學(xué)的知識(shí) 將理論與實(shí) 踐相結(jié)合 對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練 為我們即將走向自己的工作崗位打下 良好的基礎(chǔ) 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法 是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件 它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量 生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟(jì)效益 生產(chǎn)規(guī)模的大小 工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手 段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn) 因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的 質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù) 在編制工藝時(shí)須保證其合理性 科學(xué)性 完善性 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率 改善工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度 降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置 其作用是使工件 相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置 并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變 它們 的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義 因此在大批量生產(chǎn)中 常采用專用夾具 而本次對(duì)于叉架加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是 完成叉架零件加工工藝規(guī)程的制定 完成銑槽 鉆孔 2 個(gè)專用夾具的設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)叉架零件的初步分析 了解其零件的主要特點(diǎn) 加工難易程度 主 要加工面和加工粗 精基準(zhǔn) 從而制定出叉架加工工藝規(guī)程 對(duì)于專用夾具的 設(shè)計(jì) 首先分析零件的加工工藝 選取定位基準(zhǔn) 然后再根據(jù)切銷力的大小 批量生產(chǎn)情況來(lái)選取夾緊方式 從而設(shè)計(jì)專用夾具 2 二 叉架的分析 2 1 叉架的工藝分析 叉架是一個(gè)很重要的零件 因?yàn)槠淞慵叽绫容^小 結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜 但 其加工孔和底面的精度要求較高 此外還有小頭孔端要求加工 對(duì)精度要求也 很高 叉架的底面 大頭孔上平面和小頭孔粗糙度要求都是 所以都要6 1Ra 求精加工 其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求 叉架底面與大頭孔上平面 有平行度公差要求 所要加工的槽 在其槽邊有平行度公差和對(duì)稱度公差要求 等 因?yàn)槠涑叽缇?幾何形狀精度和相互位置精度 以及各表面的表面質(zhì)量 均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量 進(jìn)而影響其性能與工作壽命 因此它們的加工 是非常關(guān)鍵和重要的 2 2 叉架的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求 而且要有好的機(jī)械加工工藝性 也就是要有加工的可能性 要便于加工 要能夠保證加工質(zhì)量 同時(shí)使加工的 勞動(dòng)量最小 而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的 又是相輔相成的 設(shè)計(jì)者要考慮加 工工藝問(wèn)題 工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求 3 圖 2 1 叉架零件圖 叉架毛坯的選擇模鍛 因?yàn)樯a(chǎn)率很高 所以可以免去每次造型 單邊余 量一般在 結(jié)構(gòu)細(xì)密 能承受較大的壓力 占用生產(chǎn)的面積較小 因其1 3m 年產(chǎn)量是 5000 件 由 3 表 2 1 3 可知是中批量生產(chǎn) 上面主要是對(duì)叉架零件的結(jié)構(gòu) 加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析 選 擇了其毛坯的的制造方法為模鍛和中批的批量生產(chǎn)方式 從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 提供了必要的準(zhǔn)備 5 三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1 加工工藝過(guò)程 由以上分析可知 該叉架零件的主要加工表面是平面 孔系和槽系 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)于叉架來(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)系以及槽的各尺寸精度 由上面的一些技術(shù)條件分析得知 叉架的尺寸精度 形狀精度以及位置關(guān) 系精度要求都不是很高 這樣對(duì)加工要求也就不是很高 3 2 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求 而且要有好的機(jī)械加工工藝性 也 就是要有加工的可能性 要便于加工 要能保證加工的質(zhì)量 同時(shí)使加工的勞 動(dòng)量最小 設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的 又是相輔相成的 對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)叉架的 加工工藝來(lái)說(shuō) 應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和槽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)格較底的機(jī)床 3 2 1 影響加工方法的因素 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求 根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求 選擇加工方法及分幾次加工 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇 在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備 在單件小 批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法 如 柴油機(jī)連桿小頭孔的加工 在小批量生產(chǎn)時(shí) 采用鉆 擴(kuò) 鉸加工方法 而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工 要考慮被加工材料的性質(zhì) 例如 淬火鋼必須采用磨削或電加工 而有 色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪 一般都采用精細(xì)車削 高速精銑等 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況 同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和 設(shè)備 推廣新技術(shù) 提高工藝水平 此外 還要考慮一些其它因素 如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求 工件形狀和重量等 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來(lái)選定最終加工方法 再選擇前面各工序的加工方法 如加工某一軸的主要外圓面 要求公差為 IT6 表面粗糙度為 Ra0 63 m 并要求淬硬時(shí) 其最終工序選用精度 前面準(zhǔn) 備工序可為粗車 半精車 淬火 粗磨 6 3 2 2 加工方案的選擇 1 由參考文獻(xiàn) 3 表 2 1 12 可以確定 平面的加工方案為 粗銑 精 銑 粗糙度為 6 3 0 8 一般不淬硬的平面 精銑的粗糙度可79IT aR 以較小 2 小頭孔 加工方法 27H 加零件毛坯不能直接鍛出孔 只能鍛出一個(gè)小坑 以便在以后加工時(shí)找正 其中心 但其表面粗糙度的要求為 所以選擇加工的方法是鉆 擴(kuò)6 1 Ra 鉸 3 大頭端面槽 的加工方法是 40 因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高 為 所以我們采用粗銑 精銑 3 3 確定定位基準(zhǔn) 選擇粗基準(zhǔn)時(shí) 考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量 使不加 工表面與加工表面間的尺寸 位子符合圖紙要求 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn) 目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關(guān)系精度 如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面 則應(yīng)選 擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn) 以求壁厚均勻 外形對(duì)稱 少裝夾等 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn) 例如 機(jī)床床身導(dǎo)軌面 是其余量要求均勻的重要表面 因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn) 加工床 身的底面 再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面 這樣就能保證均勻地去掉較少的 余量 使表層保留而細(xì)致的組織 以增加耐磨性 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn) 這樣可以保證該面有足夠的加 工余量 應(yīng)盡可能選擇平整 光潔 面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn) 以保證定位 準(zhǔn)確夾緊可靠 有澆口 冒口 飛邊 毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn) 必要時(shí)需 經(jīng)初加工 要從保證孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的位置 能保證叉架在整個(gè) 加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位 從叉架零件圖分析可知 主要是選 擇加工叉架底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn) 3 4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差 形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下 成批量生產(chǎn) 可以考慮采用專用機(jī)床 以便提高生產(chǎn)率 但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果 降低生產(chǎn) 7 成本 擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案 見(jiàn)下表 表 3 1 加工工藝路線方案比較表 方案 方案 工序號(hào) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 010 粗銑平面 B A 平面和 孔209H 粗 精銑 B 平面 平面和 孔209H 020 精銑平面 B A 平面和 孔 粗 精銑 A 平 面 平面和 孔 030 鉆 擴(kuò) 鉸 孔209 底面和側(cè)面 鉆 擴(kuò) 鉸 孔209 底面和側(cè)面 040 粗銑 槽 35 底面 孔 和 孔4 粗 精銑 槽 305 底面 孔20 和 孔4 050 精銑 槽0 3底面和 孔 檢驗(yàn) 加工工藝路線方案的論證 從前兩步工序可以看出 方案 把粗 精加工都安排在一個(gè)工序中 以便裝夾 安裝工件 再看后面的鏜孔 銑槽工序 方案 把粗 精加工分在兩個(gè)不同的工序 中 而方案 都在一個(gè)工序中 這樣不但有利于工件的安裝 且在設(shè)計(jì)專用夾 具時(shí)也可以減少工件的安裝次數(shù) 方案 2 中其工序較為集中 如粗 精加工都安排在一個(gè)工序中 以便裝夾 安裝工件 由以上分析 方案 為合理 經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案 具體的工藝過(guò)程 如下表 表 3 2 加工工藝過(guò)程表 工序號(hào) 工 種 工作內(nèi)容 說(shuō) 明 010 鍛造 模鍛 鑄件毛坯 020 熱處理 退火 030 銑 粗 精銑 B 平面 工件用專用夾具裝夾 雙 立軸圓工作臺(tái)銑床 52 KX 040 銑 粗 精銑 A 平面 工件用專用夾具裝夾 雙 立軸圓工作臺(tái)銑床 050 鉆 擴(kuò) 將孔 鉆到直徑 再12H 9dm 工件采有專用夾具裝夾 8 鉸 將 擴(kuò)孔到 最后進(jìn)行鉸加1 7 工到要求尺寸 2H機(jī)床選用搖臂鉆床 3025Z 070 粗 精 銑 粗 精銑 40 槽 工件用專用夾具裝夾 銑床 X6132 100 檢驗(yàn) 110 入庫(kù) 清洗 涂防銹油 3 5 叉架的偏差 加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 叉架的鍛造采用的是 45 鋼模鍛制造 其材料是 45 生產(chǎn)類型為中批量生 產(chǎn) 采用模鍛毛坯 3 5 1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 叉架為鍛造件 對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求 由于模鍛件尺寸精度較高和表面粗糙度值低 因此零件上只有與其它機(jī) 件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工 其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序 模鍛件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單 平直的 對(duì)稱 盡量避免模鍛件截面間差別過(guò)大 或具有薄壁 高筋 高臺(tái)等結(jié)構(gòu) 模鍛件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu) 模鍛件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致 便于裝夾 加工和檢查 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一 盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工 在確定毛坯時(shí) 要考慮經(jīng)濟(jì)性 雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近 可以減 少加工余量 提高材料的利用率 降低加工成本 但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困 難 需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備 增加毛坯的制造成本 因此 毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能 在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后 必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖 9 3 5 2 叉架的偏差計(jì)算 叉架底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計(jì)算 底平面加工余量的計(jì)算 根據(jù)工序要求 其加工分粗 精銑加工 各工步 余量如下 粗銑 由參考文獻(xiàn) 4 表 11 19 其余量值規(guī)定為 現(xiàn)取2 0 5m 查 3 可知其粗銑時(shí)精度等級(jí)為 IT12 粗銑平面時(shí)厚度偏差取2 m01 精銑 由參考文獻(xiàn) 3 表 2 3 59 其余量值規(guī)定為 1 小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 2 2 2 2 25 2 3 13 和參考文獻(xiàn) 15 表 1 8 可以查得 孔 127H 鉆孔的精度等級(jí) 表面粗糙度 尺寸偏差是 1 IT12 5Raum m2 0 擴(kuò)孔的精度等級(jí) 表面粗糙度 尺寸偏差是 03 84 鉸孔的精度等級(jí) 表面粗糙度 尺寸偏差是 8IT 1 6Rau 0 3 鉆 孔 127H 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 3 47 表 2 3 48 確定工序尺寸及加工余量為 加工該孔的工藝是 鉆 擴(kuò) 鉸 鉆孔 9 擴(kuò)孔 Z 為單邊余量 1 7 2 7Zm 鉸孔 Z 為單邊余量 203 粗 精銑 40 槽 10 參照參考文獻(xiàn) 1 表 21 5 得其槽邊雙邊粗加工余量 2Z 2 0mm 槽深加工 余量為 1 0mm 3 6 確定切削用量及基本工時(shí) 機(jī)動(dòng)時(shí)間 工序 1 粗 精銑 B 平面 機(jī)床 銑床 X52 刀具 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀 面銑刀 材料 齒15YT0Dm 數(shù) 此為粗齒銑刀 5Z 因其單邊余量 Z 2 2mm 所以銑削深度 pa2 m 精銑該平面的單邊余量 Z 1 0mm 銑削深度 p1 0 每齒進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 73 取 根據(jù)參fa 0 15 famZ 考文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 取銑削速度 2 8 Vms 每齒進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 73 取 根據(jù)參考f f 8 文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 取銑削速度 47 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n102 601 9 in31Vrd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 74 取 475m 實(shí)際銑削速度 v 402 9 106ns 進(jìn)給量 fV 1857 0 1 ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m 2475minfVs 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 取 aa6 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 由毛坯尺寸可知 l 14l 8l 刀具切入長(zhǎng)度 1 20 5 3lDa 2 061 2m 11 刀具切出長(zhǎng)度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt12420 36min7 5jmlf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 1jt 1268 19i jlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 105injjtt 工序 2 粗 精銑 A 面 機(jī)床 銑床 X52 刀具 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀 面銑刀 材料 齒15YT0Dm 數(shù) 8 此為細(xì)齒銑刀 因其單邊余量 Z 2 2mm 所以銑削深度 pa2 m 精銑該平面的單邊余量 Z 1 0mm 銑削深度 p1 0 每齒進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 73 取 根據(jù)參考fa Zmaf 18 0 文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 取銑削速度 2 47 Vs 每齒進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 73 取 根據(jù)參f 5 f 考文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 取銑削速度 8 m 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n102 6053 in314Vrd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 31 取 實(shí)際銑削速度 v 10 14 06dnms 進(jìn)給量 fV 58 2 ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m170infVs 被切削層長(zhǎng)度 由毛坯尺寸可知 l 4lm 68l 刀具切入長(zhǎng)度 精銑時(shí)110lD 刀具切出長(zhǎng)度 取2l 走刀次數(shù)為 1 12 機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt12402 34min7jmlf 機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt 1268 ijlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 20 5injjtt 工序 3 鉆 擴(kuò) 鉸 孔 17H 機(jī)床 立式鉆床 Z525 刀具 根據(jù)參照參考文獻(xiàn) 3 表 4 3 9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭 鉆孔 2 鉆孔時(shí)先采取的是鉆 孔 再擴(kuò)到 所以 9 1 7 9Dm 切削深度 pa4 5m 進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 38 取 f rf 3 0 切削速度 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 41 取 V48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 100 486539 min31vrd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 31 取 0 所以實(shí)際切削速度 v 176 5 dns 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l42m 刀具切入長(zhǎng)度 1 117 05 96rDlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 取2l4 l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt60 5in 3jLfn 擴(kuò)孔 刀具 根據(jù)參照參考文獻(xiàn) 3 表 4 3 31 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭 片型號(hào) B403 切削深度 pa1 35m 13 進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 52 取 f 0 6 fmr 切削速度 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 53 取 V4Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n100 462 78 in319vrD 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 31 取 5n 所以實(shí)際切削速度 v 0 52 06dms 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l42m 刀具切入長(zhǎng)度 有 11 19 7 20 8632rDdlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 取lm42 l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt30 16in 5jLfn 鉸孔 刀具 根據(jù)參照參考文獻(xiàn) 3 表 4 3 54 選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀 切削深度 且 pa0 15m 20D 進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 58 取f rmf 0 2 1 rmf 0 2 切削速度 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 60 取 V sV 3 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n10 32605 7 in14rD 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 31 取 1mn 實(shí)際切削速度 v 63 00s 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l42 刀具切入長(zhǎng)度 1 14 01 2019 7 20 92rDdlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 取lm41l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 3jt2 09 7in35jLnf 該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是 jt 2016 70 48minj 工序 5 粗 精銑 40 槽 機(jī)床 雙立軸圓工作臺(tái)銑床 KX5 刀具 錯(cuò)齒三面刃銑刀 粗銑槽 切削深度 pa9 m 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 查得 進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 1 2476 0 6 famz 表 查得切削速度 302 inV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 102 1 i3 45rd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 74 取 7n 實(shí)際切削速度 v 0 5 106nms 進(jìn)給量 fV 87 1 3 ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m 58infVs 被切削層長(zhǎng)度 由毛坯尺寸可知 l 20lm 刀具切入長(zhǎng)度 1 0 5 lD 63mm 刀具切出長(zhǎng)度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt120631 05min8jmlf 精銑槽 15 切削深度 pa2 0m 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 查得 進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 1 476 0 8 famz 表 查得切削速度 302 3 inV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 10245 in 160rd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 74 取 7 實(shí)際切削速度 v3 04 nms 進(jìn)給量 fV0 8247 5 61 39 ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m8infVs 被切削層長(zhǎng)度 由毛坯尺寸可知 l 0lm 刀具切入長(zhǎng)度 1 0 5 2 lD 81mm 刀具切出長(zhǎng)度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt12081 23min 6jmlf 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 125 ijjtt 3 7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求 該叉架的年產(chǎn)量為 5000 件 一年以 240 個(gè)工作日計(jì)算 每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于 21 件 設(shè)每天的產(chǎn)量為 21 件 再以每天 8 小時(shí)工作時(shí)間 計(jì)算 則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于 22 8min 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 2 機(jī)械加工單件 生產(chǎn)類型 中批以上 時(shí)間 定額的計(jì)算公式為 大量生產(chǎn)時(shí) Ntktt zfjd 1 0 Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為 ttfjd 其中 單件時(shí)間定額 基本時(shí)間 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt 輔助時(shí)間 用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)ft 16 作所消耗的時(shí)間 包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 布置工作地 休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值k 粗 精銑 B A 面 粗加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt0 5minj 粗 精加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 8精 輔助時(shí)間 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 45 取工步輔助時(shí)間為 ft min41 0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短 所以取裝卸工件時(shí)間為 i 則 in41 0 ft 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 48 k 13 k 單間時(shí)間定額 有 dt 0 54 2 1min 8ifdjtk 粗 粗 18135fjt 精 精 因此應(yīng)布置二臺(tái)粗 精機(jī)床即可以完成此二道工序的加工 達(dá)到生產(chǎn)要求 鉆 擴(kuò) 鉸 孔209H 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt 5 160 7 48minj 輔助時(shí)間 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 41 取工步輔助時(shí)間為 f min75 1 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短 所以取裝卸工件時(shí)間為 i 則 in75 1 ft 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 43 k 14 2 k 單間時(shí)間定額 dt 1 0 4875 2 04min 8idjftk 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工 達(dá)到生產(chǎn)要求 粗 精銑 40 槽 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt2 8minj 輔助時(shí)間 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 45 取工步輔助時(shí)間為 f in41 0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短 所以取裝卸工件時(shí)間為 mi 則 i41 0 ft 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 48 k 3 k 單間時(shí)間定額 有 dt 1 2 814 4 17in2 8ijf 17 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成此道工序的加工 達(dá)到生產(chǎn)要求 鉆 孔6 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt0 1minj 輔助時(shí)間 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 41 取工步輔助時(shí)間為 f min75 1 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短 所以取裝卸工件時(shí)間為 i 則 i75 ft 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 43 k 14 2 k 單間時(shí)間定額 由式 1 11 有 dt 1 0 75 2 1min 8ijfk 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工 達(dá)到生產(chǎn)要求 銑斷 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt0 61minj 輔助時(shí)間 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 45 取工步輔助時(shí)間為 f in41 0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短 所以取裝卸工件時(shí)間為 mi 則 i4 1 0 ft 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 5 48 k 13 k 單間時(shí)間定額 有 dt 1 0 6 4 2 9in 8idjftk 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成此道工序的加工 達(dá)到生產(chǎn)要求 18 四 專用夾具設(shè)計(jì) 4 1 問(wèn)題的指出 由于生產(chǎn)類型為成批 大批生產(chǎn) 要考慮生產(chǎn)效率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 保證 加工質(zhì)量 故需設(shè)計(jì)專用夾具 由于對(duì)加工精度要求不是很高 所以在本道工序加工時(shí) 主要考慮如何降 低降低生產(chǎn)成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度 本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)是針對(duì) 鉆 擴(kuò) 鉸 孔 孔的夾具 它將29H 38 用于 Z525 鉆床 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 該工序要求中心線與端面 有位置要求 因此可以得出該孔在兩個(gè)側(cè)面的 正中心上 并且還要求其孔為通孔 由于端面經(jīng)過(guò)精銑 精度比較高 因而工 序基準(zhǔn)為端面 A 為了便于加工 選取適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn) 保證其加工要求 夾 具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求 在保證較高的生產(chǎn)效率的前提下 還應(yīng)考慮夾具 體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性 加工過(guò)程中夾具的操作應(yīng)方便 定位夾緊穩(wěn)定可 靠 并且?jiàn)A具體應(yīng)具有較好的剛性 據(jù) 夾具手冊(cè) 知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合 在同一工件的各道 工序中 應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工 擬定加工路線的第一步是選擇定 位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)的選擇必須合理 否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī) 程和最終加工出的零件質(zhì)量 基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合 理 或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度 特別是位置精度 要求 因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求 從保證零件的加工精度要求出發(fā) 合理選擇定位基準(zhǔn) 此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求 也沒(méi)有較高的平行度和對(duì) 稱度要求 所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 提高加工精度 圓臺(tái)外圓及兩端面都已加工好 為了使定位誤差減小 選擇已加工好的端面作 為定位精基準(zhǔn) 來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具 以已加工好的端面作為定位夾具 4 3 夾具方案的設(shè)計(jì) 一面加固定 V 型塊和固定 V 型塊定位 這樣既簡(jiǎn)單 如上圖所示 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)固定 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 19 了工件的全部 6 個(gè)自由度 屬于完全定位 可是這種方案無(wú)法調(diào)節(jié) 如果毛坯 超差還得通過(guò)螺絲調(diào)節(jié) 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 4 4 切削力和夾緊力計(jì)算 1 刀具 刀具用高速鋼刀具鉆頭 機(jī)床 Z525 機(jī)床 切削力公式 1 2076f PFDfK 式中 12m r 查表 得 8 0 75 36bp 其中 0 b 48K 即 95 fFN 實(shí)際所需夾緊力 由參考文獻(xiàn) 5 表 得 12 12KFW 有 120 7 6 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有 6543210K 式中 為各種因素的安全系數(shù) 見(jiàn)參考文獻(xiàn) 5 表 可得 60 12 10 56 所以 950816492 KfWFN 4 5 夾緊力的計(jì)算 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 45 鋼 性能級(jí)數(shù)為 6 8 級(jí) 20 MPaB106 MPaBs4801 螺釘疲勞極限 B9263 2 1 極限應(yīng)力幅 akma7 51li 許用應(yīng)力幅 MPSa3 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 Pa120 滿足要求 8 24cHdF MPaNc153 2 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 五 定位誤差分析 1 定位元件尺寸及公差確定 夾具的主要定位元件為一平面和 V 型塊間隙配合 2 工件的工序基準(zhǔn)為孔心 當(dāng)工件孔徑為最大 定位銷的孔徑為最小 時(shí) 孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量 本 夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工 所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固 定接觸 此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為 21 孔徑公差多一半 工件的定位基準(zhǔn)為孔心 工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn) 和銷中心連線方向相同 則其定位誤差為 Td Dmax Dmin 該夾具以一面兩銷定位 兩定位銷孔尺寸公差為 80 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 兩定位銷的定位誤差 11minDWd 1 21min2i DdJWarctgL 其中 10 52D20D d 3d 1min 2min4 且 L 80mm 得 0 63DWm 2J 夾緊誤差 cos minaxyj 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNl 查 5 表 1 2 15 有 10 4 0 42 0 7zKC cos8jym 磨損造成的加工誤差 通常不超過(guò)Mj 5 夾具相對(duì)刀具位置誤差 取AD01 22 誤差總和 0 85 3jwm 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 六 零 部件的設(shè)計(jì)與選用 6 1 擋銷選用 本夾具選用一擋銷來(lái)定位 其參數(shù)如下表 表 2 2 擋銷銷 d d H 公稱尺寸 允差 Lh1b1C1 12 20 10 0 034 0 02 3 65 5 3 8 1 6 1 5 6 2 鉆套 襯套 鉆模板設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求 故選用可換鉆套 其結(jié)構(gòu)如 下圖所示 以減少更換鉆套的輔助時(shí)間 尺寸表 d D D1 H t 基本 極限 基 極限 23 尺寸 偏差 F7 本尺寸 偏差 D6 0 1 3 0 010 0 004 6 1 1 8 4 7 1 8 2 6 5 8 6 9 2 6 3 0 016 0 006 3 3 3 6 0 016 0 008 9 3 3 4 7 10 4 5 8 11 8 12 16 5 6 0 022 0 010 10 0 019 0 010 13 6 8 12 15 10 16 20 8 10 0 028 0 013 15 18 10 1 2 18 0 023 0 012 22 12 20 25 12 1 5 22 26 0 008 15 1 8 0 034 0 016 26 30 16 28 36 18 2 2 30 0 028 0 015 34 22 2 6 35 39 20 36 45 26 3 0 0 041 0 020 42 46 30 3 5 48 0 033 0 017 52 25 45 56 35 4 2 55 59 42 4 8 62 66 0 012 48 5 0 0 050 0 025 70 0 039 0 020 74 30 56 67 0 040 鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板 用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上 七 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體 夾具的定位 引導(dǎo) 夾緊裝置裝在夾具體上 使其成為一體 并 能正確的安裝在機(jī)床上 夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體 的最大最復(fù)雜的基礎(chǔ)件 夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以 24 及夾具與機(jī)床的連接 而且在零件的加工過(guò)程中 夾具還要承受夾緊力 切削 力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng) 因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度 切削 加工過(guò)程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落在夾具體上 切屑積聚過(guò)多將影響工件 的可靠的定位和夾緊 因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí) 必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑 此外 夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性 經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性等 在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)加以 考慮 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 1 應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面 如安裝定位元件的表面 安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋?面以及夾具體的安裝基面 應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?它們之間應(yīng)有適 當(dāng)?shù)奈恢镁?為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定 鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理 焊接和鍛造夾具 體要進(jìn)行退火處理 2 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力 切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變 形和振動(dòng) 夾具體應(yīng)有足夠的壁厚 剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋 3 應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 而且各表面間的相互位置精度 要求高 因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性 應(yīng)做到裝卸工件方便 夾具維修方便 在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下 應(yīng)盡量能減輕重量 縮小體積 力求簡(jiǎn)單 4 應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過(guò)程中 切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍 如不及時(shí)排除 切 削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度 切屑的拋甩可能纏繞定位元件 也會(huì)破 壞定位精度 甚至發(fā)生安全事故 因此 對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況 可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間 對(duì)于加工 過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況 一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽 5 在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的 接觸或配合實(shí)現(xiàn)的 當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí) 夾具的重心應(yīng)盡量低 支 承面積應(yīng)足夠大 安裝基面應(yīng)有較高的配合精度 保證安裝穩(wěn)定可靠 夾具底 部一般應(yīng)中空 大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔 工件裝夾方案確定以后 根據(jù)定位元件及夾緊機(jī)構(gòu)所需要的空間范圍及機(jī) 床工作臺(tái)的尺寸 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸 然后繪制夾具總圖 詳見(jiàn)繪制的夾 具裝配圖 25 八 銑 40 槽夾具設(shè)計(jì) 8 1 問(wèn)題的提出 本夾具要用于銑拔叉叉口側(cè)面銑床夾具精度等級(jí)為 IT12 級(jí) 粗糙度為 6 3 本道工序只精銑一下即達(dá)到各要求 因此 在本道工序加工時(shí) 我們應(yīng)首 先考慮保證槽的各加工精度 如何提高生產(chǎn)效率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 8 2 夾具設(shè)計(jì) 1 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)的選擇必須合理 否則將 直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量 基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往 往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理 或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的 加工精度 特別是位置精度 要求 因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求 從保 證零件的加工精度要求出發(fā) 合理選擇定位基準(zhǔn) 此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求 也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求 所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率 降低勞 動(dòng)強(qiáng)度 提高加工精度 12 的孔和其兩端面都已加工好 為了使定位誤差減小 選擇已加工好的 12 孔和其端面作為定位精基準(zhǔn) 來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具 以 兩銷和兩已加工好的 12 孔的端面作為定位夾具 為了提高加工效率 縮短輔助時(shí)間 決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu) 1 切削力和夾緊力計(jì)算 1 刀具 高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀 30mm z 10 機(jī)床 X6132 型萬(wàn)能銑床 由 3 所列公式 得 FV zwqueyXpFndafC0 查表 9 4 8 得其中 修正系數(shù) 0 1 vk 3F83 FFX z 24 65 0 yuPa0 Fw 26 代入上式 可得 F 889 4N 因在計(jì)算切削力時(shí) 須把安全系數(shù)考慮在內(nèi) 安全系數(shù) K 4321K 其中 為基本安全系數(shù) 1 5 為加工性質(zhì)系數(shù) 1 12 為刀具鈍化系數(shù) 1 13 為斷續(xù)切削系數(shù) 1 14K 所以 NF7 15 2 夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 FKf 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 NfN4 3521 夾緊螺釘 公稱直徑 d 20mm 材料 45 鋼 性能級(jí)數(shù)為 6 8 級(jí) MPaB106 MPaBs4801 螺釘疲勞極限 B9263 2 1 極限應(yīng)力幅 akma7 51li 許用應(yīng)力幅 MPSa3 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 Pa120 滿足要求 8 24cHdF 27 MPadNc1543 2 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 2 定位誤差分析 1 定位元件尺寸及公差確定 夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷 孔與銷間隙配合 2 工件的工序基準(zhǔn)為孔心 當(dāng)工件孔徑為最大 定位銷的孔徑為最小 時(shí) 孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量 本 夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工 所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固 定接觸 此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為 孔徑公差多一半 工件的定位基準(zhǔn)為孔心 工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn) 和銷中心連線方向相同 則其定位誤差為 Td Dmax Dmin 本工序采用一定位銷 一擋銷定位 工件始終靠近定位銷的一面 而擋銷的 偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力 因此 工件不在在定 位銷正上方 進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差 但是 由于加工是自由公差 故 應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求 3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)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(jiǎn)單 便于操作 降低成本 提高夾具性價(jià)比 本道工序?yàn)殓M床夾具選擇了壓 緊螺釘夾緊方式 本工序?yàn)榫M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 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊 夾具的夾緊力不大 故使用手動(dòng)夾緊 為了提高生產(chǎn)力 使用快速螺旋夾緊 機(jī)構(gòu) 28 九 鉆 12H7 孔夾具設(shè)計(jì) 9 1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程緊密聯(lián)系在一起的 定位問(wèn)題已在前面研究過(guò) 其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度 僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下 還無(wú)法進(jìn)行加工 只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝 置對(duì)工件進(jìn)行夾緊 才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù) 夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置 以便在切削力 重力 慣性力等外力作用下 不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng) 確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全 有時(shí)工件的定位是 在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的 正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確 一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分 夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力 使之變?yōu)閵A緊力 并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分 他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件 考慮到機(jī)床的性能 生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式 利用螺旋桿直接夾緊元件 或者與其他元件 或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件 是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋 實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上 因此他的作用原理與 斜契是一樣的 也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的 不過(guò)這里上是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng) 螺旋 使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來(lái)夾緊的 典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 2 擴(kuò)力比大 3 自瑣性能好 4 行程不受限制 5 夾緊動(dòng)作慢 夾緊裝置可以分為力源裝置 中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置 在此套夾具中 中間傳動(dòng)裝 置和夾緊元件合二為一 力源為機(jī)動(dòng)夾緊 通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板 達(dá)到夾緊和定心作用 工件通過(guò)定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn) 通過(guò)螺栓夾緊移動(dòng)壓板 實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾 緊 并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板 通過(guò)精確的圓弧定位 實(shí)現(xiàn)定心 此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單 便于手動(dòng)調(diào)整 通過(guò)松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng) 以達(dá)到壓緊的目的 壓緊的同時(shí) 實(shí)現(xiàn)工件的定心 使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置 上 在這次夾具設(shè)計(jì)中 定位是采用一根心軸和一個(gè)定位插銷來(lái)定位水平方向的 在垂直 方向 用兩個(gè)同心半圓環(huán)來(lái)定位 當(dāng)被加工零件放到夾具體同心圓環(huán)上后 用定位插銷把 29 夾具上的鉆模板和零件通過(guò)先加工的孔進(jìn)行定位 把壓板壓緊 之后取出定位插銷 9 2 夾具的導(dǎo)向 在鉆床上加工孔時(shí) 大都采用導(dǎo)向元件或?qū)蜓b置 用以引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確的加工位 置 并在加工過(guò)程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移 提高刀具的剛性 從而保 證零件上孔的精度 在鉆床上加工的過(guò)程中 導(dǎo)向裝置保證同軸各孔的同軸度 各孔孔距 精度 各軸線間的平行度等 因此 導(dǎo)向裝置如同定位元件一樣 對(duì)于保證工件的加工精 度有這十分重要的作用 導(dǎo)向元件包括刀桿的導(dǎo)向部分和導(dǎo)向套 在這套鉆床夾具上用的導(dǎo)向套是鉆套 鉆套按其結(jié)構(gòu)可分為固定鉆套 可換鉆套 快換鉆套及特殊鉆套 因此套鉆夾具加工量不大 磨損較小 孔距離精度要求較高 則選用固定鉆套 如圖 4 2 直接壓入鉆模板或夾具體的孔中 圖2 2 鉆套 鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7 h6的配合 且必須有很高的耐磨性 材料選擇 20Mn2 淬火HRC60 我選擇的鉆套 12 5F7 22K6 35 GB2264 1985 相同的 為了防止定位銷與模板之間的磨損 在模板定位孔之間套上兩個(gè)固定襯套 選取的標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)為12 18 GB2263 1985 材料仍選取T10A 淬火HRC60 公差采用H7 p6 的配合 9 3 鉆孔與工件之間的切屑間隙 鉆套的類型和特點(diǎn) 1 固定鉆套 鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中 鉆模板或夾具體的孔與鉆套外 圓一般采用 H7 n6 配合 主要用于加工量不大 磨損教小的中小批生產(chǎn)或加工孔徑甚小 孔距離精度要求較高的小孔 2 可換鉆套 主要用在大批量生產(chǎn)中 由于鉆套磨損大 因此在可換鉆套和鉆模板 之間加一個(gè)襯套 襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi) 鉆套以 F7 m6 或 F7 k6 配合裝入襯套中 3 快換鉆套 當(dāng)對(duì)孔進(jìn)行鉆鉸等加工時(shí) 由于刀徑不斷增大 需要不同的導(dǎo)套引導(dǎo) 刀具 為便于快速更換采用快換鉆套 4 特殊鉆套 尺寸或形狀與標(biāo)準(zhǔn)鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套 30 鉆套下端面與工件表面之間應(yīng)留一定的空隙C 使開(kāi)始鉆孔時(shí) 鉆頭切屑刃不位于鉆 套的孔中 以免刮傷鉆套內(nèi)孔 如圖4 3 圖4 3 切屑間隙 C 0 3 1 2 d 在本次夾具鉆模設(shè)計(jì)中考慮了多方面的因素 確定了設(shè)計(jì)方案后 選擇了C 8 因?yàn)?此鉆的材料是鑄件 所以C可以取較小的值 9 4 鉆模板 在導(dǎo)向裝置中 導(dǎo)套通常是安裝在鉆模板上 因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度 以防變形而影響鉆孔精度 鉆模板按其與夾具體連接的方式 可分為固定式鉆模板 鉸鏈 式鉆模板 可卸式鉆模板 滑柱式鉆模板和活動(dòng)鉆模板等 在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板 在裝卸工件時(shí)需從夾具體上裝上或卸下 鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位 螺栓緊固 鉆模精度較高 4 9 5 定位誤差的分析 制造誤差 ZZ 1 中心線對(duì)定位件中心線位置精度 取 m05 3 2 m04 2 2 內(nèi)外圓同軸度誤差 查表 P297 故 8 3 mDW 142 06 05 8 04 15 222222542 則 014 0 知此方案可行 9 6 鉆套 襯套 鉆模板設(shè)計(jì)與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求 故選用可換鉆套 其結(jié)構(gòu)如下圖所示 31 以減少更換鉆套的輔助時(shí)間 為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套 以來(lái)滿足達(dá)到孔的加工的要求 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差 F7 基 本 極限 偏差 D6 0 1 3 0 010 0 004 6 1 1 8 4 7 1 8 2 6 5 8 6 9 2 6 3 0 016 0 006 3 3 3 6 0 016 0 008 9 3 3 4 7 10 4 5 8 11 8 12 1 6 5 6 0 022 0 010 10 0 019 0 010 13 6 8 0 028 12 0 023 15 10 16 2 0 0 00 8 32 8 10 0 013 15 18 10 1 2 18 0 012 22 12 20 2 5 12 1 5 22 26 15 1 8 0 034 0 016 26 30 16 28 3 6 18 2 2 30 0 028 0 015 34 22 2 6 35 39 20 36 H T200 26 3 0 0 041 0 020 42 46 30 3 5 48 0 033 0 017 52 25 HT 200 5 6 35 4 2 55 59 42 4 8 62 66 0 01 2 48 5 0 0 050 0 025 70 0 039 0 020 74 30 56 6 7 0 04 0 鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板 用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上 9 7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求 1 應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面 如安裝接觸位置 安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的 足夠的 精度 之間的位置精度穩(wěn)定夾具體 夾具體應(yīng)該采用鑄造 時(shí)效處理 退火等處理方式 2 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在加工過(guò)程中不因夾緊力 切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的 夾具應(yīng)有足夠 的厚度 剛度可以適當(dāng)加固 33 3 結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò) 夾較大的工件的外觀 更復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高 所 以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過(guò)程中 應(yīng)處理的工件 夾具 維修方便 再滿足功能性要求 剛度 和強(qiáng)度 前提下 應(yīng)能減小體積減輕重量 結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單 4 應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過(guò)程中 該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累 如果不及時(shí)清除 切削熱的積累會(huì)破壞夾 具定位精度 鐵屑投擲可能繞組定位元件 也會(huì)破壞的定位精度 甚至發(fā)生事故 因此 在這個(gè)過(guò)程中的鐵屑不多 可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間 對(duì)切削過(guò)程中產(chǎn)生更多的 一般應(yīng)在夾具體上面 5 安裝應(yīng)牢固 可靠 夾具安裝在所有通過(guò)夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的 當(dāng)夾安裝在重力的中心 夾具應(yīng)盡可能低 支撐面積應(yīng)足夠大 以安裝精度要高 以確保穩(wěn)定和可靠的安裝 夾具 底部通常是中空的 識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu) 然后繪制夾具布局 圖中所示的夾具裝配 加工過(guò)程中 夾具必承受大的夾緊力切削力 產(chǎn)生沖擊和振動(dòng) 夾具的形狀 取決于 夾具布局和夾具和連接 在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度 在加工過(guò)程中的切屑形成 的有一部分會(huì)落在夾具 積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠 所以?shī)A具設(shè)計(jì) 必須考 慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑 此外 夾點(diǎn)技術(shù) 經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作 安裝方便等特點(diǎn) 在設(shè)計(jì) 中還應(yīng)考慮 在加工過(guò)程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具 切割積累太多會(huì)影響工件 的定位與夾緊可靠 所以?shī)A具設(shè)計(jì) 必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑 9 8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 由于是大批大量生產(chǎn) 主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 因此設(shè)計(jì)時(shí) 需要更換零件加工時(shí) 速度要求快 本夾具設(shè)計(jì) 用移動(dòng)夾緊的大平面定位三個(gè)自由度 定位兩個(gè)自由度 用定 位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 此時(shí)雖然有過(guò)定位 但面是經(jīng)精銑的面 定位是允許的 34 結(jié) 論 在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中 必須考慮到方方面面的問(wèn)題 在理論上正確無(wú)誤的設(shè) 計(jì) 在實(shí)際中往往存在各種問(wèn)題 這樣 在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是 否合理 在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作 而不僅僅考慮理論上的可行性 畢業(yè)設(shè) 計(jì)使我學(xué)會(huì)了從實(shí)際出發(fā)加工零件和設(shè)計(jì)夾具 在本次設(shè)計(jì)中 考慮到零件的加工難易 材料 成本等問(wèn)題 所選用的零 部件都是操作簡(jiǎn)單 通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件 從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的 加工 但也有不足之處 特別是對(duì)于鏜孔夾具 在刀具加工完退出工件孔時(shí) 有可能會(huì)劃傷工件內(nèi)孔表面 本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng) 使工件 孔與定位立臺(tái)可升可降 這樣 在刀具退出時(shí) 使定位立臺(tái)連同工件孔一起升 起 從而避免劃傷 但考慮到成本問(wèn)題 未采用這種方法 為此 鏜孔的專用 夾具還有待改進(jìn) 無(wú)論怎樣 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我獲益良多 是我在學(xué)校的最 后一次答卷 也是我成功邁向社會(huì)的第一步 35 參考文獻(xiàn) 1 楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 2 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 金屬切削手冊(cè) M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2004 3 李洪 機(jī)械加工工藝手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 4 方昆凡 公差與配合手冊(cè) M 北京 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