銷接連接板機械加工工藝及鉆φ25孔鉆床夾具設計,接連,板機,加工,工藝,25,鉆床,夾具,設計 畢業(yè)設計論文 論文題目：銷接連接板零件加工工藝及鉆孔夾具 班 級： 專 業(yè)： 學生姓名： 指導教師： 日 期: 摘 要 本文主要介紹銷接連接板工藝及鉆孔專用夾具設計。通過CAD軟件完成對鉆床夾具的設計制造。 設計的重點是選定零件鉆孔夾具，通過CAD設計軟件對鉆床夾具進行繪制設計，然后將各零件進行裝配，完成設計，以及利用對夾具進行虛擬制造。因此本文要全面的多方位的介紹cad軟件，并詳細對各個零件的設計與繪制的過程。進行專 用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT Keywords: 目 錄 序言………………………………………………………………………………… 1 一. 零件分析 ……………………………………………………2 1.1 零件作用 ………………………………………………2 1.2零件的工藝分析 …………………………………………2 二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………2 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………2 2.2基面的選擇傳 ……………………………………………2 2.3制定工藝路線 ……………………………………………2 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定………… 4 2.5 確定切削用量及基本工時………………………………4 三 夾具設計…………………………………………………… 8 3.1夾具設計概述……………………………………………8 3.2方案設計…………………………………………………9 3.3定位基準的選擇…………………………………………9 3.4切削力及夾緊力計算……………………………………9 3.5定位誤差分析……………………………………………10 3.6導向裝置設計……………………………………………10 3.7夾具設計及操作簡要說明………………………………11 總 結………………………………………………………………12 致 謝………………………………………………………………13 參考文獻 …………………………………………………………14 序 言 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經審批后用來指導生產。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產綱領，確定生產類型。 2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提高經濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 銷接連接板零件加工工藝及鉆孔鉆床夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 銷接連接板是整體裝置的重要零件，它支撐中心部分，承受著部分靜載荷，因為銷接連接板與整個銷接連接板連接，并且中心部分與該零件是孔連接，因而該零件的承受著一定載荷，以及一定的沖擊力，所以該零件承受著靜、動載荷。 1.2 零件的工藝分析 銷接連接板有2個加工面他們有位置度要求。這三個加工面的分別為： 1，以四周輪廓為基準的加工面，這組加工面包括四周輪廓。 2：以直徑為25孔的軸線為基準 二. 工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為Q235，根據(jù)生產綱領以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用圓鋼。 2.2 基面的選擇的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 粗基準的選擇：對銷接連接板這樣的零件來說，選擇好粗基準是至關重要。以零件的上端面加工平面作為粗基準。選取已加工的內圓為精基準。 2.3 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 工序1：材料符合Q235（16mm鋼板）的質量要求，并具有質保書。 工序2：用剪板機下料，確保100×126.5外形尺寸。 工序3：以圖示端面為基準，用PJ0025-G02工裝進行鉆孔?25，確保距離邊界尺寸80和38，修毛刺 工序4：按圖紙技術要求，對本零件的尺寸、形狀、位置和表面質量等要素進行全面檢查。 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 銷接連接板零件材料為Q235，，生產類型為大批量生產，采型材毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2、 銷接連接板的四周輪廓 由于銷接連接板四周輪廓精度要求不高，粗糙度要求是12.5，可采用剪板機裁剪可以實現(xiàn)。 3、銷接連接板的孔直徑為25、孔毛坯為實心。孔的精度要求介于IT7—IT8之間，參照參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為 鉆 孔 2.5 確定切削用量及基本工時 工序1：材料符合Q235（16mm鋼板）的質量要求，并具有質保書。 工序2：用剪板機下料，確保100×126.5外形尺寸。 工序3：以圖示端面為基準，用PJ0025-G02工裝進行鉆孔?25，確保距離邊界尺寸80和38，修毛刺 第三章：夾具設計 4.1 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過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，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)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。 夾緊裝置的基本任務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)生移動和震動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。 一般夾緊裝置由動源即產生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。 考慮到機床的性能、生產批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。 螺旋夾緊機構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構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。 螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。 典型的螺旋夾緊機構的特點： （1）結構簡單； （2）擴力比大； （3）自瑣性能好； （4）行程不受限制； （5）夾緊動作慢。 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此中心軸夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。 工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此中心軸移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。 4.2 夾具的導向 在鉆床上加工孔時，大都采用導向元件或導向裝置，用以引導刀具進入正確的加工位置，并在加工過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，在鉆床上加工的過程中，導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，導向裝置如同定位元件一樣，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。 導向元件包括刀桿的導向部分和導向中心軸。 在這中心軸鉆床夾具上用的導向中心軸是鉆中心軸。 鉆中心軸按其結構可分為固定鉆中心軸，可換鉆中心軸，快換鉆中心軸及特殊鉆中心軸。 因此中心軸鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆中心軸。如圖4.2。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。 圖4.2 鉆中心軸 鉆模板與固定鉆中心軸外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材料選擇20Mn2。淬火HRC35。我選擇的鉆中心軸:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。 相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間中心軸上兩個固定襯中心軸。選取的標準件代號為12*18 GB2263-1980。材料仍選取T10A， 淬火HRC35。公差采用H7/p6的配合。 4.3 定位方案分析與比較（列舉了3種方案） 方案Ⅰ： 首先必須明確其加工時應如圖所示，這樣水平放置，便于鉆床加工。那么要使其完全定位，可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位，這樣既簡單又方便。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個滑動V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位。 方案2： 選底平面一面、V型塊定位，夾緊方式選用螺旋夾緊機構夾緊。 方案3： 一面加固定V型塊和固定V型塊定位，這樣既簡單。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個固定V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位?？墒沁@種方案無法調節(jié)。如果毛坯超差還得通過螺絲調節(jié)。 在該定位方案中，一個支撐面頂住，限制了z軸的移動，z軸的旋轉，y軸的旋轉三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動，x軸的移動，一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉，這樣6個自由度全部被限制 綜合上面所述，方案是根據(jù)外圓輪廓進行的定位，方案一和方案三不如方案二方便操作，根據(jù)上面敘述選擇方案二。 4.4鉆孔與工件之間的切屑間隙 鉆中心軸的類型和特點: 1、固定鉆中心軸：鉆中心軸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中心軸外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。 2、可換鉆中心軸：主要用在大批量生產中，由于鉆中心軸磨損大，因此在可換鉆中心軸和鉆模板之間加一個襯中心軸，襯中心軸直接壓入鉆模板的孔內，鉆中心軸以F7/m6或F7/k6配合裝入襯中心軸中。 3、快換鉆中心軸：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導中心軸引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆中心軸。 4、特殊鉆中心軸：尺寸或形狀與標準鉆中心軸不同的鉆中心軸統(tǒng)稱特殊鉆中心軸。 鉆中心軸下端面與工件表面之間應留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆中心軸的孔中，以免刮傷鉆中心軸內孔，如圖4.3。 圖4.3 切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。 在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。 4.5 鉆模板 在導向裝置中，導中心軸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鉆模板等。 在此中心軸鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時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] 4.6定位誤差的分析 制造誤差ZZ （1）中心線對定位件中心線位置精度 . 取. （2）V型塊同軸度誤差（查表P297） .故，. 則. 知此方案可行。 4.7 鉆套設計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆中心軸（其結構如下圖所示）以減少更換鉆中心軸的輔助時間。 為了減少輔助時間采用可換鉆孔，以來滿足達到孔的加工的要求。 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 極限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 13 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.013 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 19 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 19 HT200 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 HT200 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 4.8確定夾具體結構和總體結構 對夾具體的設計的基本要求 （1）應該保持精度和穩(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，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。 （2）應具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。 （3）結構的方法和使用應該不錯 夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。 （4）應便于鐵屑去除 在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。 （5）安裝應牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，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，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。 加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產生沖擊和振動，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度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。 4.9 夾具設計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用底部大平面定位三個自由度， V型塊定位兩個自由度，再用一個壓塊限制最后一個自由度。 總 結 通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。因此手動夾緊滿足夾緊要求。 通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術的工作打下了堅實的基礎。 致 謝 經過了的很長時間，終于比較圓滿完成了設計任務?；仡欉@日日夜夜，感覺經過了一場磨練，通過圖書、網(wǎng)絡、老師、同學等各種可以利用的方法，鞏固了自己的專業(yè)知識。對所學知識的了解和使用都有了更加深刻的理解。 此時此刻，我要特別感謝我的導師的精心指導，不僅指導我們解決了關鍵性技術難題，更重要的是為我們指引了設計的思路并給我們講解了設計中用到的實際工程設計經驗，從而使我們設計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學會綜合應用所學知識，提高分析和解決實際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。 同時也要感謝其他同學、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領導對我們畢業(yè)設計的重視和關心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設計提供了重要保障。 參 考 文 獻 [1] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，2005．1． [2] 強 毅．設計制圖實用標準手冊［Ｍ］．北京：科學出版社，2000．1． [3] 李 洪．機械加工工藝手冊［Ｍ］．北京出版社，1996．1． [4] 陳宏鈞．實用機械加工工藝手冊［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，2003．1． [5] 楊叔子．機械加工工藝師手冊［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，2001．8． [6] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊［Ｍ］．中國標準出版社，1994．12． [7] 王先逵．機械制造工藝學［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，1995．11． [8] 莫雨松．互換性與技術測量［Ｍ］．中國計量出版社，2000．1． [9] 何玉林，賀元成．機械制圖［Ｍ］．重慶大學出版社，2000．8． [10] 王光斗，王春福．機床夾具設計手冊［Ｍ］．上海：上?？茖W技術出版社，2000．11． [11] 唐云支．機床夾具［Ｍ］．中國勞動社會保障，2001．1． [12] 李家寶．夾具工程師手冊［Ｍ］．黑龍江科學技術出版社，1987． [13] 李慶余，張 佳．機械制造裝配設計［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，2003．8． [14] 紀名剛，濮良貴．機械設計［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2001．8． [15] 李旦，邵東向．機床專用夾具圖冊［Ｍ］．哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005．2． [16] Ball and Roller Screw.Engineering Material and Design.19(12),1975 [17] Rajput R K. Elements of Mechanical Engineering.Katson Publ.House,1986 [18] Kuehnle M R.Toroidal Drive Combines.Product Engingneering.Aug,1979 -- 15 --