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1 摘 要 本設計要求 以質量求發(fā)展 以效益求生存 在保證零件加工質量的前提 下 提高了生產(chǎn)率 降低了生產(chǎn)成本 是國內(nèi)外現(xiàn)代機械加工工藝的主要發(fā)展方 面方向之一 通過對機床主軸箱體零件圖的分析及結構形式的了解 從而對主軸 箱體進行工藝分析 工藝說明及加工過程的技術要求和精度分析 然后再對主軸 箱體的底孔 軸承孔的加工進行夾具設計與精度和誤差分析 該工藝與夾具設計 結果能應用于生產(chǎn)要求 關鍵詞 主軸箱 加工工藝 定位 夾具設計 2 Abstract This Paper requires that with quality beg development with benefits seek to live on to store under the prerequisite of guaranteeing the quality of element processing have raised productivity and reduced production cost is one of mainly direction of domestic and international modern machining technology developing Through knowing and analysis the configuration of the casing part drawing for WH212 gear reducer so as to analysis the process make process explanation and analysis the technical requirement and the precision of gear reducer Then carry out the design of clamping apparatus and analysis the precision and error for the processing of bearing hole and the base hole of the casing of gear reducer this technology and the design result of clamping apparatus can apply in production requirement Key phrase principal axis processing technology Fixed position Tongs design 3 前言 加工工藝及夾具畢業(yè)設計是對所學專業(yè)知識的一次鞏固 是在進行社會實踐 之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習 也是理論聯(lián)系實際的訓練 機床夾具已成為機械加工中的重要裝備 機床夾具的設計和使用是促進生產(chǎn) 發(fā)展的重要工藝措施之一 隨著我國機械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展 機床夾具的改進 和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術人員在技術革新中的一項重要任務 1 1 課題背景及發(fā)展趨勢 材料 結構 工藝是產(chǎn)品設計的物質技術基礎 一方面 技術制約著設計 另一方面 技術也推動著設計 從設計美學的觀點看 技術不僅僅是物質基礎還 具有其本身的 功能 作用 只要善于應用材料的特性 予以相應的結構形式和 適當?shù)募庸すに?就能夠創(chuàng)造出實用 美觀 經(jīng)濟的產(chǎn)品 即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術 潛在的 功能 技術是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導 新材料 新工藝的出現(xiàn) 必然給產(chǎn)品帶來新的 結構 新的形態(tài)和新的造型風格 材料 加工工藝 結構 產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系 在一起的 某個環(huán)節(jié)的變革 便會引起整個機體的變化 工業(yè)的迅速發(fā)展 對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求 使多品種 對中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流 為了適應機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢 必然對 機床夾具提出更高的要求 1 2 夾具的基本結構及夾具設計的內(nèi)容 夾具在其發(fā)展的 200 多年歷史中 大致經(jīng)歷了三個階段 第一階段 夾具在 工件加工 制造的各工序中作為基本的夾持裝置 發(fā)揮著夾固工件的最基本功用 隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機 汽車工業(yè)的不斷發(fā)展 夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其 高效率及穩(wěn)定加工質量的優(yōu)越性 各類定位 夾緊裝置的結構也日趨完善 夾具 逐步發(fā)展成為機床 工件 工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當重要的組成部分 這是夾具 發(fā)展的第二階段 這一階段 夾具發(fā)展的主要特點是高效率 在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今 天 各類高效率 自動化夾具在高效 高精度及適應性方面 已有了相當大的提 高 隨著電子技術 數(shù)控技術的發(fā)展 現(xiàn)代夾具的自動化和高適應性 已經(jīng)使夾 具與機床逐漸融為一體 使得中 小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大 批量生產(chǎn)的水平 這是夾具發(fā)展的第三個階段 這一階段 夾具的主要特點是高 精度 高適應性 可以預見 夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智 能化水平 按在夾具中的作用 地位結構特點 組成夾具的元件可以劃分為以下幾類 4 1 定位元件及定位裝置 2 夾緊元件及定位裝置 或者稱夾緊機構 3 夾具體 4 對刀 引導元件及裝置 包括刀具導向元件 對刀裝置及靠模裝置等 5 動力裝置 6 分度 對定裝置 7 其它的元件及裝置 包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機床相連接 用的緊固螺釘 銷釘 鍵和各種手柄等 每個夾具不一定所有的各類元件都具備 如手動夾具就沒有動力裝置 一般的 車床夾具不一定有刀具導向元件及分度裝置 反之 按照加工等方面的要求 有些 夾具上還需要設有其它裝置及機構 例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置 專用夾具的設計主要是對以下幾項內(nèi)容進行設計 1 定位裝置的設計 2 夾緊裝置的設計 3 對刀 引導裝置的設計 4 夾具體的設計 5 其他元件及裝置的設計 小結 一項優(yōu)秀的夾具結構設計 往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高 并使產(chǎn)品的 加工質量得到極大地穩(wěn)定 尤其是那些外形輪廓結構較復雜的 不規(guī)則的拔叉類 桿類工件 幾乎各道工序都離不開專門設計的高效率夾具 目前 中等生產(chǎn)規(guī)模 的機械加工生產(chǎn)企業(yè) 其夾具的設計 制造工作量 占新產(chǎn)品工藝準備工作量的 50 80 生產(chǎn)設計階段 對夾具的選擇和設計工作的重視程度 絲毫也不壓 于對機床設備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇 夾具的設計 制造和生產(chǎn)過程中對夾 具的正確使用 維護和調整 對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用 5 目錄 1 前言 1 1 1 課題背景及發(fā)展趨勢 1 1 2 夾具的基本結構及設計內(nèi)容 1 2 箱體加工工藝規(guī)程設計 3 2 1 零件的分析 3 2 1 1 零件的作用 3 2 1 2 零件的工藝分析 3 2 2 箱體加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施 4 2 2 1 確定毛坯的制造形式 4 2 2 2 基面的選擇 4 2 2 3 確定工藝路線 4 2 2 4 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5 2 2 5 確定切削用量 6 2 3 小結 22 3 專用夾具設計 23 3 1 鉆三孔夾具設計 33 3 1 1 定位基準的選擇 33 3 1 2 定位元件的設計 34 3 1 3 定位誤差分析 35 3 1 4 鉆削力與夾緊力的計算 35 3 1 5 鉆套 襯套 鉆模板及夾具體設計 36 3 1 6 夾緊裝置的設計 38 3 13 7 夾具設計及操作的簡要說明 38 3 2 小結 39 4 結束語 40 參考文獻 41 6 2 主軸箱體加工工藝規(guī)程設計 2 1 零件的分析 2 1 1 零件的作用 題目給出的零件是主軸箱體 它的主要的作用是用來支承 固定的 它的主 要任務是將主電機傳來的旋轉運動經(jīng)過一系列的變速機構使主軸得到所需的正反 兩種轉向的不同轉速 同時主軸箱分出部分動力將運動傳給進給箱 主軸箱中的 主軸是車床的關鍵零件 主軸在軸承上運轉的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質量 一旦主軸的旋轉精度降低 則機床的使用價值也將大打折扣 2 1 2 零件的工藝分析 零件的材料為 HT200 灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單 鑄造性能優(yōu)良 減震性能良好 主軸箱體需要加工表面以及加工表面的位置要求 現(xiàn)分析如下 1 主要加工面 1 銑上下平面保證尺寸 100mm 平行度誤差為 0 03 2 銑側面保證尺寸 62 與 20 與下平面的平行度誤差為 0 02 3 鏜上 下面平面各孔至所要求尺寸 并保證各位誤差要求 4 鉆側面 4 M6 螺紋孔 5 鉆孔攻絲底平面各孔 2 主要基準面 1 以下平面為基準的加工表面 這一組加工表面包括 傳動箱上表面各孔 傳動箱上表面 2 以下平面為基準的加工表面 這一組加工表面包括 主要是下平面各孔及螺紋孔 2 2 主軸箱體加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措 施 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件 根據(jù)其結構形狀 尺寸大小和材料性能毛 坯的鑄造方法選用 低壓鑄造毛坯公差等級 IT8級 球墨鑄鐵 在鐵水 球墨生鐵 澆注前加一定量的球化劑 硅 鎂 使鑄鐵 中石墨球化 由于碳以球狀存在于鑄件基體中 改善其對基體的割裂作用 球墨 鑄鐵的抗拉強度 屈服強度 塑性 沖擊韌性大大提高 并且有耐磨 減震 工 藝性能好 成本低等優(yōu)點因為零件要求無砂眼 所以在毛坯鑄造時要注意氣孔的 7 產(chǎn)生氣孔原因 1 空氣夾雜在熔湯中 2 氣體的來源 熔解時 在料管中 在模具中 離型劑 改善方法 1 適當?shù)穆?2 檢查流道轉彎是否圓滑 截面積是否漸減 3 檢查逃氣道面積是否夠大 是否有被阻塞 位置是否位於最后充填的地方 4 檢查離型劑是否噴太多 模溫是否太低 5 使用真空 2 2 1 確定毛坯的制造形式 零件的材料 HT200 由于年產(chǎn)量為 4000 件 達到大批生產(chǎn)的水平 而且零 件的輪廓尺寸較大 鑄造表面質量的要求高 故可采用鑄造質量穩(wěn)定的 適合大 批生產(chǎn)的金屬模鑄造 便于鑄造和加工工藝過程 而且還可以提高生產(chǎn)率 2 2 2 基面的選擇 1 粗基準的選擇 對于本零件而言 按照互為基準的選擇原則 選擇本 零件的下表面作為加工的粗基準 可用裝夾對肩臺進行加緊 利用底面定位塊支 承和底面作為主要定位基準 以限制 z z y y 五個自由度 再以一面定位消 除 x 向自由度 達到定位 目的 2 精基準的選擇 主要考慮到基準重合的問題 和便于裝夾 采用已加 工結束的上 下平面作為精基準 2 2 3 確定工藝路線 定位基面的選擇是擬定零件的機械加工路線 確定加工方案中首先要做的重 要工作 基面選擇得正確 合理與否 將直接影響工件的加工質量和生產(chǎn)率 在選擇定位基面時 需要同時考慮以下三個問題 1 以哪一個表面作為加工時的精基面或統(tǒng)一基準 才能保證加工精度 使 整個機械加工工藝過程順利地進行 2 為加工上述精基面或統(tǒng)一基準 應采用哪一個表面作為粗基面 3 是否有個別工序為了特殊的加工要求 需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面 精基面的選擇 根據(jù)精基面的選擇原則 選擇精基面時 首先應考慮基準重 合的問題 即在可能的情況下 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準 8 表 2 1 工藝路線方案一 工序 1 粗精銑上平面 工序 2 粗精銑下平面 工序 3 粗精銑左右端側面及保證尺寸 665 的面 工序 4 鏜左側平面各孔 工序 5 鏜右側下平面孔 工序 6 鉗工 攻絲各螺紋孔 工序 7 鉆前端平面三孔 工序 8 鉆上平面 6 M10 螺紋底孔 表 2 2 工藝路線方案二 工序 1 粗精銑上平面 工序 2 粗精銑下平面 工序 3 粗精銑左右端側面及保證尺寸 665 的面 工序 4 鉆前端平面三孔 工序 5 鉆上平面 6 M10 螺紋底孔 工序 6 鉗工 攻絲各螺紋孔 工序 7 鏜左側平面各孔 工序 8 鏜右側下平面孔 工藝路線的比較與分析 第二條工藝路線不同于第一條是將鏜工序放到后面 加工完上下平面各螺紋 孔 M10 其它的先后順序均沒變化 通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動提高了生產(chǎn)效率 而 且對于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助 采用互為基準的原則 先加工上 下兩平面 然后以下 下平面為精基準再 加工兩平面上的各孔 這樣便保證了 上 下兩平面的平行度要求同時為加兩平 面上各孔保證了垂直度要求 符合先加工面再鉆孔的原則 若選第一條工藝路線 加工不便于裝夾 并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸 線與軸的軸線是非平行這個問題 所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線并不可行 如果選取 第二條工藝方案 先鏜上 下平面各孔 然后以這些已加工的孔為精基準 加工 其它各孔便能保證 6 M10 孔的形位公差要求 從提高效率和保證精度這兩個前提下 發(fā)現(xiàn)第二個方案比較合理 所以我決 定以第二個方案進行生產(chǎn) 具體的工藝過程見工藝卡片所示 9 2 2 4 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 主軸箱體的材料是 HT200 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 由于毛坯用采用金屬模 鑄造 毛坯尺寸的確定如下 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差 因此所規(guī)定的加工余 量其實只是名義上的加工余量 實際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量 之分 由于本設計規(guī)定零件為大批量生產(chǎn) 應該采用調整法加工 因此計算最大與 最小余量時應按調整法加工方式予以確定 1 加工箱體的上下平面 根據(jù)參考文獻 8 表 4 35 和表 4 37 考慮 3mm 粗加工 2mm 到金屬模鑄造的質量和表面的粗糙度要求 精加工 1mm 2 加工兩端面時 用銑削的方法加工兩側面 由于側面的加工表面有粗糙 度的要求 而銑削的精度可以滿足 故采取分二次的銑削的方式 粗3 aRm 銑削的深度是 2mm 精銑削的深度是 1mm 3 鏜上 下平面各傳動軸孔時 由于粗糙度要求 因此考慮加工1 6aRm 余量 2 5mm 可一次粗加工 2mm 一次精加工 0 5 就可達到要求 6 加工 6 M10 底孔 根據(jù)參考文獻 8 表 4 23 考慮加工余量 1 2mm 可一 次鉆削加工余量 1 1mm 一次攻螺紋 0 1 就可達到要求 2 2 5 確定切削用量 工序粗 精銑傳動箱體下平面 1 粗銑下平面 加工條件 工件材料 HT200 鑄造 機床 X52K 立式銑床 查參考文獻 7 表 30 34 刀具 硬質合金三面刃圓盤銑刀 面銑刀 材料 齒數(shù)15YT0Dm 此為粗齒銑刀 8Z 因其單邊余量 Z 2mm 所以銑削深度 pa2m 每齒進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 75 取 銑削速度 參照f 0 12 faZ V 參考文獻 7 表 30 34 取 1 3 Vs 機床主軸轉速 式 2 1 n0d 式中 V 銑削速度 d 刀具直徑 10 由式 2 1 機床主軸轉速 n101 360254 min4Vnrd 按照參考文獻 3 表 3 1 74 實際銑削速度 v 31 7 1060ns 進給量 fV 28 4 8 ffaZm 工作臺每分進給量 m 2infVs 根據(jù)參考文獻 7 表 2 4 81 a0a 2 精銑下平面 加工條件 工件材料 HT200 鑄造 機床 X52K 立式銑床 參考文獻 7 表 30 31 刀具 高速鋼三面刃圓盤銑刀 面銑刀 齒數(shù) 12 此為15YT0Dm 細齒銑刀 精銑該平面的單邊余量 Z 1mm 銑削深度 pa1m 每齒進給量 根據(jù)參考文獻 7 表 30 31 取f 0 8 faZ 銑削速度 參照參考文獻 7 表 30 31 取V32Vms 機床主軸轉速 由式 2 1 有 n100 3261 in14rd 按照參考文獻 7 表 3 1 31 75 實際銑削速度 v 0 4 06nms 進給量 由式 1 3 有 fV 1527 60 25 ffVaZns 工作臺每分進給量 mf2 3ins 粗銑的切削工時 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 llm 刀具切入長度 1 210 5 1 3lDa 240 7 刀具切出長度 取2l 11 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt123571 3min8jmlf 根據(jù)參考文獻 5 表 2 5 45 可查得銑削的輔助時間 1 04ft 精銑的切削工時 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 65l 刀具切入長度 精銑時110lD 刀具切出長度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 2jt126521 09min3jmlf 根據(jù)參考文獻 5 表 2 5 45 可查得銑削的輔助時間 2 4ft 銑下平面的總工時為 t 1 13 1 04 1 04 1 09 2 58min1jt2j1ft2f 工序 2 加工上平面 各切削用量與加工上平面相近 因此省略不算 參照 工序 1 執(zhí)行 工序 3 粗精兩端側面 1 粗銑側面 加工條件 工件材料 HT200 鑄造 機床 X52K 立式銑床 查參考文獻 7 表 30 34 刀具 硬質合金三面刃圓盤銑刀 面銑刀 材料 齒數(shù)15YT0Dm 此為粗齒銑刀 8Z 因其單邊余量 Z 2mm 所以銑削深度 pa2m 每齒進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 75 取 銑削速度 參照f 0 12 faZ V 參考文獻 7 表 30 34 取 1 3 Vs 由式 2 1 得機床主軸轉速 n10 60254 in34nrd 按照參考文獻 3 表 3 1 74 3m 12 實際銑削速度 v3 1401 57 06dnms 進給量 fV 28 8 ffaZ 工作臺每分進給量 m 2infVs 根據(jù)參考文獻 7 表 2 4 81 a60a 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 llm 刀具切入長度 1 式 2 2 210 5 1 3lD 260 13 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 2 精銑兩端 加工條件 工件材料 HT200 鑄造 機床 X52K 立式銑床 由參考文獻 7 表 30 31 刀具 高速鋼三面刃圓盤銑刀 面銑刀 齒數(shù) 12 此為15YT0Dm 細齒銑刀 精銑該平面的單邊余量 Z 1mm 銑削深度 pa1 0m 每齒進給量 根據(jù)參考文獻 7 表 30 31 取f 0 8 faZ 銑削速度 參照參考文獻 7 表 30 31 取V32Vms 機床主軸轉速 由式 2 1 有 n100 3261 in14rd 按照參考文獻 3 表 3 1 31 75 實際銑削速度 v 0 4 06nms 進給量 由式 2 3 有 fV 1527 60 25 ffVaZns 工作臺每分進給量 mf2 3ins 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 0l 刀具切入長度 精銑時11lD 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 13 根據(jù)參考文獻 9 249 37 5 3 2 21min 1t 根據(jù)參考文獻 5 表 2 5 45 可查得銑削的輔助時間 10 4ft 精銑寬度為 20mm 的下平臺 根據(jù)參考文獻 9 切削工時 249 37 5 3 2 21min2t 根據(jù)參考文獻 5 表 2 5 45 可查得銑削的輔助時間 2 ft 粗精銑寬度為 30mm 的下平臺的總工時 t 2 21 2 21 0 41 0 41 5 24min1t21ft2f 工序 粗鏜 62H12 的孔 機床 臥式鏜床 68T 刀具 硬質合金鏜刀 鏜刀材料 5YT 切削深度 毛坯孔徑 pa2 0m 07dm 進給量 根據(jù)參考文獻表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切削深度為f 20 2 0mm 因此確定進給量 Fa fr 切削速度 參照參考文獻 3 表 2 4 9 取V 4 1 inVs 機床主軸轉速 n 101480 56 min3 7rd 按照參考文獻 3 表 3 1 41 取 1 實際切削速度 v 2 98 1060ns 工作臺每分鐘進給量 mf 1 infm 被切削層長度 l3 刀具切入長度 1 2 5 6 30pratgktg 刀具切出長度 取2l53l42 行程次數(shù) i 機動時間 1jt1206 30 7minjmlf 查參考文獻 1 表 2 5 37 工步輔助時間為 2 61min 精鏜下端孔 62H12 機床 臥式鏜床 618T 刀具 硬質合金鏜刀 鏜刀材料 5YT 切削深度 pa0 5m 14 進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切削深度為f m20 因此確定進給量Fa0 5m0 15 fmr 切削速度 參照參考文獻 3 表 2 4 9 取V3 18 9 inVs 機床主軸轉速 n 取019 8102 in3 46rd 0 ir 實際切削速度 v 3 9 6dnms 工作臺每分鐘進給量 mf0 150 inf 被切削層長度 l30 刀具切入長度 1 2 2 873pratgktg 刀具切出長度 取2l53ml42 行程次數(shù) i 機動時間 1jt120 870 9injmlf 所以該工序總機動工時 56ijt 查參考文獻 1 表 2 5 37 工步輔助時間為 1 86min 工序 5 粗鏜 120H12 的孔 機床 臥式鏜床 618T 刀具 硬質合金鏜刀 鏜刀材料 5YT 切削深度 毛坯孔徑 pa2 0m 067dm 進給量 根據(jù)參考文獻表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切削深度為f 20 2 0mm 因此確定進給量 Fa fr 切削速度 參照參考文獻 3 表 2 4 9 取V1 9 5 inVs 機床主軸轉速 n 101546 3 min3 7rd 按照參考文獻 3 表 3 1 41 取 0 實際切削速度 v 1 75 10ns 工作臺每分鐘進給量 mf0 260 infm 被切削層長度 l6 15 刀具切入長度 1l 2 0 3 5 4pramtgktg 刀具切出長度 取2lm5l2 行程次數(shù) i 機動時間 1jt120 40 196injmlf 查參考文獻 1 表 2 5 37 工步輔助時間為 2 61min 精鏜下端孔到 120H12 機床 臥式鏜床 618T 刀具 硬質合金鏜刀 鏜刀材料 5YT 切削深度 pa0 5m 進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切削深度為f m20 因此確定進給量Fa0 5m 1 fr 切削速度 參照參考文獻 3 表 2 4 9 取V 86 17 inVs 機床主軸轉速 n 取017 20 min3 419rd 0 ir 實際切削速度 v 6183 9 2dns 工作臺每分鐘進給量 mf0 50 inf 被切削層長度 l20 刀具切入長度 1 3 2 87pramtgktg 刀具切出長度 取2l5l42 行程次數(shù) i 機動時間 1jt120 870 injmlf 所以該工序總機動工時 96 24 mijt 查參考文獻 1 表 2 5 37 工步輔助時間為 1 56min 工序 6 鉆下平在 6 M10 工件材料為 HT200 鐵 孔的直徑為 10mm 加工機床為 Z535 立式鉆床 加工工序 為鉆孔至 7 7 選用 7 7 的麻花鉆頭 攻 M10 螺紋 選用 M6 細柄機用絲錐攻螺紋 16 進給量 根據(jù)參考文獻 5 表 2 4 39 取f rmf 25 0 切削速度 參照參考文獻 5 表 2 4 41 取V sV43 由式 2 1 機床主軸轉速 n 取01 43601 in5nrd 90 inr 實際切削速度 V 0 9 24 160nms 被切削層長度 l5m 刀具切入長度 1 5 2 13 52rDctgkctg 刀具切出長度 2l0 走刀次數(shù)為 1 攻 M10 1 5 的螺紋 機床 Z535 立式鉆床 刀具 細柄機用絲錐 10 5M 進給量 由于其螺距 因此進給量f mp rmf 5 1 切削速度 參照參考文獻 5 表 2 4 105 取V in 8 40sV 由式 2 1 機床主軸轉速 n 取018 471 3 in36nrd ir 絲錐回轉轉速 取 min 實際切削速度 V 0 80 15 16ms 被切削層長度 l5 刀具切入長度 14 刀具切出長度 2l0 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt1253 0 18minjlfn 根據(jù)參考文獻 5 表 2 5 41 可查得鉆削的輔助時間 1 7ft 攻 M10 螺紋 被切削層長度 l10m 17 刀具切入長度 1l4 5m 刀具切出長度 20 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt1212054 0 5min81jllfnf 根據(jù)參考文獻 5 表 2 5 41 可查得鉆削的輔助時間 7ft 總工時為 t 2 3 75minjtf 2 3 小結 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工 藝文件 對加工工藝規(guī)程的設計 可以了解了加工工藝對生產(chǎn) 工藝水平有著極 其重要的影響 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題的方法 和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn) 18 3 專用夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率 保證加工質量 降低勞動強度 在加工主軸箱體零件 時 需要設計專用夾具 夾具裝配圖 根據(jù)任務要求中的設計內(nèi)容 需要設計加工主軸箱體鉆前端面三個孔夾具一 19 套 鉆三孔夾具采用立式鉆床 先用麻花鉆鉆孔 一 對專用夾具的基本要求 1 保證工件的加工精度 專用夾具應有合理的定位方案 標注合適的尺寸 公差和技術要求 并進行 必要的精度分析 確保夾具能滿足工件的加工精度要求 2 提高生產(chǎn)效率 應根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設計不同復雜程度的高效夾具 以縮短輔助時間 提高生產(chǎn)效率 3 工藝性好 專用夾具的結構應簡單 合理 便于加工 裝配 檢驗和維修 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn) 當最終精度由調整或修配保證時 夾具上應 設置調整或修配結構 如設置適當?shù)恼{整間隙 采用可修磨的墊片等 4 使用性好 專用夾具的操作應簡便 省力 安全可靠 排屑應方便 必要時可設置排屑 結構 5 經(jīng)濟性好 除考慮專用夾具本身結構簡單 標準化程度高 成本低廉外 還應根據(jù)生產(chǎn) 綱領對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析 以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益 二 專用夾具設計步驟 1 明確設計任務與收集設計資料 夾具設計的第一步是在已知生產(chǎn)綱領的前提下 研究被加工零件的零件圖 工序圖 工藝規(guī)程和設計任務書 對工件進行工藝分析 其內(nèi)容主要是了解工件 的結構特點 材料 確定本工序的加工表面 加工要求 加工余量 定位基準和 夾緊表面及所用的機床 刀具 量具等 其次是根據(jù)設計任務收集有關資料 如機床的技術參數(shù) 夾具零部件的國家 標準 部頒標準和廠訂標準 各類夾具圖冊 夾具設計手冊等 還可收集一些同 類夾具的設計圖樣 并了解該廠的工裝制造水平 以供參考 2 擬訂夾具結構方案與繪制夾具草圖 1 確定工件的定位方案 設計定位裝置 2 確定工件的夾緊方案 設計夾緊裝置 3 確定對刀或導向方案 設計對刀或導向裝置 4 確定夾具與機床的連接方式 設計連接元件及安裝基面 5 確定和設計其它裝置及元件的結構形式 如分度裝置 預定位裝置 20 及吊裝元件等 6 確定夾具體的結構形式及夾具在機床上的安裝方式 7 繪制夾具草圖 并標注尺寸 公差及技術要求 1 進行必要的分析計算 工件的加工精度較高時 應進行工件加工精度分析 有動力裝置的夾具 需 計算夾緊力 當有幾種夾具方案時 可進行經(jīng)濟分析 選用經(jīng)濟效益較高的方案 3 審查方案與改進設計 夾具草圖畫出后 應征求有關人員的意見 并送有關部門審查 然后根據(jù)根 據(jù)他們的意見對夾具方案作進一步修改 4 繪制夾具裝配總圖 夾具的總裝配圖應按國家制圖標準繪制 繪圖比例盡量采用 1 1 主視圖按 夾具面對操作者的方向繪制 總圖應把夾具的工作原理 個種裝置的結構及其相 互關系表達清楚 夾具總圖繪制次序如下 1 用雙點劃線將工件的外形輪廓 定位基面 夾緊表面及加工表面繪制 在各個視圖的合適位置上 在總圖中 工件可看作透明體 不遮擋后面夾具上的 線條 2 依次繪出定位裝置 夾緊裝置 對刀或導向裝置 其它裝置 夾具體 及連接元件和安裝基面 3 標注必要的尺寸 公差和技術要求 4 編制夾具明細表及標題欄 完整的夾具裝配總圖的參閱 夾具圖冊 中的圖 5 繪制夾具零件圖 夾具中的非標準零件均要畫零件圖 并按夾具總圖的要求 確定零件的尺寸 公差及技術要求 3 3 鉆前端三孔夾具設計 3 3 1 定位基準的選擇 在加工前端平面三孔工序時 主軸箱體上 下兩平面及工藝孔已經(jīng)加工到要 求 尺寸 因此選用上平面及與其垂直的任意孔上表面加作為定位基準 一共限 制了工件的 6 個自由度 符合六點定位法則 工件以一面與墊塊 夾具上的定位 元件是 定位板 其中一面為主軸箱的下表面 側面為已加工完的端面 21 3 3 2 定位元件的設計 本工序選用的定位基準為一面兩銷定位 所以相應的夾具上的定位元件應是 一面兩銷 因此進行定位元件的設計主要是對短圓柱銷和固定擋銷進行設計 根據(jù)參考文獻 11 可查得短圓柱銷的結構和尺寸如圖 3 3 3 定位誤差分析 機械加工過程中 產(chǎn)生加工誤差的因素有很多 在這些因素中 有一項因素 于機床夾具有關 使用夾具時 加工表面的位置誤差與夾具在機床上的對定及工 件在夾具中的定位密切相關 為了滿足工序的加工要求 必須使工序中各項加工 誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位 其定位誤差主要為 銷與孔的配合 0 05mm 鉆模與銷的誤差 0 02mm 鉆套與襯套 0 029mm 由公式 e H 2 h b max H max 0 052 0 022 0 0292 1 2 0 06mm e 0 06 30 32 0 05625 可見這種定位方案是可行的 3 3 4 鉆削力與夾緊力的計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆 攻螺紋加工 而鉆削力遠遠大于攻螺紋 切削力 因此切削力應以鉆削力為準 由參考文獻 9 得 鉆削力 6 08 2HBDfF 鉆削力矩 91T 式中 8Dm 231875323minaxmax 15 0 rf 0 80 62621 7FN 1 9 T 本套夾具采用活動墊板夾緊 活動墊板主要靠上下旋動墊板上的螺母來實現(xiàn) 夾緊 根據(jù)參考文獻 11 可知該機構屬于單個螺旋夾緊 由式 3 1 根據(jù)參考文獻 11 表 1 2 20 到表 1 2 23 可查得 0 3510430 29 WNtg 3 3 5 鉆套 襯套 鉆模板及夾具體設計 加工需鉆切削才能滿足加工要求 故選用快換鉆套 其結構如下圖所示 以 減少更換鉆套的輔助時間 根據(jù)工藝要求 M8 螺紋孔分鉆 攻螺紋兩個工步完 22 成加工 鉆 攻 加工刀具分別為 鉆孔 7 標準高速鋼麻花鉆 磨出雙錐 和修磨橫刃 攻螺紋 8 的絲錐 根據(jù)參考文獻 11 表 2 1 47 可查得鉆套孔徑結構如圖 3 14 所示 圖 3 14 快換鉆套 鉆 M8 孔鉆套結構參數(shù)如表 3 9 所示 表 3 9 Dd H 公稱尺寸 允差 12h1m1r 7 20 12 0 018 0 007 22 18 10 4 7 7 16 50 根據(jù)參考文獻 11 表 2 1 58 可得襯套選用固定襯套其結構如圖 3 15 所示 圖 3 15 固定襯套 其結構參數(shù)如表 3 10 所示 表 3 10 23 d D 公稱尺寸 允差 H 公稱尺寸 允差 C 1 12 0 034 0 016 20 18 0 023 0 012 0 5 2 根據(jù)參考文獻 11 夾具 U 型槽的結構如圖 3 16 所示 圖 3 16 U 型槽 主要結構尺寸參數(shù)如表 3 11 所示 表 3 11 螺栓直徑 dD1DL 12 14 30 20 3 3 6 夾緊裝置的設計 夾緊裝置采用活動的墊板來夾緊工件 采用的活動墊板的好處就是加工完成 后 可以將壓板松開 然后向下退后一定距離把工件取出 主要用的螺旋夾緊原 理 3 3 7 夾具設計及操作的簡要說明 本套夾具用于加工三個孔 定位采用常見定位方案主軸箱體上平面 一面 及其側面來實現(xiàn)完全定位 主要考慮工件便于取出夾緊裝置采用活動墊板夾緊 工件加工完成后 移動壓板向后退一定距離 工件就可以很方便的取出 工件裝 24 夾時 先將工件放到帶大端面的長圓柱銷和固定定位銷處 然后將移動墊板上移 壓緊工件 將螺栓擰緊就可以進行加工了 加工完成以后將移動壓板退出一定距 離 就可以把工件直接取出 如夾具裝配圖上圖所示 3 4 小結 對專用夾具的設計 可以了解機床夾具在切削加工中的作用 可靠地保證工 件的加工精度 提高加工效率 減輕勞動強度 充分發(fā)揮和擴大機床的給以性能 本夾具設計可以反應夾具設計時應注意的問題 如定位精度 夾緊方式 夾具結 構的剛度和強度 結構工藝性等問題 25 設計體會 設計是對我們所學課程知識的總結 通過課程設計可以體現(xiàn)出 我們在校期間的學習程度 從而對我們所學專業(yè)知識做出有力判斷 從我們拿到零件圖紙的第一天開始 我們的老師就詳細給我們講了設 計的步驟 還安排了輔導時間 為我們圓滿的完成任務奠定了良好的 基礎 我們以前所接觸的只是課本上的知識 對機械加工工藝只有側 面的了解 但是同過這次設計 我們才全方位的懂得了什么是機械設 計 從而更加了解了我們的專業(yè) 剛開始設計的時候 總覺的難度很大 不知道從什么地方下手 對一 些設計的步驟根本不知道怎么安排 怎么設計 老師給我們詳細講解 了機械設計應注意的條件 讓我們先從分析零件圖開始 然后在得出 零件技術要求 在根據(jù)零件的技術要求畫出毛坯和零件合圖 在設計期間 我們第一次接觸了機械加工工藝的設計 對我有了很大 提高 遇到不懂的問題時 指導老師們都能細心的幫助我 同學之間 雖然每個人的設計課題不一樣 但我們之間還是會經(jīng)常討論 互相幫 助 不緊學會了知識 而且還鍛煉了我們的團隊精神 在這次設計中 要感謝我們的指導老師 他們在設計期間為我們的解決了很多難題 相信我們通過這次設計 一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 結束語 通過近兩個月的畢業(yè)設計 使我們充分的掌握了一般的設計方法和步驟 不僅是對 所學知識的一個鞏固 也從中得到新的啟發(fā)和感受 同時也提高了自己運用理論知識解 決實際問題的能力 而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設計的整個過程 在整個設計過程中 我本著實事求是的原則 抱著科學 嚴謹?shù)膽B(tài)度 主要按照課 本的步驟 到圖書館查閱資料 在網(wǎng)上搜索一些相關的資料和相關產(chǎn)品信息 這一次設 計是大學四年來最系統(tǒng) 最完整的一次設計 也是最難的一次 在設計的時候不停的計 算 比較 修改 再比較 再修改 我也付出了一定的心血和汗水 在期間也遇到不少 的困難和挫折 幸好有 xxx 老師的指導和幫助 才能夠在設計中少走了一些彎路 順利 的完成了設計 本設計研究過程中仍然存在不足之處 有的問題還待于進一步深入 具體如下 1 缺乏實際工廠經(jīng)驗 對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理 有一定的浪 費 2 與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚 3 系統(tǒng)的設計不太完善 在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些 不足 4 使用有一定的局限 人工操作多 零部件磨損度在實際中尚不明確 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 參考文獻 1 劉德榮 組合夾具結構簡圖的初步探討 組合夾具 1982 1 2 孫已德 機床夾具圖冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1984 20 23 3 貴州工學院機械制造工藝教研室 機床夾具結構圖冊 M 貴陽 貴州任命出版社 1983 42 50 4 劉友才 機床夾具設計 北京 機械工業(yè)出版社 1992 5 孟少龍 機械加工工藝手冊第 1 卷 M 北京 機械工業(yè)出版社 1991 6 金屬機械加工工藝人員手冊 修訂組 金屬機械加工工藝人員手冊 M 上海 上?？茖W技 術出版社 1979 7 李洪 機械加工工藝師手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1990 8 馬賢智 機械加工余量與公差手冊 M 北京 中國標準出版社 1994 9 上海金屬切削技術協(xié)會 金屬切削手冊 M 上海 上?？茖W技術出版社 1984 10 周永強 高等學校畢業(yè)設計指導 M 北京 中國建材工業(yè)出版社 2002 11 薛源順 機床夾具設計 第二版 M 機械工業(yè)出版社 2003 1 12 余光國 馬俊 張興發(fā) 機床夾具設計 M 重慶 重慶大學出版社 1995 13 東北重型機械學院 洛陽農(nóng)業(yè)機械學院 長春汽車廠工人大學 機床夾具設計手冊 M 上 海 上?？茖W技術出版社 1980 14 李慶壽 機械制造工藝裝備設計適用手冊 M 銀州 寧夏人民出版社 1991 15 廖念釗 莫雨松 李碩根 互換性與技術測量 M 中國計量出版社 2000 9 19 16 哈爾濱工業(yè)大學 哈爾濱市教育局 專用機床夾具設計與制造 黑農(nóng)江人民出版社 1979 12 17 樂兌謙 金屬切削刀具 機械工業(yè)出版社 2005 4 17 18 Machine Tools N chernor 1984 19 Machine Tool Metalworking John L Feirer 1973 20 Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 21 Sors l fatigue design of machine components oxford pergramon press 1971