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CA6140车床拨叉[831007] 加工工艺及铣φ40外圆上端面夹具设计-版本2-气动夹具【含CAD图纸工序卡说明书等资料】

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831007 含CAD图纸工序卡说明书等资料 CA6140车床拨叉[831007] 及铣上端面夹具设计 拨叉831007 及铣φ40外圆上端面夹具设计 CA6140车床拨叉 及铣φ40外圆上端面夹
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内容简介:
机械加工工序卡片产品型号CA6140零件图号831007共 11 页产品名称车床零件名称拔叉第 3 页车间工序号工序名称材料牌号机加工车间3扩、粗铰、精铰两端22mm小头孔HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸铁120735022设备名称设备型号设备编号同时加工件数Z525立式钻床1夹具编号夹具名称切削液J01钻床专用夹具工序工时准终单件200.88s工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助1钻孔至20mm莫氏锥柄麻花钻、塞规272180.2520155.3s8.3s2扩孔至21.8mm莫氏锥柄扩孔钻、塞规976.641.11.8130.7s4.6s3粗铰至21.94mm锥柄机用铰刀、塞规976.101.00.14140.4s6.06s4精铰至22.021mm锥柄机用铰刀、塞规976.100.80.06148.8s7.32s广东海洋大学工程学院机械系 班级 机制1041 姓名 赖财辉 编制日期 07年7月14日 广东海洋大学机械设计制造及自动化专业机械加工工艺过程卡片零 件 号零件名称831007拔叉工序号工 序 名 称设 备夹 具刀 具量 具工 时名 称型 号名 称规 格名 称规 格名 称规 格1粗、半精铣小头孔上端面立式铣床X51铣平面专用夹具01硬质合金端铣刀YG6游标卡尺1250.0563s2粗、半精铣中间孔下、上端面立式铣床X51铣平面专用夹具直柄立铣刀71/8游标卡尺1250.05115.2s3钻、扩、粗铰,精铰小头孔22立式钻床Z525钻孔专用夹具莫氏锥柄麻花钻、锥柄扩孔钻、锥柄机用铰刀GB/T1438.1-1996、B/T1141-1984、GB/T1133-1984游标卡尺、塞尺1250.05200.9s4扩中间孔73摇臂钻床钻床专用夹具套式扩孔钻游标卡尺5钻、扩中间孔55摇臂钻床钻床专用夹具莫氏锥柄麻花钻、套式扩孔钻游标卡尺6钻螺纹孔M8摇臂钻床钻床专用夹具直柄麻花钻7攻丝螺纹孔M8摇臂钻床钻床专用夹具机用丝锥8钻、粗铰、精铰锥销孔8立式钻床钻床专用夹具9铣断铣断机床圆盘铣刀10去毛刺、倒角钳工台平锉11检查 班级 机制1041 姓名 赖财辉 编制日期2007-7-14一、零件的分析(一) 零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动,按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的22孔与操纵机构相连,下方的55半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体,加工时分开。(二) 零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削,为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:1. 小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2. 大头半圆孔3. 拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面,大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm,小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。由上面分析可知,可以粗加工拨叉底面,然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工,并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度,并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面,所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二 确定生产类型 已知此拨叉零件的生产纲领为Q=5000件/年,零件的质量m=1.0件/台,结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%.代入公式(1-1)得N=5000件/年1件/台(1+3%)(1+0.5%)=5152.5件/年拔叉重量为1.0kg,由机械制造技术基础课程设计指导教程(本说明书中除特殊说明外,其余查表均由此指导教程查得)表1-3知,拔叉属轻型零件;由表1-4知,该拔叉的生产类型为大批生产.所以初步确定工艺安排为:加工过程划分阶段;工序适当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。三 确定毛坯1 确定毛坯种类:零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为大批生产,故选择铸件毛坯。由表2-1选用铸件尺寸公差等级CT12级。2 确定铸件加工余量及形状:由表2-5,选用加工余量为MA-G级,并查24页表2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量,铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示:3绘制铸件零件图(见附图)四 工艺规程设计(一)选择定位基准:1 粗基准的选择:以零件的两个小头孔外圆表面为主要的定位粗基准,以小头孔的底面为辅助粗基准。 2 精基准的选择:考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以两个小头孔外圆柱表面为主要的定位精基准,以加工后的小头孔的上端面为辅助的定位精基准。(二)制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺及设备设计指导手册346页表15-32、15-33、15-34,选择零件的加工方法及工艺路线方案如机械加工工艺过程卡片。(三)选择加工设备和工艺设备1 机床的选择: 工序010060均为铣平面,可采用X51立式铣床。 工序070110采用摇臂钻床。 工序120采用钻床。多刀具组合机床。 工序130采用铣断机床。2 选择夹具:该拨叉的生产纲领为大批生产,所以采用专用夹具。3 选择刀具:在铣床上加工的各工序,采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔,由于精度不高,可采用硬质合金铰刀。4选择量具:两小头孔、中间孔均采用极限量规。5其他:对垂直度误差采用千分表进行检测,对角度尺寸利用专用夹具保证,其他尺寸采用通用量具即可。(四)机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1圆柱表面工序尺寸: 前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量,现在确定7 、8加工工序钻-扩-粗铰-精铰22加工余量工序尺寸及公差如下:由2-28可查得精铰余量Z精铰=0.06mm 粗铰余量Z粗铰=0.14mm 扩孔余量Z扩孔=1.8mm 钻孔余量Z钻=20mm查表1-20可依次确定各工序的加工精度等级为,精铰:IT7; 粗铰:IT10; 扩孔:IT11; 钻孔:IT12. 根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步公差值分别为,精铰:0.021mm; 粗铰:0.058mm; 扩孔:0.075mm; 钻孔:0.15mm综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰: 2200.021mm; 粗铰21.9400.058mm; 扩孔:21.800.075mm; 钻孔: 2000.15mm.2 平面工序尺寸:1.1粗铣两小头孔上端面,加工余量为1.2mm,基本尺寸为,经济精度为CT12级。1.2粗铣中间孔上端面,加工余量为4mm,基本尺寸为 mm,经济精度为CT12级。1.3粗铣中间孔下端面,加工余量为4mm,基本尺寸为 mm,经济精度为CT12级。1.4精铣小头孔上端面,加工余量为0.5mm,基本尺寸为50mm,经济精度为CT11级。1.5精铣中间孔上端面,加工余量为1mm,基本尺寸为 mm,经济精度为CT10级。1.6精铣中间孔下端面,加工余量为1mm,基本尺寸为 mm,经济精度为CT10级。(五)确定切削用量,切削速度和时间定额:1工序1以小头孔外圆表面为粗基准,粗铣22孔上端面。 1.1 加工条件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求:粗铣22孔上端面。机床:X51立式铣床。刀具:W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.2mm,n=160r/min, V c=40.2m/min,f z=0.2mm/z。1.5计算基本工时根据教程表5-43查得对称铣tjl+l1+l2/fmz ,由于kr,L2=2mm,解得tj=0.15min辅助时间:ta=(0.150.2)tj=0.3min2工序2 以小头孔外圆表面为基准粗铣55孔上下端面。2.1 加工条件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求:粗铣55上端面。机床:X51立式铣床。刀具:直柄立式铣刀,按教程62页表3-15查得,取d=71mm,d1=63mm,中齿z=8。2.2 切削用量2.2.1 铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=4mm,一次走刀即可完成所需长度。2.2.2每齿进给量 机床功率为7.5kw。查简明手册f=0.2mm/z。2.3查后刀面寿命 查简明手册表3.8,寿命T=180min2.4计算切削速度 按教程表5-9选取Vc=40m/min,根据公式,算得n=181.98r/min,查教程表4-15取n=210r/min,在由公式算得实际切削速度Vc46.8m/min2.5计算基本工时根据教程表5-43查得对称铣tjl+l1+l2/fmz ,由于krPcc。故校验合格。最终确定n=210r/min, V c=46.8m/min,f z=0.12mm/z。4.5计算基本工时tmL+l1/ fn=(4+1)/0.12*210=0.20min。辅助时间:ta=(0.150.2)tj=0.4min5.工序070和080以T1及小头孔外圆为基准,钻、扩、粗铰、精铰22孔,保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。.采用立式钻床525型号5.1钻孔工步(1)刀具:采用莫氏锥柄麻花钻(20GB/T1438.1-1996)(2)背吃刀量的确定 取a p=20mm(3)进给量的确定 由表5-22,选取该工步的每转进给量f=0.25mm/r(4)切削速度的计算 由表5-22,按工件材料为铸铁的条件选取,切削速度v取18m/min. 由公式(5-1)n=1000v/d=100018/(3.1422)=286.6r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=272r/min.代入(5-1),求出实际钻削速度v=nd/1000=2723.1420/1000=17m/min(5)时间定额计算 根据表5-41,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得.式中l=50mm, l2=1mm;l1=Dcotkr/2+(12)=20mm/2cot54.0+1mm=11.7mm,f=0.25mm/r,n=272r/min.将以上结果代入公式,得该工序基本时间tj=(50mm+11.7mm+1mm)/(0.25mm/r272r/min=0.92min=55.3s(6)辅助时间tf的计算 由辅助时间与基本时间的关系为ta=(0.150.2) tj得钻孔工步的辅助时间 tf=0.1555.3=8.30s5.2扩孔工步(1)刀具:采用莫氏锥柄扩孔钻(B/T1141-1984)(2)背吃刀量的确定 取ap=1.8mm(3)进给量的确定 由表4-10,选取f=1.1mm/r.(4)切削速度的计算由表5-22,按工件材料为铸铁的条件选取,切削速度v取4m/min. 由公式(5-1)n=1000v/d=10004/(3.1421.8)=58.43r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.代入(5-1),求出实际钻削速度v=nd/1000=2723.1421.8/1000=6.64m/min(5)时间定额计算由D=21.8mm l=50mm l2=3mm得l1=(D-d)cotkr+(12)=(21.8-20)/2cot54.0+1=1.6mm=30.7s(6)辅助时间tf的计算 由辅助时间与基本时间的关系为ta=(0.150.2) tj得钻孔工步的辅助时间 tf=0.1530.7=4.6s5.3粗铰工步(1)刀具:采用锥柄机用铰刀(GB/T1133-1984)(2)背吃刀量的确定 取a p0.14mm(3)进给量的确定 由表5-31,选取f=1.0mm/r.(4)切削速度的计算由表5-31,取v=4m/min. 由公式(5-1) n=1000v/d=10004/(3.1420)=63.7r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.代入(5-1),求出实际切削速度v= nd/1000=973.1420/1000=6.1m/min(5)时间定额计算 根据表5-41,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中l1 l2由表5-42按kr=15.0 ap=(D-d)/2=(21.94mm-21.8mm)/2=0.08mm的条件查得l1=0.37mm l2=15mm;而l=50mm f=1.0mm/r n=97r/min将以上结果代入公式,得该工序的基本时间tj=(50mm+0.37mm+15mm)/(1.0mm/r97r/min)=0.67min=40.4s(5)辅助时间tf的计算 由辅助时间与基本时间的关系为ta=(0.150.2) tj得钻孔工步的辅助时间 tf=0.1540.4=6.06s5.4精铰工步(1)刀具:采用锥柄机用铰刀(GB/T1133-1984)(2)背吃刀量的确定 取ap=0.06mm(3)进给量的确定 由表5-31,选取f=0.8mm/r.(4)切削速度的计算 由表5-31,取v=6m/min.由公式(5-1) n=1000v/d=10006/(3.1420=95.5r/min, 参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.代入(5-1),求出实际切削速度v= nd/1000=973.1420/1000=6.1m/min(5)时间定额计算 根据表5-42,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中l1 l2由表5-42按kr=15.0 ap=(D-d)/2=(22mm-21.96mm)/2=0.02mm的条件查得l1=0.19mm l2=13mm;而l=50mm f=0.8mm/r n=97r/min,将以上结果代入公式,得该工序的基本时间tj=(50mm+0.19mm+13mm)/(0.8mm/r97r/min)=0.81min=48.8s(6)辅助时间tf的计算 由辅助时间与基本时间的关系为ta=(0.150.2) tj得钻孔工步的辅助时间 tf=0.1548.8=7.32s五 总结机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的系统性设计.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言,通过这次课程设计,使我对专业知识了解得更扎实,也从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加工作打下一个良好的基础。由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。7沈阳理工大学应用技术学院课程设计任务书班级:081015 姓名:盛文广 学号:30课程名称: 机械制造装备设计 题 目:CA6140车床拨叉(零件号813007)加工专用夹具设计专 业:机械设计制造及其自动化主要内容及要求:1、根据所给的零件草图,画出零件工作图。2、完成CA6140车床拨叉(零件号813007)工件的专用夹具总装配工作图。3、完成专用夹具部分零件工作图。4、编写设计计算说明书。5、总工作量要求:总图量为:0#图纸1张;设计计算说明书17页。主要参考资料:夹具设计手册、夹具设计图册、机械零件设计手册。进度安排: 1、1-2天完成工件工作图绘制及夹具设计方案。2、3-6天完成夹具总装配图设计。3、7-10天完成专用夹具部分零件图及设计计算说明书编写。课程设计指导教师: 张 福 2010 年 6 月 17 日教研室主任: 赵艳红 2010 年 6 月 17 日机械制造装备设计课程设计计划书一、课程设计目的1、本课程设计是机械制造装备设计课程的延续,通过设计实践,进一步掌握机械制造装备设计的一般方法。2、培养学生综合运用机械制图、机械设计基础、金属材料及热处理、机械制造结构工艺等相关知识,培养工程设计的能力。3、培养学生使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。4、提高学生技术总结及编制技术文件的能力。5、为毕业设计打下良好的基础。二、课程设计题目CA6140车床拨叉(零件号813007)加工专用夹具设计三、课程设计的内容与基本要求(一)内容1、完成CA6140拨叉工件的铣端面专用夹具总装配图。2、完成CA6140车床拨叉专用夹具部分零件工作图。3、编写设计计算说明书。4、总工作量要求:总图量为:0#图纸1张;设计计算说明书17页。(二)基本要求1、课程设计必须独立的进行,每人必须完成总工作量要求。2、根据设计题目,完成规定的设计内容和工作量要求。3、正确的运用手册、标准,设计图样必须符合国家标准规定。4、设计计算说明书力求用工程术语,简明扼要,计算合理、准确,表达清晰,文字通顺简练,字迹工整。四、进度安排 1、1-2天完成零件工作图绘制及夹具设计方案。2、3-6天完成夹具总装配图设计。3、7-10天完成专用夹具部分零件图及设计计算说明书。课程设计指导教师:张 福 2010 年 6 月 17 日教研室主任: 赵艳红 2010 年 6 月 17 日沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书前言21.产前准备31.1年生产纲领31.2生产条件31.3零件工艺分析42.夹具结构设计52.1定位机构52.2夹紧机构62.3机床夹具的总体形式82.4.1确定夹具体:82.4.2确定联接体:82.4.3夹具体的总体设计图:92.5绘制夹具零件图92.6 绘制夹具装配图103.定位误差设计133.1误差分析133.2定位误差的计算14结论16致谢17参考文献18前言机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化(或机械工程及自动化)专业的一门重要的专业基础课。机械设计是机械工程的重要组成部分,是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工 、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。 机床夹具的作用可归纳为以下四个方面: 1.保证加工精度 机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置,可以保证加工精度。2.提高生产效率 机床夹具可快速地将工件定位和夹紧,减少辅助时间。3.减少劳动强度 采用机械、气动、液动等夹紧机构,可以减轻工人的劳动强度。 4.扩大机床的工艺范围 利用机床夹具,可使机床的加工范围扩大,例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具,可对箱体孔进行镗孔加工。机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节,也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于:1.培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力,通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。2.学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力,为以后的专业课程及毕业设计打好基础,做好准备。3.使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。我国的装备制造业尽管已有一定的基础,规模也不小,实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱,滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感,采取更加有效的措施,克服发展中存在的问题,把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国,成为世界级制造业基础地之一。1.产前准备1.1年生产纲领工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大,可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案,采用此方案时,机床夹具的结构较复杂,制造成本较高;如工件的年生产量不大,可采用单件加工,手动夹紧的设计方案,以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。如5万件以上夹具复杂用全自动化的设备,5000件小批量生产用手动设备。1.2生产条件1、卧式铣床:X6012、X60(6H80)、X60W(6H80)、X602、X61(6H81)、X6H81、X6030、X6130、X2、(6H82)、X62W(6H82)、X6232、X6232A、X63、(6H83)X63W、6H83Y、6H83、B1-169A、6H81A、FU2A、4FWA、FA5H、FA5U、IAE、X3810。 2、立式铣床:X50、X51(6H11)、X52、X52k(6H12)、X53、X53k(6H13)、X53T(FA5V)、X5430A、X50T、X5350、XS5040、X518、610、F1-250、F2-250、FA4AV、652、VF222、FSS、FB40V、6H13,FYA41M、4MK-V、UF/05-135、6A54、300、173M-12。 3、数控立式铣床:XsK5040。 4、键槽铣床:x920(692A)、4205、XZ9006、60A。 5、万能工具铣:x8119(678M)、x8126(679)、x8140、680。 一、认真执行金属切削机床通用操作规程有关规定。(1)台式铣床:小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。 (2)悬臂式铣床:铣头装在悬臂上的铣床,床身水平布置,悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动,铣头沿悬臂导轨移动。 (3)滑枕式铣床:主轴装在滑枕上的铣床,床身水平布置,滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动,滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动。 (4)龙门式铣床:床身水平布置,其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上,可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动,工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工。 (5)平面铣床:用于铣削平面和成型面的铣床,床身水平布置,通常工作台沿床身导轨纵向移动,主轴可轴向移动。它结构简单,生产效率高。 (6)仿形铣床:对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件。 (7)升降台铣床:具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床,通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。 (8)摇臂铣床 摇臂装在床身顶部,铣头装在摇臂一端,摇臂可在水平面内回转和移动,铣头能在摇臂的端面上回转一定角度的铣床。 (9)床身式铣床:工作台不能升降,可沿床身导轨作纵向移动,铣头或立柱可作垂直移动的铣床。1.3零件工艺分析本次课设是要为此图1-3-1中的铣端面夹具,最终实现将工件定位,更加精确和方便的完成铣面工作,并保证能夹紧工件,夹紧力要适中,不要使工件变形,又能保证工件所要求的加工精度。 零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求,它决定了工件在机床夹具中的放置方法,是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图1-3-1所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面,以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案,如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等;定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法,定位方案不一定要定六个自由度,但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸,选择合适的定位点,确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。2.夹具结构设计2.1定位机构 图2-1-1大平面 在夹具设计中,定位方案不合理,工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。根据工序图给出的定位元件方案,按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中,工件的批量越大,定位元件的磨损越快,选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性,方便机床夹具的维修和维护。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准,均应符合六点定位原理。由于该零件的加工是铣40X70的端面并以下底面作为定位面,属面定位类型,因此本次设计采用的定位机构为大平面与支承钉相结合。定位的形式很多,大平面限制X,Y方向的转动及Z方向的移动;小平面限制Y方向的移动;在用另一个小平面限制X方向移动和Z轴转动,来实现完全定位。装夹工件时,通过夹紧机构压板将夹紧工件。本次设计的定位平面与平面相结合,分别限制工件的X、Y方向的移动及转动自由度以及Z方向的旋转自由度。心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠,自锁性好,夹紧动作慢、效率低。 2.2夹紧机构图2-2-1工件放置方式1.夹紧的目的:使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏,同时保证加工精度。2 .夹紧力的方向的确定: 1)夹紧力的方向应有利于工件的准确定位,而不能破坏定位,一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。 2)夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致,以利于减少工件的变形。 3)夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致,有利于减小夹紧力。3 .夹紧力的作用点的选择: 1)夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应,或在支承点确定的区域内,以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 2)夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。 3)夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位,以提高工件切削部位的刚度和抗振性。 4)夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。4. 选择夹紧机构:设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则:1)夹紧必须保证定位准确可靠,而不能破坏定位。2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度,手动夹紧机构4)必须保证自锁,机动夹紧应有联锁保护装置,夹紧行程必须足够。5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。图2-2-2夹紧机构选用压板夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。压板夹紧机构的特点:结构简单,制造方便加紧可靠施力范围大;自锁性能好操;扩力比80以上,行程S不受限制;加紧工作慢,效力低。 2.3机床夹具的总体形式机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。夹具的组成归纳为:1)定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。2)夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。3)导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。4) 动力装置在成批生产中,为了减轻工人劳动强度,提高生产率,常采用气动、液动等动力装置。5) 夹具体用于将各种元件装置连接在一体,并通过它将整个夹具安装在机床上。6)其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。2.4.1确定夹具体:夹具体上一般不设定位和定向装置,特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时,但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面,以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式(有些夹具体铸造成特殊形状),保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体,并于机床可靠联接。2.4.2确定联接体:联接体是将导向装置与夹具体联接的工件,设计时主要考虑联接体的刚性,合理布置联接体的位置,给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位,考虑到刚性问题,在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板,同样用内六角螺栓定位。2.4.3夹具体的总体设计图: 2.5绘制夹具零件图对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图,零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。1.零件图尽可能按1:1.5绘制。2.零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。3.零件的其他尺寸,如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。4.零件图名称:零件图1压板零件图2上盖2.6 绘制夹具装配图 1.装配图按1:1.5的比例绘制,用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。2.视工件为透明体,用双点划线画出主要部分(如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面)。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。4.画出夹具体及其它联接用的元件(联接体、螺钉等),将夹具各组成元件联成一体。此机床夹具要用到的零件如下:(1)压板(2)圆柱销(3)内六角圆柱头螺钉(4)六角头头部带槽螺栓A级(5)轻型弹簧垫圈(6)精密机械用紧固件十字槽螺钉B型(7)圆柱销-淬硬钢和马氏体不锈钢(8)带孔球面圆柱头螺钉C型(9)弹簧(10)内六角圆柱头螺钉(11)标准型弹簧垫圈(12)六角头螺杆带孔螺栓-A和B级(13)轴用弹性挡圈A型(14)支承钉(15)夹具体(16)平垫圈5.标注必要的尺寸、配合、公差等(1)夹具的外形轮廓尺寸,所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。(2)夹具与机床的联系尺寸,即夹具在机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。(3)夹具与刀具的联系尺寸,如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。(4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。(5)各定位元件之间,定位元件与导向元件之间,各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。6.夹具装备图上应标注的技术要求(1)定位元件的定位面间相互位置精度。 (2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。 (3)定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。 (4)各导向元件的工作面间的相互位置精度。 (5)夹具上有检测基准面的话,还应标注定位表面,导向工作面与该基准面间的位置精度。 对于不同的机床夹具,对于夹具的具体结构和使用要求,应进行具体分析,订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。7.对零件编号,填写标题栏和零件明细表: 每一个零件都必须有自己的编号,此编号是唯一的。在工厂的生产活动中,生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏,如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。 完整填写明细表,一般来说,加工工件填写在明细表的下方,标准件、装配件填写在明细表的上方。注意,不能遗漏加工工件和标准件、配套件。8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面:1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案,夹具制造的技术要求,定位误差的分析和验算。2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时,尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置,提高自动化程度,符合生产节拍要求。在中、小批量生产时,夹具应有一定的可调性,以适应多品种工件的加工。3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑,必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯,要有合适的工件装卸位置和空间,使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时,更需要减轻工人劳动强度。4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度,切屑的热量使工件和夹具产生热变形,影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间,降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时,要方便制造、检测、调整和装配,有利于提高夹具的制造精度。3.定位误差设计3.1误差分析3.1.1定位误差工件的加工误差,是指工件加工后在尺寸,形状和位置三个方面偏离理想工件的大小,它是由三部分因素产生的:1)工件在夹具中的定位、夹紧误差。2)夹具带着工件安装在机床上,夹具相对机床主轴(或刀具)或运动导轨的位置误差,也称对定误差。3)加工过程中误差,如机床几何精度,工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。3.1.2产生定位误差的原因1.基准不重合来带的定位误差: 夹具定位基准与工序基准不重合,两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去,所产生定位误差称之为基准转换误差。2.间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时,定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。3.与夹具有关的因素产生的定位误差1)定位基准面与定位元件表面的形状误差。2)导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差,以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。3)夹具在机床上的安装误差,即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。4)夹紧力使工件与定位元件间的位置误差,以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。 3.2定位误差的计算1.定位误差,此项主要是定位孔8H6与定位销8f5的间隙产生,最大间隙为-0.028mm。2.钻模板衬套中心与定位销中心距误差,装配图标注尺寸为15.30.015mm,误差为0.03mm。3.钻套与衬套的配合间隙,有18H7h6可知最大间隙为0.024mm。4.钻套内孔与外圆得同轴度误差,对于标准钻套,精度较高,此项可以忽 略。5.钻头与钻套间隙的间隙会引偏刀具,产生中心距误差e,由下式求出: e=( H/2 + h + b )max/He-刀具引偏量(mm)H-钻套导向高度(mm)h-钻套下断面与工件间的空间高度(mm)max-刀具与钻套的最大间隙 刀具与钻套的配合为30H7/r6,可知max=0.028mm;将H=36mm, h=20, B=30mm代入,可求得e=0.05mm。 由于上述各项都是按最大误差计算,实际上各项也不可能同时出现最大值,各误差方向也很可能不一致,因此,其最和误差可按概率法求和: 该项误差大于中心距允差0.1mm的2/3,可用。结论在这次历时两个礼拜的课程设计中,发现自己在理论与实践中有很多的不足,自己知识中存在着很多漏洞,看到了自己的实践经验还是比较缺乏,理论到实践的能力还急需提高。让我认识到了仔细认真的重要性。这次课程设计让我们更能注意到细枝末节。这次课设使我对机床夹具设计有了更深刻的理解,特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论,而是我们很容易忽略的线
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