拉臂-离合器分离叉-钻25孔夹具设计.doc

拉臂-离合器分离叉加工工艺及钻25孔夹具设计(全套含CAD图纸)

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离合器 分离 加工 工艺 25 夹具 设计 全套 cad 图纸
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I 课程设计说明书 课 题: 拉臂 专 业: 学 生 姓 名: 班 级: 学 号: 指 导 教 师: 完 成 时 间: 摘 要 本设计是基于拉臂 臂 般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,本设计遵 循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。夹具选用专用夹具,机构可以不必自锁,因此生产效率较高,适用于大批量、流水线上加工,能够满足设计要求。 关键词: 拉臂 艺;夹具; 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 录 摘 要 . 1 章 加工工艺规程设计 . 1 件的分析 . 1 件的作用 . 1 件的工艺分析 . 1 定毛坯的制造形式 . 2 臂 . 2 和平面的加工顺序 . 2 系加工方案选择 . 2 臂 . 3 基准的选择 . 3 基准的选择 . 3 臂 . 3 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 5 定切削用量及基本工时 . 5 第 2 章 钻 25孔夹具设计 . 13 究原始质料 . 13 位、夹紧方案的选择 . 13 削力及夹紧力的计算 . 14 差分析与计算 . 15 套、衬套、钻模板设计与选用 . 16 定夹具体结构和总体结构 . 17 具设计及操作的简要说明 . 19 总结与展望 . 20 参考文献 . 21 致 谢 . 22 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 1 第 1 章 加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是拉臂 拉臂 钢板能够得到延伸,伸展,能有正常的缓冲作用。因此汽车拉臂 用性能和寿命。汽车拉臂 尼缓冲部分功能、导向功能 因此拉臂 但直接影响的装配精度和运 动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。 件的工艺分析 由拉臂 的外表面上有 3 个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为 2组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下: 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1. 以 25个的 252. 以宽度为 6槽为中心的加工面,这组加工面主要是其余各孔及其宽 62. 以 23个 233. 以 个 4. 以 10螺纹孔以及 定毛坯的制造形式 零件材料为 1号可锻铸铁,考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷,采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,选用砂型铸造,采用机械翻砂造型,铸造精度为 2级,能保证铸件的尺寸要求,这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 臂 由以上分析可知。该拉臂 及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于拉臂 工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。 由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。 和平面的加工顺序 拉臂 先加工拉臂 基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。拉臂 是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹 紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。 拉臂 孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。 系加工方案选择 拉臂 选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在 3 满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最底的机床。 臂 器分离叉加工定位基准的选择 基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求: ( 1)保证各重要支承孔的加工余量均匀; ( 2)保证装入拉臂 为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以拉臂 就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔 的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。 基准的选择 从保证拉臂 与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证拉臂 拉臂 的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面 ,虽然它是拉臂 因为它与拉臂 果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。 臂 对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。拉臂 体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到拉臂 了个别工序外,都要用作定位基准。因此,底面上的螺 孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出,因切削力较大,也应该在粗加工阶段完成。对购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 于拉臂 要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系,但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此,实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面,这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工 阶段中分散进行。 加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 打及 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 方案一 1. 铸造 2. 时效处理 3. 钻扩铰 254、 钻扩 235、铣 宽度为 6槽 6、钻孔 7、忽平 8、终检 方案二 1、 铸造 2、时效处理 3、铣 宽度为 6槽 4、 钻扩铰 255、 钻扩 236、钻孔 7、忽平 8、终检 方案一和方案二的区别在于,方案一在加工外 44侧面后,及时的加工了 22的孔,这样可以利用加工好的 22孔作为定位基准,加工其他的工序,这样为后续的工序提供了基准,提高了加工效率,适合于批量生产,而方案二则丌能达到这样的效果,因此综合考虑我们选择方案一。 5 工艺路线选择方案一 : 1、铸造 2、时效处理 3. 钻扩铰 254、 钻扩 235、铣 宽度为 6槽 6、钻孔 7、忽平 8、终检 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的加工余量和工步如下: “吊环 件材料为 1 号可锻铸铁,硬度 149 187,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下: ( 1) 加工 25 孔 其表面粗糙度要求较高为 m ,其加工方式可以分为钻,扩,铰三步,根据机械加工工艺手册表 定工序尺寸及余量为: 钻孔: 21 扩孔: 24 2Z=3铰孔: 25 (2) 铣宽度为 6开口槽 考虑其表面粗糙度要求为 50Ra m ,只要求粗加工,根据机 械加工工艺手册表 48,取 2Z=6能满足要求。 定切削用量及基本工时 工序 (1) : 钻扩铰 25以及对其倒角 工件材料为 1 号可锻铸铁,硬度 200的直径为 25 工件材料为 度 200的直径为 25差为 。加工机床为 式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔 21准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃 ;扩孔 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 准高速钢扩孔钻;铰孔 25准高速铰刀。选择各工序切削用量。 ( 1)确定钻削用量 1)确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28 . 4 7 0 . 5 7 /f m m r表,由于孔深度比0/ 3 0 / 2 2 1 . 3 6, ,故( 0 . 4 7 0 . 5 7 ) 0 . 9 0 . 4 2 0 . 5 1 /f m m r 表 。查 式钻床说明书,取0 /f m m r 。 根据 参考文献 7表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说明书查出),根据表 28许的进给量 1 f m m r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ,故所选 f 可用。 2)确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率8插入法得: 1 7 / m , 4732 5 1 T N M表 , 1 mP 由于实际加工条件 与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。 由 参考文献 7表 28, ,故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 1 6 2 / m i m m 查 床说明书,取 195 / m 。实际切削速度为: 0 2 1 1 9 5 / m i n 1 4 / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 由表 281 M F M ,故 4 7 3 2 1 . 0 6 5 0 1 6 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 6 5 4 . 8T N m N m 3)校验机床功率 切削功率/)m M n n k 表( 1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 4 6 ) 1 . 0 6 1 . 0 5k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 , 0 /f m m r , 195 / m , 14 / 相应地 5016, m, 7 ( 2)确定扩孔切削用量 1)确定进给量 f 根据 参考文献 7表 28f 表 ( 0 . 7 0 . 8 ) m m / r 0 . 7 = 0 . 4 9 0 . 5 6 m m / r。根 据 床说明书 ,取f =r。 2)确定切削速度 v 及 n 根据 参考文献 7表 28 2 5 / m 。修正系数: , 2 4 . 7 2 21 . 0 2 ( / 1 . 5 0 . 9 )2 根 据 故 2 5 / m i n 0 . 8 8 1 . 0 2 1 1 . 2 2 / m i nv m m 表 01 0 0 0 / )n v d 表 ( 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n / ( 2 4 . 7 )2 8 6 / m i nm m m 查机床说明书,取 275 / m 。实际切削速度为 30 10v d n 32 4 . 7 2 7 5 / m i n 1 02 1 . 3 / m i nm m ( 3)确定铰孔切削用量 1)确定进给量 f 根据 参考文献 7表 281 . 3 2 . 6f m m表, 按该表注 4,进给量取小植。查 明书,取 f mm r 。 2)确定切削速度 v 及 n 由 参考文献 7表 28 8 m 。由 参考文献 7表 28修正系数 , 2 5 2 4 . 7( / 0 . 1 2 5 1 . 2 )2根 据 故 8 . 2 / m i n 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i nv m m 表 01 0 0 0 / ( )n v d 表 1 0 0 0 7 . 1 4 ( / m i n ) / ( 2 5 )9 1 . 5 / m i n m m 查 明书,取 100 / m ,实际铰孔速度 30 10v d n 32 5 1 0 0 / m i n 1 0 7 . 8 / m i nm m r m ( 4)各工序实际切削用量 根据以上计算,各工序切削用量如下: 钻孔:0 19d 0 /f m m r , 195 / m , 14 / 扩孔:0 0 /f m m r , 275 / m , 2 1 m 铰孔:0 25d f mm r , 100 / m , m 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5) 切削工时,按工艺手册表 tm=i ;其中 l=601l =4 2l =3tm= 60 4 3400 =序 2: 钻扩 23以及对其倒角 机床: 立式钻床 刀具:麻花钻、扩孔钻、 ( 1)、钻 21孔 切削深度给量 f :根据机械加工工艺师手册表 28 ( 0 . 2 2 0 . 2 8 ) /f m m r 由于本零件在加工孔时属于底刚度零 件,故进给量应乘系数 ( 0 . 2 0 0 . 2 8 ) 0 . 7 5 / ( 0 . 1 6 5 0 . 2 1 ) /f m m r m m r 根据机械加工工艺师手册表 28 0 /f m m r 取切削速度 24 / m 取 V =24, 0d=9 代入公式( 2 机床主轴转速 n :01 0 0 0 1 0 0 0 2 4 8 4 9 / m i 1 4 2 1 ,根据机械加工工艺师手册表 9 772 / m 实际切削速度 V : 0 3 . 1 4 2 1 7 7 2 2 1 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0 被切削层长度 l : 48l 刀具切入长度 1l : 8l 刀具切出长度 2l : 3l 走刀次数为 1 取 48l ,1 8l ,2 3l , , 772n 代入公式( 2: 机动时间21 4 8 8 3 0 . 3 8 m i 2 0 . 2 0j l l lt 以上为钻一个孔的机动时间,故本工序机动工时为 9 112 2 0 . 3 8 0 . 7 6 m i ( 2)、扩 23孔 切削深度给量 f :根据机械加工工艺师手册表 28 ( 0 . 5 0 . 6 ) 0 . 7 ( 0 . 3 5 0 . 4 2 ) /f m m r 参照机械加工工艺师手册表 28 ( 0 . 5 0 . 6 ) 0 . 7 0 . 4 /f m m r 切削速度 V :参照机械加工工艺师手册表 28 25 / m 取 V =25, 0d=入公式( 2 机床主轴转速 n :01 0 0 0 1 0 0 0 2 5 7 5 8 / m i 1 4 2 3 ,根据机械加工工艺师手册表 972 / m 实际切削速度 V : 0 3 . 1 4 2 3 7 7 2 2 5 . 4 / m i 0 0 1 0 0 0 根据机械加工工艺师手册表 28切削层长度 l : 48l 刀具切入长度 1l 8l 刀具切出长度 2l : 3l 走刀次数为 1 取 48l ,1 8l ,2 3l , , 772n 代入公式( 2: 机动时间121 4 8 8 3 0 . 1 9 m i 2 0 . 4j l l lt 以上为扩一个孔的机动时间,故本工序机动工时为 112 2 0 . 1 9 0 . 3 8 m i 工序 3: 铣 宽度为 6 槽 机床: 铣床 具:高速刚锯片铣刀 80d 粗齿数 20Z 4L 铣削深度2wa 齿进给量据机械加工工艺师手册表 30 0 /fa m m Z购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 铣削速度 V :参照机械加工工艺师手册表 30 ( 2 0 4 0 ) / m i , 取 V =30, 0d=63 代入公式( 2: 机床主轴转速 n :01 0 0 0 1 0 0 0 3 0 1 2 0 / m i 1 4 8 0 ,根据机械加工工艺师手册表 11 118 / m 实际铣削速度 V : 0 3 . 1 4 8 0 1 1 5 2 8 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0 取, 20Z ,118n 代入公式( 2: 工作台每分进给量0 . 0 5 2 0 1 1 8 1 1 8 / m i nm z wf f z n m m 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 l :由毛坯尺寸可知 20l 刀具切入长度 1l :1 30l 刀具切出长度 2l :取 2 走刀次数为 1 取 20l ,1 30l ,2 2l , 118代入公式( 2: 机动时间1 121 2 0 3 0 2 0 . 4 4 m i l lt f 工序 6:钻孔 纹底孔并进行攻丝 机床: 式钻床 选用 高速钢锥柄麻花钻(工艺表 6) 由切削表 艺表 16查得 mm/机(切削表 0 0 v 1 0 0 0 x 1 6 8 4 9 r / m i nD x 8 . 5n 按机床选取 9 0 0 / m Dn x 8 . 5 x 9 0 0 1 6 . 9 6 m / m i 0 0 1 0 0 0 机机 基本工时: 12 2 0 3 3 0 . 1 0 3f 9 0 0 0 . 2 8l l lt 机 机11 刀具:高速钢机动丝锥 进给量 f :由于其螺距 ,因此进给量 f mm r 切削速度 V :参照参考文献 7机械加工工艺手册表 m 15.0 机床主轴转速 n ,由式( : m 0 01 0 0 00n ,取 50 丝锥回转转速0n:取 50 实际切削速度 V ,由式( : 被切削层长度 l : 5 刀具切入长度 1l : 13)31(1 刀具切出长度 2l : 13)32(2 走刀次数为 1 机动时间式( :m i 3253501 332502121 fn :忽平 机床: 刀具: 根据机械加工工艺手册表 10取高速钢麻花钻 给量 取f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=15m/)确定机床主轴转速 1000 15 11 398r/ 398r/00r/选取00r/ 所以实际切削速度000 1 2 4 0 0 1 5 . 0 7 2 / m i 切削工时,按工艺手册表 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 tm=i ;其中 l=601l =4 2l =3tm= 60 4 3400 =13 第 2 章 钻 25 孔夹具设计 究原始质料 利用本夹具主要用来加工工序钻 25 孔。加工时除了要满足粗糙度要求外,还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求,最关键是找到定位基准。同时,应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 位、夹紧方案的选择 由零 件图可知:在对孔进行加工前,底平面进行了粗、精铣加工,采用一个固定 14 削力及夹紧力的计算 钻该孔时选用:钻床 具用高速钢刀 具。 由参考文献 5查表 721 可得: 切削力公式: 1 f K钻 25孔 D=25 式中 0 /f m m r 查表 821 得: 0 ()736其中: 即: 9 5 5 ( )际所需夹紧力: 由 参考文献 5表 1 2 12 得: 12 有:120 . 7 , 0 . 1 6安全系数 : 6543210 式中:60 全系数,见 参考文献 5表 121 可得: 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 9 5 5 . 0 8 1 . 5 6 1 4 8 9 . 9 2 ( ) F N 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。 取 ,1 ,2 查参考文献 51 2 26 可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算: )( 210 考文献 5可查得 : 901 0592 2 29 螺旋夹紧力:0 4 7 4 8 )15 由上述计算易得: 0 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 差分析与计算 该夹具以一个平面和和 2个 求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足 工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。 由 5和 6可得: 定位误差: 当以任意边接触时 m i D d 当短以固定边接触时 2 通过分析可得: 0 2D 0 1d 因此:当以任意边接触时 0 3DW 夹紧误差 : co s)(m a x 其中接触变形位移值: a 1 ( 1 c o s 0 . 0 1 3j j y 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差: 取 误差总和: 0 . 0 9 6 0 . 5jw m m m m 从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求 。 16 套、衬套、钻模板设计与选用 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套(其结构如下图所示)以减少更换钻套的辅助时间。 图 换钻套 表 d D t 基本 极限 偏差 本 极限 偏差 0 1 + + 6 9 1 + 8 3 6 9 8 12 16 3 4 7 +0 4 5 8 11 5 6 10 13 10 16 20 6 8 +2 +5 8 10 15 18 12 20 25 17 10 12 +8 22 12 15 22 +6 16 28 36 15 18 26 30 18 22 +0 34 20 36 22 26 35 +9 26 30 42 46 25 6 30 35 +8 52 35 42 55 +9 30 56 67 42 48 62 66 48 50 70 74 模板选用钻模板,用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。 定夹具体结构和总体结构 对夹具体的设计的基本要求 ( 1) 应该保持 精度和稳定性 在 夹具体表面重要的面,如安装 接触 位置,安装表面 的 刀块夹紧安装特定的,足够的精度,之间的位置精度稳定夹具体, 夹具体应该采用铸造 ,时效处理,退火 等处理方式 。 ( 2)应具有足够的强度和刚度 保证在加工过程中不因夹紧力,切削力等外力变形和振动是不允许的,夹具应有足够 的厚度,刚度可以适当加固。 ( 3)结构的方法和使用应该不错 夹较大的 工件的 外观,更复杂的结构,之间的相互位置精度与每个表面的要求高,所以应特别注意结构的过程中,应处理的工件,夹具,维修方便。 再满足功能性要求( 刚度和强度 )前提下 ,应能减小体积减轻重量, 结构应该 简单。 ( 4)应便于铁屑去除 18 在加工过程中,该铁屑将继续在夹在积累,如果不及时清除,切削热的积累会破坏夹具定位精度,铁屑投掷可能绕组定位元件,也会破坏的定位精度,甚至发生事故。因此,在这个过程中的铁屑不多,可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间:对切削过程中产生更多的,一般应在 夹具体上面 。 ( 5)安装应牢固、可靠 夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心,夹具应尽可能低,支撑面积应足够大,以安装精度要高,以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的,识别特定的文件夹结构,然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。 加工过程中,夹具必承受 大的 夹紧力切削力,产生冲击和振动, 夹具 的形状,取决于夹具布局和夹具和连接,在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具,积累太多会影响工件的定位与夹 紧可靠,所以夹具设计,必须考虑结构应便于铁屑。此外,夹点技术,经济的具体结构和操作、安装方便等特点,在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具,切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠,所以夹具设计,必须考虑结构应便 排出铁屑 。 19 具设计及操作的简要说明 如前所述,该工件不但可以采用 用了手动夹紧方式。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大,在机床夹具中很广泛的应用。 此外,当夹具有制造误差,工作过程出现磨损,以及零件尺寸变化时,影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象,选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。 20 总结与展望 在本次设计中,考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题,所选用的零、部件都是操作简单,通用性较强的 标准件,从现时以最低的成本实现最先进的加工。但也有不足之处:特别是对于钻孔夹具,在刀具加工完退出工件孔时,有可能会划伤工件内孔表面,本可以在夹具体内部设置液压升降系统,使工件孔与定位立台可升可降,这样,在
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