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CA6140车床拨叉831007工艺和铣宽20上下两侧面夹具【气动】【全套图纸和说明书】【原创资料】

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【课设】CA6140车床拨叉831007工艺和铣宽20上下两侧面夹具【气动】
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ca6140 车床 工艺 以及 20 上下 侧面 夹具 气动 全套 图纸 说明书 仿单 原创 资料
资源描述:

摘  要

本文是对CA6140车床拨叉831007零件加工应用及加工的工艺性分析,主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法,设计合理的加工工艺过程。此外还对填料箱盖零件的两道工序的加工设计了专用夹具.

机床夹具的种类很多,其中,使用范围最广的通用夹具,规格尺寸多已标准化,并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产,专为某工件加工工序服务的专用夹具,则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计加工轴承孔夹具。


关键词:CA6140车床拨叉831007,加工工艺,加工方法,工艺文件,夹具

















目   录

摘  要 2

第1章 绪论 4

1.1课题研究的意义及现状 4

1.2课题主要研究内容 4

1.3研究方法和手段 4

1.4研究目标 4

1.5方案可行性分析 5

第2章 工艺规程设计 6

2.1 分析零件图 6

2.2 确定生产类型 7

2.3 确定毛坯 7

2.4基准的选择 8

2.4.1粗基准的选择 8

2.4.2精基准的选择 8

2.5加工主要工序安排 8

2.6选择加工设备与工艺设备 10

2.7确定工序尺寸 11

2.8切削用量 12

第3章  CA6140车床拨叉铣宽20上下两侧面夹具设计 15

3.1 夹具的设计原理 15

3.2 定位基准的选择 15

3.3确定夹具结构,确定夹紧机构(气压夹紧)方案 16

3.4设计夹具装配图 17

3.5切削力及夹紧力的计算 18

3.6 误差分析与计算 19

3.7 定向键与对刀装置设计 20

3.8 确定夹具体结构和总体结构 22

3.9 夹具设计及操作的简要说明 23

总 结 24

参考文献 25

致 谢 0



第1章 绪论

1.1课题研究的意义及现状

当前,我国中小零部件机械产业正处于稳步发展的成熟期,国外进口设备一统天下的局面已经结束,国产零部件机械已经成为主力。主要表现如下: 

一、国产机械的技术水平已接近或达到世界先进水平,大规模靠引进技术发展的时代已经结束,吸收、学习国外先进技术的渠道和方法大为增强,自身开发能力大大提升,大型机械开发周期一般不超过一年。  

二、行业格局发生很大变化。一是国外著名的机械企业纷纷在中国建厂,改变了机械生产企业的结构。它们在机械方面具有雄厚的技术和经济实力,代表着世界领先水平,今后将对中国机械行业的生产格局产生深远影响。其在产品开发、制造及知识产权保护等许多方面给中国企业提供了学习机会。二是国内著名大企业成功介入机械产品的生产,并向多品种方向发展,凭借大厂在经验、技术、经济、制造方面的实力,其机械产品在销售市场上已经占据了主导地位。这些变化,极大增强了我国机械行业的实力,对中小企业的发展也有很大影响。 

三、一批民营中小企业迅速成长壮大,规模和技术实力大增。尚存问题有待解决 。在看到我国零部件机械行业获得长足发展的同时,一些潜在的问题也不容忽视。首先,我国多数机械企业规模偏小,抵抗风险能力有限,回款率低,流动资金不足。其次,也如同其他产品一样,我国零部件机械存在着科技投入不足、创新能力偏低等问题。对基本研发的投入很少,采用挖人才、“偷”技术的方式很普遍。所以各家的产品都是大同小异,很少有标志性的技术,原始创新很少。第三,零部件机械厂家正面临着水、电、钢材等原材料持续上涨的压力,利润损失较大,不利于进一步扩大生产。第四,对出口欧洲、美国等发达国家和地区的产品,由于不熟悉其市场准入和标准,经常遭遇“专利门槛”问题,对产品出口产生不利影响。

认清趋势促进发展。针对上述问题,相关企业要重视创新,主动加大科技投入;树立尊重知识、保护知识产权的法律意识;企业对技术骨干要有留人和防挖办法;可在市场接受的范围内,适当进行涨价,以促进生产发展。 

1.2课题主要研究内容

轴承座零件的分析包括:零件用途、安装使用、零件图的加工工艺、材料毛坯以及技术要求等的分析。确定加工方法,填写加工工艺过程。 

1、依据国家有关标准,JB/T2562-2007,对开式四螺柱正滑动轴承座 型式与尺寸,JB/T2564-2007,滑动轴承座 技术条件等,根据需要标注轴承座装配图的尺寸公差、形位公差等; 

2、根据轴承座的装配图,画出轴承座上盖和底座的零件图。根据需要标注零件表面的尺寸公差、形位公差和粗糙度等; 

3、综合运用所学知识,参考有关资料,按大批生产,安排产品的加工工艺;设计加工轴承孔夹具。

1.3研究方法和手段

(1)调研、消化原始资料; 

收集整理有关机械零件设计、装配工艺、机械加工工艺、制造技术等有关资料,供设计时使用;消化零件制件图,了解零件的用途,分析零件的工艺性、尺寸精度等技术要求;分析工艺资料,了解所用材料性能、零件特性以及工艺参数。

(2)完成轴承座的零件图及装配图;

(3)确定工艺方案,制定加工工艺文件;

(4)设计加工轴承孔夹具;

(5)完成零件图及多轴头装配图的制作。

1.4研究目标

通过课题的设计锻炼和培养自己的工艺文件的编制能力,熟悉常用材料的使用性能,正确选用材料;掌握夹具设计的基本方法和机械零部件设计的基本程序和方法;掌握机械加工工艺的制定过程,对一般的制造过程和方法有初步的了解,了解常用的零部件设计软件,并能熟练运用二维及三维软件进行设计。定的机械加工工艺所加工的产品能达到图纸的各项技术要求。使自己在大学四年所学的知识得到全面总结和巩固,对以前所学的知识得以温故而知新,更好的掌握学过的知识,为将来的工作奠定一个良好基础。

1.5方案可行性分析

1)查阅相关文献,搜集有关资料。

2)了解轴承座的结构以及工作原理的了解,并了解夹具的结构;

3) 通过老师指导,同学讨论确定方案。

4)根据国家有关标准,设计产品


内容简介:
说明书 设计题目: 拨叉机械加工 工艺规程 及 夹具设计【气动】 摘 要 本文是对 床拨叉 831007 零件 加工应用及加工的工艺性分析,主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法,设计合理的加工工艺过程。此外还对填料箱盖零件的两道工序的加工设计了专用夹具 . 机床夹具的种类很多,其中,使用范围最广的通用夹具,规格尺寸多已标准化,并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量 生产,专为某工件加工工序服务的专用夹具,则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本 论文夹具 设计的主要内容是 设计 加工轴承孔 夹 具 。 关键词: 31007,加工工艺,加工方法,工艺文件,夹具 目 录 摘 要 . 2 第 1 章 绪论 . 4 题研究的意义及现状 . 4 题主要研究内容 . 4 究方法和手段 . 4 究目标 . 4 案可行性分析 . 5 第 2 章 工艺规程设计 . 6 析零件图 . 6 定生产类型 . 7 定毛坯 . 7 准的选择 . 8 基准的选择 . 8 基准的选择 . 8 工主要工序安排 . 8 择加工设备与工艺设备 . 10 定工序尺寸 . 10 削用量 . 12 第 3 章 床拨叉铣宽 20 上下两侧面夹具设计 . 14 具的设计原理 . 14 位基准的选择 . 15 定夹具结构,确定夹紧机构(气压夹紧)方案 . 15 计夹具装配图 . 17 削力及夹紧力的计算 . 17 差分析与计算 . 19 向键与对刀装置设计 . 19 定夹具体结构和总体结构 . 21 具设计及操作的简要说明 . 22 总 结 . 23 参考文献 . 24 致 谢 . 0 第 1 章 绪论 题研究的意义及现状 当前,我国中小零部件机械产业正处于稳步发展的成熟期,国外进口设备一统天下的局面已经结束,国产零部件机械已经成为主力。主要表现如下: 一、国产机械的技术水平已接近或达到世界先进水平,大规模靠引进技术发展的时代已经结束,吸收、学习国外先进技术的渠道和方法大为增强,自身开发能力大大提升,大型机械开发周期一般不超过一年。 二、行业格局发生很大变化。一是国外著名的机械企业纷纷在中国建厂,改变了机械生产企业的结构。它们在机械方面具 有雄厚的技术和经济实力,代表着世界领先水平,今后将对中国机械行业的生产格局产生深远影响。其在产品开发、制造及知识产权保护等许多方面给中国企业提供了学习机会。二是国内著名大企业成功介入机械产品的生产,并向多品种方向发展,凭借大厂在经验、技术、经济、制造方面的实力,其机械产品在销售市场上已经占据了主导地位。这些变化,极大增强了我国机械行业的实力,对中小企业的发展也有很大影响。 三、一批民营中小企业迅速成长壮大,规模和技术实力大增。尚存问题有待解决 。在看到我国零部件机械行业获得长足发展的同时,一些潜在的问题也 不容忽视。首先,我国多数机械企业规模偏小,抵抗风险能力有限,回款率低,流动资金不足。其次,也如同其他产品一样,我国零部件机械存在着科技投入不足、创新能力偏低等问题。对基本研发的投入很少,采用挖人才、“偷”技术的方式很普遍。所以各家的产品都是大同小异,很少有标志性的技术,原始创新很少。第三,零部件机械厂家正面临着水、电、钢材等原材料持续上涨的压力,利润损失较大,不利于进一步扩大生产。第四,对出口欧洲、美国等发达国家和地区的产品,由于不熟悉其市场准入和标准,经常遭遇“专利门槛”问题,对产品出口产生不利影响。 认 清趋势促进发展。针对上述问题,相关企业要重视创新,主动加大科技投入;树立尊重知识、保护知识产权的法律意识;企业对技术骨干要有留人和防挖办法;可在市场接受的范围内,适当进行涨价,以促进生产发展。 题主要研究内容 轴承座零件的分析包括:零件用途、安装使用、零件图的加工工艺、材料毛坯以及技术要求等的分析。确定加工方法,填写加工工艺过程。 1、依据国家有关标准, 2562开式四螺柱正滑动轴承座 型式与尺寸, 2564动轴承座 技术条件等,根据需要标注轴承座装配图的 尺寸公差、形位公差等; 2、根据轴承座的装配图,画出轴承座上盖和底座的零件图。根据需要标注零件表面的尺寸公差、形位公差和粗糙度等; 3、综合运用所学知识,参考有关资料,按大批生产,安排产品的加工工艺;设计加工轴承孔夹 具 。 究方法和手段 ( 1)调研、消化原始资料; 收集整理有关机械零件设计、装配工艺、机械加工工艺、制造技术等有关资料,供设计时使用;消化零件制件图,了解零件的用途,分析零件的工艺性、尺寸精度等技术要求;分析工艺资料,了解所用材料性能、零件特性以及工艺参数。 ( 2)完成轴承座的零件图 及装配图; ( 3)确定工艺方案,制定加工工艺文件; ( 4)设计加工轴承孔 夹 具 ; ( 5)完成零件图及多轴头装配图的制作。 究目标 通过课题的设计锻炼和培养自己的工艺文件的编制能力,熟悉常用材料的使用性能,正确选用材料;掌握夹具设计的基本方法和机械零部件设计的基本程序和方法;掌握机械加工工艺的制定过程,对一般的制造过程和方法有初步的了解,了解常用的零部件设计软件,并能熟练运用二维及三维软件进行设计。定的机械加工工艺所加工的产品能达到图纸的各项技术要求。使自己在大学四年所学的知识得到全面总结和巩固,对以前 所学的知识得以温故而知新,更好的掌握学过的知识,为将来的工作奠定一个良好基础。 案可行性分析 1)查阅相关文献,搜集有关资料。 2)了解轴承座的结构以及工作原理的了解,并了解 夹具 的结构; 3) 通过老师指导 ,同学讨论确定方案。 4)根据国家有关标准,设计产品 第 2 章 工艺规程设计 析零件图 (一) 零件作用 拨叉是传动系统中用来拨动滑移齿轮,以实现系统调速、转向的零件。其小头通过与轴的过盈配合来传递凸轮曲线槽传来的运动;大头的内部突起处与滑移齿轮的凹 槽配合。 (二) 零件的工艺分析 1、 零件选用材料为 称灰口铸铁。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。 2、 该零件主要加工表面及技术要求分析如下: (1)、 零件上端面及孔 50上下端面与孔 22垂直度公差等级为 9面粗糙度为 工时应以上端面与孔 22由于上端面须加工,根据“基准先行”的规则,故应先加工上端面 ,再加工孔 22后加工孔 50上下端面。 (2)、 尺寸 30、 20、 65、 50、 70都有其公差要求,加工时需要保证这些尺寸。使其满足 00+00+ (3)、 22内表面 要进行精铰。 70内表面 端面时就可以保证。 20孔表面 需半精镗即可。 (4)、 孔只需要钻孔与攻丝,可放在后期工序中。 (5)、 8锥销 孔只要求加工一半,故可 以与 (6)、 花键方向保持与图样一致。 两件铸在一起表面应无夹渣、气孔。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度,该零件没有很难加工的表面尺寸,上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。 定生产类型 已知零件每年的生产量为 100, 000 件,质量为 确定其生产类型为大批生产。故初步确定工艺安排的基本倾向为:加工过程划分阶段;工艺适当集中;加工设备已通用设备为主;大量采用专用 工 装。 定毛坯 选择毛坯时候应该考虑一下几点因素: (1)零件的力学性能 要求:相同的材料采用不同的毛坯制造方法,其力学性能有所不同。离心浇注的铸件、压力浇注的铸件、金属型浇注的铸件、砂型浇筑的铸件,其力学性能一次递减。 (2)零件的结构形状和外廓尺寸:直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料,相差较大时宜采用锻件;形状复杂、力学性能要求不高可采用铸钢件,形状复杂和薄壁的毛坯不宜采用金属型铸造;尺寸较大的毛坯不宜采用模锻、压铸和精铸,多采用砂型铸造和自由锻造;外形复杂的小零件宜采用精密锻造方法,以避免机械加工。 (3)生产纲领和批量:生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法,生产纲 领小时宜采用设备投资小的毛坯制造方法。 (4)现场生产条件要求:现场生产条件和发展应经过技术经济分析和论证。 经过分析考虑,零件材料选取 于零件结构一般,生产类型为中、小批生产,在机床运行过程中所受冲击不大,力学性能要求不高,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,零件属于中批生产,零件的轮廓尺寸不大,根据参考文献 8中表 3择金属型浇注铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 用铸件尺寸公差等级为 9 级 证产品质量有帮助。此外为消除 残余应力还应安排人工时效。 1、确定毛坯种类 根据零件材料确定毛坯为铸件。并依其结构形状、尺寸大小和生产类型,毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型。根据表 15件尺寸公差等级采用 。 2、确定铸件余量及形状 根据表 15加工余量为 。查表 15件的分型面选择及各加工表面铸件机械加工余量见下表: 表面代号 基本尺寸( 加工余量等级 加工余量( 说 明 2 1 3 0 70 70 22 50 70 70 H H H H H H H 面,降一级,单侧加工 顶面,单侧加工 底面,单侧加工 孔径过小,保证铸造,余量减小孔,降一级,双侧加工 孔,降一级,单侧加工 孔,降一级,单侧加工 3、画 零件 毛坯图 (图附后 ) 准的选择 定位选择是工艺规程设计中重要的工作之一,定位选择的正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高,否则加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废 ,使生产无法进行。 基准的选择 选择粗基准时,主要要求保证各加工面有足够的余量,使加工面与不加工面间的位置符合图样要求,并特别注意要尽快获得精基面。 (1)加工轴承座上盖时应选择上盖螺栓孔的上表面为粗基准,加工上盖分合面。我选择粗基准的根据如下:选择上盖螺栓孔的上表面为基准,能保证轴承座上盖其他表面加工余量小二均匀,符合选择重要表面为粗基准的原则;轴承座上盖只有螺栓孔上表面不需要进行加工,符合选择不加工表面为粗基准的原则;制造毛坯的时候上表面的加工余量留的最少,符合选择加工余量量最小的表面为粗基 准的原则;上表面能满足方便定位、加紧的需求,符合选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准的原则;螺栓孔上表面只用一次,加工出精基准面就不需要使用,符合粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次的原则。 (2)按照粗基准的选择原则,同理我们可以选择出轴承座底座的底孔的上表面为粗基准,加工底座的底面。 基准的选择 精基准的选择应从保证零件加工精度出发,同时考虑装夹方便、夹具结构简单。 (1)选择上盖的分合面为精基准,加工上盖端面和气压杯螺纹孔的上表面。我选择精基准的根据如下:精基准的以“基准重合”、“ 基准统一”、“自为基准”、“互为基准”为选择原则,并且需要保证工件定位精准、加紧可靠、操作方便。选择上盖的分合面为精基准可以简化操作,能够准确定位,加紧可靠,满足加工表面对设计基准的相对位置精度要求,方便加工其他表面。 (2)按照精基准的选择原则,选择轴承座底座的底面为精基准,加工底座的端面及内孔分合面。 (3)按照精基准的选择原则,选择轴承座的底面与为精基准,加工轴承座的内孔。 工主要工序安排 对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。轴承座加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排 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轴承座加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此,顶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。对于轴承座,需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 (一)选择定位基准 ( 1) 、 选择粗基准 为了方便装夹,以及依据以 不加工表面为基准和毛坯表面质量较好者为基准的原则,选底端面为粗基准。 ( 2) 、 选择精基准 依据基准重合原则,应选用统一的基准有利于保证零件的精度。多用“一面两孔”的定位方式定位,所以选择小头孔轴线和底面为精基准。 (二) 制 订工艺过程 1、 根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度(查表 15155选择加工方法: ( 1) 、上端面 铣( 精铣( ( 2) 、上端面 铣( 精铣( ( 3) 、底端面 铣( 精铣 ( ( 4) 、切断面 铣( ( 5) 、小端头孔 孔( 铰孔( ( 6) 、中间孔 镗( 半精镗( ( 7)、 中间孔 镗( 2、 工艺过程的确定 : 工序号 工序内容 定位基准 010 020 030 040 050 060 070 080 090 100 110 120 130 140 铸坯 粗铣小头孔的两端 粗铣中间孔上端面 粗铣中间孔下端面 扩两小端头孔 精镗中间孔 精镗小头孔 上端面 半精镗中间孔 精铣中间孔上端面 精铣中间孔下端面 精铰两端小头孔 铣断 钻 2、 纹 去毛刺 检验 1、 1、 2、 1、 1、 1、 1、 1、 2、 1、 1、 择加工设备与工艺设备 (一)、 选择机床 1、 工序 010、 020、 030、 060、 080、 090 均为铣端面,可采用立式升降台铣床: 2、 工序 040、 100、 120 均为钻、扩孔工艺,可采用 摇臂钻床 3、 工序 050、 070 为镗孔,采用 床。 (二)、 选择夹具 各工序广泛采用专用夹具。在钻空 ,其夹具可采用一面两空定位。 (三)、 选择刀具 1、 在铣床上加工的工序,均采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。 2、 加工孔 22于采用扩、铰的加工方案,故工序 040 可用扩孔刀具一次加工。而工序 100 精铰 22加工余量小,则选用高速钢铰刀。 3、 在镗孔 50,由于对精度要求不高,故采用硬质合金镗刀即可。 (四)、 选择量具 1、 对端面的尺寸精度要求不高,采用 通用量具即可。 2、 对孔 22保证加工精度,工序 100 采用专用塞规进行测量。为保证 用专用极限量规。为保证各端面的垂直度,故采用千分表进行检测。 定工序尺寸 (一)、 孔类加工工艺尺寸 孔类加工的设计基准与工艺基准重合,尺寸计算简单。铸造尺寸按要求其公差带对称分布,其余偏差一律按“入体原则”确定(孔类表面为双侧,公差加倍表示)。 圆柱表面工序尺寸及公差: 加工表面 加工 内容 加工余量( 精度等级 表面粗糙度 工 序尺寸 工序余量 最小 最大 22件 精铰 扩孔 2 20-+ 220+ 210+ 50件 粗镗 半精镗 6 4 2 44 480+ 500+ 70件 粗镗 6 6 64-+ 700+ 8 铸件 钻孔 精铰 8 80+8 铸件 钻孔 攻丝 8 80+二)、 面类加工工序 各端面加工定位基准多次相互转换,使之尺寸及偏差关系复杂,余量核算也较复杂。现用 工序尺寸联系图表法确定其工序尺寸。 1、 按规定符号建立工序尺寸联系图。其中 C 类尺寸为铸件尺寸, A 类为机械加工工序尺寸, B 类尺寸为最终保证尺寸。 2、 查表确定工序基本余量。根据手册表 15孔上端面粗铣余量为 端面粗铣余量为 端面、底端面精铣余量为 3、 由 最终工序向前推算工序基本尺寸及毛坯尺寸。 4、 查表 15表 15定工序尺寸的经济加工精度。 5、 由各加工方法的经济精度确定工序尺寸偏差。 ( a)对直接保证设计尺寸的工艺尺寸,可按设计尺寸偏差要求确定其尺寸偏 差。 ( b)铸件尺寸按要求其公差带对称分布。 ( c)其余独立的中间工艺尺寸按“入体方向”确定偏差。 6、 校核设计尺寸。 加工 表面 加工 内容 加工 余量 精度 等级 工序 尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 孔 22 上端面 铸件 精铣 30+铣 50 上端面 铸件 3 1-+ 精铣 80+铣 50 下端面 铸件 3 8-+ 精铣 50+铣 削用量 工 序 粗铣小头孔端面,以底面为粗基准 齿/05.0 z 由机械手册可以直接查出铣削速度: 8 采用立粗齿铣刀, 12,50 则 m 1550 181 0 0 01 0 0 0 rD vn s m 91151205.0 计算工时 m mm 工序 粗铣中间孔上端面 齿/05.0 z 由机械手册可以直接查出铣削速度: 8 采用立粗齿铣刀, 12,50 则 m 1550 181 0 0 01 0 0 0 rD vn s m 91151205.0 计算工时 m mm 工序 粗铣中间孔下端面侧 齿/05.0 z 由机械手册可以直接查出铣削速度: 8 采用错齿三面刃铣刀, 14,4,50,16 则 m 5816 1810001000 rd vn s m 513581405.0 计算工时 m 166 mm 工序 精铣小头 孔上端面 齿/05.0 z 由于是精加工铣削速度放大 30,其值: 3 采用镶齿三面刃铣刀, 30,12,150,48 齿数则 m 5348 2310001000 rd vn s m 2 91 5 33005.0 计算工时 m 92 0 0 mm 工序 半精镗中间的孔 需要镗至 650+边余量 ,查手册一次镗削余量 。 3 次镗完 切削速度 0 ,进给量 m 3 422 301 0 0 01 0 0 0 rD vn w 镗一次所以需要工时: m 4 fn lt 完成整个加工需要的工时就为 m 第 3 章 床拨叉铣宽 20 上下两侧面夹具 设计 具的设计原理 下面具体阐述一下夹具的设计原理 : ( 1)六点定位原理 当工件在不 受任何条件约束时,其位置是任意的不确定的。设工件为一理想的钢体,并以一个空间直角坐标作为参照来观察钢体的位置变动。由理论力学可知,在空间处于自由状态的钢体,具有六个自由度,即沿着 X、 Y、 Z 三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴的转动,如图所示。用 X、 Y、Z 和 X、 Y、 Z 分别表示沿三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴转动的自由度。 六个自由度是工件在空间位置不确定的最高程度。定位的任务,就是要限制工件的自由度。在夹具中,用分别适当的与工件接触的六个支撑点,来限制工件六个自由度的原理,称为六点定位原理。 ( 2)、应用定 位原理几种情况 1 完全定位 工件的六个自由度全部被限制,它在夹具中只有唯一的位置,称为完全定位。 2 部分定位 工件定位时,并非所有情况下都必须使工件完全定位。在满足加工要求的条件下,少于六个支撑点的定位称为部分定位。 在满足加工要求的前提下,采用部分定位可简化定位装置,在生产中应用很多。如工件装夹在电磁吸盘上磨削平面只需限制三个自由度。 3 过定位(重复定位) 几个定位支撑点重复限制一个自由度,称为过定位。 A、一 般情况下,应该避免使用过定位。 通常,过定位的结果将使工件的定位精度受到影响,定位不确定可使工件(或定位件)产生变形,所以在一般情况下,过定位是应该避免的。 B、过定位亦可合理应用 虽然工件在夹具中定位,通常要避免产生“过定位”,但是在某些条件下,合理地采用“过定位”,反而可以获得良好的效果。这对刚性弱而精度高的航空、仪表类工件更为显著。 工件本身刚性和支承刚性的加强,是提高加工质量和生产率的有效措施,生产中常有应用。大家都熟知车削长轴时的安装情况,长轴工件的一端装入三爪卡盘中,另一端用尾架尖支撑。这就是个 “过定位”的定位方式。只要事先能对工件上诸定位基准和机床(夹具)有关的形位误差从严控制,过定位的弊端就可以免除。由于工件的支撑刚性得以加强,扶持有助于实现稳定,可靠的定位,所以工件安装方便,加工质量和效率也大为提高。 位基准的选择 为了提高加工效率及方便加工,决定材料使用高速钢,用于对进行加工,准备采用手动夹紧。 由零件图可知: 定位、夹紧方案有: 采用一面 2 销定位 ,采用气缸夹紧 为了使定位误差达到要求的范围之内, 这种定位在结构上简单易操作。 定夹具结构,确定夹紧机构(气压夹紧)方案 1夹 紧装置的组成 工件在夹具中正确定位后,由夹紧装置将工件夹紧。夹紧装置的组成有: 1)动力装置:产生夹紧动力的装置。 2)夹紧元件:直接用于夹紧工件的元件。 3)中间传力机构:将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。 2对夹紧装置的要求 1)夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定位位置。 2)夹紧力要适当,既要保证工件在加工过程中定位的稳定性,又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。 3)操作安全、省力。 4)结构应尽量简单,便于制造,便于维修。 典型夹紧机构 1斜楔夹紧机 构 斜楔是夹紧机构中最为基本的一种形式,它是利用斜面移动时所产生的力来夹紧工件的,常用于气动和气压夹具中。在手动夹紧中,斜楔往往和其他机构联合使用。 斜楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小,手动操作不方便。斜楔夹紧机构常用在气动、气压夹紧装置中,此时斜楔夹紧机构不需要自锁。 2螺旋夹紧机构 采用螺旋装置直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧的机构,统称螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构结构简单,容易制造。由于螺旋升角小,螺旋夹紧机构的自锁性能好,夹紧力和夹紧行程都较大,在手动夹具上应用较多。螺旋夹紧机构可以看作是绕在圆柱表面上 的斜面,将它展开就相当于一个斜楔。 3偏心夹紧机构 偏心夹紧机构是斜楔夹紧机构的一种变型,它是通过偏心轮直接夹紧工件或与其他元件组合夹紧工件的。常用的偏心件有圆偏心和曲线偏心,圆偏心夹紧机构具有结构简单,夹紧迅速等优点;但它的夹紧行程小,增力倍数小,自锁性能差,故一般只在被夹紧表面尺寸变动不大和切削过程振动较小的场合应用。 4定心夹紧机构 定心夹紧机构能够在实现定心作用的同时,又起着将工件夹紧的作用。定心夹紧机构中与工件定位基面相接触的元件,既是定位元件,又是夹紧元件。 5铰链夹紧机构 铰链夹紧机构是 一种增力装置,它具有增力倍数较大、摩擦损失较小的优点,广泛应用于气动夹具中。 6联动夹紧机构 图 2 3 双向作用固定式活塞气缸图 1前盖 2气缸体 3活塞杆 4活塞 5密封圈 6后盖 联动夹紧机构是一种高效夹紧机构,它可通过一个操作手柄或一个动力装置,对一个工件的多个夹紧点实施夹紧,或同时夹 紧若干个工件。 夹紧的动力装置 在大批大量生产中,为提高生产率、降低工人劳动强度,大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合驱动,电(磁)驱动,真空吸附等多种形式。 1气动夹紧装置 气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。 活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、摆动式和回转式三种,按工作方式分类有单向作用和双向作用两种,应用最广泛的是双作用固定式气缸。 2气压夹紧装置 气压夹紧装置的结构和工作原理基本与气动夹紧装置相同,所不同的是它所 用的工作介质是压力气压。与气压夹紧装置相比,气压夹紧具有以下优点: 传动力大,夹具结构相对比较小; 气压液不可压缩,夹紧可靠,工作平稳; 噪声小。它的不足之处是须设置专门的气压系统,应用范围受限制。 计夹具装配图 由零件图可知:利用底面等为粗定位基准来设计夹具,从而保证其尺寸公差要求。 据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件的各道工序中,应尽量采用同一定位基准进行加工。因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准。此零件图没有较高的 技术要求,也没有较高的平行度和对称度要求,所以我们应考虑如何提高劳动效率,降低劳动强度,提高加工精度。圆台外圆及两端面都已加工好,为了使定位误差减小,选择已加工好的端面作为定位精基准,来设计本道工序的夹具,以已加工好的端面作为定位夹具。 气压缸左腔进气压时,活塞和缸筒分别向两侧移动,各铰链和连杆运动,使压板头向下压紧工件;气压缸右腔进气压时,活塞和缸筒都向内移动,压板头抬起松开工件。 削力及夹紧力的计算 刀具:错齿三面刃铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 00 15 00 10 顶 刃0n 侧 刃 60010 15 3040D 160d 22Z 0 /fa m m z p 由 参考文献 55 表 1 2 9 可得铣削切削力的计算公式: 0 . 9 0 . 8 0 1 . 1 1 . 1 0 . 12335 a f D B z n 有: 0 . 9 0 0 . 8 0 1 . 1 1 . 1 0 . 12 3 3 5 2 . 0 0 . 0 8 2 8 2 0 . 5 2 2 2 . 4 8 3 6 . 2 4 ( ) 根据工件受力 切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值,即: 安全系数 K 可按下式计算: 6543210 式中:60 全系数, 查参考文献 51 2 1可知其公式参数: 1 2 34 5 61 . 0 , 1 . 0 , , 1 . 0 ,1 . 3 , 1 . 0 , 1 . 0 K 由此可得: 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 8 3 6 . 2 4 1 . 5 6 1 3 0 4 . 5 3 ( ) F N 用气动元件作为夹紧元件,活塞杆是气缸传递力的主要零件,它主要承受拉力、压力、弯曲力及振动冲击等多种作用,必须有足够的强度和刚度。其材料取 。 在这取 负载约为 10000N,初选 气缸 的设计压力 了满足工作这里的 气缸 课选用单杆式的,并在快进时差动连接,则 气缸 无杆腔与有杆腔的等效面积 2 应满足 气缸内径 D 和活塞杆直径 d 应满足: d=防止 切削 后工件突然前冲, 气缸 需保持一定的背压,暂取背压为 取 气缸 机械效率 。则 气缸 上的平衡方程 1 1 2 2 1 212P A P A F A P F 故 气缸 无杆腔的有效面积: 22325511 000021 A b 气缸 直径 气缸 内径: 按 2348标准值 D=80 A,故活塞杆直径 d=6准直径) 则 气缸 有效面积为: )()现设计一种机构,设夹紧机构所能产生的夹紧力为链压板的受力分析如下图 示: F L 1 L 2图 力分析 由受力分析计算得: 121 )( L (选定 1L = 2L )【 6】 式中, 夹紧机构效率,取值为 螺栓的许用夹紧力,单位: N 。 当螺杆的螺纹公称直径为 ,可查表得:620N。 所以,21 )( L =2 =256200116N 因F=9015N,故夹紧机构选择 气缸 足设计要求。 差分析与计算 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 。 与机床夹具有关的加工误差j,一般可用下式表示: 由 参考文献 5可得: 定位误差 : 11 1 m i D d 1 1 2 21 m i n 2 m i n. 2D d D a r c t g L 其中: 1 0 2D ,2 0D 1 0 1d ,2 0 3d 1,2 m 4 夹紧误差 : c o s)(m i nm a x 其中接触变形位移值: 1( ) ( )1 9 . 6 2 a Z a Z l 查 5表 1 2 15 有10 . 0 0 4 , 0 . 0 0 1 6 , 0 . 4 1 2 , 0 . 7R a z H C n 。 c o s 0 .
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