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右转向拨叉工艺及钻M8孔夹具设计【气动】【全套图纸和说明书】【原创资料】

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摘  要

右转向拨叉零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。


关键词:工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差


目  录

摘  要 II

目  录 III

第1章 序   言 1

第2章 零件的分析 2

2.1零件的形状 2

2.2零件的工艺分析 2

第3章 工艺规程设计 3

3.1 确定毛坯的制造形式 3

3.2 基面的选择 3

3.3 制定工艺路线 3

3.3.1 工艺路线方案一 4

3.3.2 工艺路线方案二 4

3.3.3 工艺方案的比较与分析 5

3.4 选择加工设备和工艺装备 6

3.4.1 机床选用 6

3.4.2 选择刀具 6

3.4.3 选择量具 6

3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6

3.6确定切削用量及基本工时 7

4钻M8孔气动夹具设计 16

4.1设计要求 16

4.2夹具设计 16

4.2.1定位基准的选择 16

4.2.2切削力及夹紧力的计算 16

4.3气缸的选择 17

4.4钻套、衬套、钻模板设计与选用 24

4.5定位误差的分析 25

4.6夹具设计及操作的简要说明 26

总    结 27

致   谢 28

参 考 文 献 29



 第1章 序   言

机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

右转向拨叉零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下,进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。

本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。


内容简介:
学 课程设计论文 右转向拨叉工艺及钻 夹具设计【气动】 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 要 右转向拨叉零件加工工艺及夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关是决定出各个工序的工艺装备及切削用 量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。 关键词: 工艺 , 工序 , 切削用量 , 夹紧 , 定位 , 误差 目 录 摘 要 . 录 . 1 章 序 言 . 1 第 2 章 零件的分析 . 2 件的形状 . 2 件的工艺分析 . 2 第 3 章 工艺规程设计 . 3 定毛坯的制造形式 . 3 面的选择 . 3 定工艺路线 . 3 艺路线方案一 . 4 艺路线方案二 . 4 艺方案的比较与分析 . 5 择加工设备和工艺装备 . 6 床选用 . 6 择刀具 . 6 择量具 . 6 械加工余 量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 6 定切削用量及基本工时 . 7 4 钻 气动夹具设计 . 16 计要求 . 16 具设计 . 16 位基准的选择 . 16 削力及夹紧力的计算 . 16 缸的选择 . 17 套、衬套、钻模板设计与选用 . 24 位误差的分析 . 25 具设计及操作的简要说明 . 26 总 结 . 27 致 谢 . 28 参 考 文 献 . 29 1 第 1 章 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 右转向拨叉零 件加工工艺及夹具设计 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下,进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证尺寸证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。 2 第 2 章 零件的分析 件的形状 题目给的零件是 右转向拨叉 零件,主要作用是 起连接传递运动的作用。 零件 的实际形状如上图所示, 从零件图上看,该零件是典型的零件,结构比较简单 。 具体尺寸,公差如下图所示 。 件的工艺分析 由零件图可知,其材料为 有较高强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 右转向拨叉零件主要加工表面为: 面粗糙度.2 m 。面粗糙度.2 m 。 面粗糙度.2 m 。 表面粗糙度.2 m 。 右转向拨叉 共有两组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下: (1) 左端的加工表面: 这一组加工表面包括: 距 离 叉口 端面, 宽度距离 12 端面 ,倒角 。其要求并不高,粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻 有精度要求,因此一道工序就可以 3 达到要求,并不需要扩孔、铰孔等工序。 (2) 这一组加工表面包括:车 16 外圆、 端面, 退刀槽 角为 0451其要求也不高,粗车后半精车就可以达到精度要求。 第 3 章 工艺规程设计 本右转向拨叉来自假设年产量 为 产品的生产纲领 5000 台 /年, 该 零件备品率为4,废品率为 结合生产实际,备品率和 废品率分别取 19%和 入公式得该工件的生产纲领 N=+ )( 1+ )=5226 件 /年 定毛坯的制造形式 零件材料为 产量已达成批生产水平,而且零件轮廓尺寸不大,可以采用型材圆钢,这从提高生产效率,保证加工精度,减少生产成本上考虑,也是应该的。 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加 工质量得到保证,生产效率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。 粗基准的选择,对像右转向拨叉这样的零件来说,选好粗基准是至关重要的。对本零件来说,如果外圆的端面做基准,则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称,按照有关粗基准的选择原则 (即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面做粗基准,若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准 )。 对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准 不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不在重复。 定工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要 4 求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。 艺路线方案一 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理,时效处理 30 粗车 粗车 16 外圆及其端面 40 半精车 半精车 16 外圆及其端面 50 精车 精车 16 外圆及其端面 60 车 车退刀槽 0 粗车 粗车 8 外圆 80 半精车 半精车 8 外圆 90 铣削 铣削距离 叉口端面 100 铣削 铣削宽度距离 12 端面 110 钻底孔 钻 120 攻丝 攻丝 30 钳 去毛刺,清洗 140 终检 终检入库 艺路线方案二 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理,时效处理 30 铣削 铣削距离 叉口端面 40 铣削 铣削宽度距离 12 端面 50 粗车 粗车 16 外圆及其端面 60 半精车 半精车 16 外圆及其端面 70 精车 精车 16 外圆及其端面 5 80 车 车退刀槽 0 粗车 粗车 8 外圆 100 半精车 半精车 8 外圆 110 钻底孔 钻 120 攻丝 攻丝 30 钳 去毛刺,清洗 140 终检 终检入库 艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于:方案一的定位和装夹等都比较方便,但是要更换多台设备,加工过程比较繁琐,而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二增加了装夹次数,增加了机床的 来回调换,因为有些工序在车床上也可以加工,镗、钻孔等等,需要换上相应的刀具。而且在磨削过程有一定难度,要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案,取优弃劣,具体工艺过程如下: 10 铸造 铸造出毛坯 20 热处理 毛坯热处理,时效处理 30 粗车 粗车 16 外圆及其端面 40 半精车 半精车 16 外圆及其端面 50 精车 精车 16 外圆及其端面 60 车 车退刀槽 0 粗车 粗车 8 外圆 80 半精车 半精车 8 外圆 90 铣削 铣削距离 叉口端面 100 铣削 铣削宽度 距离 12 端面 110 钻底孔 钻 120 攻丝 攻丝 30 钳 去毛刺,清洗 140 终检 终检入库 6 择加工设备和工艺装备 床选用 工序是粗车、半精车、精车。各工序的工步数不多,成批量生产,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大,精度要求属于中等要求,选用最常用的 式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表 钻孔,选用 臂钻床。 择刀具 一般选用硬质 合金车刀和镗刀。加工刀具选用 硬质合金车刀,它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性 ,可选用可转位车刀 ( 考机械加工工艺手册(主编 孟少农),第二卷表 表 具通常又称为砂轮。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取决于磨具的磨料、结合剂、粒度、硬度、组织以及砂轮的形状和尺寸。参考简明机械加工工艺手册(主 编 徐圣群) 表 12择双斜边二号砂轮。 择量具 本零件属于成批量生产,一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “右转向拨叉” 零件材料为 机械加工工艺手册(以后简称工艺手册),表 种铁的性能比较, 硬度 143 269,表 度 =3,计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 (零件重 2000 中型 (零件重1002000 轻型 (零件重 51 101 表 3用型麻花钻的主要几何参数的推存值(根据 ( ) d ( 2 f 0 118 12 40 60 表 3头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度 ( 1)后刀面最大磨损限度 具材料 加工材料 钻头 直径 20 高速钢 铸铁 2)单刃加工刀具耐用度 T 具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径 11 20 钻头(钻孔及扩孔) 铸铁、铜合金及合金 高速钢 60 钻头后刀面最大磨损限度为 具耐用度 T = 60 查机械加工工艺手册 孟少农 主编,第二卷表 速钢钻头钻孔的进给量为 f=根据表 中可知,进给量取 f= 查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表 速钢钻头在球墨铸铁( 190钻孔的切削速度轴向力,扭矩及功率得, V=12 参考机械加工工艺手册 孟少农 主编,表 扩铰孔条件改变时切削速度修正系数 V=12 = ( 3 则 n = =131 ( 3 查表 可知, 取 n = 150 则实际切削速度 = =11.8 查机械加工工艺手册 孟少农 主编,表 孔时加工机动时间计算公25 1000 1000 15 式: ( 3 其中 2 5 2 3则: t= =工序 120 确定 攻丝 钻孔选用机床为 臂机床,刀具选用 柄短麻丝锥,机械加工工艺手册第 2 卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 得钻头直径小于 10钻孔进给量为 则取 确定切削速度,根据机械加工工艺手册第 2卷表 削速度计算公式为 m 3 查得参数为 , 具耐用度 T=35则 v = =1.6 所以 n =72 选取 所以实际切削速度为 10 00 v =确定切削时间(一个孔) t = 28 16 4 钻 气动 夹具设计 计要求 为了提高劳动生产,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。本夹具将用于 床。成批生产,任务为设计一钻孔 。 本夹具无严格的技术要求,因此,应主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,精度不是主要考虑的问题。 具设计 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:进行加工前,外圆面进行了粗、精铣加工,进行了粗、精加工。因此,定位、夹紧方案有: 方案 :选外圆面平面、和侧面和 V 型块定位夹紧方式用操作简单,通用性较强的螺旋压块来夹紧。 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。 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 . 2 0 . 7667 f K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 17 有:120 0 安全系数 K 可按下式计算 有: 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 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 由计算可知所需实际夹紧力很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手气缸 夹紧机构。 缸的选择 气缸的选用要根据以下方面进行分析: 1、类型的选择 根据工作要求和条件,正确选择 气缸 的类型。要求 气缸 到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲 气缸 ; 要求重量轻,应选轻型缸;要求安装空间窄且行程短,可选薄型缸;有横向负载,可选带导杆 气缸 ;要求制动精度高,应选锁紧 气缸 ;不允许活塞杆旋转,可选具有杆不回转功能 气缸 ;高温环境下需选用耐热缸;在有腐蚀环境下,需选用耐腐蚀 气缸 。在有灰尘等恶劣环境下,需要活塞杆伸出端安装防尘罩。要求无污染时需要选用无给油或无油润滑 气缸 等。 2、安装形式 18 根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下,采用固定式 气缸 。在需要随工作机构连续回转时(如车床、磨床等),应选用回转 气缸 。在要求活塞杆除直线运动外,还需作圆弧摆动时,则选 用轴销式 气缸 。有特殊要求时,应选择相应的特殊 气缸 。 3、作用力的大小 即缸径的选择。根据负载力的大小来确定 气缸 输出的推力和拉力。一般均按外载荷理论平衡条件所需 气缸 作用力,根据不同速度选择不同的负载率,使 气缸 输出力稍有余量。缸径过小,输出力不够,但缸径过大,使设备笨重,成本提高,又增加耗气量,浪费能源。在夹具设计时,应尽量采用扩力机构,以减小 气缸 的外形尺寸。 4、活塞行程 与使用的场合和机构的行程有关,但一般不选满行程,防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等,应按计算所需的行程增加 10 20的余量。 5、 活塞的运动速度 主要取决于 气缸 输入压缩空气流量、 气缸 进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。 气缸 运动速度一般为 50 800 /s。对高速运动 气缸 ,应选择大内径的进气管道;对于负载有变化的情况,为了得到缓慢而平稳的运动速度,可选用带节流装置或气 液阻尼缸,则较易实现速度控制。选用节流阀控制 气缸 速度需注意:水平安装的 气缸 推动负载时,推荐用排气节流调速;垂直安装的 气缸 举升负载时,推荐用进气节流调速;要求行程末端运动平稳避免冲击时,应选用带缓冲装置的 气缸 。 图 缸实物图 6、气缸的选型步骤及其类型介绍 程序 1:根据操作形式选定 气缸 类型: 气缸 操作方式有双动,单动弹簧压入及单动弹簧压出等三种方式 程序 2:选定其它参数: 1、选定 气缸 缸径大小 根据有关负载、使用空气压力及作用方向确定 2、选定 气缸 行程 工件移动距离 19 3、选定 气缸 系列 4、选定 气缸 安装型式 不同系列有不同安装方式,主要有基本型、脚座型、法兰型、 耳型 5、选定缓冲器 无缓冲、橡胶缓冲、气缓冲、 油压吸震器 6、选定磁感开关 主要是作位置检测用,要求 气缸 内置磁环 7、选定 气缸 配件 包括相关接头 (一)单作用 气缸 单作用 气缸 只有一腔可输入压缩空气,实现一个方向运动。其活塞杆只能借助外力将其推回;通常借助于弹簧力,膜片张力,重力等。其 原理 及 结构 见下图: 图 作用 气缸 1) 缸体; 2 活塞; 3 弹簧; 4 活塞杆; 单作用 气缸 的特点是: 1)仅一端进(排)气,结构简单,耗气量小。 2)用弹簧力或膜片力等复位,压缩空气能量的一部分用于克 服弹簧力或膜片张力,因而减小了活塞杆的输出力。 3)缸内安装弹簧、膜片等,一般行程较短;与相同体积的双作用 气缸 相比,有效行程小一些。 4) 气缸 复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化,因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。 由于以上特点,单作用活塞 气缸 多用于短行程。其推力及运动速度均要求不高场合,如气吊、定位和夹紧等 装置 上。单作用柱塞缸则不然,可用在长行程、高载荷的场合。 (二) 双作用 气缸 20 双作用 气缸 指两腔可以分别输入压缩空气,实现双向运动的 气缸 。其结构可分为双活塞杆式、单活 塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类 气缸 使用最为广泛。 1. 双活塞杆双作用 气缸 双活塞杆 气缸 有缸体固定和活塞杆固定两种。 2. 缸体固定时,其所带载荷(如工作台)与 气缸 两活塞杆连成一体,压缩空气依次进入 气缸 两腔(一腔进气另一腔排气),活塞杆带动工作台左右运动,工作台运动范围等于其有效行程 s 的 3 倍。安装所占空间大,一般用于小型 设备 上。 活塞杆固定时,为管路连接方便,活塞杆制成空心,缸体与载荷(工作台)连成一体,压缩空气从空心活塞杆的左端或右端进入 气缸 两腔,使缸体带动工作台向左或向左运动,工作台的运动范围为其有效行程 倍。适用于中、大型设备。 图 活塞杆双作用 气缸 a)缸体固定; b)活塞杆固定 1 缸体; 2 工作台; 3 活塞; 4 活塞杆; 5 机架 双活塞杆 气缸 因两端活塞杆直径相等,故活塞两侧受力面积相等。当输入压力、流量相同时,其往返运动力及速度均相等。 (三 ) 缓冲 气缸 缓冲 气缸 对于接近行程末端时速度较高的 气缸 ,不采取必要措施,活塞就会以很大的力(能量)撞击端盖,引起振动和损坏机件。为了使活塞在行程末端运动平稳,不产生冲击现象。在 气缸 两端加设缓冲装置,一般称为缓冲 气缸 。缓冲 气缸 见下图,主要由 21 活塞杆 1、 活塞 2、缓冲柱塞 3、单向阀 5、节流阀 6、端盖 7等组成。其工作原理是:当活塞在压缩空气推动下向右运动时,缸右腔的气体经柱塞孔 4及缸盖上的气孔 8排出。在活塞运动接近行程末端时,活塞右侧的缓冲柱塞 3将柱塞孔 4堵死、活塞继续向右运动时,封在 气缸 右腔内的剩余气体被压缩,缓慢地通过节流阀 6及气孔 8 排出,被压缩的气体所产生的压力能如果与活塞运动所具有的全部能量相平衡,即会取得缓冲效果,使活塞在行程末端运动平稳,不产生冲击。调节节流阀 6阀口开度的大小,即可控制排气量的多少,从而决定了被压缩容积(称缓冲室)内压力的大小,以调 节缓冲效果。若令活塞反向运动时,从气孔 8输入压缩空气,可直接顶开单向阀 5,推动活塞向左运动。如节流阀 6阀口开度固定,不可调节,即称为不可调缓冲气缸。 图 冲 气缸 1 活塞杆; 2 活塞; 3 缓冲柱塞; 4 柱塞孔; 5 单向阀 6 节流阀; 7 端盖; 8 气孔 7、 气缸结构 气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和 密封件 组成,其内部结构如图所示: 1)缸筒 22 缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小。活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动,缸筒内表面的表面粗糙度应达到 钢管缸筒 ,内表面还应镀硬铬,以减小摩擦阻力和磨损,并能防止锈蚀。缸筒材质除使用高碳钢管外,还是用高强度铝合金和黄铜。小型气缸有使用 不锈钢 管的。带磁性开关的气缸或在耐腐蚀环境中使用的气缸,缸筒应使用不锈钢、铝合金或黄铜等材质。 封圈 实现双向密封,活塞与活塞杆用压铆链接,不用螺母。 2)端盖 端盖上设有进排气通口,有的还在端盖内设有缓冲机构。杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈,以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内。杆侧端盖上设有导向套,以提高气缸的导向精度,承受活 塞杆上少量的横向负载,减小活塞杆伸出时的下弯量,延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁,现在为减轻重量并防锈,常使用铝合金压铸,微型缸有使用黄铜材料的。 3)活塞 活塞是气缸中的受压力 零件 。为防止活塞左右两腔相互窜气,设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性,减少活塞密封圈的磨耗,减少摩擦阻力。耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短,易引起早期磨损和卡死。活塞的材质常用铝 合金和 铸铁 ,小型缸的活塞有黄铜制成的。 4)活塞杆 活塞杆是气缸中最重要的受力零件。通常使用高碳钢,表面经镀硬铬处理,或使用不锈钢,以防腐蚀,并提高密封圈的耐磨性。 5)密封圈 回转或往复运动处的部件密封称为动密封,静止件部分的密封称为静密封。 缸筒与端盖的连接方法主要有以下几种: 整体型、铆接型、螺纹联接型、 法兰 型、拉杆型。 6)气缸工作时要靠压缩空气中的油雾对活塞进行润滑。也有小部分免润滑气缸。 8、 工作原理 根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉 力。由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了,输出力不够,气缸不能正常工作;但缸径过大,不仅使设备笨重、成本高,同时耗气量增大,造成能源浪费。在夹具设计时,应尽量采用增力机构,以减少气缸的尺寸。 气缸 下面是气缸理论出力的计算公式: F:气缸理论输出力 ( 23 F :效率为 85时的输出力 ( (F F85 ) D:气缸缸径 ( P:工作压力 ( 例:直径 340气缸,工作压力为 3,其理论输出力为多少 ?芽输出力是多少 ? 将 P、 D 连接,找出 F、 F 上的点,得: F 2800F 2300在 工程设计 时选择气缸缸径,可根据其使用压力和理论推力或拉力的大小,从经验表 1 1 中查出。 根据参数选择 据参数选择 考地址:、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 铰工艺孔钻套结构参数如下表 表 套 d H D 1D 2D h 1h m C r 公称尺寸 允差 6 12 12 +2 18 10 4 9 8 衬套选用固定衬套其结构如图所示: 图 定衬套 25 其结构参数如下表 表 定衬套 d H D C 1允差 公称尺寸 允差 12 +2 18 + 钻模板选用固定式钻模板,用 4 个沉头螺钉和 2 个锥销定位于夹具体上。 位误差的分析 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: 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 . 0 0 2 8j j y 26 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 8 5 0 . 3jw 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。 具设计及操作的简要说明 由于是大批大量生产,主要考虑提高劳动生产率。因此设计时,需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计,用移动夹紧的大平面定位三个自由度,定位两个自由度,用定位块定位最后一个转动自由度。 夹具体是夹具的基础件,夹具体上所有组成部分 都必须最终通过这一基础件连接成一个有机整体。为了满足加工要求,夹具体应有足够的刚度和强度,同时结构工艺性要好。 由于铸造工艺性好,几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制,同时吸振性良好、抗压能力好,故此选用铸造夹具体,材料选取 造成型后时效处理,以消除内应力。 由于工件采用 V 型块定位 16圆面,这就要求 V 型块固定在一个与水平面成35的支撑面上。我们可以采用加工一有 35面的支撑块固定在夹具体上,经过切削加工达到我们要求的定位尺寸。 27 总 结 课程设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 我们踏入社会打下了好的基础。 课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了很多,也非常珍惜大学给 我们的这次设计的机会,它将是我们课程设计完成的更出色的关 20 一步。 28 致 谢 这次课程设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了课程设计。 这次课程设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下他 的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她 严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从 题目 的选择到项目的最终完成, 他 都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜, 他 不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩 指导 老师的专业水平外, 他 的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向 指导 老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 29 参 考 文 献 1 东北重型机械学院,洛阳农业机械 学院,长春汽车厂工人大学,机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社, 1980。 2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社, 1995。 3 李庆寿。机床夹具设计。机械工业出版社, 1991。 4 李洪。机械加工工艺手册。北京出版社, 1996。 5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册。上海科学技术出版社, 2544。 6 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册。化学工业出版社, 2544。 7 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计 M, 重庆:重庆大学出版社, 1995。 8 周永强,高等学校课程设计指导 M,北京:中国建材工业出版社, 2542。 9 刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册 M,哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1987。 10 王光斗,王春福。机床夹具设计手册。上海科学技术出版社, 2542。 11 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学。机床夹具设计手册 1984。 12 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册 M,银州:宁夏人民出版社, 1991。 13 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量 M,中国计量出版社, 2540: 9 14 王光斗,王春福,机床夹具设计手册 M,上海科学技术出版社, 2540。 15 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社, 254 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 右转向拨叉 零件名称 右转向拨叉 共 10 页 第 1 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 30 坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 / r/削速度 / m/给量 mm/r 切削深度 给次数 公步工时 机动 辅助 1 粗车 16外圆及其端面 外圆车刀,专用夹具,游标卡尺 196 2 1 2 3 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 右转向拨叉 零件名称 右转向拨叉 共 10 页 第 2 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 40 坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 / r/削速度 / m/给量 mm/r 切削深度 给次数 公步工时 机动 辅助 1 半精车 16外圆及其端面 外圆车刀,专用夹具,游标卡尺 196 2 1 2 3 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 右转向拨叉 零件名称 右转向拨叉 共 10 页 第 3 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 50 坯 种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 / r/削速度 / m/给量 mm/r 切削深度 给次数 公步工时 机动 辅助 1 精车 16外圆及其端面 外圆车刀,专用 夹具,游标卡尺 360 30 2 3 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 右转向拨叉 零件名称 右转向拨叉 共 10 页 第 4 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 60 坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同 时加工件 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 / r/削速度 / m/给量 mm/r 切削深度 给次数 公步工时 机动 辅助 1 车退刀槽 槽车刀,专用夹具,游标卡尺 380 2 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 右转向拨叉 零件名称 右转向拨叉 共 10 页 第 5 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 70 坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 / r/削速度 / m/给量 mm/r 切削深度 给次数 公步工时 机动 辅助 1 粗车 8外圆 外圆车刀,专用夹具,游标卡尺 196 2 1 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 右转向拨叉 零件名称 右转向拨叉 共 10 页 第 6 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 80 坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 / r/削速度 / m/给量 mm/r 切削深度 给次数 公步工时 机动 辅助 1 半精车 8外圆 外圆车刀,专用夹具, 游标卡尺 196 2 1 2 3 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 右转向拨叉 零件名称 右转向拨叉 共 10 页 第 7 页 车间 工段 工序号 材料牌号 机加工 二 90 坯种类 毛坯外形 每毛坯制件 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备牌号 同时加工件 铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 / r/削速度 / m/给量 mm/r 切削深度 给次数 公步工时 机动 辅助 1 铣削距离 硬质合金立铣刀游标卡尺、工装 80 2 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称
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