连杆零件机械加工工艺及夹具设计说明书.doc

连杆零件机械加工工艺及铣夹具设计【手柄形】【5张CAD图纸+答辩论文】

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连杆 零件 机械 加工 工艺 夹具 设计 手柄 全套 cad 图纸 答辩 论文
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摘  要

连杆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,关键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


Abstract

    A machining process and fixture design is the design process, including the design of The connecting rod processing process design and the three part special fixture. In the process of design should first of all parts to analyze, understand parts of the process and then design a blank structure, and choose the good parts of the machining datum, designs the process routes of the parts; then the parts each step process dimension calculation, the key is to determine the process equipment and cutting the amount of each working procedure design; then a special fixture, fixture for the various components of a design, such as the connecting part positioning device, clamping element, a guide element, clamp and the machine tool and other components; the positioning error caused calculate fixture when positioning, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.

Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning


目  录

1  前言 4

2  零件的分析 5

2.1零件的作用 5

2.2零件的工艺分析 5

2.2.1孔的加工 5

2.2.2面的加工 6

3  工艺规划设计 6

3.1毛坯的制造形式 6

3.2基面的选择 6

3.2.1粗基准的选择 6

3.2.2精基准的选择 6

3.3工艺路线的拟定 7

3.3.1工艺路线方案 7

3.3.2工艺方案的确定 8

3.4毛坯尺寸及其加工余量的确定 8

3.4.1两侧面毛坯尺寸及加工余量计算 9

3.4.2毛坯尺寸及加工余量计算 9

3.5确定各工序切削用量及基本工时 9

4  铣槽夹具设计 16

4.1研究原始质料 16

4.2定位基准的选择 16

4.3 切削力及夹紧分析计算 17

4.4 误差分析与计算 18

4.5夹紧装置的选用 19

4.6 定向键与对刀装置设计 19

4.7 夹具设计及操作的简要说明 21

总结 22

参考文献 23

致 谢 24



1  前言

1.简介

本次毕业设计内容包括零件的分析,工艺路线的制定,工艺规划设计,某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡,机械加工综合卡片,夹具装配图以及夹具底座零件图的绘制等等。

就我个人而言,希望能通过这次毕业设计对未来即将从事的工作进行一次适应性的训练,从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力,并学会将所学到的理论知识应用到具体的实际生产问题中来,为以后走向社会打下坚实的基础。

由于能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请老师批评指正。

2.设计目的

其目的如下:

①培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过毕业设计,熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量,初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。

②培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。

③进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。


2  零件的分析

2.1零件的作用 



该零件为典型的杆类零件,而且为连杆类。因此,其主要的要素包括两侧面,φ16mm孔和φ10mm孔还有一个φ6mm孔。通过孔连接即该连杆的作用是实现运动的传递作用。

2.2零件的工艺分析

该连杆的加工表面分三种,主要是孔的加工,两侧面的加工各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求,特别是孔的加工,几乎都要保证Ra3.2um的表面粗糙度,因而需精加工,现将主要加工面分述如下:

2.2.1孔的加工

该零件共有3个孔要加工:φ16mm孔和φ10mm孔是零件的主要加工面,多组面,,通过两孔中心连线及对两侧对称面,没有位置尺寸度要求,只需要钻床粗加工。

2.2.2面的加工

该零件共有2个侧面要加工:两个侧面是配合φ16mm孔和φ10mm孔孔后续工序的主要精基准面,需要精加工。


3  工艺规划设计

3.1毛坯的制造形式

零件材料为45,根据选择毛坯应考虑的因素,该零件体积较小,形状较复杂,外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求,由于零件生产类型为成批,大批生产,而砂型锻造生产成本低,设备简单,故本零件毛坯采用普通模锻。

由于零件上两孔都较大,且都有严格的表面精度要求,故都要留出足够的加工余量。

3.2基面的选择

基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一,基准选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高,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。

3.2.1粗基准的选择

粗基准选择应为后续加工提供精基准,由于两侧面较平整且加工精度较高,故以2个主要侧面为基准。 

3.2.2精基准的选择

精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便,该零件上重要表面是大头孔φ38H8,由于其与底面有垂直度关系,所以底面自然成为精基准面,考虑到第二基准面选择的方便性,将其精度由原来的φ37H11提高到φ38H8,该定位基准组合在后续孔的加工中,以及孔上径向孔的加工中都将作为精基准面。

3.3工艺路线的拟定

拟定工艺路线的内容除选择定位基准外,还要选择各加工表面的加工方法,安排工序的先后顺序,确定加工设备,工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度,尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证,成批生产还应考虑采用组合机床,专用夹具,工序集中,以提高效率,还应考虑加工的经济性,以便使生产成本尽量下降。


内容简介:
1 学院 设计说明书 题目: 连杆 零件机械加工工艺及 铣 夹具设计 姓 名: 学 号: 年 级: 专 业: 学生类别: 指导教师: 教学单位: 2015 年 4 月 8 日 要 连杆 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,关键是 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 3 is he In of of to of a of of is to of a of a as a of of to 4 目 录 1 前言 . 5 2 零件的分析 . 6 件的作用 . 6 件的工艺分析 . 6 的加工 . 6 的加工 . 7 3 工艺规划设计 . 7 坯的制造形式 . 7 面的选择 . 7 基准的选择 . 7 基准的选择 . 7 艺路线的拟定 . 8 艺路线方案 . 8 艺方案的确定 . 9 坯尺寸及其加工余量的确定 . 9 侧面毛坯尺寸及加工余量计算 . 10 坯尺寸及加工余量计算 . 10 定各工序切削用量及基本工时 . 10 4 铣槽夹具设计 . 17 究原始质料 . 17 位基准的选择 . 17 削力及夹紧分析计算 . 18 差分析与计 算 . 19 紧装置的选用 . 20 向键与对刀装置设计 . 20 具设计及操作的简要说明 . 22 总结 . 23 参考文献 . 24 致 谢 . 25 5 1 前言 本次 毕业设 计 内容包括零件的分析,工艺路线的制定,工艺规划设计,某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡,机械加工综合卡片,夹具装配图以及夹具底座零件图的绘制等等。 就我个人而言,希望能通过这次 毕业设计 对未来即将从事的工作进行一次适应性的训练,从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力,并学会将所学到的理论知识应用到具体的实际生产问题中来,为以后走向社会打下坚实的基础。 由于能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请老师批评指正。 其目的如下: 培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过 毕业设计 ,熟练运用机械技术基础课 程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量,初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。 培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。 进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。 6 2 零件的分析 件的作用 该零件 为典型的杆类零件,而且为连杆类。因此,其主要的要素包括两侧面, 16 10还有一个 6 通过孔连接即 该 连杆 的作用是实现运动 的 传递 作用 。 件的工艺分析 该 连杆 的加工表面分 三 种,主要是孔的加工, 两侧 面的加工各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求,特别是孔的加工,几乎都要保证 而需精加工,现将主要加工面分述如下: 该零件共有 3 个孔要加工: 16 10 7 组面, 通过两孔中心连线及对两侧对称面,没 有位置尺寸度要求 ,只需要 钻 床粗加工 。 该零件共有 2 个 侧 面要加工: 两个侧面是配合 16 10后续工序的主要精基准面 ,需要精加工 。 3 工艺规划设计 坯的制造形式 零件材料为 45,根据选择毛坯应考虑的因素,该零件体积较小,形状较复杂,外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求,由于零件生产类型为成批,大批生产,而砂型 锻造 生产成本低,设备简单,故本零件毛坯采用 普通模锻 。 由于零件上 两 孔都较 大 ,且都有严格的表面精度要求,故都 要留 出 足够的加工余量 。 面的选择 基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一,基准选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高,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。 粗基准选择应为后续加工提供精基准,由于 两侧面较平整且加工精度较高,故 以 2个主要 侧 面为基准 。 精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便, 该零件上重要表面是大头孔 38于其与底面有垂直度关系,所以底面自然成为精基准面,考虑到第二基准面选择的方便性,将其精度由原来的 37 38定位基准组合在后续孔的加工中,以及孔上径向孔的加工中都将作为精基准面。 8 艺路线的拟定 拟定工艺路线的内容除选择定位基准外,还要选择各加工表面的加工方法,安排工序的先后顺序,确定加工设备,工艺装备等。工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度,尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证,成批生产还应考虑采用组合机床,专用夹具,工序集中,以提高效率,还应考虑加工的经济性,以便使生产成本尽量下降。 方案一 10 模锻 模锻 20 去飞边 去飞边 30 热处理 人工时效 40 铣 铣上平面 50 铣 铣下平面,保证尺寸 160 钻 钻、扩、铰 16口倒角 0 钻 钻 6,钻 1080 铣 铣宽度为 790 插 插键槽 100 检验 按照图纸要求检验各部尺寸及形位公差 110 入库 清洗,加工表面涂防绣油,入库 方案二 10 模锻 模锻 20 去飞边 去飞边 30 热处理 人工时效 40 钻 钻、扩、铰 16口倒角 0 钻 钻 6,钻 1060 铣 铣上平面 70 铣 铣下平面,保证尺寸 169 80 铣 铣宽度为 790 插 插键槽 100 检验 按照图纸要求检验各部尺寸及形位公差 110 入库 清洗,加工表面涂防绣油,入库 方案分析与比较: 经过分析发现,方案二先钻孔后加工面,而方案一是先面后孔 根据书本理论知识,应该是先面后孔比较合理,因为钻孔需要以加工了面的为精基准。 10 模锻 模锻 20 去飞边 去飞边 30 热处理 人工时效 40 铣 铣上平面 50 铣 铣下平面,保证尺寸 160 钻 钻、扩、铰 16口倒角 0 钻 钻 6,钻 1080 铣 铣 宽度为 790 插 插键槽 100 检验 按照图纸要求检验各部尺寸及形位公差 110 入库 清洗,加工表面涂防绣油,入库 坯尺寸及其加工余量的确定 连杆 零件材料为 45,毛坯重量约为 产类型为 中批或 大批生产,采用 普通模锻 生产。 普通模锻 ,材料为 45钢 , 分模线平直对称,材质系数 杂系数 = 度为 25通级,查的上下偏差分别为 + 10 根据工序要求,两 侧 面经过 四 道工序,先粗铣 端面 B,再粗铣 端面 A,精铣端面 B, 最后 精铣端面 A, 各步余量如下: 粗铣:由机械加工工艺手册第一卷表 余量值规定, 零件厚度大于 60度小于 100加工余量为 精铣:由机械加工工艺手册第一卷表 余量值规定 ,零件厚度大于 60度小于 100加工余量为 精铣后尺寸与零件尺寸相同,但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级,现按 机械 加工工艺手册表 铣 精铣所能达到的经济精度取 入体原则取值。 工余量计算 根据工序要求, 精铣后尺寸与零件尺寸相同,但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级,现按 机械 加工工艺手册表 铣 精铣所能达到的经济精度取 入体原则取值。 定各工序切削用量及基本工时 没切削过程,无需计算 没切削过程,无需计算 没切削过程,无需计算 工序 40. 铣上平面 ( 1)铣 上平面 取背吃到量 选用 ,每齿进给量 0 /zf m m z工件材料 45 ,锻造 ,高速钢镶齿铣刀、 125wd 数 14z ,查表 定铣削速度 7 9 m 0 0 0 V 1 0 0 0 7 9 . 8n 2 0 3 . 2 r / m i n d 125 采用 ,查表 转速 1 6 0 / m 故实际铣削速度 11 1 2 5 1 6 0 6 2 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0wc 当 1 6 0 / m 作台每分钟进给 0 . 1 2 1 4 1 6 0 2 6 8 . 8 / m i nm z wf f z n m m 由工艺手册得 60l 2 2 2 21 5 d d a 1 3 0 . 5 1251 2 5 6 0 1 3 9 ml m 2 = 1 3 m m = 2 m 9 22 6 8 . 8 t 0 . 2 6 m i n 1 5 . 8 4 l l 1t 1 5 . 8 4 0 . 1 6 2 . 5 3 11xt t 1 5 . 8 4 2 . 5 3 0 . 0 6 1 . 1 0 1 5 . 8 4 2 . 5 3 1 . 1 0 1 9 . 5 s 工序 保证尺寸 16背吃到量 选用 ,每齿进给量 0 /zf m m z工件材料 45 , 锻造 ,高速钢镶齿铣刀、 125wd 数 14z ,查表 定铣削速度 7 9 m 0 0 0 V 1 0 0 0 7 9 . 8n 2 0 3 . 2 r / m i n d 125 采用 ,查表 转速 1 6 0 / m 故实际铣削速度 1 2 5 1 6 0 6 2 . 8 / m i 0 0 1 0 0 0wc 当 1 6 0 / m 作台每分钟进给 0 . 1 2 1 4 1 6 0 2 6 8 . 8 / m i nm z wf f z n m m 由工艺手册得 60l 2 2 2 21 5 d d a 1 3 0 . 5 1251 2 5 6 0 1 3 9 ml m 12 2 = 1 3 m m = 2 m 9 22 6 8 . 8 t 0 . 2 6 m i n 1 5 . 8 4 l l 1t 1 5 . 8 4 0 . 1 6 2 . 5 3 11xt t 1 5 . 8 4 2 . 5 3 0 . 0 6 1 . 1 0 1 5 . 8 4 2 . 5 3 1 . 1 0 1 9 . 5 s 工序 50: 钻、扩、铰 16口倒角 1)钻孔 切屑用量: 取背吃刀量 9pa 由参考文献 2可查出,根据 进 给量0 /f m m r ,切屑速度: 1 7 / m , , ,则修正后的切屑速度 1 7 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 / m i ,即1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 . 2 2 1 9 8 . 4 / m i 查参考文献 2表 1 9 5 / m 故实际切屑速度为 1 6 1 9 5 1 1 . 0 2 / m i 0 0 1 0 0 0 。 切屑用时: 1 c o t (1 2 )2 k m m=109 4 5,2 1l 12l 故121 1 2 1 0 1 0 . 2 4 m i n 1 4 . 40 . 4 8 1 9 5l , 11 0 . 1 6 0 . 2 4 0 . 1 6 2 . 3t s , 1 1 1 1( ) 0 . 0 6 (1 4 . 4 2 . 3 ) 0 . 0 6 1b x j ft t t t s ,1 1 1 1 1 1 7 . 7d j j f b xt t t t t s ( 2)扩孔 切 屑用量: 取背吃刀量 由参考文献 2可查出,根据 进给量 0 /f m m r ,切屑速度: 2 5 / m , ,则修正后的切屑速度 2 5 0 . 8 8 0 . 7 5 2 2 . 4 4 / m i ,即 13 1 0 0 0 1 0 0 0 2 2 . 4 4 3 6 0 . 7 / m i . 8s , 查参考文献 2表 2 7 2 / m 故实际切屑速度为 1 9 . 8 2 7 2 1 6 . 9 / m i 0 0 1 0 0 0 。 切屑用时: 1 c o t (1 2 )2 k m m=109 4 5,2 1l 12l 故122 1 2 1 0 1 0 . 1 3 m i n 7 . 80 . 6 2 2 7 2l , 22 0 . 1 6 7 . 8 0 . 1 6 1 . 2 5t s , 2 2 2 2( ) 0 . 0 6 ( 7 . 8 1 . 2 5 ) 0 . 0 6 0 . 5 4b x j ft t t t s ,2 2 2 2 2 9 . 6d j j f b xt t t t t s ( 3)铰孔 切屑用量: 取背吃刀量 由参考文献 2可查出,根据 进给量 0 /f m m r ,切屑速度: 8 m , ,则修正后的切屑速 度 8 . 2 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i ,即1 0 0 0 1 0 0 0 7 . 1 4 1 1 3 . 6 9 / m i , 查参考文献 2表 9 7 / m 故实际切屑速度为 2 0 9 7 6 . 0 9 / m i 0 0 1 0 0 0 。 切屑用时: 1 c o t (1 2 )2 k m m=1010D , 45,2 1l 12l 故123 2 5 0 . 1 9 1 3 0 . 2 9 m i n 1 7 . 40 . 8 1 9 7l ,33 0 . 1 6 1 7 . 4 0 . 1 6 2 . 8t s , 3 3 3 3( ) 0 . 0 6 1 . 2b x j ft t t t s ,3 3 3 3 3 2 1 . 4d j j f b xt t t t t s 。 工序 70 钻 钻 6,钻 10工件材料为 45钢,孔 速钢钻头,查表 削速度 2 0 / m 进给量 f m m / r 14 则 1 0 0 0 1 0 0 0 2 0n 6 6 3 . 5 / m i . 6s w v 采用 由表 n 5 4 5 / m r故实际切削速度为 9 . 6 5 4 5v 1 6 . 4 3 / m i 0 0 1 0 0 0dn m 1 9 . 6c o t 1 2 c o t 4 5 1 5 . 822k m m 1 1l 9l 该工序基本时间为112 3 9 5 . 8 1 0 . 4 2 m i n 2 5 . 20 . 2 0 5 4 5l 1 2 5 . 2 0 . 1 6 4 . 0 3 11 ( 2 5 . 2 4 . 0 3 ) 0 . 0 6 1 . 7 5 1t 2 5 . 2 4 . 0 3 1 . 7 5 3 1jd s ( 1) 铰 孔 取背吃刀量 5钢 孔,查表 削速度 1 4 / m 进给量 f 0.8 r 则 1 0 0 0 1 0 0 0 1 . 4n 4 5 . 5 / m i 1 0s v r 采用 立式钻床 取转速 n 3 9 2 / m r故实际切削速度为 1 2 3 9 2v 1 2 . 1 / m i 0 0 1 0 0 0dn m 由 459 . 8 9 . 6 0 . 122p m m 查表 15l 39l 工序基本时间为212 3 9 0 . 1 1 5 0 . 1 7 m i n 1 0 . 4 8 3 9 2j l l lt 2t 1 0 . 4 0 . 1 6 1 . 6 6 4f s 22 (1 0 . 4 1 . 6 6 4 ) 0 . 0 6 0 . 7 2 2t 1 0 . 4 1 . 6 6 4 0 . 7 2 1 2 . 8jd s 15 ( 3) 倒角 机床: 刀具: 倒角钻头 量具:游标卡尺 型 夹具:专用夹具 工序 90:粗、精铣 宽度为 7 机床:铣床 刀具:错齿三面刃铣刀 粗铣槽 切 削深度据参考文献 3表 6 查得:进给量 0 /fa m m z,根据参考文献 1表 30 32 查得切削速度 24 / m 。 机床主轴转速 n : 1 0 0 0 1 0 0 0 2 4 6 2 . 1 / m i 1 4 4 5 , 按照参考文献 3表 74,取 75 / 实际切削速度 v : 3 . 1 4 4 5 7 5 0 . 5 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 0 6 1 8 7 5 / 6 0 1 . 3 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量 1 . 3 5 / 8 1 / m i m m s m m 被切削层长度 l :由毛坯尺寸可知 20l , 刀具切入长度 1l : 1 0 1 2 )=63具切出长度2l:取 2 走刀次数为 1 机动时间121 2 0 6 3 2 1 . 0 5 m i l lt f 精铣槽 根据参考文献 3表 6 查得:进给量 0 /fa m m z,根据参考文献 1 16 表 30 32 查得切削速度 23 / m , 机床主轴转速 n : 1 0 0 0 1 0 0 0 2 3 4 5 . 8 / m i 1 4 6 , 按照参考文献 3表 74,取 4 7 m 。 实际切削速度 v : 3 . 1 4 6 4 7 . 5 0 . 4 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量0 . 0 8 2 2 4 7 . 5 / 6 0 1 . 3 9 /a Z n m m s 工作台每分进给量 1 . 3 9 / 8 3 . 6 / m i m m s m m 被切削层长度 l :由毛坯尺寸可知 20l , 刀具切入长度 1l : 1 0 1 2 )=81具切出长度2l:取 2 走刀次数为 1 机动时间222 2 0 8 1 2 1 . 2 3 m i . 6l lt f 本工序机动时间:12 1 . 0 5 1 . 2 3 2 . 2 8 m i nj j jt t t 工序 70. 按照图纸要求检验各部尺寸及形位公差 无切削加工 工序 80. 清洗,加工表面涂防绣油,入库 无切削加工 17 4 铣槽夹具设计 究原始质料 利用本夹具主要用来粗 、精铣 宽度为 7槽 ,该 槽 对孔的中心线要满足 对称度要求以及其槽两边的平行度要求。 在 铣此 槽 时,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。 位基准的选择 对孔的的加工没有位置公差要求, 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,孔进行了钻、扩、铰加工。因此,定位、夹紧方案有: 方案:选底平面、工艺孔和大头孔外圆端来定位 方案:应用一面即底面,一销即定位于大头孔外端的挡销和工艺孔的心轴来定位,夹紧方式就用螺母在心轴上夹紧。 方案:选一面两销定位方式,工艺孔用短圆柱销,还有一挡销定位于大头孔外端,夹紧方式用操作简单,通用 性较强的移动压板来夹紧。 分析比较上面三种方案:方案中的 V 型块定位造成过定位,而夹紧方式加大了设计量,装、取工件也不易。方案中的心轴夹紧、定位是不正确的,也端是不加工的,且定位与夹紧应分开,因夹紧会破坏定位。 定位基准的选择必须合理,否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。 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,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。 18 削力及夹紧分析计算 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 30 40D 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 6543210 式中:60 种因素的 安全系数, 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。 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: 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有 : )( 210 考文献 5可查得: 901 0592 2 29 其中: 33( )L )(80 19 螺旋夹紧力:0 4 7 4 8 )夹具采用 螺旋夹紧机构,用螺栓通过弧形压块压紧工件,受力简图如 由表 2621 得:原动力计算公式 0 01l 即: 00 4 7 4 8 . 2 3 3 0 . 9 8 9 0 3 2 . 7 5 ( )17K 由上述计算易得: W 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 。 差分析与计算 该夹具以一个平面和和一个定位销定位,要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: 当短圆柱销以任意边接触时 m i D d 当短圆柱销以固定边接触时 2 式中定位孔与定位销间的最小间隙 通过分析可得: 0 2D 0 1d 因此:当短圆柱销以任意边接触时 0 3DW 夹紧误差 : co s)(m a x 其中接触变形位移值: 20 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。 紧装置的选用 该夹紧装置选用移动压板,其参数如表 表 动压板 公称直径 L B H l b 1b d K 6 45 20 8 19 向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中,一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合,使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹具的螺栓的 负荷,加强夹具在加工中的稳固性。 根据 80 定向键结构如图所示: 21 具体槽形与螺钉 根据 T 形槽的宽度 a=18向键的结构尺寸如表 表 向键 B L H h D 1h 夹具体槽形尺寸 2B 2h 公称尺寸 允差 d 允差 4d 公称尺寸 允差 D 18 5 12 4 12 8 + 对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定刀具与夹具的相对位置。 塞尺选用平塞尺,其结构如图 示: 22 标记四周倒圆图 塞尺 塞尺尺寸参数如表 表 尺 公称尺寸 H 允差 d C 3 具设计及操作的简要说明 如前所 述,应该注意提高生产率,但该夹具设计采用了手动夹紧方式,在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小,经过方案的认真分析和比较,选用了手动夹紧方式(螺旋夹紧机构)。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。 23 总 结 本次 毕业设计 是在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性复习,是一次对我们所学的专业基础知识的掌握情况的重要考 察和检验,更是培养我们理论联系实际,分析并解决问题能力的重要内容和阶段。 使我更好的掌握了 这次 毕业设计 , 其设计图主要用 自我感觉尚有很多不足和错误,首先,在设计夹具装配件时过于匆忙, 装配 连杆 时放 在 了 左手边,不符合工人正常劳作习惯;其次是 毕业设计 前准备工作没做好,在图书馆很多资料和文献都没能借到(早已借空了),在借阅同学
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本文标题:连杆零件机械加工工艺及铣夹具设计【手柄形】【5张CAD图纸+答辩论文】
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