说明书 说明书6

南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 目目 录录 目 录 1 序 言 3 正 文 3 一 产品介绍 3 二 纲领的计算 4 一 计算程设计生产纲领决定生产类型 4 三 毛坯的确定 5 一 工艺规程设计 6 一 定位基准的选择 6 二 粗基准的选择可以考虑以下几点要求 6 三 零件表面加工方法的选择和加工余量的计算 6 迴转盘铣床夹具的设计 20 一 设计的准备 21 二 总体设计 21 三 工件定位的方式 22 四 工件的定位原理 22 五 定位元件 基本要求 22 六 常用定位方法与定位元件 23 一 工件以平面定位 23 二 用几何方法计算定位误差 24 三 用微分方法计算定位误差 24 七 减少夹具及定位误差的措施 26 八 常用的夹紧机构 29 一 螺旋夹紧装置 29 二 偏心夹紧装置 30 三 斜楔夹紧机构 30 四 螺旋夹紧机构 30 五 偏心夹紧机构 30 南昌航空大学科技学院学士学位论文 2 六 工件在夹具中的夹紧 31 七 对夹紧装置的要求 31 八 夹紧力的确定 32 十一 常用夹紧机构 32 参考文献 36 致 谢 37 附录 38 南昌航空大学科技学院学士学位论文 3 序序 言言 机械制造工艺学课程设计是我们在学完大学的大部分课程后进行的 是我们对 大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核 也是一次理论联系实际的训练 这 次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论 并结合实习中学到的实践 知识 独立地分析和解决工艺问题 初步具备了设计一个中等复杂程度零件 廻转 盘 的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法 拟订夹具设计方案 完 成夹具结构设计的能力 也是熟悉和运用有关手册 图表等技术资料及编写技术文 件等基本技能的一次实践机会 因此 它在我们大学生活中占有重要地位 就我个 人而言 我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理 从 中锻炼自己分析问题 解决问题的能力 对未来的工作发展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教 正正 文文 一 一 产品介绍产品介绍 迴转盘是用在机械工程方面的 一个重要的零件 迴转盘零件草图 如下 南昌航空大学科技学院学士学位论文 4 二 纲领的计算二 纲领的计算 一 一 计算程设计生产纲领决定生产类型计算程设计生产纲领决定生产类型 如附图一 该产品年产量为 6000 台 1 件 台 壳体 设备品率为 15 机械加 工废品率为 0 5 现制定该零件的机械加工工艺流程 技术要求 1 铸件需经消除内应力处理 2 加工部分的棱角倒钝 3 本铸件精度等级为 JB2580 79 一级 4 未注明加工尺寸公差 IT14 5 未注明形位公差 C 级 6 未说明铸造同角为 R5 R20 7 注明拔模斜角为 1 100 8 所有倒角 9 鼓轮座两端80H9 与轴承盖同时加工 10 面允许留黑疤 11 5 M24 及 3 16 1 50 锥孔在滚珠座范围内的孔钻通后 须用 K1412 2 28 堵片焊堵 焊缝不得高出铁皮表面 R20 圆角处焊堵片必须紧贴圆弧面 生产纲领 N N Qn 1 a b 6000 1 15 0 5 6930 件 年 迴转盘的年产量为 6930 件 年现通过计算 生产纲领对工厂的生产过程和生产组织 有着决定性的作用 包括觉得各工作点的专业化程度 加工方法 加工工艺设备和 工装等 同一种产品 生产纲领不同也会有完全不同的生产过程和专业化程度 即有着 完全不同的生产组织类型 根据生产专业化程度的不同 生产组织类型可分为单件 生产 成批生产 和大量 生产三种 其中成批生产可分为大批生产 中批生产和 小批生产 下表 1 3 是各种生产组织管理类型的划分 从工艺特点上看单件生产与小批生产相近 大 批生产和大量生产相近 因此在生产中一般按单件小批 中批 大批大量生产来 型 这三种类型有着各自的工艺特点如下表 南昌航空大学科技学院学士学位论文 5 零件年生产类型 件 年 生产类型重型机械中型机械轻型机械 单件生产 5 20 100 小批生产 5 100 20 200 100 500 中批生产 100 300 200 500 500 5000 大批生产 300 1000 500 5000 5000 30000 大量生产 1000 5000 50000 所以综上所说 根据生产类型和生产纲领的关系 可以确定该产品的生产类型 为大批量生产 关键字 材料 ZG35 N 6930 件 年 生产类型 大批量生产 该零件的材料为 该材料 ZG35 具有较高的耐磨性 强度 耐热性及减振性 该零件的材料主要加工面为 A 基准上的两个端面和在 B 基准上的两个端面及 4 个 50H8 的孔 2 个 80H9 的半圆 2 个 80H8 的孔等 0 039 0 0 074 0 0 046 0 基准面 A 和基准面 B 互为基准 且平行度为 0 15 A B 基准面和基准面 C 的垂直度 为 0 1 A B 基准面的平面度允许的误差是 0 1 孔和面的加工都要符合图样上规定的要求 三 毛坯的确定三 毛坯的确定 ZG35 的铸造性能所涉及的主要是铸件的质量问题 铸件结构设计时 必须充分 考 虑适应合金的铸造性能 否孔 缩松 裂纹 冷隔 浇不足气孔等多种铸造缺陷 造成铸件很高的废品率 我们选用压铸的方式即将液态或半液态金属快速压入金属 铸行中 并在压力的作 用下凝固 其种铸造方式产品 质量最好 生产效率也高 能取得良好的经济效益 根据零件材料 ZG35 铸钢材料 N 6930 件 台 可知其 生产 型为大批量生产 件毛坯综合图的绘制 由于毛坯尺寸与成品零件的尺寸在大体上是一致的 图在这里就省略了 详见 资 料袋 零件图一张 A0 图纸 毛坯的尺寸可由前零件的尺寸和加工余量而确 定 南昌航空大学科技学院学士学位论文 6 一 一 工艺规程设计工艺规程设计 一 定位基准的选择一 定位基准的选择 回转盘底面和 2 个 50H8 孔的轴心线既是装配基准又是设计基准 用它 0 039 0 们作精基准能使加工遵循 基准重合 原则 实现箱体零件 一面两孔 的典型定 位方式 其余各面和孔也能用它作定位 这样使加工又遵循了 基准统一 原则 另外底面的面积较大 定位比较稳定可靠 夹紧方案也比较简单 可靠 操作方便 二 粗基准的选择可以考虑以下几点要求 二 粗基准的选择可以考虑以下几点要求 1 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求 应以不加工 表面作为粗基准 如果在工件上有很多不须加工的表面 则应以其中与加工面的 位置精度要求较高的表面作为粗基准 2 如果必须首先保证某很重要表面与不加工面之间的位置要求 应以首先保证某 重要表面的加工余量 均应选择表面作为粗基准 3 如果需保证各加工面都有足够的加工余量应选加式余量较小的表面作为粗基准 4 选择粗基准的表面应平整 没有浇冒口 习砂等缺陷 以便定位可靠 5 粗基准一般只能使用一次 特别是主要定位基准面 以免产生较大的位置公差 综上所述 分析零件 选择 2 个 60 的孔和底面作为粗基准 最先进行机 械加工表面上 A B 基准面和 2 个 50H8 的孔 然后加工另外两个 50H8 0 039 0 的孔 可利用压极装夹的和专用夹具装夹 0 039 0 三 零件表面加工方法的选择和加工余量的计算 三 零件表面加工方法的选择和加工余量的计算 零件表面加工方法选择应考虑以下问题 1 零件表面的加工方法 主要取决于加工表面的技术要求 这些技术要求 还包 括由于基准不重合而提高了作为精基准的技术要求 2 选择加工方法应考虑每种加工方法的加工经济精度范围 材料的性质及可加工 性 工件的结构 形状及尺寸大小 生产纲领及批量生产现有设备条件等 3 应考虑各种加工方法的经济精度 各表面加工方法的经济精度 南昌航空大学科技学院学士学位论文 7 提出两个方案进行对照 方案一工艺规程的设计 工序号工序内容 设备 010 机器砂型铸造 020 人工时效处理铸砂 030 涂漆喷枪 040 钻 攻丝 2 M16 7H 锪平 30钻床 050 铣欲铣出两半圆上的正上方 粗造度是的四周平面和这两半圆内外 突出的端面 与长粗造度是 的侧面 铣床 060 铣在 A 基准上的两个端面和在 B 基准上的两个 端面 粗造度都是 铣床 070 铣欲钻 2 个 40 的孔的 粗造度是内 外共 4 个端面 铣床 080 铣斜度是 6 100 粗造度是的两斜面 铣床 090 钻 攻丝 12 M30 7H 的螺纹孔 倒角 45 钻床 100 钻 扩 侧面粗造度是 的孔 倒角 45 钻床 110 钻 扩 铰 2 个 40 侧面粗造度是的 孔 倒角 45 钻床 120 钻 攻丝 5 M24 7H 深 30 的螺纹孔 倒角 45 钻床 130 钻 粗铰 精铰 3 锥销孔 16 与减速机体配 作粗造度是的孔 钻床 南昌航空大学科技学院学士学位论文 8 140 钻 攻丝 2 M10 8H 深 20 的螺纹孔钻床 150 钻 攻丝 M24x1 5 7H 贯通的螺纹孔钻床 160 钻 攻丝 4 M14 7H 深 25 的螺纹孔钻床 170 钻 攻丝 2 M12 7H 深 25 的螺纹孔钻床 180 钻 铰 20 深 20 的通孔钻床 190 铣出粗造度是的两个 半圆 铣床 200 铣出 90 两个孔粗造度是的侧面和粗 造度是的底面 倒角 45 铣床 210 钻 铰 深 16 的孔钻床 220粗镗 半精镗 粗造 度是的两个孔 镗床 230 按零件图样要求全面检查 240 入库 通过分析 可以知道方案一不足之处 一是钻 攻丝 2 M16 7H 锪平 30 这一过程应该放在一次装夹过程中铣完各个 表面之后工序中 因此应放在铣欲钻 2 个 40 的孔的 粗造度是内外共 4 个 端面这道工序之后 二是 在 100 工序当中的钻 扩 侧面粗造度是的孔 倒角 45 因为表面粗糙度要求是 6 3 经过查阅 机械制造工艺学 可知只通过 扩的方式不能满足需要 因此还需要加一个绞的工步才能达到要求 加工顺序的安排 因 2 个相对的 50H8 的孔是作为精加工的两孔 所以加工时应一次装夹的 0 039 0 情况下完成加工 同时它们的加工宜采用工序集中的原则 即分别在一次装夹下将 A B 基准面和 4 个 50H8 的孔加工出来 以保证其位置精度 0 039 0 南昌航空大学科技学院学士学位论文 9 根据 先面后孔 先主后次 先粗后精 的加工原则 因此修改后的加工工艺 路线如下 1 铸 铸造 翻砂 注意检查缺陷 2 油漆 清砂 刷底面 自然时效 方案二工艺规程的设计 工序号工序内容 设备 010 机器砂型铸造 020 人工时效处理铸砂 030 涂漆喷枪 040 钻 攻丝 2 M16 7H 锪平 30钻床 050 铣在 A 基准上的两个端面和在 B 基准上的两个 端面 粗造度都是 铣床 060 铣欲铣出两半圆上的正上方 粗造度是的四周平面和这两半圆内外 突出的端面 与长粗造度是 的侧面 铣床 070 铣欲钻 2 个 40 的孔的 粗造度是内 外共 4 个端面 铣床 080 铣斜度是 6 100 粗造度是的两斜面 铣床 090 钻 攻丝 12 M30 7H 的螺纹孔 倒角 45 钻床 100 钻 扩 铰 侧面粗造度 是的孔 倒角 45 钻床 110 钻 扩 铰 2 个 40 侧面粗造度是的 孔 倒角 45 钻床 南昌航空大学科技学院学士学位论文 10 120 钻 攻丝 5 M24 7H 深 30 的螺纹孔 倒角 45 钻床 130 钻 粗铰 精铰 3 锥销孔 16 与减速机体配 作粗造度是的孔 钻床 140 钻 攻丝 2 M10 8H 深 20 的螺纹孔钻床 150 钻 攻丝 M24x1 5 7H 贯通的螺纹孔钻床 160 钻 攻丝 4 M14 7H 深 25 的螺纹孔钻床 170 钻 攻丝 2 M12 7H 深 25 的螺纹孔钻床 180 钻 铰 20 深 20 的通孔钻床 190 铣出粗造度是的两个 半圆 铣床 200 铣出 90 两个孔粗造度是的侧面和粗 造度是的底面 倒角 45 铣床 210 钻 铰 深 16 的孔钻床 220粗镗 半精镗 粗造 度是的两个孔 镗床 230 按零件图样要求全面检查 240 入库 具体进行展开 1 机器砂型铸造 用到的是型砂 用于铸造的行腔 因为是大批量的生产 所以再通过机器设备进 行砂型铸造 以保证效率 2 人工时效处理 这个过程即在人工的条件下对铸件的内应力进行消除的方式 她和自然时效相 比 有着效率更高的优点 3 涂漆 用到的是喷枪 涂漆的作用是防锈 因为铸件在空气当中暴露的时间过长的话容 易生锈 涂漆就能起到保护作用 4 铣在 A 基准上的两个端面和在 B 基准上的两个端面 粗造度都是 南昌航空大学科技学院学士学位论文 11 1 先以两个60 的孔和底面以三个支撑点的方式进行自由度的控制 然后加 工 A 基准面 2 在一次装夹的情况下 以同样的方式加工出 B 基准面 从而保证 A B 基准 面的平行度为 0 15 A B 基准面和基准面 C 的垂直度为 0 1 A B 基准面的平面度 的误差是 0 1 的范围 加工要求 铣两侧平面 R 12 5 a 机床 X5040 立式铣床 刀具 50 标准高速钢锥柄立铣刀 齿数为 6 切削用量 查 工艺师手册 表 3 30 V 0 25 0 35 m s 取 0 2 m s 即 18m min 确定主轴转速 n 114 r min s w d v 1000 50 181000 按照机床说明书 取 n 118 r min s 所以实际切削速度 V n 118 18 5 m min 1000 w d s 1000 50 查 机械制造工艺设计手册 表 3 28 每齿进给量 af 0 07 0 18mm 取 0 1mm 工作台进给速度 0 1 6 118 70 8 mm min f V 取纵向进给速度 75 mm min f V 切削工时 T 2 10 f V l 其中 l 40 mm 代入得 t 0 533 min 75 40 5 铣欲铣出两半圆上的正上方粗造度是的四周平面和 这两半圆内外突出的端面 与长粗造度是的侧面 南昌航空大学科技学院学士学位论文 12 它是一个有粗糙度要求的加工面 但因为粗糙度的要求不高 分别是 25 和 12 5 所以我们保证它的一个相对的位置度即可 用到的机床是铣床 还要用到的 是 专用夹具 盘铣刀 专用量具 6 铣欲钻 2 个 40 的孔的 粗造度是内外共 4 个端面 这四个面的粗糙度是 25 因此要求都不是很高 毛坏预先单面都留有 2mm 的余 量 我们通过立铣的方式 一次进刀就可以完成 用到的机床是立式铣床 其它用 到的是 专用夹具 立铣刀 专用量具 7 铣斜度是 6 100 粗造度是的两斜面 继续在这个装夹方法下 要调整底面支撑螺钉的高度 是这个斜面与机床的铣 刀成垂直关系 然后在对这个拔模斜度是 6 100 的面进行铣削 留有的余量是 2mm 一次走刀既可以完成 用到的机床是立式铣床 刀具是盘铣刀 8 钻 攻丝 2 M16 7H 锪平 30 1 钻 12 的孔保证孔的位置精度 留一定的余量进行攻丝 用到的机床是钻 床 用到的刀具是直柄麻花钻 2 攻丝 2 M16 7H 用到的是 专用夹具 专用量具 机用丝锥 3 锪平 30 用到的是 专用夹具 专用量具 高速钢莫氏锥锪钻 工件材料 ZG35 钻 12 孔 选用 Z525 立式钻床及专用夹具 加工条件 机床 Z525 立式钻床 刀具 4 标准高速钢麻花钻头 切削用量 查 机械制造工艺设计手册 表 3 42 V 0 35m s 即 0 35 60 21 m min 确定主轴转速 n 1671 r min s w d v 1000 4 211000 按照机床说明书 取 n 1360 r min s 所以实际切削速度 V n 1360 17 1 m min 1000 w d s 1000 4 查 机械制造工艺设计手册 表 3 38 f 0 08 0 12mm r 按照机床说明书 取 0 1mm r 切削工时 南昌航空大学科技学院学士学位论文 13 T 2 11 nf ll 1 其中 5 5 2 7 5 mm 1 ll 代入得 t 0 055 min 1 01360 5 7 锪钻 2 个 30 孔 采用 90 锪钻 为缩短辅助时间 取倒角时的主轴转速与钻孔时相同 n 960 r min 手动进给 s 查 工艺师手册 表 28 13 V 18m min 确定主轴转速 n 453 r min s w d v 1000 5 12 181000 按照机床说明书 取 n 392 r min s 所以实际切削速度 V n 392 15 3 m min 1000 w d s 1000 5 12 查 工艺师手册 表 28 13 f 0 2mm r 按照机床说明书 取 0 17mm r 切削工时 刀具行程 L 8 2 4 14 mm 21 lll i nf lll fn Li Tj 21 0 21 min 17 0 392 14 以上为钻一个孔的机动时间 故本工步的机动时间为 T 12 0 21 12 2 52 min j T 9 钻 攻丝 12 M30 7H 的螺纹孔 倒角 45 1 钻 12 个 25 孔保证孔的位置精度 倒 45 的角 因为要留一定的余量去打 内螺纹 所以先钻 25 的孔 用的刀具是直柄麻花钻 2 攻丝 12 M30 7H 的螺纹孔 所用的刀具是机用丝锥 10 钻 扩 铰 侧面粗造度是的孔 倒角 45 1 钻 30 的孔保证孔的位置精度 倒 45 的角 用的是直柄麻花钻 2 扩成 50 的孔 用的是专用扩刀 南昌航空大学科技学院学士学位论文 14 3 精铰成符合的孔 从而保证粗糙度是 6 3 用的铰刀是圆 柱直柄铰刀 机床是立式钻床 Z535 11 钻 扩 铰 2 个 40 侧面粗造度是的孔 倒角 45 1 钻 2 个 30 的孔保证孔的位置精度 倒角 45 工艺装备是 专用夹具 专用量具 直柄麻花钻 2 扩 2 个 40 的孔 工艺装备是 专用夹具 扩刀 专用量具 3 半精铰 40 的孔 保证孔的尺寸精度 工艺装备是 专用夹具 专用量具 圆柱直柄铰刀 这两个孔的要求不是很高 所以只需要半精绞就完全可以达到要求 钻 绞两组 22 8 孔 8 孔倒角 加工条件 工件材料 QT420 10 加工要求 钻 绞两组 40 机床 Z525 立式钻床 刀具 钻用 23 高速钢锥柄麻花钻头 铰用 40 高速钢锥柄机用绞刀 倒 角用 45 高速钢锥柄机用锪钻 切削用量 钻 30 孔 查 工艺师手册 表 28 13 V 18m min 确定主轴转速 n 272 r min s w d v 1000 20 181000 按照机床说明书 取 n 272 r min s 所以实际切削速度 V n 272 17 1 m min 1000 w d s 1000 20 查 工艺师手册 表 28 13 f 0 32mm r 按照机床说明书 取 0 28mm r 切削工时 刀具行程 L 15 1 3 19 mm 21 lll i nf lll fn Li Tj 21 南昌航空大学科技学院学士学位论文 15 0 25 min 28 0272 19 以上为钻一个孔的机动时间 故本工步的机动时间为 T 2 0 25 2 0 5 min j T 扩钻 22 孔至 21 8 查 工艺师手册 表 28 32 V 18 7m min 确定主轴转速 n 273 r min s w d v 1000 8 21 7 181000 按照机床说明书 取 n 272 r min s 所以实际切削速度 V n 272 18 4 m min 1000 w d s 1000 8 21 查 工艺师手册 表 28 30 f 0 9 1 2mm r 取系数 0 5 按照机床说明书 取 0 48mm r 切削工时 刀具行程 L 15 1 3 19 mm 21 lll i nf lll fn Li Tj 21 0 145 min 48 0 272 19 以上为扩钻一个孔的机动时间 故本工步的机动时间为 T 2 0 145 2 0 29 min j T 绞 40 孔 查 工艺师手册 表 28 13 V 29m min 确定主轴转速 n 419 r min s w d v 1000 22 291000 按照机床说明书 取 n 392 r min s 所以实际切削速度 V n 392 26 7 m min 1000 w d s 1000 22 查 工艺师手册 表 28 13 f 0 32mm r 按照机床说明书 取 0 28mm r 南昌航空大学科技学院学士学位论文 16 切削工时 刀具行程 L 15 1 3 19 mm 21 lll i nf lll fn Li Tj 21 0 135 min 28 0 392 19 以上为绞一个孔的机动时间 故本工步的机动时间为 T 2 0 135 2 0 27 min j T 12 钻 攻丝 5 M24 7H 深 30 的螺纹孔 倒角 45 1 钻螺纹孔 20 我们先钻直径是 20 的孔 从而可以留一定的余量 去攻螺 纹 按计算的话 应该是内螺纹的顶牙的直径是 20 4 但考虑到钻刀的尺寸选择 我们选择 20 的直柄麻花钻作为刀具 2 攻丝 5 个 M24 7H 深 30 的螺纹孔 倒角 45 我们在工序所用的时间上应 是 5 个工步的时间和 13 钻 粗铰 精铰 3 锥销孔 16 与减速机体配作粗造度是的孔 1 钻 3 个锥销孔 16 的孔 使得孔是 16 工装是 专用夹具 专用量具 0 8 0 直柄麻花钻 2 半精铰 3 个锥销孔 16 的孔 保证孔的尺寸精度 使得孔的大小是 16 工装是 专用夹具 专用量具 圆柱直柄铰刀 0 3 0 3 精铰 3 个锥销孔 16 的孔 保证孔的尺寸精度 使得孔的大小是 16 0 1 0 1 工装是 专用夹具 专用量具 圆柱直柄铰刀 14 钻 攻丝 2 M10 8H 深 20 的螺纹孔 1 钻 2 个螺纹孔 8 工装是 专用夹具 专用量具 直柄麻花钻 留了 2mm 的 余量作为内螺纹的小径 2 攻丝 2 个 M10 8H 深 20 的螺纹孔 工装是 专用夹具 专用量具 机用丝 锥 从而保证一定的精度 15 钻 攻丝 M24x1 5 7H 贯通的螺纹孔 1 钻 20 贯通的孔 工装是 专用夹具 专用量具 直柄麻花钻 2 攻丝 M24x1 5 7H 贯通的螺纹孔 工装是 专用夹具 专用量具 机用丝 锥 16 钻 攻丝 4 M14 7H 深 25 的螺纹孔 1 钻 4 个 12 深 25 的孔 工装是 专用夹具 专用量具 直柄麻花钻 南昌航空大学科技学院学士学位论文 17 2 攻丝 4 个 M14 7H 深 25 的螺纹孔 工装是 专用夹具 专用量具 机用丝 锥 17 钻 攻丝 2 M12 7H 深 25 的螺纹孔 1 钻 2 个 10 的孔 工装是 专用夹具 专用量具 直柄麻花钻 2 攻丝 2 个 M12 7H 深 20 的螺纹孔 工装是 专用夹具 专用量具 机用丝 锥 18 钻 铰 20 深 20 的通孔 1 钻 20 贯通的孔 工装是 专用夹具 专用量具 直柄麻花钻 尺寸保证 在 20 所以在接下来的绞的工序当中可以有 0 5mm 余量 0 5 0 2 粗铰 20 深 20 的通孔 工装是 专用夹具 专用量具 圆柱直柄铰刀 然后加工出符合要求的孔 19 铣出粗造度是的两个半圆 1 铣这两个半圆要非常注意 选的定位方式是通过一面两孔的方式 然后达到 限制自由度的方式来切削出符合要求的半圆孔 工装是 专用夹具 专业铣刀 专 用量具 20 铣出 90 两个孔粗造度是的侧面和粗造度是的底面 倒角 45 每个面留有 2mm 的切削余量 只要一次进刀即可达到要求 工装是 专用夹 具 专业铣刀 专用量具 21 钻 铰 深 16 的孔 1 钻 2 个 10 的孔 深 16 工装是 工装是 专用夹具 专用量具 直柄麻 花钻 2 铰 深 16 的孔 工装是 专用夹具 专用量具 圆柱直柄铰 刀 然后加工出符合要求的孔 22 粗镗 半精镗 粗造度是的两个孔 1 粗镗 80 的孔 2 个 工装是 专用夹具 专用量具 镗刀 2 半精镗 粗造度是的两个孔 工装是 专用夹具 专 用量具 镗刀 4 粗镗 80 孔 1 切削深度 余量 Z 2 8mm 可以一次切除 2 进给量 查 机械制造工艺设计手册 表 3 15 3 粗镗 80 孔 1 切削深度 余量 Z 2 75mm 可以一次切除 2 进给量 查 机械制造工艺设计手册 表 3 15 f 0 15 0 4 mm r 查机床说明书 现取 f 0 41mm r 南昌航空大学科技学院学士学位论文 18 3 计算切削速度 查 工艺师手册 表 27 12 V k vv yx p m V faT C v 4 015 0 20 0 41 0 75 2 60 54 0158 46 6 m min 4 确定主轴转速 n 119 r min s w d v 1000 124 6 461000 按照机床说明书 取 n 125r min s 所以实际切削速度 V n 125 48 7 m min 1000 w d s 1000 124 5 检验机床功率 主切削力 查 工艺师手册 表 2 14 F Cafvk 1526 N z Z F z f x p Z F y z nF z F 89 0 41 0 75 2 900 85 01 切削时消耗功率 P 1 24 KW C 4 106 CCV F 4 106 7 481526 6 检验机床进给系统强度 已知主切削力为径向切削力 F p 参考 工艺师手册 F Cafvk Y y F V F X p FV Y Fv n V F 530 2 75 0 41 1 0 89 9 06 0 676 N 轴向切削力 走刀力 查表 2 17 机械工艺师手册 F Cafvk x x F X F x p X F y X nF X F 450 2 75 0 41 1 0 89 4 0 763 N 取机床导轨与床鞍摩擦系数 u 0 1 则切削力在纵向进给方向对机床的作用力 F F u F F xYz 904 N 南昌航空大学科技学院学士学位论文 19 查机床说明书 机床最大纵向力为 3530N 故机床进给系统可以正常工作 7 切削工时 刀具行程 L 8 2 3 13 mm 21 lll i nf lll fn Li Tj 21 0 26 min 1254 0 13 f 0 15 04mm r 此处为非连续表面 查机床说明书 现取 f 0 3mm r 3 计算切削速度 查 工艺师手册 表 27 12 V k 2 9 vv yx p m V faT C v 取 T 60min C 158 x 0 15 y 0 40 m 0 2 vVv 查 工艺师手册 表 27 17 k 0 85 k 0 6 k 1 2 k 0 89 k 1 0 Mvsvkvkrvtv k 0 85 0 6 1 2 0 89 1 0 0 54 v V 52 1 m min 4 015 020 0 3 08 260 54 0 158 4 确定主轴转速 n 143 r min s w d v 1000 116 1 521000 按照机床说明书 取 n 125r min s 所以实际切削速度 V n 125 45 5 m min 1000 w d s 1000 116 5 切削工时 刀具行程 L 50 3 3 56 mm 21 lll i nf lll fn Li Tj 21 1 49 min 1253 0 56 半精镗 130 孔 1 切削深度 余量 Z 0 2mm 可以一次切除 南昌航空大学科技学院学士学位论文 20 2 进给量 查有关资料 f 0 01 0 14 mm r 进给无级变速 取 f 0 08mm r 3 计算切削速度 查有关资料 V 150 500 m min 取 V 200m min 4 确定主轴转速 n 489 r min s w d v 1000 130 2001000 T740K 金刚镗床为无级变速 取 n 489 r min s 5 切削工时 刀具行程 L 其中 8 2 3 13 mm 21 lll i nf lll fn Li Tj 21 0 332 min 08 0 489 13 23 按零件图样要求全面检查 24 入库 通过以上的两种加工工艺可知 工艺路线二是更好的 因此我们在加工次迴转 盘零件时应该选用方案二 迴转盘铣床夹具的设计迴转盘铣床夹具的设计 在金属切削机床上进行加工时 为了保证工件加工表面的尺寸 几何形状和 相互位置的精度等要求 在加工方法确定之后 需要解决的问题之一是使工件相 对于刀具和机床占有正确的加工位置 即工件的定位 并把工件压紧夹牢 以保 证这个确定了的位置在加工过程中稳定不变 即工件的夹紧 着就是工件在上的 正确安装 工件进行定位和夹紧功能的夹具 工件一般采用 一面两孔 定位 夹具上两 个定位销距离的调节 以及定位销插入和退出定位孔的动作 均可按程序实现自动 调节 调节距离的方式有按直角坐标平移方式 按极坐标回转方式和复合式三种 南昌航空大学科技学院学士学位论文 21 该零件加工工序多 精度要求较高 但形状较为复杂 在加工中心上若用夹具加 工 工件可采用一面两孔的定位方案 先将工件的底平面及其上两孔进行粗 精 加工 再在加工中心上完成其他表面的加工 机床夹具的分类 机床夹具按其使用范围可分为以下五种基本类型 1 通用夹具 通用夹具具有一定的通用性 2 专用夹具 专用夹具是针对某一种工件的某一个工序而专门设计的 3 通用可调整夹具和成组夹具 通用可调整夹具和成组夹具的特点是夹具的部分元件可以更换 部分装置可以 调整 以适应不同零件的加工 4 组合夹具 组合夹具是由一套完全标准化的元件 根据零件的加工要求拼装而成的夹具 5 随行夹具 随行夹是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具 机床夹具的功用 加工质量 机床夹具的首要任务是保证加工精度 特别是保证被加工工件的加工与定位面 之间以及被加工表面相互之间的位置精度 2 提高生产率 降低成本 使用夹具后可减少划线 找正等辅助时间 且易于实现多件 多工位加工 3 扩大机床工艺范围 在机床上使用夹具可使加工变得方便 并可扩大机床工艺范围 4 减轻工人劳动强度 保证生产安全 一 设计的准备 一 设计的准备 为了提高劳动生产率 保证质量 精度 需要设计专用夹具 二 二 总体设计总体设计 工件在夹具上的定位 三 三 工件定位的方式工件定位的方式 1 直接找正定位 生产率低 精度 工人技术 单件小批或位置要求高 定位基准 所找正的表面 南昌航空大学科技学院学士学位论文 22 2 划线找正定位 精度低 单件小批 复杂件 毛坯精度低 定位基准 所划的线 3 夹具定位 生产率高 定位精度高 成批及大量生产 四 四 工件的定位原理工件的定位原理 1 六点定则 用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度 误解 工件被夹紧 就定位了 并没有保证一批工件的一致位置 工件定位后 反方向可移动 定位面与定位点应保持接触 2 限制工件自由度与加工要求的关系 完全定位 六个自由度全部限制 不完全定位 限制的自由度 6 欠定位 该限的自由度没有限 绝不允许 过定位 重复限制一自由度 一般不允许 正确处理 危害 定位不稳 安装困难 工件或夹具变形 措施 去除过定位 修改结构 特殊 可用过定位 提高定位稳定性和结构刚度 简化夹具 前提 提高工件定位面 夹具定位面的相互位置精度 注意 理论上要限制的自由度 按加工要求确定 不欠定位 实际上所限制的自由度 多于理论要求的 不过定位 为承受切削力 简化夹具结构 五 五 定位元件定位元件 基本要求 基本要求 足够的精度 足够的硬度和耐磨性 足够的强度和刚度 工艺性好 六 六 常用定位方法与定位元件常用定位方法与定位元件 南昌航空大学科技学院学士学位论文 23 一 工件以平面定位 一 工件以平面定位 平面定位的主要形式是支承定位 夹具上常用的支承元件有以下几种 1 主要支承 限制自由度 固定支承 支承钉 球头 毛坯面 齿纹 侧面 平头 已加工面 支承板 光 侧面 顶面 斜槽 底面 非标支承板 如圆环 可调支承 一批工件调一次 限制自由度 自位支承 浮动支承 只定 1 点 2 辅助支承 一个工件调一次 不限制自由度 提高刚度 2 孔定位 1 圆柱销 定位销 短销 定 2 点 长销 定 4 点 2 圆柱心轴 间隙配合心轴 定心精度低 和端面联合定位 过盈配合心轴 定心准确 装卸不便 精加工 花键心轴 花键孔定位 3 圆锥销 定 3 点 4 圆锥心轴 小锥度心轴 定 5 点 3 外圆定位 1 V 形块 短 定 2 点 基准是检验心轴的中心 长 定 4 点 对中性好 活动 定 1 点 非整圆表面定位 2 定位套 定心精度低 已加工面定位 3 半圆套 大轴件 不便轴向装夹的零件 4 圆锥套 反顶尖 4 组合表面定位 一面两孔 支承板 x y z 菱短圆柱销 x y 短削边销 z 南昌航空大学科技学院学士学位论文 24 安装 削边方向垂直于两销连线 本专用夹具设计中的定位方式为具以底平面和两个50H8 内孔 一 面两销 法 限制六个自由度定位元件为定位销 5 定位误差的计算 定位误差 是由于工件在夹具上定位不准确所引起的加工误差 在采用调整 法加工时 工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变 动量 二 用几何方法计算定位误差 二 用几何方法计算定位误差 采用几何方法计算定位误差通常要画出工件的定位简图 并在图中夸张地画出 工件变动的极限位置 然后运用三角几何知识 求出工序基准在工序尺寸方向 上的最大变动量 即为定位误差 三 用微分方法计算定位误差 三 用微分方法计算定位误差 22222 GZATD T 1 夹具的定位误差分析 工件在夹具上定位不一致 定位误差 D 刀具与对刀导向元件的位置不准确 对刀误差 T 夹具在机床安装不准确 安装误差 T 定位元件 对刀导向元件及安装基面三者位置不准确 制造误差 Z 加工方法误差 G 南昌航空大学科技学院学士学位论文 25 D T 3 1 2 定位误差分析 1 产生定位误差的原因 1 基准不重合误差 B 工序基准与定位基准不重合 工序基准相对于定位 基准在加工尺寸方向上的最大变动范围 B 2 基准位移误差 Y 定位副制造误差 定位基准相对于刀具在加工 尺寸方向上的最大变动范围 Y 2 定位误差的计算方法 合成法 Y 0 B 0 时 则 D Y B 0 Y 0 时 则 D B Y 0 B 0 时 判断相关性 若工序基准不在定位基面上 B与 Y不相关 则 BYD 若工序基准在定位基面上 B与 Y相关 判断方向性 若工序基准和定位接触点在定位基准的异侧 方向相同 BYD 若工序基准和定位接触点在定位基准的同侧 方向相反 BYD 3 各种定位方法的基准位移误差 平面定位 一般 Y 0 孔销定位 单方向位移 2 0 dD Y 南昌航空大学科技学院学士学位论文 26 任意方向位移 Y X max min0max dD V 形块定位 水平方向 Y 0 垂直方向 Y 2 sin2 d 七 减少夹具及定位误差的措施七 减少夹具及定位误差的措施 1 提高夹具的精度 提高定位元件 对刀元件及配合表面与机床连接表面的 制造精度 提高精度 安装精度调整夹具 刀具与夹具位置 提高对刀精度 2 减少定位误差 基准重合 误差小的定位方式 如定心夹紧装置等 提高定位面与定位件加工精度 减少间隙 减少基准位移误差 3 减少夹具的磨损 提高夹具易磨件耐磨性 可换装置 及时更换 主要介绍工件孔与定位心轴 或销 采用间隙配合的定位误差计算 定 不 基 a 心轴 或定位销 垂直放置 按最大孔和最销轴求得孔中心线位置的变动量为 基 D d min max 最大间隙 b 心轴 或定位销 水平放置 孔中心线的最大变动量 在铅垂方向上 即为 定 基 OO 1 2 D d min max 2 或 基 Dmax 2 dmin 2 max 2 工件孔与定位心轴 销 过盈配合时 垂直或水平放置 时的定位误差 此时 由于工件孔与心轴 销 为过盈配合 所以 基 0 对 H1尺寸 工序基准与定位基准重合 均为中心 O 所以 不 0 对 H2 尺寸 不 d 2 工件与 一面两孔 定位时的定位误差 南昌航空大学科技学院学士学位论文 27 1 孔中心线在 X Y 方向的最大位移为 定 1x 定 1y D1 d1 1min 1max 孔与销的最大间隙 2 孔中心线在 X Y 方向的最大位移分别为 定 2x 定 1x 2 Ld 两孔中心距公差 定 2y D2 d2 2min 2max 两孔中心连线对两销中心连线的最大转角误差 定 2 2tan 1 1max 2max 2L 其中 L 为两孔中心距 第三节 工件在夹具中的夹紧 一 1 夹紧装置的组成和基本要求 1 夹紧装置的组成 1 力源装置 产生夹紧原始作用力 2 中间传动机构 改变作用力的方向 改变作用力的大小 起自锁作用 3 夹紧元件 最终执行元件 2 对夹紧装置的基本要求 不得破坏定位 力适当 不移动 不振动 不损伤 不变形 操作方便 迅速省力 结构简单 工艺性好 标准件 自锁性 二 夹紧力的确定 夹紧力包括大小 方向和作用点三个要素 它们的确定是夹紧机构设计中首先 要解决的问题 一 夹紧力方向的选择 夹紧力方向的选择一般应遵循以下原则 1 夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位 而不能破坏定位 2 夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致 以减小工件变形 3 夹紧力的作用方向应尽可能与切削力 工件重力方向一致 以减小所需夹紧力 二 夹紧力作用点的选择 一般注意以下几点 1 夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内 以保证工件 已获得的定位不变 2 夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位 以减小工件的夹紧变形 3 夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面 以便减小切削力对工件造成的翻转力 矩 南昌航空大学科技学院学士学位论文 28 1 夹紧力作用点 方向的确定 应指向主要定位面 夹紧力应落在定位支承范围内 夹紧力应尽量靠近加工面 夹紧力应作用在刚性好的部位上 夹紧力最好与切削力 重力方向一致 三 夹紧力大小的估算 夹紧力不足 会使工件在切削过程中产生位移并引起振动 夹紧力过大又会造成 工件或夹具不夹紧力大小的估算 受切削力 重力 离心力和惯性力等的作用 力 矩 平衡 建立力学模型 求出切削力 在最不利的瞬时 求夹紧力大小 为了保证夹紧可靠 再乘以安全系数 FJ K F 一般 K 1 5 3 粗加工取大值 精加工取小值 楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一 其他夹紧装置均是它的变形 它主要用 于增大夹紧力或改变夹紧力方向 楔块夹紧装置特点 自锁性 自锁条件 1 2 斜楔能改变夹紧作用力方向 斜楔具有扩力作用 ip p 1 tan 2 tan 1 夹紧行程小 效率低 因为斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦 所以夹紧效率低 所以适用范围 多用与机动夹紧装置中 夹紧力计算 p tan 2 tan 1 其中 p 为原始力 为楔块升角 常数 6 度 10 度 1 工件与楔块的摩擦角 2 夹具体与楔块的摩擦角 自锁条件 南昌航空大学科技学院学士学位论文 29 原始力 P 撤除后 楔块在摩擦力作用下仍然不会松开工件的现象称为自锁 1 2 一般 取 10 15 度或更小 传力系数 夹紧力与原始力之比称为传力系数 用 ip表示 ip p 1 tan 2 tan 1 楔块尺寸与材料 升角 确定后 其工作长度应满足夹紧要求 其厚度保证热处理不变形 小头 厚应为 75mm 材料一般用 20 钢或 20Cr 渗碳厚为 0 8 1 2mm HRC 56 62 Ra 为 1 6 m 八 常用的夹紧机构 八 常用的夹紧机构 一 螺旋夹紧装置 一 螺旋夹紧装置 螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的 相当于吧楔块绕在圆柱体上 转 动螺旋时即可夹紧工作 螺旋夹紧装置特点 结构简单 制造容易 夹紧可靠 扩力比 ip大 夹紧行程 S 不受限制 夹紧动作慢 效率低 应用场合 手动夹紧装置常采用 螺杆夹紧力计算 PL r中tan 1 r1tan 2 其中 P 是原始力 L 是原始力作用点到螺杆中心距离 r中是螺旋中经的一半 是螺旋升角 1螺母于螺杆的摩擦角 r1摩擦力矩计算半径 2工件与螺杆头部 或压块 间的摩擦角 自锁性能 因为楔块的自锁条件为 11 5 17 而螺旋夹紧装的螺旋升角 2 4 很小 所以自锁性很好 南昌航空大学科技学院学士学位论文 30 传力系数 ip p PL r中tan 1 r1tan 2 楔块的 ip 多位或多件夹紧 为了减小夹压的辅助时间和提高生产率 可采用多位或多件夹紧装置 压块的材料一般位 45 钢 HRC 43 48 螺杆的材料一般位 45 钢 HRC 33 38 二 偏心夹紧装置 二 偏心夹紧装置 偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装的一种变形 圆偏心夹紧力 PL tan 1 tan 2 其中 L 为手柄长度 支承轴中心 回转中心 到夹紧点距离 1 2分别为偏心轮与支承轴及偏心轮与工件间的摩擦角 传力系数 ip ip L tan 1 tan 2 远小于螺旋夹紧的 ip 特点及应用场合 偏心夹紧与螺旋夹紧相比 夹紧行程小 夹紧力小 自锁能力差 但夹紧迅速 结构 紧凑 所以常用与切削力不大 振动较小的的场合 常与其他夹紧元件联合使用 三 三 斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构 斜楔夹紧具有结构简单 增力比大 自锁性能好等特点 因此获得广泛应用 四 四 螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构 螺旋夹紧机构结构简单 易于操作 增力比大 自锁性能好 是手动夹紧中应 用最广泛的一种夹紧机构 五 偏心夹紧机构 五 偏心夹紧机构 偏心夹紧的优点是结构简单 操作方便 动作迅速 缺点是自锁性能较差 增力比 南昌航空大学科技学院学士学位论文 31 较小 一般常用于切削平稳且切削力不大的场合 可获得的夹紧力为 六 铰链夹紧机构 六 铰链夹紧机构 铰链夹紧机构的优点是动作迅速 增力比大 并易于改变力的作用方向 缺点是自 锁性能差 多用于机动夹紧机构中 七 定心夹紧机构 七 定心夹紧机构 定心夹紧机构是一种同时实现对工件定心定位和夹紧的夹紧机构 即在夹紧过程中 能使工件相对于某一轴线或某一对称面保持对称性 定心夹紧机构按其工作原理可 分为两大类 1 以等速移动原理工作的定心夹紧机构 2 以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构 九 联动夹紧机构九 联动夹紧机构 夹紧力作用在两个相互垂直的方向上 称为双向联动夹紧 两夹紧点的夹紧力方向 相同 称为平行联动夹紧 四 夹紧机构的动力装置 一 气动夹紧装置 一 气动夹紧装置 气动夹紧装置的工作介质是压缩空气 其工作压力通常为 0 4 0 6MPa 二 液压夹紧装置 二 液压夹紧装置 液压夹紧装置利用压力油为夹紧动力 三 气 液增压夹紧装置 三 气 液增压夹紧装置 气 液增压夹紧装置以压缩空气为动力源 气 液增压夹紧装置以压缩空气为动力源 通过压力油来传力和