偏心轮连杆机械加工工艺过程卡片.doc

偏心轮连杆加工工艺及夹具设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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摘  要


本文是对偏心轮连杆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。此外还对偏心轮连杆加工工艺与工装设计零件的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铣床夹具。


关键词:偏心轮连杆,加工工艺,加工方法,工艺文件,夹具

Abstract


This article is for processing applications eccentric connecting rod parts and machining process analysis, including the analysis of the parts diagram, rough choice to develop clamping, routing of parts, tool selection, cutting parameters determination process completing the document. Select the correct processing methods, the rational design of machining processes. In addition to processing the eccentric linkage process and tooling design parts of the special fixture design process.

Many types of jigs and fixtures, in which the most widely used general-purpose clamp, size and more have been standardized, and a professional production factories. Is widely used in mass production, a special fixture designed for workpiece machining processes and services, we need to design and manufacture their own respective manufacturer according to the work process. The main content of this paper is to design fixture design milling fixture.


Keywords: eccentric connecting rod, processing technology, processing methods, technical documents, fixtures

目  录

第1章 前言 1

1.1 简介 1

1.2 设计目的 1

第2章 零件的分析 2

2.1零件的作用 2

2.2 零件的工艺分析 2

2.2.1孔的加工 2

2.2.2面的加工 2

2.2.3槽的加工 3

第3章 工艺规划设计 4

3.1毛坯的制造形式 4

3.2基面的选择 4

3.2.1粗基准的选择 4

3.2.2精基准的选择 4

3.3工艺路线的拟定 4

3.3.1工艺路线方案 4

3.3.2工艺方案的确定 5

3.4毛坯尺寸及其加工余量的确定 5

3.5其他尺寸及其加工余量的确定 6

3.6确定各工序切削用量及基本工时 6

第4章 镗孔夹具设计 11

4.1 问题的提出 11

4.2 定位基准的选择 11

4.3夹具方案的设计 11

4.4 切削力和夹紧力计算 12

4.5 夹紧力的计算 13

4.6 定位误差分析 15

4.7 确定夹具体结构尺寸和总体结构 16

4.8 夹具设计及操作的简要说明 17

总 结 18

参考文献 19

致谢 20


第1章 前言

1.1 简介

机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学全部基础课,技术基础课以及大部分专业课之后进行的,这是我们在进行毕业设计之前对所有各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

本次课程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,希望能通过这次课程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。

1.2 设计目的

机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础课程进行了生产实习之后的一个重要的实践教学环节。学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识,进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下:

①培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计,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。


第2章 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,大、小头孔。另外,还有其它辅助要素:小头的槽盒大头的径向孔以及杆身的部分的锻造机构。一头通过φ41.8mm孔连接,另一头通过φ80、90mm孔其它部件连接,即该实现运动的传递作用。

2.2 零件的工艺分析

该偏心轮连杆的加工表面分三种,主要是孔的加工,两侧面的加工,槽的加工,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组孔要加工:φ41.8mm孔是零件的主要加工面,多组面,大头孔与两侧面的垂直度为0.08,孔口倒角为1X45°,尺寸精度为φ80、90孔,

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φ41.8mm孔后续工序的主要精基准面,需要精加工。

2.2.3槽的加工

该零件仅有1个槽需加工:36槽两侧面粗糙度为Ra6.3um,尺寸精度为10H9,需精加工。



第3章 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:
学 毕业设计(论文) 偏心轮连杆加工工艺及夹具设计 专业: 班级: 学号: 姓名: 指导老师: 完成时间: 要 本文是对 偏心轮连杆 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 偏心轮连杆 加工工艺与工装设计零件的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 铣床夹具 。 关键词: 偏心轮连杆 ,加工工艺,加工方法,工艺文件,夹具 is of to of of In to of of in a Is in a we to to of is to V 目 录 第 1 章 前言 . 1 介 . 1 计目的 . 1 第 2 章 零件的分析 . 2 件的作用 . 2 件的工艺分析 . 2 的加工 . 2 的加工 . 2 的加工 . 3 第 3 章 工艺规划设计 . 4 坯的制造形式 . 4 面的选择 . 4 基准的选择 . 4 基准的选择 . 4 艺路线的拟定 . 4 艺路线方案 . 4 艺方案的确定 . 5 坯尺寸及其加工余量的确定 . 5 他尺寸及其加工余量的确定 . 6 定各工序切削 用量及基本工时 . 6 第 4 章 镗孔夹具设计 . 11 题的提出 . 11 位基准的选择 . 11 具方案的设计 . 11 削力和夹紧力计算 . 12 紧力的计算 . 13 位误差分析 . 15 定夹具体结构尺寸和总体结构 . 16 V 具设计及操作的简要说明 . 17 总 结 . 18 参考文献 . 19 致谢 . 20 1 第 1 章 前言 介 机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学全部基础课,技术基础课以及大部 分专业课之后进行的,这是我们在进行毕业设计之前对所有各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 本次课程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,希望能通过这次课程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。 计目的 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础课程进行了生产实习之后的一个重要的实践教学环节。学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识,进行零件加工工艺规程的设计。其目的如下: 培养学生解决机械加工工艺问题的能力。通过课程设计,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。 2 第 2 章 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,大、小头孔。另外,还有其它辅助要素:小头的槽盒大头的径向孔以及杆身的部分的锻造机构。一头通过 另一头通过 80、 90其它部件连接,即该实现运动的传递作用。 件的工艺分析 该偏心轮连杆的加工表面分三种,主要是孔的加工,两侧面的加工,槽的加工,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 表面粗糙度,因而需精加工,现将主要加工面分述如下: 该零件共有 3 组孔要加工: 组面,大头孔与两侧面的垂直度为 口倒角为 1尺寸精度为 80、 90 孔, 该零件共有 2 个侧面要加工:两个侧面是配合 精基准面,需要精加工。 该零件仅有 1个槽需加工: 36槽两侧面粗糙度为 寸精度为 10精加工。 4 第 3 章 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。 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。 10 模锻毛坯,时效处理 20 粗铣端面 B 保证厚度尺寸 36 30 粗铣端面 A 保证厚度尺寸 5 40 精铣端面 B 保证厚度尺寸 0 精铣端面 B 保证厚度尺寸 32 60 镗孔 粗镗、半精镗、精镗 10 度倒角 70 镗孔 粗镗、半精镗、精镗 8190、 80 镗孔 粗镗、半精镗、精镗 7280、 90 粗铣小头槽槽宽 36 100 精铣小头槽槽宽 36 110 钳 去毛刺 120 终检入库检验零件尺寸 10 模锻毛坯,时效处理 20 粗铣端面 B 保证厚度尺寸 36 30 粗铣端面 A 保证厚度尺寸 0 精铣端 面 B 保证厚度尺寸 0 精铣端面 B 保证厚度尺寸 32 60 粗铣小头槽槽宽 36 70 精铣小头槽槽宽 36 80 镗孔 粗镗、半精镗、精镗 10 度倒角 90 镗孔 粗镗、半精镗、精镗 8190、 100 镗孔 粗镗、半精镗、精镗 7280、 110 钳 去毛刺 120 终检入库检验零件尺寸 坯尺寸及其加工余量的确定 偏心轮连杆零件材料为 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。 查表确定加工余量: 普通模锻,材料为 45 钢,分模线平直对称,材质系数 杂系数= ,厚度为 26通级,查的上下偏差分别为 + 定毛坯尺寸为 29 6 两侧面毛坯尺寸及加工余量计算 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 6 30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 6 30度小于 100加工余量为 他尺寸及其加工余量的确定 其他工序尺寸包括 1 个孔, 1 个槽,现仅分析主要的 1 个槽的加工余量及尺寸偏差。 精铣槽, 根据机械加工工艺手册,按粗铣到精铣的加工为: 粗铣: 9 精铣:精铣。 定各工序切削用量及基本工时 工序 20: 粗铣端面 B ( 1)粗铣端面 B 取背吃到量 3pa 选用 立式铣床 ,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 i 0 0 0 V 1 0 0 0 7 9 . 8n 2 0 3 . 2 r / m i n d 125 采用 式铣床 ,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 7 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 30: 粗铣端面 A ( 1)粗铣端面 B 取背吃到量 3pa 选用 立式铣床 ,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 i 0 0 0 V 1 0 0 0 7 9 . 8n 2 0 3 . 2 r / m i n d 125 采用 式铣床 ,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 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 序 40:精铣端面 B 8 每齿进给量 0 /zf m m z 查表 2 6 m i 1 0 0 0 1 0 0 0 2 6 . 5 6 7 . 5 / m i n 6 5 / m r故实际铣削速度 1 2 5 6 5 2 5 . 5 / m i 0 0 1 0 0 0wc m m 当 n 6 5 / m r,工作台每分钟进给量 0 . 0 5 1 4 6 5 4 5 . 5 / m i nm z wf f z n m m 60l 1 9l 2 2l 312 9 24 5 . 5t 1 . 5 6 m i n 9 3 . 6ll 3t 9 3 . 6 0 . 1 6 1 4 . 9 8 33t 9 3 . 6 1 4 . 9 8 0 . 0 6 6 . 5 1s 3 3 . 6 1 4 . 9 8 6 . 5 1 1 1 5 . 1 s j j 3d d d 1 9 . 5 3 6 . 8 9 1 1t 5t . 1 1 7 1t .5 s 序 50:精铣端面 A 每齿进给量 0 /zf m m z 查表 2 6 m i 1 0 0 0 1 0 0 0 2 6 . 5 6 7 . 5 / m i n 6 5 / m r故实际铣削速度 1 2 5 6 5 2 5 . 5 / m i 0 0 1 0 0 0wc m m 当 n 6 5 / m r,工作台每分钟进给量 0 . 0 5 1 4 6 5 4 5 . 5 / m i nm z wf f z n m m 60l 1 9l 2 2l 312 9 24 5 . 5t 1 . 5 6 m i n 9 3 . 6ll 3t 9 3 . 6 0 . 1 6 1 4 . 9 8 9 33t 9 3 . 6 1 4 . 9 8 0 . 0 6 6 . 5 1s 3 3 . 6 1 4 . 9 8 6 . 5 1 1 1 5 . 1 s j j 3d d d 1 9 . 5 3 6 . 8 9 1 1t 5t . 1 1 7 1t .5 s 工序 80 粗镗、半精镗、精镗 7280、 选用镗床 据机械制造工艺设计手册表 6 选取数据 铣刀直径 D = 65 切削速度 V = m/s 进给量 f = mm/r 切削深度 3.0 则主轴转速 n = 000v/ D = 47 r/据表 1 按机床选取 n = 800 r/实际切削速度 V = 100060) = m/s 镗削工时为: 按表 L = 38 3.5 5 基本时间 Li/ (38+)/(00) = 表 7 辅助时间 工序 90、 100:粗铣小头槽槽宽 36 p 3每齿进给量 m m / z高速钢镶齿三面刃铣刀,0齿数 Z=10 查表 确定铣削速度 0 m / m in 0 0 0 V 1 0 0 0 4 0n 1 5 9 . 2 r / m i n d 80 采用 式铣床,取转速 5 0 / m 实际铣削速度为 c 8 0 1 5 0V 3 7 . 9 6 / m i m当 5 0 r / m 工作台每分钟进给量 m z wZ n 0 . 2 1 0 1 5 0 3 0 0 / m i nf m 工序时间 : 21l 10 2 2 2 21 5 d d a 1 3 0 . 5 8 0 8 0 2 1 1 3 3 . 4 ?l 2 2112 3 . 4 2t 0 . 0 8 8 m i n 5 . 2 8 l l 1t 5 . 2 8 0 . 1 6 0 . 8 4 11t 5 . 2 8 0 . 8 4 0 . 0 6 0 . 3 7 s . 2 8 0 . 8 4 0 . 3 7 6 . 5 s 半精铣 p 每齿进给z 0 m m / 80 齿数 Z 10 确定铣削速度 6 .5 m / m i n 0 0 0 v 1 0 0 0 2 6 . 5n 1 0 5 . 4 r / m i n d 80 采用 铣 取转速5故实际铣削速度为 c 8 0 9 5V 2 3 . 8 7 m / m i 当 5 r / m 作台每分钟进给量 m z wZ n 0 . 0 8 1 0 9 5 7 6 m m / m i 工序基本时间 122 1 m m 3 . 4 m m 2 212 3 . 4 2t 0 . 3 4 m i n 2 0 . 4 22t t 0 . 1 6 2 0 . 4 0 . 1 6 3 . 2 6 22t ( 2 0 . 4 3 . 2 6 ) 0 . 0 6 1 . 4 2 s j 2 0 . 4 3 . 2 6 1 . 4 2 2 5 . 1 s j j j 2d d dt t t 6 . 5 2 5 . 1 3 1 . 6 s 11 第 4 章 镗孔夹具设计 题的提出 在本次夹具设计中,设计镗孔的夹具,在工件夹紧方面要求手动夹紧。这类夹具的特点是: 针对性强,刚性好,容易操作,装夹速度较快以及生产效率高和定位精度高,但是设计制造周期长,产品更新换代时往往不能继续使用适应性差,费用较高。 位基准的选择 该工序要求中心线与端面(有位置要求,因此可以得出该孔在两个侧面的正中心上,并且还要求其孔为通孔,由于端面经过精铣,精度比较高,因而工序基准为端面 A,为了便于加工,选取适当的定位基准,保证其加工要求。夹具设计应首先满足这些要求,在保证较高的生产效率的前提下,还应考虑夹具体制造工艺性和生产经济性。加工过程中夹具的操作应方便,定位夹紧稳定可靠,并且夹具 体应具有较好的刚性。 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。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。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。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。 具方案的设计 首先必须明确其加工时应如图所示,这样水平放置,便于钻床加工。那么要使其完全定位,可以采用 :一面加固定块和滑动 V 型块定位,这样既简单又方便。如上图所示,一底面限制的自由度有 3 个,一个固定块限制两个自由度,一个滑动 V 型块限制限制一个自由度,为使定位可靠,加工稳定,我所设计的定位方案,总共限制了工件的全部 6 个自由度,属于完全定位。 12 根据上面叙述选择方案。 削力和夹紧力计算 镗刀材料: 5机夹单刃硬质合金镗刀),机床为: 参考文献 3,表 1择刀具的几何参数为: 30k 粗 60k 精 10 15s 45 1)粗镗: 由参考文献 12,查 表 321 可得: 圆周切削分力公式: f mm r c m p k p o p s p r K K K K 查表 421 得: 150(取 175 4.0n 0 . 4175( ) ( ) 1 . 0 61 5 0 1 5 0 由表 621 可得参数: 0.1.1.11 . 0 6 1 . 0 8 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 1 5c m p k p o p s p r K K K K 0 . 7 5 0 . 7 59 0 2 9 0 2 2 . 5 0 . 2 1 . 1 5 7 7 5 . 5 6C p PF a f K N 同理:径向 切削 分力公式 : 中参数: 0.10.11 . 0 6 1 . 3 0 1 . 0 1 . 7 1 . 0 2 . 3 4p m p k p o p s p r K K K K 0 . 9 0 . 7 5 0 . 9 0 . 7 55 3 0 5 3 0 2 . 5 0 . 2 2 . 3 4 8 4 5 . 6 7p p PF a f K N 轴向 切削分力公式 : 中参数: 0.10.11 . 0 6 0 . 7 8 1 . 0 0 . 6 5 1 . 0 0 . 5 4f m p k p o p s p r K K K K 0 . 4 0 . 44 5 1 4 5 1 2 . 5 0 . 2 0 . 5 4 3 1 9 . 6 5f p PF a f K 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: 13 安全系数 K 可按下式计算, 6543210 式中:60 全系数,见参考文献 12表 121 可得: 1 . 2 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 8 7 1 . 2 1 . 2 1 . 4 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 6 2 1 . 2 1 . 2 1 . 5 1 . 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 8 1 所以,有: 1 . 8 7 7 7 5 . 5 6 1 4 5 0 . 3K C F N 2 . 6 2 8 4 5 . 6 7 2 2 1 5 . 6 6K P F N 2 . 8 1 3 1 9 . 6 5 8 9 8 . 2 2K f F N 2)半精镗: 同理, 圆周切削分力公式: 为: /f m m r ,则 0 . 7 5 0 . 7 59 0 2 9 0 2 0 . 5 0 . 1 5 1 . 1 5 1 2 4 . 4 7 6C p PF a f K N 0 . 9 0 . 7 5 0 . 9 0 . 7 55 3 0 5 3 0 0 . 5 0 . 1 5 2 . 3 4 1 5 9 . 5 4p p PF a f K N 0 . 4 0 . 44 5 1 4 5 1 0 . 5 0 . 1 5 0 . 5 4 5 7f p PF a f K N 1 . 2 1 . 0 1 . 1 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 7 2 1 . 2 1 . 1 5 1 . 1 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 8 1 . 3 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 2 所以,有: 1 . 7 2 1 2 4 . 4 7 6 2 1 4 . 1K C F N 1 . 8 1 5 9 . 5 4 2 8 7 . 1 7K P F N 2 . 2 5 7 1 2 5 . 4K f F N 紧力的计算 夹紧元件选用压板,由于压板种类很多,当选用转动压板时,其行程不够, 14 选用 U 型压板又 不合适,故在充分比较分析的情况下,选用移动压板,其夹紧可靠、操作方便,在很多地方都有用到。 图 移动压板( 当夹紧力方向与切削力方向一致时,仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。 故该夹具采用移动压板 夹紧机构,为了方便操作,通过手动拧紧螺母将压板压紧工件。 由于夹紧力方向与切削力方向在水平上有一段距离,使工件在夹紧的地方产生了弯矩,如图: 图 弯 矩示意图 m a x 3 1 9 . 6 5 N既是 F 加上转矩 M,所以 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧,调节夹紧力调节装置,即可指定可靠的夹紧力。 15 位误差分析 ( 1)定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为一平面和 V 型块间隙配合。 ( 2) 工件的工序基准为孔心,当工件孔径为最大,定位销的孔径为最小时,孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工,所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定 接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同,则其定位误差为: 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 i n 0 4 0 . 0 6 3DW . 0 . 0 0 3 2JW 夹紧误差 : co s)(m 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 磨损造成的加工误差:通常不超过 16 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。 定夹具体结构尺寸和总体结构 夹具体: 夹具的定位、引导、夹紧装置装在夹具体上,使其成为一体,并能正确的安装在机床上。夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体的最大最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接,而且在零件的加 工过程中,夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动,因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上,切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧,因此设计夹具体时,必须考虑结构应便于排屑。此外,夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等,在设计时也应加以考虑。 夹具体设计的基本要求 ( 1)应有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面,如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面,应有适当的尺寸精度和形状精度,它们之间应有适当的位置精度。 为使夹具体的尺寸保持稳定,铸造夹具体要进行时效处理,焊接和锻造夹具体要进行退火处理。 ( 2)应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动,夹具体应有足够的壁厚,刚性不足处可适当增设加强筋。 ( 3)应有良好的结构工艺性和使用性 夹具体一般外形尺寸较大,结构比较复杂,而且各表面间的相互位置精度要求高,因此应特别注意其结构工艺性,应做到装卸工件方便,夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下,应尽量能减轻重量,缩小体积,力求简单。 ( 4)应 便于排除切屑 在机械加工过程中,切屑会不断地积聚在夹具体周围,如不及时排除,切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度,切屑的抛甩可能缠绕定位元件,也会破坏定 17 位精度,甚至发生安全事故。因此,对于加工过程中切屑产生不多的情况,可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间:对于加工过程中切削产生较多的情况,一般应在夹具体上设置排屑槽。 ( 5)在机床上的安装应稳定可靠 夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时,夹具的重心应尽量低,支 承面积应足够大,安装基面应有较高的配合精度,保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空,大型夹具还应设置吊环或起重孔。 工件装夹方案确定以后,根据定位元件及夹紧机构所需要的空间范围及机床工作台的尺寸,确定夹具体的结构尺寸,然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。 具设计及操作的简要说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构。 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,用底部大平面定位三个自由度, V 型块定位两个自由度,再用一个活动 V 型块限制最后一个自由度。 18 总 结 加工工艺的编制和专用夹具的设计,使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题,如在编写加工工艺时,对所需加工面的先后顺序编排,对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响 。在对某几个工序进行专用夹具设计时,对零件的定位面的选择,采用什么方式定位,夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率,为达到零件能在保证精度的前提下进行加工,而且方便快速,以提高劳动生产率,降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下,针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后,将这些问题一一解决,并夹紧都采用了手动夹紧,由于工件的尺寸不大,所需的夹紧力不大。 完成了本次设计,通过做这次的设计,使对专业知识和技能有了进一步的提高,为以后从事本专业技术的工作打 下了坚实的基础。 19 参考文献 1 杨叔子,机械加工工艺师手册 M,北京:机械工业出版社, 2004。 2 上海金属切削技术协会,金属切削手册 M,上海:上海科学技术出版社,2004。 3 李洪,机械加工工艺手册 M,北京:机械工业出版社, 1990。 4 方昆凡,公差与配合手册 M,北京:机械工业出版社, 1999。 5 王光斗,王春福,机床夹具设计手册 M,上海科学技术出版社, 2000。 6 东北重型机械学院等,机床夹具设计手册 M,上海:上海科学技术出版社,1979。 7 吴宗泽,机械设计实用手册 M,北京:化学工业出版社, 2000。 8 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。 9 上海金属切削技术协会,金属切削手册 M,上海:上海科学技术出版社,1984。 10 周永强,高等学校毕业设计指导 M,北京:中国建材工业出版社, 2002。 11 黄如林,切削加工简明实用手册 M,北京:化学工业出版社, 2004。 12 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。 13 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。 14 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。 15 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, 2000:9 19。 16 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社, 2005: 4 17。 17 王先逵,机械机械制造工艺学,机械工业出版社, 2006。 18 984. 19 973. 20 w 学院 机械加工工序卡片 产品型号 偏心轮连杆 零件图号 产品名称 偏心轮连杆 零件名称 偏心轮连杆 共 8 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 20 铣 45 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗铣 端面 B 保证厚度尺寸 36 专用夹具,端铣刀,游标卡尺 165 3 1 15 10 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期) 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 偏心轮连杆 零件图号 产品名称 偏心轮连杆 零件名称 偏心轮连杆 共 8 页 第 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 30 铣 45 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 1 1 设备名称 设备型号 设 备编号 同时加工件数 铣 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗铣 端面 A 保证厚度尺寸 用夹具,端铣刀,游标卡尺 165 3 1 15 10 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期) 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 偏心轮连杆 零件图号 产品名称 偏心轮连杆 零件名称 偏心轮连杆 共 8 页 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 40 铣 45 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削 速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 精铣 端面 B 保证厚度尺寸 用夹具,端铣刀,游标卡尺 267 2 1 15 10 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期) 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 偏心轮连杆 零件图号 产品名称 偏心轮连杆 零件名称 偏心轮连杆 共 8 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 50 铣 45 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器 具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 精铣 端面 B 保证厚度尺寸 32 专用夹具,端铣刀,游标卡尺 267 2 1 15 10 设 计(日 期 ) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期) 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 偏心轮连杆 零件图号 产品名称 偏心轮连杆 零件名称 偏心轮连杆 共 8 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 60 镗 45 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 锻件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 镗 床 1 夹具编号
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