GJ284-减速器箱体的机械工艺规程及铣Φ205的前后端面夹具设计
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GJ284
减速器
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205
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号6铣HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511夹具编号夹具名称切削液专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 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r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗精铣205的前后端面铣刀,游标卡尺设 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 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称箱体零件名称箱体共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣底端面4铣粗精铣120的左右端面X51专用夹具,铣刀,游标卡尺5铣粗精铣205的前后端面X51专用夹具,铣刀,游标卡尺6镗粗镗半精镗-精镗180的孔系T616专用夹具,镗刀,游标卡尺7镗粗镗半精镗-精镗90的孔系T616专用夹具,镗刀,游标卡尺8钻钻分度圆195一侧的4-M8螺纹孔,攻丝Z525专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺9钻钻分度圆195另一侧的4-M8螺纹孔,攻丝Z525专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺10钻钻分度圆105一侧的4-M8螺纹孔,攻丝Z525专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺11钻钻分度圆105另一侧的4-M8螺纹孔,攻丝Z525专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺12铣铣顶端面X51专用夹具,铣刀,游标卡尺13钻钻M16的螺纹孔,攻丝Z525专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺14钻钻4-M6的螺纹孔,攻丝Z525专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺15检验检验16入库入库设 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1攀枝花学院攀枝花学院学生课程设计学生课程设计题 目:箱体的机械工艺规程及夹具设计箱体的机械工艺规程及夹具设计学生 姓名: 学 号: 所在院(系): 机 械 工 程 学 院 专 业: 班 级: 指导 教师: 黄小兵 职 称: 副教授 2015 年 08 月 18 日攀枝花学院教务处制2任务书任务书题题目目箱体的机械工艺规程及夹具设计1、课程设计的目的、课程设计的目的专业课程综合训练目的是使学生通过对所学主要专业课的综合应用,基本掌握一般机械结构及机制工艺设计的能力。综合运用所学的基础知识和技能,进一步提高学生的分析及解决问题能力,培养学生创新意识和创新能力,提高机械制造分析设计的总体意识和工程实践能力。2、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)设计内容要求:(1)对零件进行工艺分析及画零件图(零件为批量生产) ;(2)制定加工工艺路线(填写加工工艺过程综合卡片及编写说明) ;(3)夹具设计(包括夹具装配图、夹具体零件图各 1 张及设计说明) ;(4)将上述内容整理成设计说明书及图纸。设计结束后提交大于 5000 字左右的课程设计论文;包含上述全部内容。3、主要参考文献、主要参考文献1、赵家齐等 , 机械制造工艺学课程设计指导书 ,北京:机械工业出版社,1987 年2、王小华, 机床夹具图册 ,北京:机械工业出版社,2004 年3、吴圣庄, 金属切削机床概论 ,北京:机械工业出版社,19934、王先逵, 机械制造工艺学 ,北京:机械工业出版社,20024、课程设计工作进度计划、课程设计工作进度计划 内容时间总体方案设计6工艺分析及画零件图8加工工艺规程设计16夹具装配图设计20夹具零件图设计6绘制所需的各类图及编制技术文件16合计2 周指导教师指导教师(签字)日期日期年 月 日教研室意见:教研室意见:年 月 日学生学生(签字): 接受任务时间: 年 月 日3课程设计成绩评定表课程设计成绩评定表题目名称题目名称评分项目评分项目分分值值得得分分评价内涵评价内涵01学习态度4 4遵守各项纪律,工作刻苦努力,具有良好的科学工作态度。02科学实践、调研6 6通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。工作表现15%03课题工作量5 5按期圆满完成规定的任务,工作量饱满。04综合运用知识的能力7 7能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题,能正确处理实验数据,能对课题进行理论分析,得出有价值的结论。05应用文献的能力5 5能独立查阅相关文献和从事其他调研;能提出并较好地论述课题的实施方案;有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06设计(实验)能力,方案的设计能力5 5能正确设计实验方案,独立进行装置安装、调试、操作等实验工作,数据正确、可靠;研究思路清晰、完整。07计算及计算机应用能力5 5具有较强的数据运算与处理能力;能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。能力水平30%08对计算或实验结果的分析能力8 8具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。09插图(或图纸)质量、篇幅、设计规范化程度5 5符合本专业相关规范或规定要求。10设计说明书质量2020综述简练完整,有见解;立论正确,论述充分,结论严谨合理;实验正确,分析处理科学。成果质量30%11创新5 5对前人工作有改进或突破,或有独特见解。12陈述表达1010思路清晰,表达准确,概念清楚,论点正确。答辩25%13回答提问1515回答问题有理据,基本概念清楚,主要问题回答准确、深入,有逻辑性。成绩成绩评评语语答辩组长签名: 年月日4摘摘 要要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。箱体加工工艺规程及钻孔的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。5ABSTRCTABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error6目录目录任务书任务书.2课程设计成绩评定表课程设计成绩评定表 .3摘摘 要要.4ABSTRCTABSTRCT.5序序 言言.11 1 零件的分析零件的分析.21.1 零件的作用 .21.2 零件的工艺分析.22 2 工艺规程设计工艺规程设计.32.1 确定毛坯的制造形式.32.2 基面的选择 .32.3 制定工艺路线.42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.62.5 确定切削用量及基本工时.63 3 铣夹具设计铣夹具设计.113.1 问题的提出 .113.2 定位基准的选择.113.3 定位方案的设计.113.4 夹紧方案的设计.123.4.1 夹紧装置的组成及基本要求.133.4.2 夹紧装置的确定.133.5 切削力及夹紧力计算.133.6 定位误差分析.163.7 定位键及对刀装置设计.163.8 夹具体的设计.213.9 夹具设计及操作简要说明.22总总 结结.23致致 谢谢.24参参 考考 文文 献献.251序序 言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。箱体的加工工艺规程及其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、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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。21 1 零件的分析零件的分析1.11.1 零件的作用零件的作用箱体的作用:定位支撑,密封的作用。1.21.2 零件的工艺分析零件的工艺分析箱体有 2 个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1:以顶端面和侧面为基准的加工面,这组加工面主要是底端面,粗精镗 90的孔。2 2:以 90 孔为基准的加工面,这组加工面主要是其他端面和孔的加工。32 2 工艺规程设计工艺规程设计2.12.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式HT200 的可铸性好,因此可用铸造的方法因为是成批生产,采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯,既可以提高生产率,又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.22.2 基面的选择基面的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。(5) 粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,他对零件的生产是非常重要的。先选取顶端面和侧面作为定位基准, 。精基准的选择应满足以下原则:(1) “基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的误差。(2) “基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保4证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。(3) “自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选择该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。(4) “互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。(5)所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的 90 孔和端面为定位精基准,加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,应该进行尺寸换算,这在以后还要进行专门的计算,在此不再重复。2.32.3 制定工艺路线制定工艺路线制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能型机床配以专用夹具,并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案:方案一1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣底端面4铣粗精铣 120 的左右端面5镗粗镗半精镗-精镗 90 的孔系6铣粗精铣 205 的前后端面7镗粗镗半精镗-精镗 180 的孔系8钻钻分度圆 195 一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝9钻钻分度圆 195 另一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝10钻钻分度圆 105 一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝11钻钻分度圆 105 另一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝12铣铣顶端面13钻钻 M16 的螺纹孔,攻丝514钻钻 4-M6 的螺纹孔,攻丝15检验检验16入库入库方案二1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣底端面4铣粗精铣 120 的左右端面5镗粗镗半精镗-精镗 90 的孔系6铣粗精铣 205 的前后端面7镗粗镗半精镗-精镗 180 的孔系8钻钻分度圆 195 一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝9钻钻分度圆 195 另一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝10钻钻分度圆 105 一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝11钻钻分度圆 105 另一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝12铣铣顶端面13钻钻 M16 的螺纹孔,攻丝14钻钻 4-M6 的螺纹孔,攻丝15检验检验16入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案一对右端面和外圆采用粗车,半精车和精车加工,对左端面采用半精车和精车加工,工序安排紧凑合理,可以更好的保证加工精度要求和位置度要求。而方案二只采用粗车一个工序,不能保证加工精度要求,综合考虑我们选择方案一。具体的加工路线如下1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣底端面64铣粗精铣 120 的左右端面5镗粗镗半精镗-精镗 90 的孔系6铣粗精铣 205 的前后端面7镗粗镗半精镗-精镗 180 的孔系8钻钻分度圆 195 一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝9钻钻分度圆 195 另一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝10钻钻分度圆 105 一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝11钻钻分度圆 105 另一侧的 4-M8 螺纹孔,攻丝12铣铣顶端面13钻钻 M16 的螺纹孔,攻丝14钻钻 4-M6 的螺纹孔,攻丝15检验检验16入库入库2.42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差,由铸造可直接获得。2、箱体的端面由于箱体端面要与其他接触面接触,查相关资料知余量留 2mm 比较合适。3、箱体的孔毛坯为空心,铸造出孔。孔的精度要求介于 IT7IT8 之间,参照参数文献,确定工艺尺寸余量为 2mm2.52.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时工序:铣底端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀,刀片采用 YG8,,。mmap5 . 1mmd250min/125mv 4z72. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,一次加工完成mmap5 . 12)决定每次进给量及切削速度 根据铣床说明书,其功率为为 7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则齿/2 . 0 mmfzmin/17.7965012510001000rdvns按机床标准选取750wnmin/r50 750117.15/ min10001000wdnvm当750r/min 时wnrmmznffwzm/60075042 . 0按机床标准选取rmmfm/6003)计算工时切削工时:,则机动工时为mml15mml91mml32min18. 02 . 0750391521xfnllltwm工序:粗精铣 205 的左右端面 1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金端铣刀,刀片采用 YG8,,。mmap5 . 1mmd350min/125mv 4z2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,一次加工完成mmap5 . 182)决定每次进给量及切削速度 根据 X51 型铣床说明书,其功率为为 7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则齿/2 . 0 mmfzmin/48.6633512510001000rdvns按机床标准选取750wnmin/rmin/3 .1411000750501000mdnvw当750r/min 时wnrmmznffwzm/60075042 . 0按机床标准选取rmmfm/6003)计算工时切削工时:,则机动工时为mml85mml91mml32 min6467. 02 . 0750398521xfnllltwm工序:镗孔机床:卧式镗床刀具:高速钢刀具VCWr418切削深度:pa1pamm进给量:根据切削深度,再参照机械加工工艺手册1表f1pamm2.4-66。因此确定进给量0.4/fmm r切削速度:参照机械加工工艺手册1表 2.4-66,取V0.35/21 /minVm sm机床主轴转速,代入(式 3.1)得:n,取min/3 .744714. 321100010000rdVnmin/80rn 实际切削速度:V smndV/38. 0601000804714. 3100009工作台每分钟进给量:mfmin/32804 . 0mmfnfm被切削层长度 :l278lmm刀具切入长度,代入(式 3.7)得:1lmmtgtgkalrp7 . 32301)32(1刀具切出长度: 取2l23 5lmm24lmm行程次数 :i1i机动时间:1jtmin9 . 813247 . 3278211mjflllt则:本工序用的时间:jtmin5 .189 . 86 . 921jjjttt工序:钻 4-M6 螺纹孔确定进给量:根据参考文献表 2-7,当f钢的,时,。由于本零件在加MPab80006dmmrmf/47. 039. 0工孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数 0.75,则:6mmrmmf/35. 029. 075. 047. 039. 0根据 Z525 机床说明书,现取rmmf/25. 0切削速度:根据参考文献表 2-13 及表 2-14,查得切削速度所以30/ minvm10001000 30597 / min6swvnrd根据机床说明书,取,故实际切削速度为600 / minwnr6 60030/ min10001000wwd nvm 切削工时:,则机动工时为23lmmmml91mml321223930.23min1450 0.25mwllltn f10攻丝 M6攻螺纹 M6mm。mmmv/15min/217rns 按机床选取,则600 / minwnrmmrv/4 .13机动时,23lmmmml51mml3212()(2353)0.5min600 0.1mllltnf 113 3 铣夹具设计铣夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。由指导老师的分配,决定设计工序铣端面的铣床夹具。3.13.1 问题的提出问题的提出 在机械制造中,用以装夹工件(和引导刀具)的装置,称为夹具。它是用来固定加工对象,使之占有正确位置,接受施工或检测的装置。在机械加工过程中,为了保证加工精度,首先要使工件在机床上占有正确的位置,确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程,称为工件的定位。定位后将其固定,使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作称为夹紧。工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机床夹具,简称夹具。铣床夹具主要用于加工上的平面,凹槽,花键及各种成型面,是最常用的夹具之一,铣削加工时切削量较大,且为断续切削,故切削力大,冲击和振动也较严重,因此设计铣床夹具时,应注意工件的装夹具在工作做台上的安装平稳性。本夹具主要用于铣端面,本道工序加工精度要求高,为此,只考虑如何提高生产效率上,精度则不予考虑。3.23.2 定位基准的选择定位基准的选择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。我们采用外圆和底面为定位基准,为了提高加工效率,缩短辅助时间,决定用简单的螺母作为夹紧机构。123.33.3 定位方案的设计定位方案的设计定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等,他们主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用等因素。定位,就是限制自由度。通常是用一个支承点限制工件的一个自由度,用合理设置的六个支承点,限制工件的六个自由度,使工件在夹具中的位置完全确定,这就是工件定位的“六点定位原则” 。1. 工件及平面定位(1)主要支承 主要支承用来限制工件的自由度,起定位作用1)固定支承2)可调支承3)自位支承(2)辅助支承 提高工件的安装刚性和稳定性1)螺旋式辅助支承2)自位式辅助支承3)推引式辅助支承4)液压锁紧的辅助支承2. 工件以圆柱空定位(1)圆柱销(2)圆锥销(3)圆柱心轴3. 工件以外圆柱面定位(1)在 V 形块中定位(2)在圆孔中定位(3)在半圆孔和圆锥孔中定位本夹具采用平面定位,因此采用心轴和支撑钉定位。3.43.4 夹紧方案的设计夹紧方案的设计在机械加工中,工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。13工件定位以后需要通过一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上,使工件在加工过程中,不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动,以保证加工精度和安全生产。这样把工件压紧夹牢的装置,即称为夹紧装置。3.4.1 夹紧装置的组成及基本要求1. 夹紧装置的组成(1)力源装置(2)中间传动机构 作用如下:1)改变夹紧作用力的方向2)改变夹紧作用力的大小3)具有一定的自锁性能(3)夹紧元件2. 对夹紧装置的基本要求(1)夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置(2)夹紧力的大小要适当(3)夹紧装置要操作方便(4)结构要进凑简单,有良好的结构工艺性,尽量使用标准件3.4.2 夹紧装置的确定本夹具采用心轴和支撑钉定位,限制空间的 6 个自由度,同时采用开口垫圈和螺母夹紧工件即可满足要求。3.53.5 切削力及夹紧力计算切削力及夹紧力计算 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况,而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理,大小适当,方向正确才能获得良好的效益。1. 夹紧力方向的确定14(1)夹紧力方向应垂直于主要定位基准面(2)夹紧力的方向最好与切削力、工件重力方向一致2. 夹紧力作用点的选择(1)应能够保持工件定位稳定可靠,在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。(2)应尽量避免或减少工件的夹紧变形(3)夹紧力作用点应尽量靠近加工部位3. 夹紧力大小的估算(1)首先假设系统为刚性系统,切削过程处于稳定状态。(2)常规情况下,只考虑切削力(矩)在力系中的影响;切削力(矩)用切削原理公式计算。(3)对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合,必须计入惯性力。(4)分析对夹紧最不利的瞬时状态,按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算夹紧力(5)将计算夹紧力再乘以 K,即得实际夹紧力。K 为总安全系数,K=K0K1K2K3各种因素的安全系数可查表 2-3,一般 K=1.52.5;当夹紧力与切削力相反时,K=2.53 。(1)刀具: 采用端铣刀 50mm z=24机床: x51 立式铣床 由3 所列公式 得 FVFzFwqueyzXpFndzafaCF0查表 9.48 得其中: 修正系数0 . 1vk 30FC83. 0Fq0 . 1FX z=24 65. 0Fy83. 0Fu8Pa0Fw 代入上式,可得 F=889.4N 因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。15安全系数 K=4321KKKK其中:为基本安全系数 1.51K 为加工性质系数 1.12K 为刀具钝化系数 1.13K 为断续切削系数 1.14K 所以 NKFF7 .1775(2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由FKffN21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数,取25. 021 ff F=+G G 为工件自重zP NffFN4.355121夹紧螺钉: 公称直径 d=12mm,材料 45 钢 性能级数为 6.8 级 MPaB1006MPaBs480108螺钉疲劳极限: MPaB19260032. 032. 01极限应力幅:MPakkkma76.511lim许用应力幅: MPaSaaa3 .17lim螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 ss s=3.54 取s=416 得 MPa120 满足要求 8 . 2242cHdF MPadNc1543 . 12经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠,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。3.63.6 定位误差分析定位误差分析 本工序选用的工件以圆孔在心轴上定位,心轴为水平放置,由于定位副间存在径向间隙,因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙,即工件始终以孔壁与心轴上母线接触,故此时的径向基准位移误差仅存在 Z 轴方向,且向下,见下图。0.0120.0230.0320.0672DYzTTd式中 定位副间的最小配合间隙(mm) ; 工件圆孔直径公差(mm) ; DT 心轴外圆直径公差(mm) 。Td17图 心轴水平放置时定位分析图3.73.7 定位键及对刀装置设计定位键及对刀装置设计为了确定夹具与机床工作台的相对位置,在夹具体的底面上应设置定键,图下图所示用沉头螺钉固定在夹具体底面纵向槽的 2 端,通过定位键与铣床工作台的T 型槽配合,确定夹具在机床工作上的位置,两定位键的间距越大,定向精度越高,除定位之外,定位键还能承受部分切削扭矩,减轻夹具固定螺栓的负荷,增加夹具的稳定性,因此 铣平面夹具有时也用定位键,定位键有矩形和圆形 2 种,其结构尺寸均已经标准化,可参阅夹具手册矩形定位键有 2 种结构形式,A 型和 B 型如上图,按统一尺寸 B(h6 或 h8)制作,使用于夹具的定向精度不高的场合,B 型定位键侧面开有沟槽,沟槽的上部与夹具体的键槽配合,其宽度尺寸为 B 按 H7/h6 或 js6/h6 与键配合,沟槽下部的宽度 B1,与铣床工作台的 T 型槽配合,因为 T 型槽公差为 H8 或 H7,故 B1一般按 h8 或 h6 制造,为了提高夹具的定位精度,在制造定位键时,B1 应留有磨削余量 0.5mm,以便与工作台 T 型槽修配。定向精度要求高的夹具,可不设置定位键,而在夹具体的一侧面加工出一窄长平面作为夹具安装时的找正基准,通过找正获得较高的定向精度,具体如下图18有时为了夹具找正方便,可在夹具体上专门加工出找正用基准(如图中平面 A) ,用以代替对元件定位面的直接测量,但元件定位面与找正基准间要有严格的相对位置要求。对刀原件的设计对刀原件是用来确定刀具与夹具的相对位置的元件,对刀件已经标准化了,常见的对刀原件有 圆形对刀块 用于加工单一的平面,方形对刀块,用于调整组合铣刀位置时候对刀 直角对刀块,用于加工相互垂直面或铣槽时候对刀,侧装对刀块,用他安装在夹具体侧面用于加工 2 相互垂直面或铣槽时对刀,具体结构如下图圆形对刀块高度对刀装置,主要用于加工平面,选用圆形对刀块(JB/T 8031.1-1999)方形对刀块用于调整组合铣刀位置时候对刀 直角对刀块,用于加工相互垂直面或铣槽时候对刀19直角对刀块主要供盘状铣刀及圆柱立铣刀铣槽时对刀用。可选用直角对刀块(JB/T 8031.3-1999)或侧装对刀块(JB/T 8031.4-1999)侧重对刀块用他安装在夹具体侧面用于加工 2 相互垂直面或铣槽时对刀20塞尺的设计对刀时,铣刀不能与对刀块的工件表面直接接触,以免损坏切削刃或造成对刀块过早磨损,而应通过塞尺来校准他们之间的相对位置,即将塞尺放在刀具与对刀块工作表面之间,凭借抽动塞尺的松紧感觉来判断铣刀位置,常用的塞尺有 2 种标准,一是对刀平塞尺,S=1-5mm 公差取 h8 另外是对刀圆柱塞尺,d=3-5mm 公差取 h8,具体结构尺寸参阅 夹具手册,平塞尺结构圆柱塞尺结构213.83.8 夹具体的设计夹具体的设计由于铣削时的切削力和振动都比较大,因此铣床夹具的夹具体不仅要有足够的刚度和强度,起高度和宽度之比也应当恰当,一般 H/B 小于等于 1-1.25,以降低夹具的重心,使工件的加工表面尽量靠近工作台面,以提高加工时候夹具的稳定性。此外,为方便铣床夹具在铣床工作台上固定,夹具体上应设置耳座,常见的耳座结构如下图所示,对于小型夹具体,一般 2 端各设置一个耳座,夹具体较宽时,可在 2 端设置 2 个耳座,两耳座的距离应与工作台两 T 型槽的距离一致,对于重型铣床夹具,夹具体的两端还应设置吊装孔和吊环等。为了提高生产效率,减轻工人的劳动强度,铣床夹具经常采用联动压紧机构和铰链压紧机构。223.93.9 夹具设计及操作简要说明夹具设计及操作简要说明如前所述,在夹具的设计,应注意提高劳动生产率,以避免干扰。夹具结构简单,操作方便,降低成本,提高夹具成本。铣床夹具的工序处理夹紧方式的选择。这个过程对铣削力很小,所以一般手动夹紧可以实现这个过程的要求。这个夹具的最大的优点是简单,结构紧凑,夹的夹紧力不大,所以使用手动夹紧。为了提高效率,使用快速螺旋
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