K152-前刹车调整臂外壳机械加工工艺规程及钻60孔夹具设计带图纸文档大批量生产
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第一章 序 论1.1 毕业设计题目：铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具1.2 毕业设计课题简介随着科技与机加工技术的不断发展，设备的功能要求越来越高。尤其的近年来，加工中心的使用范围在不断的扩大，加工中心的性能也在不断的升级。而进步与困难是并存的，机床通用夹具无法对样式规格各异的铜牌进行合理有效的装夹。可以说夹具的落后在某种程度上制约了生产发展或者是生产效率的提高。于是需要自行设计制造出满足我们需要的专用夹具，来对我们的原料进行合理有效并且高效的装夹。根据这次毕业设计的要求，我设计了这一套活动触头的机加工夹具的,夹具是用于铣削零件的侧平面。意义：1.解决了通用夹具无法对异型原材料进行装夹的问题 2.实现了加工中心的应有功能 3.提高了生产效率以及经济效益1.3 课题内容和要求设计任务：设计一副夹具，包括夹具的夹紧方式，夹具的定位装置。图纸要求：1绘制装配图1张；（A0） 2、绘制夹具图1张；（A0） 3绘制7张部件图；（ A3A4） 4绘制1张零件图；（A4）说明书要求：编写与设计相符的计算说明书 1. 4零件图纸要求1. 零件为一冲压件,上面平板长度为48.50.2 mm,厚11 mm,零件总高度为49 mm,底座圆直径为39 mm,圆锥关于中心面部分有两个圆柱槽2. 要求车削底面圆平面至零件总高为48.50.1 mm,外圆直径380.1,圆柱槽圆弧中心钻28.6的孔,上面平板对称铣削至厚度为10.5 mm3. 所有锐边倒钝,所有孔倒角0.545第二章 拟定设计方案选择正确合理的设计方案是所有设计的第一步。在选择设计方案的同时要考虑使用要求，并拟定设计方案。在参看了众多书籍以后,我做了如下笔记:1机床夹具是在金属切削加工中用以准确的确定工件位置,并将其牢固的夹紧以接受加工的工艺装备。它的主要作用是：可靠的保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。2专用夹具是指某一工件的某道工序而专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速方便等有优点。3六点定位原理：工件定位的实质就是要使工件在夹具中占有某个确定的位置。这一确定的位置可以通过定位支承限制相应的自由度来获得。一个物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿三个互相垂直的坐标的移动自由度，以及绕这三个坐标轴的转动自由度。4完全定位与不完全定位：工件的六个自由度全部被限制而在空间中具有完全确定的唯一位置，称为完全定位。如果根据该道工序加工要求，只需要限制部分自由度而其他自由度无需限制时，工件虽然不占有确定的唯一位置，但不影响该工序的加工要求，称为不完全定位。5欠定位与过定位：欠定位是指工件实际定位所限制的自由度数目少于该工序所需限制的自由度数目。后果将导致出现应该限制的自由度而未予限制的不合理现象，从而无法保证该工序所规定的加工要求。所以，在确定工件在夹具中的定位方案时，不允许出现欠定位这样的原则性错误。过定位是指两个或两个以上定位支承点重复限制同一个自由度，这种重复定位的现象称为过定位。后果会使工件位置不确定。同时，在夹紧的情况下重复限制同一个自由度的定位支撑间所产生的矛盾干涉和冲突必将造成工件或定位元件的变形。其结果都将破坏工件定位的要求，从而严重影响工件的定位精度。因此，在设计夹具时，一般情况下应该避免出现过定位现象。如果因为某些结构上的原因，无法避免过定位时，应该采取必要的相应措施，以减小由于过定位所造成的影响2.1、设计目标根据与同学的交流与探讨，通过广泛征求指导老师意见，我的设计目标是：1 设计出一套夹具，可以合理有效的固定工件，使工件在空间中具有完全确定的唯一位置，保证工件的加工质量。2 充分利用好加工中心的工艺性能，设计出多工位的夹具，提高加工效率。3 装夹方便，迅捷可靠，可操作性强。4 用料合理，结构简洁，将的制造成本，提高经济性。2.2、设计方案根据上述使用要求，经过多种设计方案的筛选，拟定下列设计方案：1.夹具总体布置： 主要由拉压钩，定位销，曲柄滑块锁紧机构，上垫板，连接板，加强板，底板，螺杆，螺杆固定板组成。由曲柄滑块机构完成锁紧。整体布置如下图所示：2夹具夹紧方式主要由定位销插入工件上的两个孔来完成定位,拉压钩对工件进行夹紧。定位销为外购件，材料为HSS(高速钢),尺寸根据客户要求定制。 曲柄滑块机构是一个外购件，固定在连接板的上面，结构与功能如图所示：第一幅图为曲柄滑块机构工作状态时的松开状态，此时与它相连的拉钩处于行程上极限，夹具就保留有了装料空间，当工件装好，定位销插入定位孔之后，把曲柄滑块机构的摇柄扳下来，就能够带动拉钩钩住工件，当曲柄滑块机构到达下死点的时候（见第二幅图），工件在空间上的六个自由度就给完全限制了，工件就被完全定位了。第三幅图为曲柄滑块机构完全打开时的状态。由于功能需要，这个状态在夹具上是不需要实现的。当工件加工好之后，再把曲柄滑块机构的摇柄扳上去，夹具的曲柄滑块夹紧机构就松开了,此时再把工件取下来，夹具的整个工作过程就是这样子来完成的。这个过程快捷方便并且可靠，具有很强的可操作性。在生产中既能够保证加工要求，又能实现快速装夹，体现了很强的实用性。第三章 主要零件设计 31 拉压钩的设计根据工件的外形结构特征，我设计了这样的拉压钩。拉压钩的底部钻M6的螺纹孔，穿过上垫板，通过M6的螺杆与螺杆固定板，螺杆固定板再与曲柄滑块机构相连接，拉压钩的钩头部分始终保留在上垫板之上，并保留装料卸料空间，来实现松开与夹紧功能，为重要部件之一。采用45钢材料，淬火硬度达HRC30。（参见夹具设计手册）拉压钩外形如图所示：32上垫板的设计 根据加工中心的加工行程和曲柄滑块机构的尺寸，我把夹具的上垫板的长度尺寸设计成了820mm,因为垫板的上表面是工作面，表面粗糙度要求和平面度要求很高，为了在加工过程中保证上垫板的钢度，我把上垫板的厚度设计成了25mm.上垫板上开方孔和销孔以及台阶螺纹孔，方孔使拉钩的下半部分穿过上垫板，销孔用于安装定位销，台阶螺纹孔则用于与其他件的连接。33下底板的设计 根据加工中心工作台的尺寸，我把下底板的尺寸设计成了86010020mm，因为它的下表面是工作面，但有与工作台接触，再加上考虑到制造成本，所以它的厚度不需要太大。再它的两端各开一个U形槽，当夹具装到加工中心上时，可用螺钉和压板进行固定。上面也要钻攻出沉孔用于连接其他部件。34连接板的设计 连接板的主要作用是用于固定曲柄滑块机构并连接上下底板，根据拉紧机构的尺寸，我把它设计成了82015020mm的尺寸，根据拉紧机构的尺寸在上面钻出通孔和螺纹孔用于固定拉紧机构，还有台阶螺纹孔。35螺杆固定板的设计 螺杆固定板用于曲柄滑块机构与螺杆的连接，根据设计需要，我把它的尺寸设为734511，在实现配合功能的的位置上钻出连接所需要的通孔以及台阶螺纹孔即可。36加强块的设置 由于总的布局在Y轴方向不对称，为了节省材料，连接板得厚度不能设计得太厚，但为了保证整个夹具的刚度，在连接板得后面我加上了六块加强块，尺寸为1515035mm,钻出螺纹孔用于连接。37曲柄滑块机构及其他连接部件 曲柄滑块机构是一个外购件，其尺寸以及功能，不加描述 连接用的螺栓、螺母和螺杆为M6的内六角螺栓及螺杆、螺母，都是标准件。第四章 夹具的使用及操作4.1夹具的操作方法 将夹具的曲柄滑块机构的摇柄往上扳，使螺杆固定板带动螺杆往上运动，螺杆推动拉钩往上运动，拉钩升起，空出装料空间。把工件装上去，使定位销插入工件的底孔，并切使工件的下表面与上垫板的上表面贴实，再把摇柄往下扳，使其到达下死点位置，使拉钩牢固的拉住工件，保证工件完全定位。开动机床进行加工。加工完以后，执行上述操作的反向操作即可取出工件4.2零件的加工方法 活动触头这个工件本厂使用的加工设备为友嘉精机的VM-32SA型加工中心，使用的是FANUC的Oi-M系列加工软件，X轴方向的加工行程为1000mm，Y轴方向的加工行程为800mm,Z 轴方向的加工行程为550mm。加工本工件时使用的的是20的硬质合金钢四叶圆柱铣刀，刀具线速度设为60米/小时，工件零点(x,y)位置为第一工位的左上角,Z轴零点设为工件与夹具的接触面，根据工件的加工要求和夹具的结构，我们编制了如下的加工程序：主程序 O001G80 G40 G17;T1 M6;G43 Z50 H1 M13 S955;M98 P200;G0 G90 G55 X-10.Y12.;M98 P200;G0 G90 G56 X-10.Y12.;M98 P200;G0 G90 G57 X-10.Y12.;M98 P200;G0 G90 G58 X-10.Y12.;M98 P200;G0 G90 G59 X-10.Y12.;M9;M5;G53 X-400.Y0；(工作台移至门口)M30;子程序 O200; G01 Z33.5 F1000; G01 Y-60. F191; G01 Z20.5 F1000; G01 X19.5 F1000; G0 Z33.5; G01 Y-60. F191; G01 Z20.5 F1000;G01 Y12 F191;G0 X70.;G01 Z33.5 F1000;G01 Y-60.F191;G01 Z20.5 F1000;G01 Y12.F191;G01 X89.5 F1000;G0 Z33.5G01 Y-60 F191;G01 Z20.5 F1000;G01 Y12 F191;G0 Z50.;M99;加工时刀具的走刀路线为Z字形循环切削4. 3夹具的保养与维护1. 每班下班前要把夹具打扫干净,夹具的重要部件的工作面不可受损伤2. 夹具卸下不用的时候要在夹具的活动部分涂上油脂,防止锈死第五章 夹具的可靠性校核5. 1夹具的夹紧力计算Wk实际所需夹紧力(N)W在一定的条件下,由静力平衡计算出的理论夹紧力(N)k安全系数安全系数可按下式计算K=k0k1k2k3k4k5k6表1-2-1安全系数k0-k6的数值符号考虑的因数系数值K1加工性质粗加工1.2精加工1.0K2刀具钝化程度1.0-1.9K3切削特点连续切削1.0-1.9断续切削1.0K4夹紧力的稳定性手动夹紧1.2机动夹紧1.3K5手动夹紧时的手柄位置操作方便1.0操作不方便1.2K6仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情况接触点确定1.0接触点不确定1.5K0基本安全系数1.2-1.9圆柱铣刀铣削切削力的计算公式F=510ap0.9fz0.8D-0.9BzF铣削力ap铣削深度(mm)fz每齿进给量(mm)D铣刀直径(mm)B铣削宽度(mm)z铣刀齿数(mm)F=510260.050.0748.54 =9004(N)=9.004(KN) WK=WK=F1.21.01.01.31.01.01.5=21.1(KN)铣刀铣削加工时对工件的作用力使定位销受到切向力FQ剪切力A 剪切面面积 许用应力强度校核如下=500 Mpa=FQ/AA 剪切面面积=21.18.58.5 0.1Mpa所以,定位销强度合格.由于拉钩在夹具中的作用是使工件下表面与上垫板上表面贴合,在加工过程中不受力,所以无需校核其强度.结束语毕业设计图纸和说明书的完成，不仅是对自己前面所学知识检验，而且也是对自己能力提高。主要收获和体会如下：第一， 巩固了我的计算机绘图能力。第二， 提高了收集资料和查阅手册的能力。第三， 明确了设计必须与生产实际相结合，产品才有生命力。第四， 培养了严谨的科学作风。第五， 对学校所学知识的全面总结。第六， 对所学知识理论的检验，能够培养和提高了我独立分析问题和解决问题的能力。第七， 初步学习并掌握工程设计和撰写技术报告的基本方法。第八， 培养了我创新意识、创新能力和获取新知识的能力。第九， 训练了我多学科理论、知识与技能综合运用的能力。完成整个设计过程，通过对铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具的设计并且掌握了关于数控机床加工的一般方法和步骤。具体讲，掌握了部分系统的设计，计算和演算校核的方法，能将自己所学到的知识运用到解决实际问题中，还提高了自己查找运用资料的能力。对数控加工中心加工零件的编程进行设计，使其加工费用低，节时高效。相信这项课题会有很好的发展前途的，此项技术还有很多可以改进完善的空间，会给我国的机床加工行业带来新的机遇，为激烈的市场竞争垫好坚实的基础。致 谢首先感谢指导老师范丰老师在设计过程中对我的严格要求和尽心指导。同时也要感谢学校里的各位同学的大力支持。在整个过程中，正是他们的的帮助让我顺利完成了本次毕业设计图纸的绘制和设计说明书的编写。在这次毕业中 非常感谢！ 参考文献1龚安定，蔡建国. 机床夹具设计原理.陕西:陕西科学技术出版社，19812林文焕,陈本通. 机床夹具设计.北京:国防工业出版社, 19873王修轮. 机床夹具设计.北京:中国铁道出版社, 19844南京市机械研究所. 金属切削机床夹具图册.北京:机械工业出版, 19845王西祥. 常用工夹具典型结构图册北京:国防工业
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