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目录摘要…………………………………………………………………………………………ⅠTOC\o1-3\h\z\u1CA6140车床后托架的加工工艺设计
31.1CA6140车床后托架的结构特点和技术要求
31.2CA6140车床后托架的材料、毛坯和热处理
31.
2.1毛坯材料及热处理
31.
2.2毛坯的结构确定
41.3工艺过程设计中应考虑的主要问题
41.
3.1加工方法选择的原则
41.
3.2加工阶段的划分
41.
3.3工序的合理组合
51.
3.4加工顺序的安排
51.4CA6140车床后托架的机械加工工艺过程分析
51.
4.1CA6140车床后托架零件图分析
51.
4.2CA6140车床后托架的加工工艺的路线
71.5CA6140车床后托架的工序设计
121.
5.1工序基准的选择
121.
5.2工序尺寸的确定
121.
5.3加工余量的确定
141.
5.4确定各工序的加工设备和工艺装备
151.
5.5确定切削用量及工时定额162专用夹具设计
262.1铣平面夹具设计
262.
1.1研究原始质料
262.
1.2定位基准的选择
262.
1.3切削力及夹紧分析计算
262.
1.4误差分析与计算
272.
1.5夹具设计及操作的简要说明
282.2钻三杠孔夹具设计
282.
2.1研究原始质料
282.
2.2定位基准的选择
292.
2.3切削力及夹紧力的计算
292.
2.4误差分析与计算
302.
2.5夹具设计及操作的简要说明
312.3钻底孔夹具设计
312.
3.1研究原始质料
312.
3.2定位基准的选择
312.
3.3切削力及夹紧力的计算
312.
3.4误差分析与计算
322.
3.5夹具设计及操作的简要说明33结论34参考文献351CA6140车床后托架的加工工艺设计机械加工工艺是实现产品设计,保证产品质量,节约能源,降低消耗的重要手段,是企业进行生产准备,计划调度,加工操作,安全生产,技术检测和健全劳动组织的重要依据,也是企业上品种,上质量,上水平,加速产品更新,提高经济效益的技术保证在实际生产中,由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同,针对某一零件,往往不是单独在一种机床上,用某一种加工方法就能完成的,而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工因此,不仅要根据零件的具体要求,结合现场的具体条件,对零件的各组成表面选择合适的加工方法,还要合理地安排加工顺序,逐步地把零件加工出来对于某个具体零件,可采用几种不同的工艺方案进行加工虽然这些方案都可以加工出来合格的零件,但从生产效率和经济效益来看,可能其中有种方案比较合理且切实可行因此,必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等,拟订较为合理的工艺过程
1.1CA6140车床后托架的结构特点和技术要求由零件图1-1可得CA6140车床后托架是铸造件,从整体形状来看类似长方体根据要求主要是加工孔和底平面具体特点和技术要求如下
①精加工孔要求达到的精度等级为粗糙度为,且以底平面为基准,要求平行度公差为,主要满足加工孔的位置精度
②其他各个孔的加工都要以底平面为定位基准所以,底平面的形位公差要达到设计要求
③、粗糙度为;为锥孔,且粗糙度为
④其余未注要求的加工表面为不去除材料加工
1.2CA6140车床后托架的材料、毛坯和热处理
1.
2.1毛坯材料及热处理毛坯材料灰铸铁(HT150),由资料
[2]《机械加工工艺手册》表4-71,可得力学性能表
1.1灰铸铁(HT150)的性能参数牌号铸件壁厚最小抗拉强度硬度铸件硬度范围金相组织HT
1502.5-1010-2020-3030-50175145130120H175150-200铁素体+珠光体灰铸体一般的工作条件
①承受中等载荷的零件
②磨檫面间的单位面积压力不大于490KPa毛坯的热处理灰铸铁(HT150)中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中,由于片状石墨对基体的割裂作用大,引起应力集中也大;因此,使石墨片得到细化,并改善石墨片的分布,可提高铸铁的性能可采用石墨化退火,来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织(有大量的渗碳体出现),以便于切削加工
1.
2.2毛坯的结构确定毛坯的结构工艺要求CA6140车床后托架为铸造件,对毛坯的结构工艺有一定要求
①铸件的壁厚应和合适,均匀,不得有突然变化
②铸造圆角要适当,不得有尖角
③铸件结构要尽量简化,并要有和合理的起模斜度,以减少分型面、芯子、并便于起模
④加强肋的厚度和分布要合理,以免冷却时铸件变形或产生裂纹
⑤铸件的选材要合理,应有较好的可铸性毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到
①各加工面的几何形状应尽量简单
②工艺基准以设计基准相一致
③便于装夹、加工和检查
④结构要素统一,尽量使用普通设备和标准刀具进行加工在确定毛坯时,要考虑经济性虽然毛坯的形状尺寸与零件接近,可以减少加工余量,提高材料的利用率,降低加工成本,但这样可能导致毛坯制造困难,需要采用昂贵的毛坯制造设备,增加毛坯的制造成本因此,毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能在毛坯的种类形状及尺寸确定后,必要时可据此绘出毛坯图
1.3工艺过程设计中应考虑的主要问题
1.
3.1加工方法选择的原则
①所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应
②所选加工方法能确保加工面的几何形状精度,表面相互位置精度要求
③所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应
④加工方法要与生产类型相适应
⑤所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应
1.
3.2加工阶段的划分按照加工性质和作用的不同,工艺过程一般可划分为三个加工阶段
①粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属,为以后的精加工创造较好的条件,并为半精加工,精加工提供定位基准,粗加工时能及早发现毛坯的缺陷,予以报废或修补,以免浪费工时粗加工可采用功率大,刚性好,精度低的机床,选用大的切前用量,以提高生产率、粗加工时,切削力大,切削热量多,所需夹紧力大,使得工件产生的内应力和变形大,所以加工精度低,粗糙度值大一般粗加工的公差等级为,粗糙度为
②半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备,保证合适的加工余量半精加工的公差等级为表面粗糙度为
③精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量主要目的是保证零件的形状位置几精度尺寸精度及表面粗糙度使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后可防止或减少工件精加工表面损伤精加工应采用高精度的机床小的切前用量,工序变形小,有利于提高加工精度.精加工的加工精度一般为,表面粗糙度为
④光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工,主要用于改善表面质量,对尺度精度改善很少一般不能纠正各表面相互位置误差,其精度等级一般为表面粗糙度为此外,加工阶段划分后,还便于合理的安排热处理工序由于热处理性质的不同,有的需安排于粗加工之前,有的需插入粗精加工之间
1.
3.3工序的合理组合确定加工方法以后,就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数确定工序数的基本原则
①工序分散原则工序内容简单,有利选择最合理的切削用量便于采用通用设备简单的机床工艺装备生产准备工作量少,产品更换容易对工人的技术要求水平不高但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂
②工序集中原则工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数和生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提高生产率但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准备工作量大一般情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序适当集中但由于不采用专用设备,工序集中程序受到限制结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产
1.
3.4加工顺序的安排零件的加工过程通常包括机械加工工序,热处理工序,以及辅助工序在安排加工顺序时常遵循以下原则见下表表
1.2加工工序安排原则工序类别工序安排原则机械加工对于形状复杂、尺寸较大的毛坯,先安排划线工序,为精基准加工提供找正基准按“先基准后其他”的顺序,首先加工精基准面在重要表面加工前应对精基准进行修正按“先主后次,先粗后精”的顺序对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工热处理退火与正火毛坯预备性热处理,应安排在机械加工之前进行时效为消除残余应力,对于尺寸大结构复杂的铸件,需在粗加工前、后各安排时效处理;对于一般铸件在铸造后或则粗加工后安排时效处理;对于精度高的铸件,在半精加工前、后各安排一次时效处理淬火淬火后工件硬度提高,应安排在精加工阶段的磨削加工前进行渗碳渗碳易产生变形,应安排在精加工前渗氮一般安排在工艺过程的后部、该表面的最终加工之前辅助工序中间检验一般安排在粗加工全部结束之后,精加工之前;花费工时较多和重要工序的前后特种检验荧光检验、磁力探伤主要用于表面质量的检验,通常安排在精加工阶段荧光如用于检验毛坯的裂纹,则安排在加工前表面处理电镀、涂层、发蓝等表面处理工序一般安排在工序的最后进行
1.4CA6140车床后托架的机械加工工艺过程分析
1.
4.1CA6140车床后托架零件图分析图
1.1CA6140车床后托架零件图由图1-1可知
①该零件为铸件,材料为灰铸铁,重量为
②要求加工、、的精度等级为,粗糙度,且要求与底平面的平行度公差为
③要求精加工底平面粗糙度,平面度公差为
④要求加工、粗糙度为
⑤是锥孔,要求精铰加工,粗糙度
⑥对于孔口进行锪平加工
⑦加工螺纹孔
1.
4.2CA6140车床后托架的加工工艺的路线拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步在拟定时应充分调查研究,多提几个方案,加以分析比较确定一个最合理方案采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度以及需留的加工余量表
1.3参考参数加工表面加工方法表面粗糙度Ra表面光洁度公差等级公差等级加工余量说明外圆粗车半精车精车细车粗磨精磨研磨
12.
56.
31.
60.
81.
00.
40.11~34~56~77~86~78~910~14IT12~IT11IT10~IT9IT8~IT7IT6~IT5IT8~IT7IT6~IT5IT6~IT511~1010~88~77~6764~51~
50.50~
1.
600.2~
0.
50.1~
0.
250.25~
0.
850.
060.10~
0.03指尺寸在直径180以下长度在500以下铸件的直径余量内孔钻孔扩孔粗镗半精镗精镗细镗粗铰精铰粗磨精磨研磨
256.
36.
31.
60.
80.
23.
21.
61.
60.
20.11~34~52~45~66~79~105~66~76~791010~14IT13~IT11IT10~IT9IT10~IT9IT9~IT8IT8~IT7IT7~IT6IT8IT7IT8IT7~IT6IT7~IT61089~88768~77~6765~
40.3~
0.
51.
81.0~
1.
80.5~
0.
80.1~
0.
30.1~
0.
550.4~
0.
20.2~
0.
30.2~
0.
50.1~
0.
20.01~
0.02指孔径在180以下铸件直径的余量.L/d2L/d=2~10时加工误差增加
1.2~2倍平面粗刨粗铣精刨精铣细刨细铣粗磨半精磨精磨研磨
12.
56.
30.
81.
60.
80.
80.11~34~67~86~77~97~910~14IT14~IT11IT10IT9~IT6IT9IT7~IT6IT7~IT6IT511~910~98~68~67~57~55~
20.9~
2.
30.2~
0.
30.
160.
050.
030.
030.01~
0.03指平面最大尺寸500以下的铸件的平面余量主要工序的加工工艺路线
①根据孔的技术要求,由资料
[7]《公差与配合技术手册》得,;根据公式;查资料
[6]《互换性与技术测量》表1-8得精度等级为同理可得孔精度等级为孔精度等级为由上述的技术要求(粗糙度和精度等级),选择合理、经济的加工方式,查表
1.3可得孔的加工工艺路线为钻——粗铰——精铰
②根据孔、粗糙度为,查资料
[7]《公差与配合技术手册》得与有一定的线性关系即查《公差与配合技术手册》表,取由上述的技术要求(粗糙度和精度等级),选择合理、经济的加工方式,查表
1.3可得孔的加工工艺路线为钻孔——扩孔
③孔锥孔粗糙度为由上述的技术要求(粗糙度和精度等级),选择合理、经济的加工方式,查表
1.3可得孔的加工工艺路线为粗铰——精铰
④底平面A粗糙度为由上述的技术要求(粗糙度和精度等级),选择合理、经济的加工方式,查表
1.3可得孔的加工工艺路线为粗铣——精铣——细铣CA6140后托架加工工艺路线的确定
①加工工艺路线方案在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下,成批量生产可以考虑采用专用机床,以便提高生产率但同时考虑到经济效果,降低生产成本,拟订两个加工工艺路线方案见下表表
1.4加工工艺路线方案工序号方案Ⅰ方案Ⅱ工序内容定位基准工序内容定位基准010粗刨底平面侧面和外圆粗、精铣底平面侧面和外圆020精铣底平粗侧面和外圆钻、扩孔、底面和侧面030细精铣底平侧面和外圆粗铰孔、、底面和侧面040钻、扩孔、底面和侧面粗铣油槽底面和侧面050粗铰孔、、底面和侧面精铰孔、、底面和侧面060精铰孔、、侧面和两孔锪钻孔底面和侧面070粗铣油槽底面和侧面钻、底面和侧面080锪钻孔底面和侧面扩孔底面和侧面090钻、底面和侧面精铰锥孔底面和侧面110扩孔底面和侧面锪钻孔、底面和侧面120精铰锥孔底面和侧面去毛刺130锪钻孔、底面和侧面钻、底面和孔140钻、底面和孔攻螺纹底面和孔150攻螺纹底面和孔细精铣底平面侧面和孔160倒角去毛刺倒角去毛刺170检验检验
②加工工艺路线方案的论证a.方案Ⅱ中的010和150工序在铣床上加工底平面,主要考虑到被加工表面的不连续,并且加工表面积不是很大,工件受太大的切削力易变形,不能保证平面的平面度公差方案Ⅰ比方案Ⅱ铣平面生产效率底,采用铣较经济合理b.方案Ⅱ在012工序中按排倒角去毛刺,这不仅避免划伤工人的手,而且给以后的定位及装配得到可靠的保证c.方案Ⅱ在010工序中先安排铣底平面,主要是因为底平面是以后工序的主要定位面之一,为提高定位精度d.方案Ⅱ把细精铣底平面A安排在后工序中,是以免划伤而影响美观及装配质量e.方案Ⅱ符合粗精加工分开原则由以上分析方案Ⅱ为合理、经济的加工工艺路线方案具体的工艺过程如下表表
1.5加工工艺路线工序号工种工作内容说明010铸砂型铸造铸件毛坯尺寸长宽高020清砂除去浇冒口,锋边及型砂030热处理退火石墨化退火,来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织(有大量的渗碳体出现),以便于切削加工040检验检验毛坯050铣粗铣、精铣底平面工件用专用夹具装夹;立式铣床060钻钻、扩钻工件用专用夹具装夹;摇臂钻床070铣粗铣油槽080铰粗、精铰孔工件用专用夹具装夹;摇臂钻床090钻将孔、、钻到直径工件用专用夹具装夹;摇臂钻床110扩孔钻将扩孔到要求尺寸120锪孔钻锪孔、到要求尺寸130铰精铰锥孔140钳去毛刺150钻钻孔、160攻丝攻螺纹170铣细精铣底平面工件用专用夹具装夹;立式铣床180钳倒角去毛刺190检验210入库清洗,涂防锈油
1.5CA6140车床后托架的工序设计工序设计包括工序基准的选择、工序尺寸的确定、加工余量的确定、机床的选择、工艺装备的选择、切削用量的选择和时间定额的确定
1.
5.1工序基准的选择工序是在工序图上以标定被加工表面位置尺寸和位置精度的基准所标定的位置尺寸和位置精度分别称为工序尺寸和工序技术要求,工序尺寸和工序技术要求的内容在加工后应进行测量,测量时所用的基准称为测量基准通常工序基准和测量基准重合工序基准的选择应注意以下几点
①选设计基准为工序基准时,对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验,有利于减少检验工作量
②当本工序中位置精度是由夹具保证而不需要进行试切,应使工序基准与设计基准重合
③对一次安装下所加工出来的各个表面,各加工面之间的工序尺寸应与设计尺寸一致
1.
5.2工序尺寸的确定孔、、中心轴线间的尺寸链的计算
①尺寸链图(如图
1.2)图
1.2尺寸链图
②的基本尺寸由公式=得
③环公差式(
1.1)式(
1.2)
④中间偏差式(
1.3)
⑤环极限偏差式(
1.4)
⑥环极限尺寸孔、、的工序尺寸和公差
①孔粗糙度要求为加工路线为:钻——粗铰——精铰查表
1.3确定各工序的基本余量为:钻:扩钻:粗铰:精铰:各工序的工序尺寸:精铰后:由零件图可知;粗铰后:;扩钻后:;钻后;各工序的公差按加工方法的经济精度确定,标注为精镗后:由零件图可知;粗铰后:按级查资料
[6]《互换性与技术测量》表;可得扩钻后:按级查资料
[6]《互换性与技术测量》表;可得钻后
②孔粗糙度要求为同理精铰后:由零件图可知粗铰后:扩钻后:钻后
③孔粗糙度要求为同理精铰后:由零件图可知粗铰后:扩钻后:钻后
1.
5.3加工余量的确定加工余量、工序尺寸及偏差查资料
[2]《机械加工工艺手册》表6-20,并计算列表如下表
1.6加工余量、工序尺寸及偏差确定序号加工表面加工内容加工余量表面粗糟度尺寸及偏差备注1底平面粗铣精铣细精铣2钻扩钻粗铰精铰3锪孔深;深;深;4钻孔深扩孔5钻孔深粗铰锥孔精铰锥孔6钻螺纹孔深攻丝7钻深
1.
5.4确定各工序的加工设备和工艺装备机床的选用查资料
[1]《机械加工工艺手册》可得立式铣床,主要用于铣加工摇臂钻床,可用于钻、扩、铰及攻丝刀具的选用查资料
[1]《机械加工工艺手册》可得高速钢端面铣刀,铣刀材料,刀具的角度取钻头直柄麻花钻直柄短麻花钻直柄长麻花钻铸铁群钻直柄扩孔钻锥柄扩孔钻锪钻带导柱直柄平底锪钻铰刀硬质合金锥柄机用铰刀锥铰刀公制/莫氏4号锥直柄铰刀,刀具材料其他设备的选用夹具夹具采用专用的铣、钻夹具量具选用锥柄双头塞规,多用游标卡尺辅助设备锉刀、钳子等
1.
5.5确定切削用量及工时定额铣底平面A的切削用量及工时定额
①粗铣由资料
[1]《机械加工工艺手册》表
2.4-73得取,,;由铣刀直径,铣刀齿数;则主轴转速,则取式(
1.5)实际铣削速度式(
1.6)式(
1.7)铣刀切入时取式(
1.8)铣刀切出时取被切削层长度由毛坯尺寸可知根据资料
[5]《机械制造工艺学》表可得式(
1.9)
②精铣由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得,,;由式
1.5得,主轴转速,则取由式
1.6得,实际铣削速度由式
1.7得,同理由式
1.9得
③细精铣由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得,,;由式
1.5,主轴转速,则取由式
1.6得,实际铣削速度由式
1.7得,同理由式
1.9得钻、扩、铰、锪孔加工的切削用量及工时定额
①钻、扩、铰孔、、的切削用量及工时定额钻孔加工钻孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得进给量切削速度,;由式
1.5得,机床主轴转速,取由式
1.6得,实际切削速度被切削层长度刀具切入长度式(
1.10)刀具切出长度取根据资料
[5]《机械制造工艺学》表可得式(
1.11)同理钻孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得,,;由式
1.5得,,取由式
1.6得,,,根据式
1.11可得同理钻孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得,,;由式
1.5得,,取由式
1.6得,,,根据式
1.11可得扩孔加工扩孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表
2.4-52,取,,切削深度,;由式
1.5得,,取由式
1.6得,由式
1.10得,刀具切出长度取根据式
1.11可得同理扩孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表
2.4-52,取,,;由式
1.5得,,取由式
1.6得,,,根据式
1.11可得同理扩孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表
2.4-52,取,,;由式
1.5得,,取由式
1.6得,,,根据式
1.11可得铰孔加工铰孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得;由式
1.5得,,取由式
1.6得,,铰圆柱孔时,由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得根据式
1.11可得同理铰孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得,;由式
1.5得,,取由式
1.6得,,铰圆柱孔时,由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得根据式
1.11可得同理铰孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得,;由式
1.5得,,取由式
1.6得,,铰圆柱孔时,由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得根据式
1.11可得
②加工孔、、、、的切削用量及工时定额将、、、钻到直径由资料
[1]《机械加工工艺手册》表查得进给量切削速度,切削深度;由式
1.5得,,取由式
1.6得,被切削层长度由式
1.10得刀具切出长度取根据式
1.11可得扩孔扩孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表
2.4-52,取,,切削深度;由式
1.5得,,取由式
1.6得,被切削层长度由式
1.10得刀具切出长度取根据式
1.11可得铰锥孔铰锥孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得,,切削深度;由式
1.5得,,取由式
1.6得,,取,式(
1.12)根据式
1.11可得锪孔(、、)由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得进给量切削速度;则孔,,;取,;则由式
1.11得,孔,,;取,;则由式
1.11得,孔,,;取,;则由式
1.11得,锪孔加工总的基本时间钻由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得进给量切削速度,切削深度;由式
1.5得,,取由式
1.6得,被切削层长度由式
1.10得刀具切出长度取根据式
1.11可得
③加工螺纹孔的切削用量及工时定额钻螺纹孔由资料
[1]《机械加工工艺手册》表得进给量切削速度,切削深度;由式
1.5得,,取由式
1.6得,被切削层长度由式
1.10得刀具切出长度取根据式
1.11可得攻丝根据查表螺距,,;由式
1.5得,,取由式
1.6得,根据式
1.11可得由以上计算可得总的基本时间技术时间定额除了基本时间以外,还包括辅助时间、服务时间、休息及自然需要时间、准备终结时间所组成
①辅助时间辅助时间主要包括卸载工件,开停机床,改变切削用量和测量工件等所用的时间
②服务时间
③休息及自然需要时间
④准备终结时间将上述所列的各项时间组合起来,可得到各种定额时间工序时间单件时间:单件计算时间其中N——零件批量(件)2专用夹具设计机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分,在整个加工构成中,夹具不仅仅是为了夹紧、固定被加工零件,设计合理的夹具,还要求保证加工零件的位置精度、提高加工生产率各种专用夹具的设计质量,将直接影响被加工零件的精度要求,在机械加工工艺过程中起到重要的作用在设计的过程当中,应深入生产实际,进行调查研究,吸取国内外先进技术,制定出合理的设计方案,在进行具体设计
2.1铣平面夹具设计
2.
1.1研究原始质料利用本夹具主要用来粗铣底平面,该底平面对孔、、的中心线要满足尺寸要求以及平行度要求在粗铣此底平面时,其他都是未加工表面为了保证技术要求,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
2.
1.2定位基准的选择由零件图可知粗铣平面对孔、、的中心线和轴线有尺寸要求及平行度要求,其设计基准为孔的中心线为了使定位误差达到要求的范围之内,在此选用V形块定心自动找到中心线,这种定位在结构上简单易操作采用V形块定心平面定位的方式,保证平面加工的技术要求同时,应加一侧面定位支承来限制一个沿轴移动的自由度
2.
1.3切削力及夹紧分析计算刀具材料(高速钢端面铣刀)刀具有关几何参数由资料
[10]《机床夹具设计手册》表1-2-9得,铣削切削力的计算公式式(
2.1)查资料
[10]《机床夹具设计手册》表得对于灰铸铁取,即由式
2.1得,由资料
[9]《金属切削刀具》表1-2可得垂直切削力(对称铣削)式(
2.2)背向力式(
2.3)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式(
2.4)安全系数K可按下式计算式(
2.5)式中为各种因素的安全系数,见资料
[10]《机床夹具设计手册》表可得由式
2.4得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单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算式(
2.6)式中参数由资料
[10]《机床夹具设计手册》可查得其中由式
2.6得,螺旋夹紧力易得经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力,因此采用该夹紧机构工作是可靠的
2.
1.4误差分析与计算该夹具以平面定位V形块定心,V形块定心元件中心线与平面规定的尺寸公差为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工序公差式(
2.7)与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示式(
2.8)由资料
[10]《机床夹具设计手册》可得
①平面定位V形块定心的定位误差
②夹紧误差式(
2.9)其中接触变形位移值式(
2.10)由式
2.9得,
③磨损造成的加工误差通常不超过
④夹具相对刀具位置误差取误差总和从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求
2.
1.5夹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,工件材料易切削,切削力不大等特点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,支承钉和V形块采用可调节环节以便随时根据情况进行调整
2.2钻三杠孔夹具设计
2.
2.1研究原始质料利用本夹具主要用来钻、铰加工孔、、加工时除了要满足粗糙度要求外,还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要求为了保证技术要求,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
2.
2.2定位基准的选择由零件图可知孔、、的轴线与底平面有平行度公差要求,在对孔进行加工前,底平面进行了粗铣加工因此,选底平面为定位精基准(设计基准)来满足平行度公差要求孔、、的轴线间有位置公差,选择左端面为定位基准来设计钻模,从而满足孔轴线间的位置公差要求工件定位用底平面和两个侧面来限制六个自由度
2.
2.3切削力及夹紧力的计算由资料
[10]《机床夹具设计手册》查表可得切削力公式式(
2.11)式中查资料
[10]《机床夹具设计手册》表得即由式
2.11得切削扭矩公式式(
2.12)即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由资料
[10]《机床夹具设计手册》表得式(
2.13)取,,即螺旋夹紧时产生的夹紧力按式
2.6计算式中参数由资料
[10]《机床夹具设计手册》可查得其中螺旋夹紧力该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下图
2.1受力简图由资料
[10]《机床夹具设计手册》表得原动力计算公式式(
2.14)即由上述计算易得因此采用该夹紧机构工作是可靠的
2.
2.4误差分析与计算该夹具以底平面、侧面和盖板平面为定位基准,要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度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工序公差孔轴线与左侧面为线性尺寸一般公差根据国家标准的规定,由资料
[6]《互换性与技术测量》表可知取(中等级)即尺寸偏差为由资料
[10]《机床夹具设计手册》可得1定位误差(两个垂直平面定位)2夹紧误差其中接触变形位移值式(
2.15)
③磨损造成的加工误差通常不超过
④夹具相对刀具位置误差取误差总和从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求
2.
2.5夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在摇臂钻床上加工后托架的三杠孔工件以底平面、侧面和盖板平面为定位基准,在支承钉和止推板上实现完全定位为工件装夹可靠,采用了辅助支承如前所述,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,工件材料易切削,切削力不大等特点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
2.3钻底孔夹具设计
2.
3.1研究原始质料利用本夹具主要用来钻加工孔、、加工时除了要满足粗糙度要求外,还应满足孔的位置公差要求为了保证技术要求,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
2.
3.2定位基准的选择由零件图可知在对孔进行加工前,底平面进行了粗铣加工因此,选底平面为定位精基准(设计基准)选择左端面为定位基准来设计钻模,从而满足孔的位置公差要求工件定位用底平面和两个侧面来限制六个自由度
2.
3.3切削力及夹紧力的计算由资料
[10]《机床夹具设计手册》查表可得切削力由式
2.11得式中查资料
[10]《机床夹具设计手册》表得即切削扭矩由式
2.12得即实际所需夹紧力由式
2.13得取,,即螺旋夹紧时产生的夹紧力由式
2.6得该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下图
2.2受力简图由表得原动力计算由式
2.14得,即由上述计算易得因此采用该夹紧机构工作是可靠的
2.
3.4误差分析与计算该夹具以底面、侧面和顶面为定位基准,要求保证孔轴线与左侧面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工序公差孔与左侧面为线性尺寸一般公差根据国家标准的规定,由资料
[6]《互换性与技术测量》表可知取(中等级)即尺寸偏差为、由资料
[10]《机床夹具设计手册》可得
①定位误差定位尺寸公差,在加工尺寸方向上的投影,这里的方向与加工方向一致即故
②夹紧安装误差,对工序尺寸的影响均小即
③磨损造成的加工误差通常不超过
④夹具相对刀具位置误差钻套孔之间的距离公差,按工件相应尺寸公差的五分之一取即误差总和从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求
2.
3.5夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在摇臂钻床上加工后托架的底孔、锥孔工件以底平面、侧面和顶端为定位基准,在支承钉和支承板上实现完全定位采用手动螺旋压板机构夹紧工件该夹紧机构操作简单、夹紧可靠结论通过本次的毕业设计,使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习,对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解,本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、铣钻夹具的设计与分析,对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习参考文献
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