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摘要泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体由于泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加,被叶轮排出的液体经过压出室,大部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时,叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压,吸水池中的液体在液面压力(大气压)的作用下,被压入叶轮的进口,于是,旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体本次设计了泵体工艺规程及钻孔夹具的基本过程,包括五章第一章,绪论;第二章,工艺设计;第三章,工序设计;第四章,夹具设计;第五章,设计总结以便清楚明了表达泵体在生产中的应用、机械加工工艺过程及机床夹具设计的基本步骤,文中插入了相关表格和简图,详细叙述了泵体加工定位基准面、工序尺寸的计算过程,夹具元件设计等关键词毛坯余量、工艺、工序、切削用量、夹具、定位、误差ABSTRCTThepumpdependstheeffectwhichrevolvingimpellerworksonliquidintransferringmechanicalenergytoliquid.Owingtopumpwhentheliquidflowoutoftheimpelleritsspeedenergyandstressenergybothdevelopmuchtheliquiddebarredbytheimpellermostspeedenergyistransferredtostressenergyandthenitistransportedthroughpipeline.Atthismomenttheentryoftheimpellerbecomevacuumorlow-pressurehydraulicpressurepneumaticpressureeffectontheliquidintheabsorbingpoolandtheliquidispulledintotheentryoftheimpellersotherotatingimpellercontinuousinhalantsandDrainageliquid.Thistimehasdesignedthepumpbodysprocessingcraftandthepumpdesignunitprocesswhichincludingfivechaptersfirstchapterexordium;Thesecondchaptertechnicsdesign;Thethirdchapterworkingproceduredesign;Thefourthchapterjigdesignandthelastchapterdesignconclusion.Inordertounderstandclearlyexpressesthepumpinproductionapplicationmachine-finishingtechnologicalprocessandtheenginebedjigdesignbasicstepinthearticlehasinsertedtherelatedformandthediagramnarratedthepumptoprocessthelocalizationreducedplanetheworkingproceduresizecomputationalprocessindetailthejigcelldesignandsoon.Keywords:roughallowanceworkingproceduretechniquescuttingdosagejigallocationerror目录中文摘要·····························································Ⅰ英文摘要·····························································Ⅱ第一章绪论··························································4第二章工艺设计························································
52.1零件分析···························································
52.
1.1零件的作用·······················································
52.
1.2零件的工艺分析···················································
52.2毛坯的选择与设计加工余量的确定·····································
52.
2.1确定毛坯制造形式···············································
52.
2.2基准的选择·····················································
62.3工艺规程的设计·····················································
62.
3.1制定工艺路线···················································
62.
3.2工艺方案的比较和分析···········································10第三章工序设计························································
123.1工序尺寸与毛坯尺寸的确定··········································
123.2确定切削用量及时间定额·············································
133.
2.1工序Ⅲ铣端面φ70mm···········································
133.
2.2工序Ⅶ:镗2-φ48H8孔···········································
153.
2.3工序Ⅺ:钻6-M8-7H孔············································15第四章夹具设计························································
184.1夹具的设计·······················································
184.
1.1夹紧方案及夹紧元件选择·······································
184.
1.2导向装置及导向元件选择·······································
194.2切削力与夹紧力的计算··············································
194.
2.1切削力的计算··················································
194.
2.2夹紧力的计算··················································
204.
2.3气压系统主要参数的计算········································
184.
2.
3.1活塞式气缸·················································
184.
2.
3.2气缸的密封·················································
224.3夹具零件·························································
224.
3.1固定式定位销··················································
224.
3.2螺栓··························································
244.
3.3螺母··························································
244.
3.4垫圈··························································
254.
3.5镗套··························································
264.
3.6标准型弹簧垫圈················································
264.4定位误差的分析····················································
274.5夹具设计与操作的简要说明··········································
294.
5.1夹具的组成····················································
294.
5.2夹具的操作····················································30第五章设计总结······················································31参考文献······························································32致谢··································································33第一章绪论毕业设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的.这是我们对所学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对我个人而言,我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次锻炼,从中提高自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加工作,进入正式的工作场合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导泵体工艺规程及钻6-M8螺孔夹具设计是在学完了机械制造基础,进行课程设计之后的下一个教学环节它一方面要求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工艺及结构设计的基本能力另一方面能让我们熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以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的定位,夹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最后我们通过设计夹具的训练,锻炼了自己能按被加工零件的加工要求,设计出高效,省力,经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力同时能掌握与设计有关的各种资料的名称,出处,能够熟练运用各种工具书第二章工艺设计
2.1零件分析
2.
1.1零件的作用泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体由于泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加,被叶轮排出的液体经过压出室,大部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时,叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压,吸水池中的液体在液面压力(大气压)的作用下,被压入叶轮的进口,于是,旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体
2.
1.2零件的工艺分析泵体结构较为复杂,加工面多、技术要求高、机械加工的劳动量大因此箱体结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义泵体几个加工表面它们之间有一定的位置要求,现分述如下
(1)φ32H11孔和φ有
0.04的同轴公差要求
(2)φ48H8孔和表面1都对于φ48H8孔内壁有
0.04的垂直度公差要求
(3)φ16H8孔与φ45H8内壁有
600.004的平行度公差要求
2.2毛坯的选择与设计及加工余量的确定
2.
2.1确定毛坯制造形式泵体零件材料为HT200考虑到零件形状复杂、有腔形、制造精度、机械性能、寿命及批量(年产1万件),可选择金属型铸造以提高毛坯精度、减少加工余量查阅《机械加工工艺设计实用手册》P498表6-68金属型铸造,铸造精度CT在6-9之间金属型铸造的工艺方法与特点是以金属型摸腔上覆以涂层作为型腔,有时辅以砂芯作为内腔的铸造方法铸造冷却速度快,铸件内部组织严密,机械性能较高,单位生产面积产量高适于成批与大量生产,一般不宜于单件或少量生产常用于泵体的铸件生产所以,在我的设计中,毛坯使用金属型铸造查阅《机械加工工艺设计实用手册》,P516表6-90金属型铸造成批生产灰铸铁的铸造尺寸公差等级要求为CT7-9,取CT8铸件公差按HB6130-86查阅《机械加工工艺设计实用手册》,P510表6-79取铸造斜度为3查阅《机械加工工艺设计实用手册》,P512表6-85(HB6130-86)铸件基本尺寸在100-160之间,公差等级为CT8,则铸件尺寸公差值取
1.8未注明铸件圆角半径R
32.
2.2基准的选择正确选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容,也是保证零件加工精度的关键定位基准分为精基准、粗基准、辅助基准在最初加工工序中,只能用毛坯上未经加工的表面为定位基准(粗基准),在后续加工工序中,用已加工表面作为定位基准(精基准)在制定工艺规程时,应先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各加工加工出来,另外,为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度,可在工件上某部位做一辅助基准,用以定位选择基准时,应遵守精确、简便的原则粗基准的选择对于箱体类零件应先加工面后加工孔再以面为基准加工孔根据有关粗基准的选择原则(当零件有不加相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准)先以前面1作为粗基准加工其它工表面时,应以这些不加工表面作为粗基准;若零件有几个不加工表面时,则应以与加工表面要求面,因为其它面与前面1都有同轴度和垂直度的要求所以先选择其作为粗标准精基准的选择应遵循“基准重合及统一”原则,选择面积较大的平面或孔及其组合因此应选择表面
②④⑤作为精基准,有利于夹紧及定位
2.3工艺规程的设计
2.
3.1制定工艺路线零件机械加工工艺过程是工艺规程的中心问题,其内容包括定位基准、确定夹紧方法、选择各加工表面的加工方法、安排加工顺序及组织整个加工工艺过程中各个工序的内容、确定各个工序所采用机床设备和工艺装备等设计时应同时考虑几个方案,经过分析比较,选择出比较合理的方案根据泵体零件为大批生厂,所以采用通用机床,配以专用的夹具、刀具,并考虑工序集中,以提高生产率,减少机床数量,降低生产成本经零件工艺分析,零件毛坯为金属模,机械造型,并经人工时效处理消除铸件内应力,改善工件的可切削性示意简图如下图1-1现确定工艺路线如下方案一工序Ⅰ以表面
①为基准铣表面
④刀具端铣刀,机床X52K工序Ⅱ以表面
②为基准铣表面
①刀具端铣刀,机床X52K工序Ⅲ以表面
②为基准铣表面
③刀具端铣刀,机床X52K工序Ⅳ以表面
③为基准铣表面
④刀具端铣刀,机床X52K工序Ⅴ以表面
②④为基准铣表面
⑤刀具端铣刀,机床X52K工序Ⅵ以表面
②④⑤为基准钻φ32H11孔、φ22孔刀具麻花钻,机床Z3040×16工序Ⅶ以表面
①②⑤为基准镗2-φ48H8孔刀具镗刀,机床T61Ⅰ工序Ⅷ以表面
②④⑤为基准钻,锪扩4-φ10孔,钻G3/8螺纹孔刀具:麻花钻、锪钻,机床Z3040×16工序Ⅸ以表面
①②⑤为基准钻φ16-H8孔,留余量刀具麻花钻,机床Z3040×16工序Ⅹ以表面
②④⑤为基准钻φ12孔,留余量铰φ12孔,攻螺纹G3/8孔刀具麻花钻、铰刀、丝锥,机床Z3040×16工序Ⅺ以表面
②④⑤为基准钻6×M8-7H孔刀具麻花钻,机床Z3040×16工序Ⅻ以表面
②④⑤为基准与泵盖配钻2×φ6T14孔、铰2×φ6T14孔刀具麻花钻,机床Z3040×16工序ⅩⅢ以表面
②④⑤为基准镗φ32H11孔、φ22孔刀具镗刀,机床T61Ⅰ工序ⅩⅣ以表面
②④⑤为基准铰2-φ48H8孔刀具铰刀,机床Z3040×16工序ⅩⅤ以表面
②④⑤为基准精铣表面
①刀具铣刀,机床X52K工序ⅩⅥ检查方案二工序Ⅰ以表面
①为基准铣表面
④刀具端铣刀,机床X51工序Ⅱ以表面
②为基准铣表面
①刀具端铣刀,机床X51工序Ⅲ以表面
②为基准铣表面
③刀具端铣刀,机床X51工序Ⅳ以表面
③为基准铣表面
④刀具端铣刀,机床X51工序Ⅴ以表面
②④为基准铣表面
⑤刀具端铣刀,机床X51工序Ⅵ以表面
②④⑤为基准铣表面
①刀具端铣刀,机床X51工序Ⅶ以表面
①②⑤为基准镗2-φ48H8孔刀具镗刀,机床坐标镗床TGX4132B工序Ⅷ以表面
①②⑤为基准钻φ16H8孔,留余量刀具麻花钻,机床Z540A工序Ⅸ以表面
②④⑤为基准钻φ32H11孔,φ22孔刀具麻花钻,机床Z540A工序Ⅹ以表面
②④⑤为基准钻,锪扩4-φ10孔,钻G3/8螺纹孔刀具麻花钻、锪钻,机床Z540A工序Ⅺ以表面
②④⑤为基准钻φ12孔,留余量,铰φ12孔,攻螺纹G3/8刀具麻花钻、铰刀、丝锥,机床Z540A工序Ⅻ以表面
②④⑤为基准钻6×M8-7H孔刀具麻花钻,机床Z540A工序ⅩⅢ以表面
②④⑤为基准与泵盖配钻2×φ6T14孔,铰2×φ6T14刀具麻花钻,铰刀机床Z540A工序ⅩⅣ以表面
②④⑤为基准镗φ32H11孔φ22孔刀具镗刀,机床坐标镗床TGX4132B工序ⅩⅤ以表面
②④⑤为基准铰2-φ48H8孔内壁,φ16H8孔刀具铰刀,机床Z540A工序ⅩⅥ检查以上所有刀具、机床选择均查找于《机械制造工艺与夹具设计指导》
2.
3.2工艺方案的比较与分析分析两套方案,不难看出,第一套方案先加工表面后加工孔,而且加工孔的顺序明确、清晰;而第二套方案中第五部就铣了表面
①,而表面
①所要求的粗糙度为
3.2,属于精度比较高的面,所以导致在接下来的工序中,难免会因为装夹、挂擦导致其精度降低,且在第二套方案中,钻孔步骤混乱,容易造成重复性装夹,浪费时间但在第一套方案当中,工序Ⅶ和工序Ⅸ可排列在一起,从而减少换用机床时间,降低时间成本改进的工艺如下工序Ⅰ铣表面
④,选用表面
①为粗基准选用X51铣床,专用夹具,并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量工序Ⅱ铣表面
①,以表面
④为基准选用X51铣床,专用夹具,并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量工序Ⅲ铣表面
②,以表面
③为基准选用X51铣床,专用夹具,并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量工序Ⅳ铣表面
③,以表面
②为基准选用X51铣床,专用夹具,并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量工序Ⅴ铣表面
⑤,以表面
②④为基准选用X51铣床,专用夹具,并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量工序Ⅵ钻φ32H11孔φ22孔,以表面
②④⑤为基准选用Z535钻床,专用夹具,并且使用直柄麻花钻钻削,深度游标卡尺进行测量工序Ⅶ镗2-φ48H8孔,以表面
①②⑤为基准选用T616镗床,专用夹具,并且使用硬质合金镗刀,游标卡尺进行测量工序Ⅷ钻φ16H8孔,以表面
①②⑤为基准,需留余量选用Z535钻床,专用夹具,并且使用直柄麻花钻钻削,深度游标卡尺进行测量工序Ⅸ钻4-φ10孔,锪φ20孔,钻G3/8螺纹底孔,以表面
②④⑤为基准选用Z535钻床,专用夹具,并且使用直柄麻花钻、锥柄锪孔钻、中心钻,深度游标卡尺进行测量工序Ⅹ钻φ12孔,以表面
②④⑤为基准,需留余量,铰φ12孔,攻螺纹G3/8选用Z535钻床,专用夹具,并且使用直柄麻花钻、直柄机用铰刀、公制细牙机用丝锥,深度游标卡尺进行测量工序Ⅺ钻6×M8-7H底孔,以表面
②④⑤为基准选用Z535钻床,专用夹具,并且使用直柄麻花钻,游标卡尺进行测量工序Ⅻ与泵盖配钻2×φ6T14孔,铰2×φ6T14孔,以表面
②④⑤为基准选用Z535钻床,专用夹具,并且使用直柄麻花钻、直柄机用铰刀,游标卡尺进行测量工序ⅩⅢ镗φ32H11孔φ22孔,以表面
②④⑤为基准选用T616镗床,专用夹具,并且使用硬质合金镗刀,游标卡尺进行测量工序ⅩⅣ铰2-φ48H8孔内壁,φ16H8孔,以表面
②④⑤为基准选用Z535钻床,专用夹具,并且使用套式机用铰刀,锥柄机用铰刀,游标卡尺进行测量工序ⅩⅤ铣表面
①,以表面
②④⑤为基准选用X51铣床,专用夹具,并且使用端面铣刀铣削、游标卡尺进行测量工序ⅩⅥ检查第三章工序设计
3.1工序尺寸与毛坯尺寸的确定泵体零件材料HT200,生产类型为大批生产,采用金属型铸造毛坯根据《机械加工工艺设计实用手册》表6-90,P516,选择铸造精度CT9;再由表6-79,P510查得铸造斜度3°;未注明圆角半径R3铸件加工余量由《机械加工余量与公差手册》,表3-1,P78中选择等级F;铸件机械加工余量由表3-3,P80,单面为
3.5mm,孔和双面为3mm;铸件尺寸公差查表3-6,P84根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下加工表面加工内容加工余量(mm)精度等级工序尺寸(mm)粗糙度(um)工序余量(mm)最小最大铣端面
①铸件
3.5CT8粗铣
0.75IT
116.
30.
561.55铣端面铸件
3.5CT8粗铣
0.75IT
116.
30.
721.55精铣
0.09IT
76.
30.
561.55铣断面铸件
3.5CT8铣削
0.75IT
116.
30.
561.65铣端面铸件
3.5CT8铣削
0.75IT
116.
30.
531.65铣端面
⑤铸件
3.5CT8镗削
0.56IT
116.
30.
491.3钻、镗φ32H11孔铸件CT8钻孔30IT
12122.
643.1镗孔
2.8IT
116.
35.
99.81钻、铰φ22孔铸件CT8钻15IT1212铰2IT
73.
20.
1290.28钻、镗φ2-48H8孔铸件CT8钻IT1212镗3IT
73.
22.
9753.25钻、扩4-φ10孔铸件CT8钻8IT1212扩2IT
113.
21.
912.15钻、铰φ12孔铸件CT8钻10IT1212铰2IT
113.
21.
892.15钻、攻G3/8螺纹孔铸件CT8攻4IT
113.
21.
892.15钻6-M8-7H孔铸件CT8钻8IT1212钻、铰2×φ6T14孔铸件CT8钻4IT1212铰2IT
113.
21.
252.
123.2确定切削用量及时间定额
3.
2.1工序Ⅲ:铣端面φ70mm加工要求铣面φ77mm,表面粗糙度
3.2um机床X51立式铣床刀具硬质合金端面铣刀YG6D=100B=63,d=32,Z=4=90º计算铣削用量1)铣削深度=4mm2)每齿进给量=
0.3mm/z表3-28,P108《机械制造工艺手册》3)切削速度查表3-30《机械制造工艺手册》,取V=
1.5m/s即90m/min根据刀具采用套式面铣刀,表5-43,P270《机械制造工艺手册》=100,Z=4则根据X51立式铣床说明P226附表4-16-1取=300r/min则实际切削速度当=300r/min时,工作台每分钟进给量查附表4-16-2,P226取=400mm/min4切削工时的计算由表7-7,P305《机械制造工艺手册》,=则查《机械制造工艺设计手册》表7-30~7-32,得到工件在铣床上所需辅助时间T=
0.48+
0.20+
0.55+
1.22=
2.45min所以总计时间
3.
2.2工序Ⅶ镗2-φ48H8工件材料HT
200、金属型铸造加工要求镗2-φ48H8孔,其内壁粗糙度为
3.2机床T616镗床刀具刀具材料为硬质合金、YG
8、刀杆尺寸为16mm×25mm,长度为300mm查表3-22,P101,《机械制造工艺设计手册》,加工铸铁,f=
0.1-
0.2mm/r.根据T616卧式镗床主轴进给量取f=
0.145mm/r根据有关手册,取V=100m/min则根据T616机床规格,查表4-7-1,P213《机械制造工艺设计手册》选取镗削工时由P299,表7-1,《机械制造工艺手册》查出加工一个φ48H8孔所需时间加工两个φ48H8孔所需时间查《机械制造工艺设计手册》,表7-33~7-34得到镗床上辅助时间min则,总时间
3.
2.3工序Ⅺ钻6-M8-7H孔工件材料HT
200、金属型铸造加工要求钻6-M8-7H孔,深度20mm机床Z535钻床刀具刀具材料为硬质合金钢、d=8mmL=117l=75,查表3-39,P119,《机械制造工艺设计手册》,加工铸铁,当起硬度=200HB,钻头直径d=8时,f=
0.22-
0.28mm/r.根据Z535钻床主轴进给量取f=
0.25mm/r查表3-41得,当进给量=
0.2~
0.5mm/r,灰铸铁硬度=200时,其钻头切削速度v=69m/min则按照Z535机床规格,钻削工时按照表7-5,P302《机械制造工艺设计手册》,查得公式为则钻一个M8-7H孔所用工时钻6个M8-7H所需工时;查《机械制造工艺设计手册》表7-33~7-34得到在钻床上的辅助时间min则总加工时间min第四章夹具设计
4.1夹具的设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具经与指导老师协商,由本人设计第I道工序设计钻6-M8-7H工序的专用夹具,夹具用于Z535钻床查阅表4-5~4-5-2P209~P210,《机械制造工艺设计手册》,得立式钻床尺寸,以便在设计专用夹具的过程中考虑夹具与钻床是否能够配合刀具材料为硬质合金钢,参见P1010~P1030《机械加工工艺设计实用手册》,表12-25~12-
344.
1.1夹紧方案及夹紧元件选择工件用U型压板压于夹具上,夹具通过气压产生两个向下的压力将工件夹紧,这样,在加工孔的时候,夹紧力与切削力方向一致,可减小夹紧力并且由于夹紧力指向定位面,所以定位更加的可靠根据工件具体的造型,在《机床夹具设计手册》,P376,选择U型压板结构简图如下图4-
14.
1.2导向装置的选择选择钻套结构类型和主要尺寸,对于M8-7H孔,选择长型固定钻套,按照GB2262-80选择,其具体尺寸按照孔的加工大小自行选择
4.2切削力与夹紧力的计算
4.
2.1切削力的计算铣削力的计算见表1-2-7钻削切削力的计算公式,《机床夹具设计手册》P35,可得硬质合金刀钻削切削力计算公式D——钻头直径(mm),D=8mm;s——每转进给量(mm),s=
0.25mm——修正指数,按表1-2-8取,==
1.03切削力N
4.
2.2夹紧力的计算计算夹紧力时,通常将夹具和工件看成是一个刚性系统根据工件手切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对加紧最不利的瞬时状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力最后保证夹紧可靠,在乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值即=式中----实际所需夹紧力(N);W----在一定条件下,有静力平衡计算出的理论夹紧力(N);K----安全系数安全系数K可按下式计算式中为各种因素的安全系数,见表1-2-1,《机床夹具设计手册》,P35(考虑工件材料及加工余量均匀性得基本安全系数)取
1.5,(加工性质)取
1.2(粗加工),(刀具钝化程度)取
1.0,(切削特点)取
1.0(连续切削),(夹紧力的稳定性)取
1.0(机动夹紧),(手动夹紧时的手柄位置)取
1.0(操作方便),(仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情况)取
1.0(接触点确定)所以从夹具与工件接触和钻头工作条件来看,工件仅收到钻头带来的圆周方向的切削力,所以,只需要在圆周方向的摩擦力,即可以保证工件的稳定夹紧力即是工件和压块之间的压力,方向垂直工件向下由于,所以k为工件和压块表面间的摩擦系数
4.
2.3气压系统主要参数的计算
4.
2.
3.1活塞式汽缸1气缸内径与输出轴向力计算根据表1-5-28,P157,机床夹具设计手册p——气缸工作压力(,表压);——气缸的机械效率,D≥
0.1m时,=
0.8~
0.9;d——活塞杆直径(m);R——弹簧压力(N),R=CL+S;L——弹簧预压缩量(cm);S——活塞行程(cm);C——弹簧刚度(N/cm),;G——弹簧材料的抗剪模量();——弹簧钢丝直径(cm)——弹簧平均直径(cm);——弹簧外圆直径(cm)n——弹簧有效圈数单向作用气缸简图图4-2且通过表1-5-28可得:R=C(L+S)C=
2.5L=
1.5cms=
5.2cm则R=
20.5设各铰链的效率为
0.98气缸效率
0.88通过夹紧力预算推力为P=根据机床夹具设计手册,表选用p=
0.5MpaP=3574带入上面的公式2计算D值时,活塞杆直径d上为预定则d=()D则d=24mm弹簧的确定查〈〈机械设计手册〉〉,表25-10(GB2089-80)弹簧材料直径为6mm,中径50mm节距=
16.5mm,一圈弹簧工作极限负荷下的变形量f`=
9.4,最大,自由高度,H=52~260,有效圈数n=
2.5~
14.5,单圈弹簧质量
0.0314kg参数活塞杆直径活塞杆长度内容确定d=()D按结构需要验算时,即d选用杆的材料为45钢d=
0.0061合理选L=2则合理表中P——活塞杆承受的轴向压力——活塞杆材料的许用应力E——活塞杆材料的弹性模量A——活塞杆的横截面积;m——与气缸安装方式有关的安装系数,见表1-5-31;n——安全系数,一般取n=2~4有冲击时取n=6~10;——承受压力时,活塞杆的最大安全长度值可用公式算得,几可从表1-5-32查出3气缸筒壁厚的确定与验算由于设计为专用气缸设计,其壁厚可按表1-5-33选取,D=190t=14铸铁HT15~33必要时按下式进行强度计算得出t在合理范围内,可以采用式中t——气缸筒壁厚(mm);p——最高工作压力(Pa);D——气缸筒直径(mm);——气缸筒材料的许用应力见表1-5-344缸进排气口螺孔直径的确定气缸进排气口螺孔的大小与空气消耗量(缸径、活塞杆直径、活塞的平均速度等)及供气压力均有关系,故难于精确计算,可由表1-5-27按缸径D查得5连接螺栓直径的确定与验算现根据螺栓材料与载荷,按表1-5-35初定螺栓直径d,再按下式计算又,取n=7,所以M8的螺栓需要7个式中 A——气缸的有效截面面积();p——气缸的工作压力(Pa); ——螺栓材料的抗拉强度(Pa);x——许用应力与抗拉强度之比,取x=;n——螺栓数目;
4.
2.
3.2气缸的密封气缸中需要密封的有以下各对零件之间气缸筒与气缸盖,活塞与活塞杆,气缸筒与活塞.活塞杆与气缸盖常用的密封形式见根据机床夹具设计手册,表1-5-22在动密封中,Y型密封圈和O型密封圈应用最为广泛因为Y型密封圈的滑动接触面长度适中,摩擦阻力不大,密封性能好;采用O形密封圈时结构简单,摩擦阻力最小由于接触面积小回降低密封性能,必要时适当增加密封圈数量以提高密封圈性能,所以选择O型
4.3夹具零件
4.
3.1固定式定位销.GB2203-80
(1)材料D按GB1298-77《碳素工具钢技术条件》;D≥18mm20按GB699-65《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》
(2)热处理T8HRC55~60;渗碳深度
0.8~
1.2mm,HRC55~60
(3)其他技术条件按GB2259-80《机床夹具零件及部件条件》图4-
34.
3.
2.螺栓GB5782-86摘录选用螺栓分别为M8,M12,查《机械设计课程设计手册》,均为A级,技术条件如下力学性能等级为6~~10级,螺纹公差6g,表面处理为氧化相关尺寸如图所示其中M8的图型为简画法图4-
44.
3.3螺母.GB6170-86M12A级螺纹规格D=M12性能等级为04不经表面处理.公差等级为6H.尺寸如图所示.图4-
54.
3.4垫圈:GB
97.1-85摘录查《机械设计课程设计手册》,表3-21:选平垫圈A级性能等级为140HV级,不经表面处理的小垫圈图4-
64.
3.5镗套.GB2262-80
(1)材料20按GB699-65《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》;HT20-40按GB976-67《灰铸铁牌号及机械性能》
(2)热处理20渗碳深度
0.8~
1.2mmHRC55~60;HT20-40粗加工后进行时效处理
(3)d的公差带为H6时,当D85mm,=
0.005mm;D≥85mm=
0.01mmD的公差带为H7时,=
0.010mm
(4)油槽锐角磨后倒钝
(5)其他技术条件按GB2259-80《机床夹具零件及部件技术条件》.图4-
74.
3.5标准型弹簧垫圈(GB-859-87)材料65Mn表面氧化的标准弹簧垫圈图4-
84.4定位误差的分析机械加工过程中,产生加工误差的因素很多在这些因素中,有一项因素与机床家具有关使用夹具时,加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关为了满足工序加工要求,必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差参阅《机床夹具设计手册》,P24表1-1-12(1-1)式中----与机床夹具有关的加工误差;----与工序中除夹具外其他因素有关的误差;----工序公差与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示(1-2)式中----夹具相对于机床成型运动的位置误差;----夹具相对于刀具位置的误差;----工件在夹具中的定位误差;----工件在夹具中被夹紧时产生的夹紧误差;----夹具磨损所造成的加工误差由式(1-1)可知,使夹具夹紧工件时,应尽量减小与夹具有关的加工误差,在保证工序加工要求的情况下,留给加工过程中其他误差的因素的比例大一些,以便较容易的控制加工误差由(1-2)式可知,正确地计算出工件在夹具中的定位误差和减小其他各项误差,是设计夹具时必须认真考虑的重要问题之一由于工件定位所造成的加工表面相对其工序基准的位置误差称为定位误差以表示在加工时,夹具相对于刀具及切削成形运动的位置,经调定后不再变动,因此可以任务加工表面的位置时固定的在这种情况下,加工表面对其工序基准的位置误差,必然是工序基准的位置变动所引起的所以,定位误差也就是工件定位时工序基准(一批工件的)沿加工要求方向上的位置的最大变动量,即工序基准位置的最大变动量在加工尺寸方向上的投影从零件上分析,零件是通过两孔一平面定位其结构简图如下图4-9选择的两个孔的配合分别是和=
0.021+0=
0.021=
0.015=
0.001-
0.021=-
0.02由公式表1-1-12,P25《机械夹具设计手册》推出
4.5夹具设计与操作的简要说明
4.
5.1夹具的组成
(1)定位装置定位装置包括定位元件及其组合,其作用是确定工件在夹具中的位置,即通过它使加工时相对于刀具及切削成形运动出于正确的位置,如我设计中所采用的圆销、开口销等
(2)夹紧装置其作用是为了将工件压紧夹牢,保证工件在定位时所占据的位置在加工过程当中不因受到重力、惯性力及切削力等外力作用下产生位置偏移,同时可以减小震动如我设计中采用的U型压块、杠杆、气缸等元件
(3)其他元件及装置
(4)夹具体夹具体是夹具的基本件,它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体,而且还要考虑工件装卸的方便因此,夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等在设计夹具体时应满足以下基本要求
①、具有足够的强度和刚度
②、结构简单、轻便,在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑,体积小、质量轻和便于工件装卸
③、安装稳定牢靠
④、结构的工艺性好,便于制造、装配和检验
⑤、尺寸要稳定且具有一定精度
⑥、清理方便
4.
5.2夹具的操作夹具在工作时,气缸向左工作,推动活塞将动力传输到铰链组织,通过铰链连接将压块尾端向上推,从而达到夹紧的目的压块工作示意图如下图4-10第5章第五章设计总结在整整一个学期的毕业之后,回顾这段时间的日子,可以说即辛苦又充实忙碌的日子虽然有点累,但是这期间的收获却是我自己才能体会到的当你在经历了一个难点之后的豁然开朗,这种成就感也是让我继续下去的动力之一在拿到设计题目的时候,面对一无所知的东西,感到手足无措,再到后来翻阅大量资料,慢慢有了点起色,直到最后的完成,这一个过程对我而言也是一种锻炼如何在面对难题的时候迎难而上,如何换个角度去思考问题,如何将复杂的东西变得简单,等等这些,都让我在这三个月的时间当中获得了很多毕业设计给我们提供了一个平台,让我们可以更加贴近以后的工作它不仅是对我们之前学习的知识有一个总结和归纳,并且也是对我们以后工作提供了一个锻炼的机会此次毕业设计涉及到的知识面很广,涉及到了《材料力学》、《机械工程材料》、《机械制造技术基础》、《机械制造装备设计》、《公差配合与技术测量》、《机械设计》、《工程材料与热处理》等课程的相关知识,同时还联系到了生产实习中的一些经验,应用到的知识广、全面通过这次毕业设计让我学到了很多,总结如下
1、培养了我查阅各种资料、文献的能力,提高了我的独立思考能力和分析能力
2、使我对以前所学的知识进行了一次巩固与复习特别是在识图、手工绘图、计算机绘图、运算等方面使我有了更深的理解
3、让我对各种机械常用零件的标准、尺寸要求有了一个深入的认识和掌握,这对我在以后的工作学习当中将有很大帮助提高了我的独立思考能力和分析能力
5、锻炼了我分析工艺路线和工序的能力
6、提高了我的适应能力,对我在即将从事的工作中有决定性的作用参考文献
[1]机床夹具设计,哈尔滨工业大学、上海工业大学主编,上海科学技术出版社,1980年
[2]张进生主编机械制造工艺与夹具设计指导北京机械工业出版社,
1995.9
[3]张捷主编机械制造技术基础成都西南交通大学出版社,
2006.2
[4]马贤智主编机械加工余量与公差手册中国标准出版社,1993年
[5]李益民主编机械制造工艺设计简明手册机械工业出版社,
1994.7
[6]刘力主编机械制图高等教育出版社,2001
[7]章宏甲黄谊主编液压传动机械工业出版社
2000.9
[8]张耀宸主编机械加工工艺设计实用手册航空工业出版社,1993年
[9]徐发仁主编机床夹具设计重庆重庆大学出版社
1993.10
[10]沈学勤主编公差配合与技术测量北京:高等教育出版社,1998
[11]李云主编机械制造工艺及设备设计指导手册北京机械工业出版社,
1997.8
[12]吴宗泽,罗圣国主编机械设计课程设计手册北京高等教育出版社,1999
[13]机械零件设计手册,东北大学机械零件设计手册编写组编,冶金工业出版社出版
[14]机床夹具设计手册第二版,东北重型机械学院,洛阳工学院,第一汽车制造厂职工大学编致谢在本次毕业设计完成的过程中得到了机械制造教研室的各位老师的指导与帮助,还有许多同班同学的帮助尤其是我的指导老师在设计过程中的细心讲解和耐心辅导,在此表示忠心的感谢和最深的敬意。