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1零件的分析
1.1零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床上的法兰盘(见附图1),法兰盘起联接作用是车床上的重要零件
1.2零件的工艺分析法兰盘是一回转体零件有一组加工表面这一组加工表面以Φ20为中心包括:两个Φmm的端面尺寸为Φmm的圆柱面两个Φ90mm的端面及上面的4个Φ9mm的透孔.Φmm的外圆柱面及上面的Φ6mm的销孔Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面.这组加工表面是以Φ20mm为中心其余加工面都与它有位置关系可以先加工它的一个端面再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面然后再加工其它加工表面.2工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200,由于零件年产量为1000件,已达到中批生产的水平,而且零件轮廓尺寸不大,故采用金属模铸造,法兰盘因毛坯比较简单,采用铸造毛坯时一般是成队铸造,再进行机械加工这从提高生产率,保证加工精度上考虑也是应该的
2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一基面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚着,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行1)粗基准的选择选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准,以便为后续的工序提供精基准选择粗基准的出发点是一要考虑如何分配各加工表面的余量二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求这两个要求常常是不能兼顾的,但对于一般的轴类零件来说,以外圆作为粗基准是完全合理的对本零件而言,由于每个表面都要求加工,为保证各表面都有足够的余量,应选加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量足够原则)现选取Φ45外圆柱面和端面作为粗基准在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件,消除工件的六个自由度,达到完全定位2)精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不在重复
2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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一确定为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来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下降具体工艺过程如下:工序1粗车Φ100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车Φ90的外圆柱面工序2粗车Φ45端面及外圆柱面,粗车Φ90的端面工序3钻、扩、粗绞Φ20的孔工序4粗铣Φ90圆柱面上的两个平面工序5半精车Φ100的端面及外圆柱面,半精车B面,半精车Φ90的外圆柱面,车Φ
100、Φ90外圆柱面上的倒角,车Φ45两端过渡圆弧,车Φ20孔的左端倒角工序6半精车Φ45的端面及外圆柱面,半精车Φ90的端面,车3*2退刀槽,车Φ45圆柱面两端的倒角,车Φ20内孔的右端倒角工序7精车Φ100的端面及外圆,精车B面工序8精车Φ45的外圆,精车Φ90的端面工序9精绞Φ20的孔工序10精铣Φ90圆柱面上的两个平面工序11钻、绞4-Φ9的孔工序12钻Φ4孔,钻、绞Φ6孔工序13磨Φ
100、Φ45的外圆柱面工序14磨B面工序15磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面工序16刻线刻字工序17镀铬工序18检测入库以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”
2.4机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定“法兰盘”零件材料为HT200,硬度200HBS,毛坯重量约为
2.8KG,生产类型为中批生产,采用铸造毛坯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下
1.Φmm外圆表面此外圆表面为IT6级,参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆
0.
6450.017Φ半精车外圆
1.
445.
60.1Φ粗车外圆347+
0.3Φ毛坯
5500.5Φ
2.外圆表面Φmm参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆
0.6100-046Φ半精车外圆
1.4100.6粗车外圆4102毛坯
61060.8Φ3.B面中外圆柱面参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精磨外圆
0.245-
0.6Φ粗磨外圆
0.
845.2半精车外圆146粗车247毛坯601061Φ14.孔Φ20mm参照《实用机械加工工艺手册》确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差铰孔
0.220+
0.045Φ20扩孔
0.
919.8+
0.1Φ
19.8钻孔918+
0.6Φ18毛坯
105.Φmm的端面1)按照《工艺手册》表6-28,铸件重量为
2.8kg,Φmm端面的单边加工余量为
2.0~
3.0,取Z=
2.0mm,铸件的公差按照表6-28,材质系数取,复杂系数取,则铸件的偏差为;2)精车余量单边为
0.2mm(见《实用机械加工工艺手册》中表
3.2-2),精车公差既为零件公差-
0.08;3)半精车余量单边为
0.6mm(见《实用机械加工工艺手册》中表11-27),半精车公差的加工精度为IT9,因此可以知道本工序的加工公差为-
0.12mm;4)粗车余量粗车的公差余量(单边)为Z=
2.0-
0.2-
0.6=
1.2mm;粗车公差现在规定本工步(粗车)的加工精度为IT11级,因此,可以知道本工序的加工公差为-
0.32mm,由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余量,实际上,加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分;Φmm端面的尺寸加工余量和工序间余量及公差分布图见下图由图可以知道毛坯名义尺寸为94+2=96(mm)毛坯的最大尺寸96+
0.7=
96.7(mm)毛坯的最小尺寸96-
0.8=
95.2(mm)粗车后最大尺寸94+
1.2=
95.2(mm)粗车后最小尺寸
95.2-
0.32=
94.88(mm)半精车后最大尺寸94+
0.6=
94.6(mm)半精车后最小尺寸
94.6-
0.12=
94.48(mm)精车后尺寸为94mm加工余量计算表工序加工尺寸及公差铸造毛坯粗车半精车精车加工前尺寸最大
96.
795.
294.6最小
95.
294.
8894.48加工后尺寸最大
96.
795.
294.
694.04最小
95.
294.
8894.
4893.96加工余量
21.
20.
60.2加工公差-
0.32-
0.12-
0.08法兰盘的铸件毛坯图见附图
2.5确定切削用量及基本工时工序1粗车Φ100端面及外圆柱面,粗车B面,粗车Φ90的外圆柱面
1.加工条件工件材料HT200δb=220MPa模铸加工要求车削Φ100mm端面及外圆柱面,粗车B面机床CA6140卧式车床刀具采用刀片的材料为YT15,刀杆尺寸16x25mm=90=15=12=
0.5mm2.计算切削用量1粗车Φ100mm端面1已知毛坯长度方向的加工余量为3+
0..8-07mm考虑的模铸拔模斜度,=4mm2进给量f根据《实用机械加工工艺手册》中表
2.4-3当刀杆尺寸为16×25mm3~5mm以及工件直径为100时,f=
0.7~
1.0mm/r按CA6140车床说明书(见切削手册)取f=
0.9mm/r3计算切削速度,按《切削手册》表
1.27切削速度的计算公式为寿命T=60minm/min其中=342=
0.15=
0.35m=
0.2修正系数见《切削手册》表
1.28即=
1.44=
0.8=
1.04=
0.81=
0.97所以x
1.44x
0.8x
1.04x
0.81x
0.97=
158.6m/min4确定机的主轴转速ns==504r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min现选取=480r/min所以实际切削速度v=110r/min/2粗车Φ100mm外圆柱面,同时应检验机床功率及进给机构强度1切削深度,单边余量Z=2mm分二次切除2进给量, 根据《机械加工工艺手册》取f=
0.9mm/r3计算切削速度 =132m/min4确定机床主轴转速 ns==420r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与420r/min相近的机床转速为480r/min现选取480r/min所以实际切削速度 ==3粗车B面1切削深度单边余量Z==30mm.分15次切除2进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=
0.9mm/r3计算切削速度 其中=342=
0.15=
0.35m=
0.2修正系数见《切削手册》表
1.28即=
1.44=
0.8=
1.04=
0.81=
0.97所以
1.
440.
81.
040.
810.97=126m/min4确定机的主轴转速ns==378r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与378r/min相近的机床转速为400r/min现选取=400r/min所以实际切削速度==工序2粗车Φ45端面及外圆柱面,粗车Φ90的端面机床CA6140卧式车床刀具采用刀片的材料为YT15,刀杆尺寸1625mm=90=15=12=
0.5mm1粗车Φmm端面1切削深度单边余量Z=
1.2mm2计算切削速度 其中=342=
0.15=
0.35m=
0.2修正系数见《切削手册》表
1.28即=
1.44=
0.8=
1.04=
0.81=
0.97所以
1.
440.
81.
040.
810.97=187m/min3确定机床主轴转速 ns==553r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与553r/min相近的机床转速为600r/min现选取=600r/min所以实际切削速度==2粗车Φmm外圆柱面1切削深度单边余量为Z=
2.2mm分两次切除2进给量根据《机械加工工艺手册》取f=
0.8mm/r3计算切削速度 其中=342=
0.15=
0.35m=
0.2修正系数见《切削手册》表
1.28即=
1.44=
0.8=
1.04=
0.81=
0.97所以
1.
440.
81.
040.
810.97=89m/min4确定机床主轴转速 ns==753r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与753r/min相近的机床转速为750r/min现选取=750r/min所以实际切削速度==3粗车Φ90mm端面1切削深度单边余量为Z=
1.2mm一次切除2进给量根据《机械加工工艺手册》取f=
0.8mm/r3计算切削速度 其中=342=
0.15=
0.35m=
0.2修正系数见《切削手册》表
1.28即=
1.44=
0.8=
1.04=
0.81=
0.97所以
1.
440.
81.
040.
810.97=122m/min4确定机床主轴转速 ns==431r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与431r/min相近的机床转速为480r/min现选取=480r/min所以实际切削速度==工序3钻、扩Φ20的孔1钻Φ18mm孔机床Z525立式钻床刀具根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢钻头W18Cr4V.1进给量根据《切削手册》表10-66当铸铁≤HB200时,D=Φ18时,取f=
0.3mm/r2切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70及10-66查得V=35m/min.3确定机床主轴转速 ns==
619.2r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-2与
619.2r/min相近的机床转速为555r/min现选取=555r/min所以实际切削速度==2Φ
19.8mm孔根据有关资料介绍,利用钻头进行扩钻时,其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 式中的、——加工实心孔进的切削用量.现已知=
0.36mm/r《切削手册》表
2.7=
42.25m/min《切削手册》表
2.13 1给量取f=
1.5×
0.36=
0.51mm/r按机床选取
0.5mm/r2削速度 v=
0.4×
42.25=
16.9m/min.3定机床主轴转速 ns==
271.8r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-2与
271.8r/min相近的机床转速为275r/min现选取=275r/min所以实际切削速度==工序4粗铣Φ90圆柱面上的两个平面1铣距中心线34mm的平面机床组合机床 刀具根据《机械加工工艺手册》表10-64选用硬质合金三面刃铣刀YT
15.铣刀寿命T=180minD/Z=100/10B=401削深度2=10mm所以有=5mm2给量查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119得进给量f=
0.2~
0.35mm/齿 按机床行选取f=
0.3mm/齿3切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70及10-66查得V=115min/s.即V=
6.9m/min4定机床主轴转速 ns==
21.97r/min按机床说明书见《工艺手册》表6-39与
21.97r/min相近的机床转速为
22.5r/min现选取=
22.5r/min所以实际切削速度==当=
22.5r/min时,工作台的每分钟进给量应为=fZ=
0.
31022.5=
67.5mm/min查机床说明书有=60mm/min2粗铣距中心线24mm的平面机床组合机床 刀具根据《机械加工工艺手册》表10-64选用硬质合金三面刃铣刀YT
15.铣刀寿命T=180minD/Z=100/10B=40/1切削深度4=20mm所以有=5mm2进给量查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119得进给量f=
0.2~
0.35mm/齿 按机床行选取f=
0.3mm/齿3切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70及10-66查得V=115min/s.即V=
6.9m/min4确定机床主轴转速 ns==
21.97r/min按机床说明书见《工艺手册》表6-39与
21.97r/min相近的机床转速为
22.5r/min现选取=
22.5r/min所以实际切削速度==当=
22.5r/min时,工作台的每分钟进给量应为=fZ=
0.
31022.5=
67.5mm/min查机床说明书有=60mm/min工序5半精车Φ100的端面及外圆柱面,半精车B面,半精车Φ90的外圆柱面,车Φ
100、Φ90外圆柱面上的倒角,车Φ45两端过渡圆弧,车Φ20孔的左端倒角1半精车Φ100mm端面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同,故在此省略进给量f根据《实用机械加工工艺手册》表
2.4-
2.取f=
0.5mm/r机床主轴转速=480r/min所以切削工时 tm===
0.44(min)2半精车Φ100mm外圆柱面 粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同,故其余在此省略 进给量f根据《机械加工工艺手册》表
2.4-2取f=
0.2mm/r主轴转速n=480r/min所以切削工时 t==
0.17min3半精车B面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同,故在此省略进给量f根据《实用机械加工工艺手册》表
2.4-
2.取f=
0.5mm/r机床主轴转速=400r/min t=i;其中l=30mmt=i=15=
2.25min工序6半精车Φ45的端面及外圆柱面,半精车Φ90的端面,车3*2退刀槽,车Φ45圆柱面两端的倒角,车Φ20内孔的右端倒角1半精车Φmm端面1切削深度单边余量Z=
1.2mm2进给量 根据《机械加工工艺手册》取f=
0.2mm/r3计算切削速度 其中=342=
0.15=
0.35m=
0.2修正系数见《切削手册》表
1.28即=
1.44=
0.8=
1.04=
0.81=
0.97所以
1.
440.
81.
040.
810.97=187m/min4确定机床主轴转速ns==553r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与553r/min相近的机床转速为600r/min现选取=600r/min所以实际切削速度==2半精车Φmm外圆柱面1切削深度单边余量为Z=
0.7mm2进给量根据《机械加工工艺手册》取f=
0.2mm/r3计算切削速度 其中=342=
0.15=
0.35m=
0.2修正系数见《切削手册》表
1.28即=
1.44=
0.8=
1.04=
0.81=
0.97所以
1.
440.
81.
040.
810.97=96m/min4确定机床主轴转速 ns==578r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与578r/min相近的机床转速为600r/min现选取=600r/min所以实际切削速度==3半精车Φ90mm端面1切削深度单边余量为Z=
0.7mm一次切除2进给量根据《机械加工工艺手册》取f=
0.2mm/r3计算切削速度 其中=342=
0.15=
0.35m=
0.2修正系数见《切削手册》表
1.28即=
1.44=
0.8=
1.04=
0.81=
0.97所以
1.
440.
81.
040.
810.97=134m/min4确定机床主轴转速 ns==458r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与458r/min相近的机床转速为480r/min现选取=480r/min所以实际切削速度==工序7精车Φ100的端面及外圆,精车B面1精车Φ100mm端面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同,故在此省略进给量f根据《实用机械加工工艺手册》表
2.4-
2.取f=
0.2mm/r机床主轴转速=480r/min所以切削工时 tm===
0.44(min)2精车Φ100mm外圆柱面 粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同,故其余在此省略进给量f根据《机械加工工艺手册》表
2.4-2取f=
0.2mm/r主轴转速n=480r/min所以切削工时 t==
0.33min3精车B面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同,故在此省略进给量f根据《实用机械加工工艺手册》表
2.4-
2.取f=
0.2mm/r机床主轴转速=480r/min t=i;其中l=30mmt=i=15=
4.7min工序8精车Φ45的外圆,精车Φ90的端面1精车Φmm外圆柱面1切削深度单边余量为Z=
0.3mm分两次切除2进给量根据《机械加工工艺手册》取f=
0.2mm/r3计算切削速度 其中=342=
0.15=
0.35m=
0.2修正系数见《切削手册》表
1.28即=
1.44=
0.8=
1.04=
0.81=
0.97所以
1.
440.
81.
040.
810.97=96m/min4确定机床主轴转速 ns==585r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与585r/min相近的机床转速为600r/min现选取=600r/min所以实际切削速度==2精车Φ90mm端面1切削深度单边余量为Z=
0.3mm一次切除2进给量根据《机械加工工艺手册》取f=
0.2mm/r3计算切削速度 其中=342=
0.15=
0.35m=
0.2修正系数见《切削手册》表
1.28即=
1.44=
0.8=
1.04=
0.81=
0.97所以
1.
440.
81.
040.
810.97=134m/min4确定机床主轴转速 ns==458r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-8与458r/min相近的机床转速为480r/min现选取=480r/min所以实际切削速度==工序9精绞Φ20的孔1绞孔至ΦΦ20mm1进给量取f=
1.5×
0.36=
0.51mm/r按机床选取
0.5mm/r2削速度 按切削手册选取v=
0.4×
48.25=
19.3m/min.3定机床主轴转速 ns==
298.3r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-2与
298.3r/min相近的机床转速为275r/min现选取=275r/min所以实际切削速度==工序10精铣Φ90圆柱面上的两个平面1精铣上两平面1切削深度查《机械加工工艺师手册》表10-119取=1mm2进给量查《机械加工工艺师手册》表10-118与表10-119 按机床行选取f=
0.2mm/齿3切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70及10-66查得V=190min/s.即V=
11.4m/min4确定机床主轴转速 ns==
36.3r/min按机床说明书见《工艺手册》表6-39与
36.3r/min相近的机床转速为
37.5r/min现选取=
37.5r/min所以实际切削速度==当=
37.5r/min时,工作台的每分钟进给量应为=fZ=
0.
21037.5=75mm/min查机床说明书有=80mm/min工序11钻、绞4-Φ9的孔14-Φ9mm孔机床Z525立式钻床刀具根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ
9.1给量查《机械加工工艺师手册》表28-13,取f=
0.13mm/r2削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70及10-66查得V=30m/min.3定机床主轴转速 ns==1061r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-5与1061r/min相近的机床转速为1012r/min现选取=1012r/min所以实际切削速度==工序12钻Φ4孔,扩Φ6孔1钻Φ4mm孔机床Z525立式钻床刀具根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ
4.1进给量查《机械加工工艺师手册》表28-13,取f=
0.13mm/r2切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70及10-66查得V=24~34m/min.取V=30m/min3确定机床主轴转速 ns==2388r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-5与2388r/min相近的机床转速为2012r/min现选取=2012r/min所以实际切削速度==2扩Φ6mm孔刀具根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ
6.1进给量查《机械加工工艺师手册》表28-13,取f=
0.13mm/r2切削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70及10-66查得V=24~34m/min.取V=30m/min3确定机床主轴转速 ns==1592r/min按机床说明书见《工艺手册》表
4.2-5与1592r/min相近的机床转速为1592r/min现选取=1426r/min所以实际切削速度==工序13磨Φ
100、Φ45的外圆柱面1磨Φ100mm外圆柱面机床 MQ1350A轻型外圆磨床1选择砂轮见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 A46KV6P35040127其含义为砂轮磨料为刚玉,粒度为46#硬度为中轮1级,陶瓷结合剂,6号组织,平型砂轮,其尺寸为350x40x1272切削用量的选择查《机械加工工艺手册》表33-42有工件速度 =18m/min纵向进给量=
0.5B=20mm双行程切削深度 =
0.0157mm/st 2磨Φ45mm外圆柱面机床 MQ1350A轻型外圆磨床1选择砂轮见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 A46KV6P35040127其含义为砂轮磨料为刚玉,粒度为46#硬度为中轮1级,陶瓷结合剂,6号组织,平型砂轮,其尺寸为350x40x1272切削用量的选择查《机械加工工艺手册》表33-42有工件速度 =18m/min纵向进给量=
0.5B=20mm双行程切削深度 =
0.0157mm/st 3切削工时 式中 D---被加工直径 b----加工宽度 Z--单边加工余量 K---系数 V---工作台移动速度 --工作台往返一次砂轮轴向进给量 --工作台往返一次砂轮径向进给量 =
0.3min工序14磨B面1磨B面机床 MQ1350A轻型外圆磨床1选择砂轮见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 A46KV6P350×40×127其含义为砂轮磨料为刚玉,粒度为46#硬度为中轮1级,陶瓷结合剂,6号组织,平型砂轮,其尺寸为350×40×1272切削用量的选择查《机械加工工艺手册》表33-42有工件速度 =18m/min纵向进给量=
0.5B=20mm双行程切削深度 =
0.0157mm/st工序15磨Φ90外圆柱面上距离轴线24mm的平面机床 MQ1350A轻型外圆磨床1选择砂轮见《机械加工工艺手册》第三章中磨料 A46KV6P35040127其含义为砂轮磨料为刚玉,粒度为46#硬度为中轮1级,陶瓷结合剂,6号组织,平型砂轮,其尺寸为350x40x1272切削用量的选择查《机械加工工艺手册》表33-42有砂轮轮速n=1500r/min见机床说明书 v=
27.5m/s工件速度 =10m/min轴向进给量=
0.5B=20mm双行程切削深度 =
0.015mm/st最后,将以上各工序切削用量,工时定额的计算结果,连同其他加工数据,一并填入机械加工工艺综合卡片,见所附卡片3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,需要设计专用夹具经过与指导老师协商,决定设计第4道工序—铣距零件中心线分别为24和34的两平面的夹具本夹具将用于组合机床,对工件对铣加工,刀具为镶齿三面刃铣刀
3.1问题的提出本夹具主要用来距中心线24和34的两平面,此平面的形位公差和表面要求均较高,无特殊要求,且加工此平面时Φmm轴的外端面及Φ20孔的内表面都已加工出来,可用来作为此工序的定位面因此在本道工序,在保证提高劳动生产率,降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具
3.2夹具设计
3.
2.1定位基准的选择由零件图可知,待加工平面对Φ20的轴线有平行度要求,对Φ100的底端面有垂直度要求,其设计基准为Φ20孔的中心线本设计选用以Φ20孔的内表面和Φ的底端面为主要定位基面,另选用Φ100mm的上端面作为辅助定位基准为了降低生产成本,本设计选择采用螺纹夹紧的方式
3.
2.2切削力及夹紧力计算刀具镶齿三面刃铣刀d=Φ80mm由《机械制造工艺设计手册》P可查得铣削扭矩M切向力切削功率Pm=2πM·n·10kw式中C=
558.6x=1y=
0.8d=80k=
0.9f=
0.13n=1450所以当铣距中心轴线24mm和34mm面时有=
19.65N·m=
491.35NPm=2πx
19.65x1450x10=
178.97kw因为是对铣加工,故M=
19.65x2=
39.3N·mF=
491.35x2=
982.7NPm=
178.97x2=
357.94kw如上所述,本设计采用螺旋夹紧机构,即由螺杆、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构螺旋夹紧机构不公结构简单、容易制造,而且由于缠绕在螺钉表面的螺旋线很长升角又小,所以螺旋夹紧机构的自锁性能好,夹紧力和夹紧行程都很大,是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构根据夹紧状态下螺杆的受力情况和力矩平衡条件FL=F=式中F——夹紧力NF——作用力NL——作用力臂mmd——螺杆直径α——螺纹升角——螺纹处摩擦角.——螺杆端部与工件间的摩擦角.——螺杆端部与工件间的当量摩擦半径mm所以有F====
3075.73N显然F=
3075.73N
982.7N=F故本夹具可安全工作
3.
2.3定位误差分析夹具的主要定位元件为支撑板和定位销支撑板尺寸与公差都是选取的标准件,其公差由标准件决定,并且在夹具装配后的技术要求统一磨,支撑板的定为表面与夹具体底面平行度误差不超过
0.02;定位销选取标准件,夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的垂直度误差不超过
0.02夹具的主要定位元件为短定位销限制了两个自由度另一端面限制三个自由度绕铣刀轴线旋转方向的自由度无须限制因零件对形位公差及尺寸公差均要求不高,且各定位件均采用标准件,故定位误差在此可忽略
4、设计小结本次课程设计是对上学期所学《机械设计制造基础》课程和生产综合实习的检测和应用,将课本上所学的和实习中看到的结合起来,在此基础上,发挥自己的创造力,进行实际设计工艺过程和夹具在本次设计过程中,我们阅读了一些技术资料及设计手册,认真探讨了机械领域内的各种基本问题因此,本次设计不仅加强了对自己所学专业课程的理解和认识,而且也对自己的知识面进行了拓宽此外,本次设计在绘图的过程中,使用了AUTOCAD绘图软件,并同时进行了手工绘图,这些都不同程度地使我们学到了更多的知识,进一步提高了我们绘图识图的能力但知识所学有限,实际经验更加不足,因此我的设计还存在着很多的不足之处如各部分时间分配不是很合理,虽然得到了计算机绘图的锻炼,但手工绘图相比下占的比例少了一些,还有夹具设计中,加紧机构为手动,尽管降低成本,但过于简单这些在以后的设计中都是需要改进的24。