K307-撥叉的工藝規(guī)程及銑R35端面的銑床夾具設(shè)計(jì)【中心距80】
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設(shè)計(jì)目的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)及有關(guān)課程內(nèi)容,分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問(wèn)題的能力,以及設(shè)計(jì)機(jī)床夾具的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,學(xué)生應(yīng)熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)資料,學(xué)會(huì)使用有關(guān)手冊(cè)和數(shù)據(jù)庫(kù)。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是作為未來(lái)從事機(jī)械制造技術(shù)工作的一次基本訓(xùn)練。設(shè)計(jì)的題目和內(nèi)容 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的題目一般定為:制定某一零件成批或大批生產(chǎn)加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì),也可針對(duì)一組零件進(jìn)行成組工藝和成組夾具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)應(yīng)完成的內(nèi)容:1)制定指定零件(或零件組)的機(jī)械加工工藝規(guī)程,編制機(jī)械加工工藝卡片,選擇所用機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具;2)對(duì)所制定的工藝進(jìn)行必要的分析論證和計(jì)算;3)確定毛坯制造方法及主要表面的總余量;4)確定主要工序的工序尺寸、公差和技術(shù)要求;5)對(duì)主要工序進(jìn)行工序設(shè)計(jì),編制機(jī)械加工工序卡片,畫(huà)出的工序簡(jiǎn)圖,選擇切削用量;6)設(shè)計(jì)某一工序的夾具,繪制夾具裝配圖和主要零件圖;7)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。課程設(shè)計(jì)實(shí)例實(shí)例一實(shí)例二設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)中間軸齒輪零件(圖S0-1)機(jī)械加工工藝規(guī)程及某一重要工序的夾具。年產(chǎn)5000件。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(實(shí)例一)1. 零件圖分析1.1 零件的功用本零件為拖拉機(jī)變速箱中倒速中間軸齒輪,其功用是傳遞動(dòng)力和改變輸出軸運(yùn)動(dòng)方向。1.2 零件工藝分析本零件為回轉(zhuǎn)體零件,其最主要加工面是62H7孔和齒面,且兩者有較高的同軸度要求,是加工工藝需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。其次兩輪轂端面由于裝配要求,對(duì)62H7孔有端面跳動(dòng)要求。最后,兩齒圈端面在滾齒時(shí)要作為定位基準(zhǔn)使用,故對(duì)62H7孔也有端面跳動(dòng)要求。這些在安排加工工藝時(shí)也需給予注意。2. 確定毛坯2.1 確定毛坯制造方法本零件的主要功用是傳遞動(dòng)力,其工作時(shí)需承受較大的沖擊載荷,要求有較高的強(qiáng)度和韌性,故毛坯應(yīng)選擇鍛件,以使金屬纖維盡量不被切斷。又由于年產(chǎn)量為5000件,達(dá)到了批量生產(chǎn)的水平,且零件形狀較簡(jiǎn)單,尺寸也不大,故應(yīng)采用模鍛。2.2 確定總余量由表S-1確定直徑上總余量為6mm,高度(軸向)方向上總余量為5mm。2.3 繪制毛坯圖(圖S0-2)圖S0-2 中間軸齒輪毛坯圖(點(diǎn)擊變大圖)3. 制定零件工藝規(guī)程3.1 選擇表面加工方法1) 62H7孔 參考表S2,并考慮: 生產(chǎn)批量較大,應(yīng)采用高效加工方法; 零件熱處理會(huì)引起較大變形,為保證62H7孔的精度及齒面對(duì)62H7孔的同軸度,熱處理后需對(duì)該孔再進(jìn)行加工。故確定熱前采用擴(kuò)孔拉孔的加工方法,熱后采用磨孔方法。2) 齒面 根據(jù)精度8-7-7的要求,并考慮生產(chǎn)批量較大,故采用滾齒剃齒的加工方法(表S-3)。3) 大小端面 采用粗車半精車精車加工方法(參考表S4)。4) 環(huán)槽 采用車削方法。3.2 選擇定位基準(zhǔn)1) 精基準(zhǔn)選擇 齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是62H7孔,根據(jù)基準(zhǔn)重合原則,并同時(shí)考慮統(tǒng)一精基準(zhǔn)原則,選62H7孔作為主要定位精基準(zhǔn)??紤]定位穩(wěn)定可靠,選一大端面作為第二定位精基準(zhǔn)。在磨孔工序中,為保證齒面與孔的同軸度,選齒面作為定位基準(zhǔn)。在加工 環(huán)槽工序中,為裝夾方便,選外圓表面作為定位基準(zhǔn)。2) 粗基準(zhǔn)選擇 重要考慮裝夾方便、可靠,選一大端面和外圓作為定位粗基準(zhǔn)。3.3 擬定零件加工工藝路線方案1: 1)擴(kuò)孔(立式鉆床,氣動(dòng)三爪卡盤(pán));2)粗車外圓,粗車一端大、小端面,一端內(nèi)孔倒角(多刀半自動(dòng)車床,氣動(dòng)可脹心軸);3)半精車外圓,粗車另一端大、小端面,另一端內(nèi)孔倒角(多刀半自動(dòng)車床,氣動(dòng)可脹心軸); 4)拉孔(臥式拉床,拉孔夾具);5)精車外圓,精車一端大、小端面,一端外圓倒角(普通車床,氣動(dòng)可脹心軸);6)精車另一端大、小端面,另一端外圓倒角(普通車床,氣動(dòng)可脹心軸);7)車槽(普通車床,氣動(dòng)三爪卡盤(pán));8)中間檢驗(yàn);9)滾齒(滾齒機(jī),滾齒夾具);10)一端齒圈倒角(倒角機(jī),倒角夾具);11)另一端齒圈倒角(倒角機(jī),倒角夾具);12)剃齒(剃齒機(jī),剃齒心軸);13)檢驗(yàn);14)熱處理;15)磨孔(內(nèi)圓磨床,節(jié)圓卡盤(pán));16)最終檢驗(yàn)。方案2: 1)粗車一端大、小端面,粗車、半精車內(nèi)孔,一端內(nèi)孔倒角(普通車床,三爪卡盤(pán));2)粗車、半精車外圓,粗車另一端大、小端面,另一端外圓、內(nèi)孔倒角(普通車床,三爪卡盤(pán));3)精車內(nèi)孔,車槽,精車另一端大、小端面,另一端外圓倒角(普通車床,三爪卡盤(pán));4)精車外圓,精車一端大、小端面(普通車床,可脹心軸); 5)中間檢驗(yàn);6)滾齒(滾齒機(jī),滾齒夾具);7)一端齒圈倒角(倒角機(jī),倒角夾具);8)另一端齒圈倒角(倒角機(jī),倒角夾具);9)剃齒(剃齒機(jī),剃齒心軸);10)檢驗(yàn);11)熱處理;12)磨孔(內(nèi)圓磨床,節(jié)圓卡盤(pán));13)最終檢驗(yàn)。方案比較:方案2工序相對(duì)集中,便于管理,且由于采用普通機(jī)床,較少使用專用夾具,易于實(shí)現(xiàn)。方案1則采用工序分散原則,各工序工作相對(duì)簡(jiǎn)單。考慮到該零件生產(chǎn)批量較大,工序分散可簡(jiǎn)化調(diào)整工作,易于保證加工質(zhì)量,且采用氣動(dòng)夾具,可提高加工效率,故采用方案1較好。3.4 選擇各工序所用機(jī)床、夾具、刀具、量具和輔具(表S5,表S6)3.5 填寫(xiě)工藝過(guò)程卡片(表S0-5)3.6 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)工序021)刀具安裝 由于采用多刀半自動(dòng)車床,可在縱向刀架上安裝一把左偏刀(用于車削外圓)和一把45彎頭刀(用于車倒角);可在橫刀架上安裝兩把45彎頭刀(用于車削大、小端面)。加工時(shí)兩刀架同時(shí)運(yùn)動(dòng),以減少加工時(shí)間(圖S0-3)。 2)走刀長(zhǎng)度與走刀次數(shù) 以外圓車削為例,若采用75偏刀,則由表151可確定走刀長(zhǎng)度為251228mm;一次走刀可以完成切削(考慮到模角及飛邊的影響,最大切深為34mm)。3) 切削用量選擇 首先確定背吃刀量:考慮到毛坯為模鍛件,尺寸一致性較好,且留出半精車和精車余量后(直徑留3 mm),加工余量不是很大,一次切削可以完成。取:aP =(136133)/2 + 12.5tan(7) 3mm;考慮毛坯誤差,?。篴P = 4 mm; 確定進(jìn)給量:參考表S-7,有:f 0.6 mm/ r; 最后確定切削速度:參考表S-8,有:v = 1.5m/s,n = 212r/min。圖S0-3 工序02排刀圖4) 工時(shí)計(jì)算 計(jì)算基本時(shí)間:tm = 28 /(2120.6)= 0.22min(參考式S3); 考慮多刀半自動(dòng)車床加工特點(diǎn)(多刀加工,基本時(shí)間較短,每次更換刀具后均需進(jìn)行調(diào)整,即調(diào)整時(shí)間所占比重較大等),不能簡(jiǎn)單用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí)。可根據(jù)實(shí)際情況加以確定:TS = 2.5min。該工序的工序卡片見(jiàn)表表S0-6。3.6 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)(續(xù))工序061)刀具安裝 由于在普通車床上加工,盡量減少刀具更換次數(shù),可采用一把45彎頭刀(用于車削大、小端面)和一把75左偏刀(用于倒角),見(jiàn)圖S0-4。圖S0-4 工序06刀具安裝示意圖2)走刀長(zhǎng)度與走刀次數(shù) 考慮大端面,采用45彎頭刀,由表S9可確定走刀長(zhǎng)度為27.51130mm;因?yàn)槭蔷?,加工余量只?.5 mm,一次走刀可以完成切削。小端面和倒角也一次走刀完成。3)切削用量選擇 首先確定背吃刀量:精車余量0.5mm,一次切削可以完成。?。篴P = 0.5mm; 確定進(jìn)給量:參考表S-10,有:f 0.2 mm/ r; 最后確定切削速度:參考表S-8,有:v = 1.8m/s,n = 264r/min。4)工時(shí)計(jì)算 計(jì)算基本時(shí)間:tm =(30 +8 + 3)/(2640.2) 0.8 min(參考式S3); 考慮到該工序基本時(shí)間較短,在采用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí),系數(shù)應(yīng)取較大值(或輔助時(shí)間單獨(dú)計(jì)算)??傻玫剑篢S = 2tm = 1.6 min。該工序的工序卡片見(jiàn)表表S0-7。上卡片中的圖3.6 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)(續(xù))工序091)工件安裝 由于滾齒加工時(shí)切入和切出行程較大,為減少切入、切出行程時(shí)間,采用2件一起加工的方法(見(jiàn)圖S0-5)。圖S0-5 工序09工件安裝示意圖2)走刀長(zhǎng)度與走刀次數(shù) 滾刀直徑為120mm,則由圖S0-5可確定走刀長(zhǎng)度為:走刀次數(shù):13)切削用量選擇 確定進(jìn)給量:參考表S-11,有:f 1.2 mm/工件每轉(zhuǎn); 確定切削速度:參考表S-12,有:v = 0.6m/s,計(jì)算求出n = 96r/min; 確定工件轉(zhuǎn)速:滾刀頭數(shù)為1,工件齒數(shù)為25,工件轉(zhuǎn)速為:nw = 96/254 r/min。4)工時(shí)計(jì)算 計(jì)算基本時(shí)間:tm =136 / (41.2)2 14 min(參考式S3); 考慮到該工序基本時(shí)間較長(zhǎng),在采用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí),系數(shù)應(yīng)取較小值(或輔助時(shí)間單獨(dú)計(jì)算)??傻玫剑篢S = 1.4tm 20 min。該工序的工序卡片見(jiàn)表表S0-8。工序131)走刀長(zhǎng)度與走刀次數(shù) 走刀長(zhǎng)度?。篖=l=40mm;走刀次數(shù):0.2/0.0120(雙行程)。2)切削用量選擇(參考表S-13) 確定砂輪速度:取砂輪直徑d 50 mm,砂輪轉(zhuǎn)速n = 10000r/min,可求出砂輪線速度:v = 26m/s; 確定工件速度:取vw = 0.12 m/s;可計(jì)算出工件轉(zhuǎn)數(shù)nw = 36 r/min; 確定縱向進(jìn)給量:取fl = 3m/min; 確定橫向進(jìn)給量:取fr= 0.01mm/雙行程; 確定光磨次數(shù):4次/雙行程。3)工時(shí)計(jì)算 計(jì)算基本時(shí)間:tm =(402/(31000)(204)K K是加工精度系數(shù),取K2,得到:tm = 1.28 min; 考慮到該工序基本時(shí)間較短,在采用基本時(shí)間乘系數(shù)的方法確定工時(shí),系數(shù)應(yīng)取較大值(或輔助時(shí)間單獨(dú)計(jì)算)??傻玫剑篢S = 2.4tm = 3 min。該工序的工序卡片見(jiàn)表表S0-9。4 夾具設(shè)計(jì)(以06工序夾具為例進(jìn)行說(shuō)明)4.1 功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本工序要求以61.6H8孔(4點(diǎn))和已加工好的大端面(1點(diǎn))定位,精車另一大、小端面及外圓倒角(515),并要求保證尺寸200.2和100.2以及大、小端面對(duì)61.6H8孔的跳動(dòng)不大于0.05mm。其中端面跳動(dòng)是加工的重點(diǎn)和難點(diǎn),也是夾具設(shè)計(jì)需要著重考慮的問(wèn)題。 夾具方案設(shè)計(jì)工件以孔為主要定位基準(zhǔn),多采用心軸。而要實(shí)現(xiàn)孔4點(diǎn)定位和端面1點(diǎn)定位,應(yīng)采用徑向夾緊??捎幸韵聨追N不同的方案:1) 采用脹塊式自動(dòng)定心心軸;2) 采用過(guò)盈配合心軸;3) 采用小錐度心軸;4) 采用彈簧套可脹式心軸;5) 采用液塑心軸。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),方案1定位精度不高,難以滿足工序要求。方案2和3雖可滿足工序要求,但工件裝夾不方便,影響加工效率。方案4可行,即可滿足工序要求,裝夾又很方便。方案5可滿足工序要求,但夾具制造較困難。故決定采用方案4。 夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 根據(jù)車間條件(有壓縮空氣管路),為減小裝夾時(shí)間和減輕裝夾勞動(dòng)強(qiáng)度,宜采用氣動(dòng)夾緊。2) 夾具體與機(jī)床主軸采用過(guò)渡法蘭連接,以便于夾具制造與夾具安裝。3) 為便于制造,彈簧套采用分離形式。4.2 夾具設(shè)計(jì)計(jì)算切削力計(jì)算(參考切削用量手冊(cè))主切削力:進(jìn)給抗力(軸向切削力):最大扭矩:夾緊力計(jì)算(參考夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)) 式中1 - 彈簧套與夾具體錐面間的摩擦角,?。簍an10.15;2 - 彈簧套與工件間的摩擦角,取:tan20.2;- 彈簧套半錐角,6;D - 工件孔徑;Fd - 彈性變形力,按下式計(jì)算:式中C - 彈性變形系數(shù),當(dāng)彈簧套瓣數(shù)為3、4、6時(shí),其值分別為300、100、20;d - 彈簧套外徑;l - 彈簧套變形部分長(zhǎng)度;t - 彈簧套彎曲部分平均厚度;- 彈簧套(未脹開(kāi)時(shí))與工件孔之間的間隙。將有關(guān)參數(shù)代入,得到:將Fd 及其他參數(shù)代入,得到: 選擇氣缸形式,確定氣缸規(guī)格(參考夾具設(shè)計(jì)手冊(cè))選擇單活塞回轉(zhuǎn)式氣缸,缸徑100mm即可。4.3 夾具制造與操作說(shuō)明 夾具制造的關(guān)鍵是夾具體與彈簧套。夾具體要求與彈簧套配合的錐面與安裝面有嚴(yán)格的位置關(guān)系,彈簧套則要求與夾具體配合的錐面與其外圓表面嚴(yán)格同軸。此外,彈簧套錐面與夾具體錐面應(yīng)配做,保證接觸面大而均勻。夾具使用時(shí)必須先安裝工件,再進(jìn)行夾緊,嚴(yán)格禁止在不安裝工件的情況下操作氣缸,以防止彈簧套的損壞。夾具裝配圖見(jiàn)圖S0-6
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K307
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K307-撥叉的工藝規(guī)程及銑R35端面的銑床夾具設(shè)計(jì)【中心距80】,中心距80,K307,工藝,規(guī)程,R35,端面,銑床,夾具,設(shè)計(jì),中心,80
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