2395 齒圈加工工藝及直徑工裝夾具設(shè)計(jì)
2395 齒圈加工工藝及直徑工裝夾具設(shè)計(jì),加工,工藝,直徑,工裝,夾具,設(shè)計(jì)
產(chǎn)品型號(hào) 零(部)件圖號(hào) 共 2 頁(yè)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片產(chǎn)品名稱(chēng) 齒圈 零(部)件名稱(chēng) 齒圈 第 1 頁(yè)材料牌號(hào) 45#鋼 毛坯種類(lèi) 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注工時(shí)序號(hào)工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 車(chē)間 設(shè) 備工 藝 裝 備 準(zhǔn)終 單件1 檢查 檢查毛坯是否有裂紋 檢 目測(cè)2 車(chē)端面 夾毛坯外圓,車(chē) Ф615 端面 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)3 粗車(chē) 夾毛坯外圓,粗車(chē) Ф615 外圓,留 1mm 加工余量 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)4 精車(chē) 精車(chē) Ф615 外圓,達(dá)到圖紙尺寸公差要求 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)5 車(chē)端面 掉頭,夾 Ф615 外圓,車(chē)端面 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)6 粗鏜 粗鏜 Ф550 內(nèi)圓 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)7 精鏜 精鏜 Ф550 內(nèi)圓 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)8 熱處理 熱處理RCRC 熱 淬火爐9 滾齒 滾齒加工 金 滾齒機(jī) 專(zhuān)用夾具10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 檢 游標(biāo)卡尺編 制 日 期標(biāo) 記 處 記 更改文件號(hào) 簽 字 日 期產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 齒圈 共 7 頁(yè) 第 1 頁(yè)車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào)1 檢查 9Cr18毛 坯 種 類(lèi) 毛坯外形尺 寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)鍛造 Ф625X50 1 1設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)1夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液三爪自定心卡盤(pán)工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱(chēng)準(zhǔn)終 單件可轉(zhuǎn)位車(chē)刀主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給 量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/min mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助1 檢查毛坯是否有裂紋產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱(chēng) 齒圈 零件名稱(chēng) 齒圈 共 7 頁(yè) 第 2 頁(yè)車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào)1 粗車(chē) 9Cr18毛 坯 種 類(lèi) 毛坯外形尺 寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)鍛造 Ф625X50 1 1設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)臥式車(chē)床 CA6140 1夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液三爪自定心卡盤(pán)工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱(chēng)準(zhǔn)終 單件可轉(zhuǎn)位車(chē)刀主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給 量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備r/min m/min mm/r mm進(jìn)給次數(shù)機(jī)動(dòng) 輔助2 夾毛坯外圓,車(chē) Ф615 端面 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng) 車(chē)床 零件名稱(chēng) 齒圈 共 7 頁(yè) 第 3 頁(yè)車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào)1 精車(chē) 9Cr18毛 坯 種 類(lèi) 毛坯外形尺 寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)鍛造 Ф625X50 1 1設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)臥式車(chē)床 CA6140 1夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液三爪自定心卡盤(pán)工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱(chēng)準(zhǔn)終 單件可轉(zhuǎn)位車(chē)刀主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給 量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備r/min m/min mm/r mm進(jìn)給次數(shù)機(jī)動(dòng) 輔助7 夾毛坯外圓,粗車(chē) Ф615 外圓,留 1mm 加工余量 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7精車(chē) Ф615 外圓,達(dá)到圖紙尺寸公差要求 CA6140 200 16 0.5 12 1 17.7產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 技術(shù)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng) 車(chē)床 零件名稱(chēng) 齒圈 共 7 頁(yè) 第 4 頁(yè)車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào)2 磨削 9Cr18毛 坯 種 類(lèi) 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)鍛造 Ф625X50 1 1設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱(chēng)準(zhǔn)終 單件高速鋼主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備r/min m/min mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助8 掉頭,夾 Ф615 外圓,車(chē)端面 車(chē)床 三角卡盤(pán) 200 16 0.5 12 1 17.7產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 齒圈 共 7 頁(yè) 第 6 頁(yè)車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào)4 鉆孔 9Cr18毛 坯 種 類(lèi) 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)鍛造 Ф625X50 1設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)鏜床夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液三爪卡盤(pán)工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱(chēng)準(zhǔn)終 單件主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備r/min m/min mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助17 粗鏜 Ф550 內(nèi)圓 鏜床 500 16 0.5 12 1 17.7精鏜 Ф550 內(nèi)圓 鏜床 200 16 0.5 12 1 17.7產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào)技術(shù)學(xué)院機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 齒圈 共 7 頁(yè) 第 7 頁(yè)車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào)5 9Cr18毛 坯 種 類(lèi) 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)鑄造 1設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)滾齒機(jī) Ф625X50夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液專(zhuān)用夾具工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱(chēng) 準(zhǔn)終 單件主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備r/min m/min mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助滾齒加工 滾齒機(jī) 200 16 0.5 12 1 17.7檢驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)齒圈加工工藝及及直徑 550(+0 -0.2)工裝夾具設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè): 機(jī)械制造與自動(dòng)化班 級(jí): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 2目 錄摘要Abstract第一章 緒論----------------------------------------------------------------------------------3第二章 零 件 的 工 藝 分 析 -----------------------------------------32.1 零件的工藝分析- --------------------------------------------- 32.2 確定毛坯的制造形式- ------------------------------------------ 32.3 齒圈零件的工藝性- --------------------------------------------3第 三 章 擬 定 齒 圈 加 工 的 工 藝 路 線 --------------------------------43.1 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 -----------------------------------------------43.2 加 工 路 線 的 擬 定 -----------------------------------------------5第四章 加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定------------------74.1 確定毛坯----------------------------------------------------------------------------------74.2 機(jī)體----------------------------------------------------------------------------------------84.3 齒圈----------------------------------------------------------------------------------------8第五章 確定切削用量及基本工時(shí)------------------------------------------------- 95.1 機(jī)座----------------------------------------------------------------------------------------95.2 機(jī)體---------------------------------------------------------------------------------------18第五章 夾具設(shè)計(jì) -----------------------------------------------------------------------346.1 研究原始資料--------------------------------------------------276.2 定位裝置的設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------------------276.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------------------296.4 夾具體的設(shè)計(jì)---------------------------------------------------------------------------33參考文獻(xiàn) ----------------------------------------------------------------------------------------35結(jié)論 -------------------------------------------------------------------------------------- 36 3第一章: 緒論由于機(jī)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和齒圈在機(jī)器中的不同功用,齒圈零件具有多種不同的結(jié)構(gòu)型式,其共同特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,箱壁薄而不均勻,內(nèi)部呈腔型 ;有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等.齒圈零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體,使這些零件保持正確的相對(duì)位置,彼此能協(xié)調(diào)地工作.因此,齒圈零件的制造精度將直接影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響機(jī)器的使用性能和壽命.因而齒圈一般具有較高的技術(shù)要求.齒圈零件的毛坯通常采鑄鋼 ZG45 .因?yàn)?ZG45 具有力學(xué)性能和切削性能,價(jià)格也比較便宜.有時(shí)為了減輕重量,用有色金屬合金鍛造齒圈毛坯在單件小批生產(chǎn)中,為了縮短生產(chǎn)周期有時(shí)也采用鑄鋼..第二章:零件工藝的分析2.1 零件的工藝分析2.1.1 要加工內(nèi)孔 Φ550,外圓 Φ615,表面粗糙度為 Ra 小于 3.2um齒圈兩端面表面粗糙度為 Ra 小于 12.5um,端面表面粗糙度為 Ra 小于 3.2um,2.1 確定毛坯的制造形式 4由于鑄鋼容易成形,切削性能好,價(jià)格低廉,且抗振性和耐磨性也較好,因此,一般齒圈零件的材料大都采用鑄鋼,其牌號(hào)選用 ZG45,由于零件年生產(chǎn)量,已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平,通常采用金屬摸機(jī)器造型,毛坯的精度較高,毛坯加工余量可適當(dāng)減少。2.2 齒圈零件的結(jié)構(gòu)工藝性齒圈的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜,加工的表面多,要求高,機(jī)械加工的工作量大,結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面值得注意:本齒圈加工的基本孔可分為通孔,通孔加工工藝性好。齒圈的內(nèi)端面加工比較困難,結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需穿過(guò)加工前的直徑,當(dāng)內(nèi)端面的尺寸過(guò)大時(shí),還需采用專(zhuān)用徑向進(jìn)給裝置。為了減少加工中的換刀次數(shù),齒圈上的緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致。該零件的主要加工表面為 :前后端面、左右兩側(cè)面、頂端面、底端面和各面分布的孔及各螺紋孔。前端面、后端面及、孔的精度直接影響到齒圈的功用,位置精度和形狀精度應(yīng)嚴(yán)格要求,它們的加工應(yīng)盡可能放在同一道工序中加工,避免造成基準(zhǔn)不重合誤差及裝夾誤差。螺紋孔的位置精度和形狀精度也應(yīng)嚴(yán)格要求,它們直接影齒圈和齒輪的連接。從而影齒圈的功用。由參考文獻(xiàn)[2],有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知,上述技術(shù)要求是可以達(dá)到,零件的結(jié)構(gòu)工藝性是可行的。第三章:擬定齒圈加工的工藝路線3.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)只分,通常先確定精基準(zhǔn),然后確定粗基準(zhǔn)。3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)大批大量生產(chǎn)的齒圈通常以外輪廓和兩端面為精基準(zhǔn)3.1.2 基準(zhǔn)的選擇加工的第一個(gè)平面是齒輪端面,只要通過(guò)夾持外圓表面作為粗加工輪廓。3.2 加工路線的擬定表一工藝過(guò)程 產(chǎn)品型號(hào) 零(部)件圖號(hào) 共 2 頁(yè)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片產(chǎn)品名稱(chēng) 齒圈 零(部)件名稱(chēng) 齒圈 第 1 頁(yè)材料牌號(hào) ZG45 毛坯種類(lèi) 鑄鋼 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注工時(shí)序號(hào)工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 車(chē)間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 準(zhǔn)終 單件1 檢查 檢查毛坯是否有裂紋 檢 目測(cè)2 車(chē)端面 夾毛坯外圓,車(chē) Ф615 端面 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)3 粗車(chē) 夾毛坯外圓,粗車(chē) Ф615 外圓,留 1mm 加工余量 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)4 精車(chē) 精車(chē) Ф615 外圓,達(dá)到圖紙尺寸公差要求 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)5 車(chē)端面 掉頭,夾 Ф615 外圓,車(chē)端面 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)6 粗鏜 粗鏜 Ф550 內(nèi)圓 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)7 精鏜 精鏜 Ф550 內(nèi)圓 金 車(chē)床 三爪自定心卡盤(pán)8 熱處理 熱處理RCRC 熱 淬火爐9 滾齒 滾齒加工 金 滾齒機(jī) 專(zhuān)用夾具10 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 檢 游標(biāo)卡尺編 制 日 期標(biāo) 記 處 記 更改文件號(hào) 簽 字 日 期第四章:機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯的尺寸如下:4.1 確定毛坯根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄鋼件又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 5000 臺(tái)/年。其生產(chǎn)類(lèi)型為成批生產(chǎn),毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。此外,為消除殘余應(yīng)力,鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效處理。參考文獻(xiàn)[1]表 2.2-5,該種鑄件的尺寸公差等級(jí) CT 為 8-10 級(jí),加工余量等級(jí) MA 為 G級(jí)。故取 CT 為 10 級(jí),MA 為 G 級(jí)。由于考慮毛坯在鑄造時(shí)的收縮,參考文獻(xiàn)[3]表 11-2 灰鑄鋼的收縮率為 3.5%。參考文獻(xiàn)[1]表 2.2-4,用查表法確定個(gè)表面的總余量如下表所示。加工表面基本尺寸(mm)加工余量等級(jí) 加工余量數(shù)值(mm)說(shuō)明上端面 Φ615 G 5 單側(cè)加工下端面 Φ615 G 5 單側(cè)加工內(nèi)孔 Φ550 G 5 單側(cè)加工兩端面距離 40 G 5經(jīng)過(guò)分析和實(shí)際考慮情況如下分析,得出毛坯的圖紙 7第五章:確定切削用量及基本工時(shí) 5.1 齒圈粗鏜內(nèi)孔 (1)加工條件工件材料:鑄鋼加工要求:粗鏜 Φ550 孔,留加工余量 2mm,加工 2mm機(jī)床:T68 鏜床刀具:YT30 鏜刀量具:塞規(guī)(2)計(jì)算鏜削用量粗鏜孔至 Φ550mm,單邊余量 Z=2mm, 切削深度 ap=2 mm,確定進(jìn)給量 f:根據(jù)《工藝手冊(cè)》,表 2.4—60,確定 fz=0.37mm/Z切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),確定 V=300m/min(r/min)865014.3dw 0vns???? 8根據(jù)表 3.1—41,取 nw=800r/min,故加工蝸桿軸承孔:機(jī)動(dòng)工時(shí)為: s48min.037.842f nl1 t ?????輔助時(shí)間為:tf=0.15tm=0.15×48=7.2ss其他時(shí)間計(jì)算:tb+tx=6%×(48+7.2)=3.3s則工序 9 的總時(shí)間為:tdj1=tm+tf+tb+tx =48+7.2+3.3=58.5s 5.2.4 工序 140 精鏜內(nèi)孔 (1)加工條件工件材料:ZG45加工要求:粗鏜孔 1,2。Φ550mm 內(nèi)圈,加工 1mm機(jī)床:T68 鏜床刀具:YT30 鏜刀量具:塞規(guī)(2)計(jì)算鏜削用量精鏜孔至 Φ550mm,確定進(jìn)給量 f:根據(jù)《工藝手冊(cè)》,表 2.4—60,確定 fz=0.37mm/Z切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),確定 V=300m/min(r/min)86104.3dw 10vns????根據(jù)表 3.1—41,取 nw=800r/min,故加工蝸輪軸承孔:機(jī)動(dòng)工時(shí)為:s2.57in9.037.8425f nl1t ?????輔助時(shí)間為:tf=0.15tm=0.15×57.2=8.6ss其他時(shí)間計(jì)算:tb+tx=6%×(57.2+8.6)=3.9s則工序 10 的總時(shí)間為:tdj2=tm+tf+tb+tx =57.2+8.6+3.9=69.7s 9第六章 專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) 在上下面的加工中,由于零件本身外形比較規(guī)則,再加上面的精度要求不高,但為確保零件的加工質(zhì)量,滿足生產(chǎn)要求,提高生產(chǎn)效率,必須采用專(zhuān)用夾具進(jìn)行裝夾定位。本設(shè)計(jì)就是針對(duì)上下面銑削的專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)座夾具安裝時(shí)與零件聯(lián)接,工作時(shí)機(jī)座工作的主要特點(diǎn),再結(jié)合零件的自身特點(diǎn),特對(duì)該夾具進(jìn)行如下設(shè)計(jì)。6.1 研究原始資料6.1.1 技術(shù)要求的分析該工序的內(nèi)容是:齒圈加工工藝及直徑 550(+0 -0.2)工裝夾具設(shè)計(jì)工裝夾具關(guān)鍵就在于保證同心度。6.1.2 具體情況零件的該道工序?qū)儆诖志庸と屉A段,所以?shī)A具的利用頻率較高,應(yīng)盡量提高保證精度。6.1.3 加工中使用的設(shè)備及加工余量一、機(jī)床設(shè)備的選擇在選擇機(jī)床設(shè)備時(shí)可根據(jù)機(jī)床的加工范圍及其保證的精度進(jìn)行選取。由于零件的外形尺寸較大,重量也較重,故采用專(zhuān)用的插床機(jī)床。所選的機(jī)床的尺寸精度可達(dá)到 IT7 到IT8,表面粗糙度 Ra3.2μm,平面度≤400:0.025。而該零件的最高精度為 7 級(jí),粗糙度1.6μm,尺寸精度符合要求,粗糙度通過(guò)銑削也可以得到很好的保證。 二、刀具及檢驗(yàn)量具的分析零件的材料為 ZG45,材料的切削性比較好,為了確保零件的尺寸精度,最好采用低速切削的方式。硬質(zhì)合金刀具具有硬度大、耐磨性好、耐熱性好的優(yōu)點(diǎn),但他的 YG 類(lèi)適用于加工鑄鋼、有色金屬及非金屬材料,YT 類(lèi)可以加工鋼料,可是對(duì)低速切削易產(chǎn)生崩刀現(xiàn)象。而高速鋼刀具,具有高的強(qiáng)度和韌性,也具有一定的硬度和耐磨性,可加工工件的材料廣泛。由此一來(lái),最好選用高速鋼,其中的高性能高速鋼可以很好的滿足使用要求。6.2 定位裝置的設(shè)計(jì)6.2.1 定位方案及誤差的分析一、 定位方案的分析分析零件該工序可知,為保證尺寸要求控制 ;,應(yīng)以底面為基準(zhǔn)限制 ;其它和Z?Z?X,Y 方向的翻轉(zhuǎn),所以其它自由度可不做限制。根據(jù)工件定位基面和所需限制的自由度數(shù)目,特?cái)M訂如下的定位方案:方案三、以底面作為主要定位基準(zhǔn)面,用兩支承板定位,限制三個(gè)自由度。 10二、 定位誤差的分析1、造成定位誤差的原因造成定位誤差的原因有兩個(gè):一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合,由此產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差△ B;二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合,由此產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差△ Y。由于此加工定位方式簡(jiǎn)單。工序基準(zhǔn)與與工序基準(zhǔn)和限位基準(zhǔn)重合,所以加工起來(lái)簡(jiǎn)單方便。6.2.2 定位元件的設(shè)計(jì)由于工件的定位是通過(guò)定位副的接觸實(shí)現(xiàn)的,定位元件的限位基面的精度直接影響工件的定位精度,因此,首先應(yīng)保證其限位基面有足夠的精度,以適應(yīng)工件的加工要求;其次還要保證有足夠的強(qiáng)度和剛度,承受夾緊力和切削力的作用;最后還要有足夠的耐磨性,以延長(zhǎng)定位元件的更換周期和提高夾具的使用壽命。鑒于這些要求,特對(duì)該夾具的定位元件進(jìn)行如下設(shè)計(jì):底面主要限制 自由度,由此可粗選兩個(gè)支承板進(jìn)行限位,但這種定位方式不太可靠,Z?因?yàn)榈酌嫣?,僅用一支承板定位易產(chǎn)生翻轉(zhuǎn),實(shí)際需兩個(gè)支承板才能真正達(dá)到定位可靠,如此一來(lái)就限制三個(gè)自由度,但不會(huì)影響加工精度。根據(jù)零件的尺寸要求及夾具結(jié)構(gòu)的需要,設(shè)計(jì)底面定位元件結(jié)構(gòu)如圖所示6.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì)6.3.1 夾緊裝置的組成及基本要求夾緊裝置的種類(lèi)很多,但其結(jié)構(gòu)均由兩部分組成:動(dòng)力裝置,夾緊機(jī)構(gòu)。前者主要是產(chǎn)生夾緊力,保證工件不離開(kāi)定位時(shí)占據(jù)的正確位置,平衡切削力、慣性力、離心力及重力對(duì)工件的影響,確保加工精度。后者主要是傳遞夾緊力,并在傳遞力的過(guò)程中根據(jù)需要改變力的大小、方向和作用點(diǎn)。這兩者在整個(gè)夾具的安全性方面起著重要的作用,因此必須精確的計(jì)算和選擇。夾緊裝置的基本要求:(1)工件定位后占據(jù)正確位置(2) 夾緊力大小適當(dāng)(3)復(fù)雜程度與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)成正比;(4) 工藝性好,使用好性。 116.3.2 夾緊力的計(jì)算一、夾緊力方向和作用點(diǎn)的確定夾緊力的方向和作用點(diǎn)確定的四大原則:1、應(yīng)朝向主要限位面;2、應(yīng)落在定位元件的支承范圍之內(nèi);3、應(yīng)落在工件剛性較好的方向和部位;4、應(yīng)靠近工件的加工表面。根據(jù)以上的四大原則,由前面的分析已知零件的定位面為底面、主要定位面為底面,因此夾緊力方向應(yīng)指向底面,如圖所示。 12二、夾緊力大小的估算加工過(guò)程中,工件受到切削力、離心力、慣性力及重力作用。理論上,夾緊力的作用應(yīng)與上述力(矩)的作用平衡;而實(shí)際上,夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且,切削力的大小在加工過(guò)程中是變化的。因此,夾緊力達(dá)到計(jì)算是個(gè)很復(fù)的問(wèn)題,只能進(jìn)行估算。(一)實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算公式計(jì)算夾緊力時(shí),通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng),根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況,找出加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)算理論夾緊力,最后為保證夾緊的可靠,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值查參考文獻(xiàn) (6) 有 WK=W·K式中: W K—實(shí)際所需的夾緊力(N)W—在一定條件下由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力(N)K—安全系數(shù)安全系數(shù) K 按下式計(jì)算:K=K0·K1·K2·K3·K4·K5·K6式中 K0~K 6 為各種因素的安全系數(shù)根據(jù)零件的自身特點(diǎn),查表 1-2-1(6) 有 K 0=1.5 K1=1.0 K3=1.0K4=1.3 K5=1.0 K6=1.5查表 1-2-2(6 ) 有: K 2=1.0 13∴夾緊力的安全系數(shù) K=1.5×1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.5=2.925(二)、實(shí)際夾緊力的計(jì)算本道工序?qū)儆诓逑骷庸?,?jì)算夾緊力首先應(yīng)算出切削力,為簡(jiǎn)化計(jì)算,可只計(jì)算出其主切削力,銑削時(shí)的主切削力為圓周方向的切削力,即 PZ查表 1-2-3( 6) 知: P Z=2943ts0.75KPv-0.15其中 t—切削深度s—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量KP—修正系數(shù)KP=Kmp·Kψp·K γp·Kλp·KrpKmp、Kψp、Kγp、Kλp、Krp—考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)Kmp—考慮工件材料機(jī)械性能的系數(shù)查表 1-2-4( 6)Kmp=( ) n=( ) n ——————(1)式73bσ 175查表 1-2-5( 6) n=0.75 ——————(2)式由(1)、(2)式可得出 K mp=1.42查表 1-2-6( 6)采用極值法 Kψpmax=1.08 Kψpmin=0.89Krpmax=1.25 Krpmin=1.0Kλp=1.0Kpmax=1.42×1.08×1.25×1.0=1.917Kpmin=1.42×0.89×1.0×1.0=1.26由于計(jì)算本身就屬于大致的估算,根據(jù)表 11-12(3) :主軸轉(zhuǎn)速范圍為 n=12..5~2000r/min為保證加工精度的要求,根據(jù)材料的性能及切削刀具的影響因素,一般取 n=300r/min則其切削速度為: V= = =28.26r/min10Dnπ 014.3?根據(jù)前面的工序分析可以知道: t=1.5mm又 ∵該工序?qū)儆诰庸ぃ浼庸ぞ容^高,為保證加工質(zhì)量由經(jīng)驗(yàn)可取 S=0.1mm/r∴Pzmax=2943×1.5×0.1 ×1.917×28.26 =911.5N75.015.0?W= = =3420.7NlLPzK·368912?當(dāng)圓周 Pz 處于水平方向時(shí),有使工件產(chǎn)生平移的可能。則:W′= 21μμ ?zμ1—夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù) 14μ2—工件與夾具支承面間的摩擦系數(shù)查表 1-2-12( 6) 知:μ 1=0.16μ 2=0.5所以 W′= = =4039.6N1μμ ?KPz5.0.9?將防止工件抬起或平移所需夾緊力的計(jì)算,比較其大小可以知道,最終較大者即為所需的夾緊力?!郬k=4039.6N6.3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、了解基本機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)在設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí),首先應(yīng)當(dāng)考慮通用機(jī)構(gòu)是否符合要求,盡量避免運(yùn)用復(fù)雜機(jī)構(gòu)。在此先來(lái)分析幾種常用的機(jī)構(gòu)特點(diǎn):(1)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)是用斜楔直接夾緊工件產(chǎn)生夾緊力,而這種夾緊力大小有限,且操作費(fèi)時(shí),生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)用較少,多數(shù)情況下是將斜楔與其他機(jī)構(gòu)聯(lián)合起來(lái)使用。,(2)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)它是采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu),這類(lèi)夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、適用性大,而且自鎖性好、夾緊力大、易制造,故在機(jī)床夾具中廣泛運(yùn)用。但缺點(diǎn)是夾緊和松開(kāi)工件時(shí)比較費(fèi)力。(3)偏心夾緊機(jī)構(gòu)它是用偏心件直接或間接夾緊工件的機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊迅速、操作簡(jiǎn)單。但它的夾緊行程受偏心距的限制,夾緊力較小,一般適用于切削力不大、振動(dòng)小、沒(méi)有離心力影響的加工中。(4)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)有些夾具需同時(shí)在幾個(gè)點(diǎn)上夾緊工件,而有些則需要同時(shí)夾緊幾個(gè)工件為提高生產(chǎn)率,減少工件裝夾時(shí)間,可采用各種聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。(5)鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)當(dāng)原始力不能產(chǎn)生足夠的夾緊力或?yàn)榱藴p輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,常用增力機(jī)構(gòu)。鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)就是一種增力機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、增力系數(shù)大,所以在氣動(dòng)、液壓夾具中應(yīng)用較多。二、選擇夾緊機(jī)構(gòu)依據(jù)上面各種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn),先分析該零件的此道工序。由于零件屬于大批量生產(chǎn),夾具應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維修方便,便于安裝及拆卸。且零件的尺寸、重量較大,因此采用多個(gè)夾緊力可定位可靠。雖然工件外形的比較簡(jiǎn)單,從前面的夾緊力計(jì)算可知,它對(duì) 15夾緊力要求較很大。綜合所有的自身因素及各類(lèi)常用機(jī)構(gòu)的特點(diǎn),最終選擇:聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu),即簡(jiǎn)單又符合要求。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)也有多種形式,根據(jù)零件的復(fù)雜性及在加工時(shí)的定位方式,還有夾緊力的作用點(diǎn)及其方向,最好選用氣動(dòng)壓板式的,它的結(jié)構(gòu)緊湊,使用也方便。再根據(jù)前面所計(jì)算的夾緊力,選擇合適的施力元件。查表施力的形式有多種;為了減輕夾具的重量,使制造方便、簡(jiǎn)潔,在此選用自動(dòng)氣動(dòng)進(jìn)行夾緊。前面已計(jì)算的夾緊力 Pzmax=4039.6N,由表中可知:螺紋直徑為 16mm 的螺母,其夾緊力 Wk=5380N。由靜力平衡可知:實(shí)際所需的 Wk′=Pzmax=4039.6 〈Wk。因此,采用一個(gè) M16 的六角螺母進(jìn)行夾緊即可。由此可初步設(shè)計(jì)其基本機(jī)構(gòu)如圖所示。6.4 夾具體的設(shè)計(jì)夾具上的各種裝置和元件通過(guò)夾具體連接成一個(gè)整體。因此,夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機(jī)床的連接。設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮以下基本條件:1 足夠的強(qiáng)度和剛度;2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,具有良好的工藝性;3 尺寸穩(wěn)定;4 便于排屑。 166.4.1 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、夾具體毛坯結(jié)構(gòu)的選擇選擇夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)以結(jié)構(gòu)的合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。本夾具用于小批量生產(chǎn),應(yīng)該選取制造容易、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕的毛坯結(jié)構(gòu)。查表可知:焊接結(jié)構(gòu)的夾具體就滿足此要求。二、夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求(1) 插床夾具一般在懸伸狀態(tài)下工作,為保證加工的穩(wěn)定性,夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求緊湊,輪廓尺寸要小,懸伸要短、重量要輕,且重心盡量靠近主軸。夾具體懸伸長(zhǎng)度 L 與其外廓直徑 d 之比可參考下式?。寒?dāng) d〈150 mm L/d≤1.25當(dāng) d=150~300mm L/d≤0.9當(dāng) d〉300mm L/d≤0.66.4.2 夾具體外形尺寸的確定夾具制造屬于單件生產(chǎn)性質(zhì),為縮短設(shè)計(jì)和制造周期,減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用,所以?shī)A具體的設(shè)計(jì),一般不會(huì)做復(fù)雜的計(jì)算。通常都是參照類(lèi)似的夾具結(jié)構(gòu),按經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法估計(jì)確定。實(shí)際上在繪制夾具總圖時(shí),根據(jù)工件、定位件、夾緊裝置、對(duì)刀—引導(dǎo)元件以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置,夾具體的外形尺寸便已大致確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大致確定一些數(shù)據(jù):夾具體的壁厚:26~48mm夾具體加強(qiáng)筋厚度: (12~22)mm夾具體加強(qiáng)筋高度: 不大于 5h夾具體不加工的毛面與工件表面間的間隙:4~10mm6.4.3 夾具技術(shù)要求的確定夾具總圖上無(wú)法用符號(hào)標(biāo)注而又必須說(shuō)明的問(wèn)題,可作為技術(shù)要求用文字寫(xiě)總圖上。根據(jù)零件的加工要求,他對(duì) 65 左側(cè)的位置度要求較高,因此這就要求各定位面的位置度要比較好。由此特?cái)M訂如下幾條技術(shù)要求:本夾具用于立式插床上加工滾齒加工。工件以內(nèi)孔定位,夾緊是通過(guò)螺絲壓緊壓板來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 經(jīng)調(diào)整壓緊后即可加工。本夾具用于齒圈的內(nèi)圈加工。夾具的定位采用支撐板支撐,定位誤差較小。其夾緊采用的是氣動(dòng)夾緊,夾緊簡(jiǎn)單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件在夾具體上安裝好后,壓塊在氣缸活塞的推動(dòng)下向下移動(dòng)夾緊工件。當(dāng)工件加工完成后,壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開(kāi)工件,即可取下工件。由于本夾具用于變速齒圈端面的粗加工,對(duì)其進(jìn)行精度分析無(wú)太大意義。所以就略去對(duì)其的精度分析。 17參考文獻(xiàn)1,鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 2004,8 2,趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1984,23,孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京:冶金工業(yè)出版社 2002,12 4,李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京: 北京出版社 1990,125,鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京: 高等教育出版社 20006,黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶: 重慶大學(xué)出版社 2002,77,丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京: 高等教育出版社 19978,儲(chǔ)凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶: 重慶大學(xué)出版社 1997,129,廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測(cè)量 北京: 中國(guó)計(jì)量出版社 2000,110,樂(lè)兌謙 主編 金屬切削刀具 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1992,1211,李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1983,412,陶濟(jì)賢 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社 1986,413, 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 貴州:貴州人民出版社 1983,714,龔定安 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 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加工
工藝
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夾具
設(shè)計(jì)
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2395 齒圈加工工藝及直徑工裝夾具設(shè)計(jì),加工,工藝,直徑,工裝,夾具,設(shè)計(jì)
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