CA6140車床輸出軸機(jī)械加工工藝及車小頭端面夾具設(shè)計(jì)
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1、 CA6140車床輸出軸機(jī)械加工工藝及車小頭端面夾具設(shè)計(jì) The output shaft craft work clothes design 系 名:________機(jī)械工程系____________ 專業(yè)班級:_______________________ 學(xué)生姓名:______________________ 學(xué) 號:___________________ 指導(dǎo)教師姓名:_____ ____________ 指導(dǎo)教師職稱:_____ __________ 目 錄 摘要 1 引 言 2 第一章
2、零件的分析 4 1.1 零件的作用 4 1.2 零件的工藝分析 4 第二章 確定毛坯,畫毛坯圖 5 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 8 3.2 制定工藝路線 9 3.3 選擇加工設(shè)備及,刀,夾,量具 10 3.4 加工工序設(shè)計(jì) 10 第四章 車小頭端面夾具設(shè)計(jì) 13 4.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說明 13 4.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 14 4.3 定位機(jī)構(gòu) 15 4.4夾緊機(jī)構(gòu) 15 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 17 4.6定位銷選用 18 4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 18 4.8 零件的車床專用夾具簡單使用說明 19 結(jié)論 20
3、 致 謝 21 參考文獻(xiàn) 22 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 22 摘要 現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)發(fā)生著深刻的結(jié)構(gòu)性變化,工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良已成為相關(guān)企業(yè)生存和發(fā)展的必要條件。動力裝置行業(yè)作為一個傳統(tǒng)而富有活力的行業(yè),近十幾年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在新經(jīng)濟(jì)時代,這一行業(yè)呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢,由此對其動力裝置的質(zhì)量、性能產(chǎn)生了新的變化。輸出軸作為動力裝置的主要零件,工藝工裝的設(shè)計(jì)與改良直接影響著其質(zhì)量與性能。 關(guān)鍵詞:工藝分析 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì)
4、 引 言 制造業(yè)的歷史可追溯到幾百萬年前的舊石器時代。猿進(jìn)化成人的一個重要的標(biāo)志就是工具的制造??梢?,工具的制造對人類的影響是極其巨大的。從某種程度上說,工具的先進(jìn)水平?jīng)Q定著生產(chǎn)力的高低。社會的發(fā)展與變革,是伴隨著勞動工具的發(fā)展與變革。制造業(yè)是任何一個發(fā)達(dá)國家的基礎(chǔ)工業(yè),是一個國家綜合國力的重要體現(xiàn)。而在制造業(yè)中,夾具工業(yè)又是制造業(yè)的基礎(chǔ),得到了各個國家的高度重視。尤其在今天以知識為驅(qū)動的全球化經(jīng)濟(jì)浪潮中,由于激烈的市場競爭,夾具工業(yè)的內(nèi)涵、深度和廣度都發(fā)生著深刻的變化,各種新的夾具設(shè)計(jì)、制造加工方法不斷出現(xiàn),推動著我們的社會不斷的向前發(fā)展。 夾具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)。它的技
5、術(shù)水平在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和市場的競爭力。隨著我國加入“WTO”步伐的日益加快?!叭胧馈睂ξ覈鴬A具工業(yè)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響,經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢日益明顯,同時世界眾多知名公司不斷進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整,國內(nèi)市場的國際性進(jìn)一步顯現(xiàn),該行業(yè)的將經(jīng)受更大的沖擊,競爭也會更加劇烈。在如此嚴(yán)峻的行業(yè)背景下,我國的技術(shù)人員經(jīng)過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國的模具水平有了較大的提高,大型、復(fù)雜、精密、高效和長壽命的夾具又上了新臺階。 夾具是每個機(jī)制制造方面目前普遍用的,它可以大批量生產(chǎn),節(jié)省人力物資,效率相對高,操作方便,結(jié)構(gòu)合理,它的成本低廉,適合廣大人群所承受的能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義: 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生從學(xué)習(xí)
6、向工作過度的綜合鍛煉,也是一次提高和再學(xué)習(xí)的機(jī)會。畢業(yè)設(shè)計(jì)從準(zhǔn)備到設(shè)計(jì)結(jié)束幾乎要花去一個學(xué)期的時間,最后要形成一整套的文檔資料。畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對學(xué)生最后的綜合考核,因此,扎實(shí)認(rèn)真高質(zhì)量的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù),具有重要意義! 1. 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作,進(jìn)一步提高我們獨(dú)立調(diào)研能力以及專業(yè)業(yè)務(wù)素質(zhì)。并通過文獻(xiàn)查閱、現(xiàn)場收集資料等工作。鍛煉解決夾具工程技術(shù)的問題的能力。 2. 能鞏固深化擴(kuò)充我們的專業(yè)知識,并通過畢業(yè)設(shè)計(jì)中對涉及到的問題的分析研究,提出我們自己的見解和觀點(diǎn)。 3. 通過畢業(yè)設(shè)計(jì),樹立良好的工作思想和細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的工作態(tài)度,為一個未來的工程師奠定基礎(chǔ)! 這次設(shè)
7、計(jì)使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論,并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識,獨(dú)立的分析和解決工藝問題,初步具備了設(shè)計(jì)一個中等復(fù)雜程度零件(輸出軸)的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法,擬訂夾具設(shè)計(jì)方案,完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力,為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)中還有許多不足之處,希望各位老師多加指教。 第一章 零件的分析 1.1 零件的作用 下面所示為動力輸出裝置中的主要零件。φ80mm孔與動力源(電動機(jī)主軸等)配合起定心作用。用10-φ20mm銷將動力傳至該軸。再由φ
8、55mm處通過鍵將動力輸出。A,B是兩段支軸頸。 1.2 零件的工藝分析 一、分析、審查產(chǎn)品的零件圖和裝配圖 制定工藝規(guī)程時,首先應(yīng)分析零件圖及該零件所在部件的裝配圖。了解該零件在部件中的作用及零件的技術(shù)要求,找出其主要的技術(shù)關(guān)鍵,以便在擬定工藝規(guī)程時采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右员WC。 二、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下,其制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 由圖3-5所示得知:其零件材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理200HBS,此為低碳鋼具有較高 的強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及減振性適用于較大應(yīng)力,要求耐磨的零件。 該零件的主要加工面為軸的表面
9、和孔10-φ20mm的銷。軸的表面會直接影響配合的接觸精度和密封。鍵槽的平行度也直接影響配合的精度。10-φ20mm銷的精度要求很高也是該零件 加工的關(guān)鍵所在。該零件上的平行度為0.08,圓度為φ0。05和圓跳讀0。04。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)資料所得和機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知,上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的,零件的工藝性是可行的。 第二章 確定毛坯,畫毛坯圖 在擬訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時,毛坯選擇得是否正確,不僅直接影響毛坯的制造工藝及費(fèi)用,而且對零件的機(jī)械加工工藝、設(shè)備、工具以及工時的消耗都有很大影響。毛坯
10、的形狀和尺寸越接近成品零件,機(jī)械加工的勞動量就越少,但毛坯制造的成本可能會越高。由于原材料消耗的減少,會抵消或部分抵消毛坯成本的增加。所以,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、零件的材料、形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量及具體的生產(chǎn)條件等作綜合考慮,以選擇毛坯。在毛坯選擇時,應(yīng)充分注意到采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性,以降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。 毛坯的種類包括:鑄件、鍛件、型材、沖壓件、冷或熱壓制件、焊接件等。合理的選擇毛坯,通常從下面幾個方面綜合考慮:1、零件材料的工藝特性;2、生產(chǎn)綱領(lǐng)的大?。?、零件的形狀和尺寸;4、現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。 根據(jù)零件材料確定此毛坯為鍛件,又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000/
11、年。鍛造時應(yīng)安排人工調(diào)質(zhì)處理200HBS 參考文獻(xiàn),<1>表2。3-7,該鍛件的尺寸公差等級為IT7-13級加工精度要求高的地方:例如:粗,h10,IT9-IT10 (6.3-3.2), 精,h8 IT7-IT8, (1.6-0.8). 根據(jù)該零件的各加工精度要求,經(jīng)過查表得鍛造的毛坯尺寸為各加工表面都留有加工余量4mm,因此為圓柱所以保留加工余量為8mm.。 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 φ176 176mm H 4 (mm) φ140 140m
12、m H 4 φ80+0.042/+0.012 80 mm G 4 φ50 50 mm H 4 φ75+0.023/+0.003 75 mm G 4 φ65+0.023/+0.003 65 mm G 4 φ60+0.065/+0.045 60 mm G 4 φ55+0.023/+0.003 55 mm
13、 G 4 16+0/-0.043 16 mm G 4 10-φ20-0.019/-0.042 20 mm G 4 2-φ8 8 mm H 4 2-B6/5 —— H — 以上為各加工表面的總余量。 鍛件直接鍛造出此大概形狀,參考文獻(xiàn)(1)表2.3-6。用查表法確定各個加工的總余量如上圖所示。 由參考文獻(xiàn)(1)2.3-9可得鍛件主要尺寸
14、的公差如下表所示: 主要毛坯尺寸及公差 (mm) 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT 鍛件的長度尺寸 244 8 252 —— 鍛件的寬度尺寸 φ176 8 184 —— 各階梯圓柱尺寸 φ55 4+4 63 3.2 ———— φ60 4+4 68 3.2 ———— φ65 4+4 7
15、3 3.2 ———— φ75 8 83 3.2 凹槽尺寸 φ50 8 58 —— 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇:考慮到以下幾點(diǎn)要求,選擇零件的重要孔的毛坯孔和軸面作粗基準(zhǔn):1、在保證各加工余量的前提下,使重要孔的加工余量盡量均勻;2保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度,特別是加工表面的相互位置精度,以及安裝的方便可靠。其選擇的原則如下:1、基準(zhǔn)重合原則
16、;2、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則;3、自為基準(zhǔn)原則;4、互為基準(zhǔn)原則;5、所選精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定,裝夾方便可靠,夾具結(jié)構(gòu)簡單適用。 精基準(zhǔn)的選擇:加工輸出軸,通過了解零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工精度要求,可以初步選定車各階梯圓柱面時分別以不加工面為基準(zhǔn)。選定A面面積較大,定位比較穩(wěn)定,夾緊方案比較簡單,可靠,操作方便,使用夾具即可。利用鉆頂尖孔可以對精加工面進(jìn)行自由度的限制確保加工達(dá)到要求精度。 3.2 制定工藝路線 根據(jù)毛坯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),制訂出如下工藝路線。 1 粗車大端面,都以面積最大的階梯圓柱面為定位基準(zhǔn),限制4個自由度加工大端面。 2 粗車各階梯圓柱面,以φ176為定位基準(zhǔn),限制其4個自
17、由度,粗車小端面 3 鏜凹槽:以最大面積圓柱面為基準(zhǔn)在車床上鏜出階梯凹槽 4 半精車各階梯圓柱面 5 銑鍵槽 6 鉆孔:10-φ20-0.019/-0.042 用設(shè)計(jì)出的夾具來加工 7 鉆孔:2-φ8 用設(shè)計(jì)出的夾具來加工 8 精車各階梯圓柱面 具體的工藝路線如下: 10 鍛造毛坯 時效 消除應(yīng)力 20 粗車外圓φ176大端面 30粗車外圓φ75+0.023/+o.oo3φ65+0.023/+0.003φ60+0.065/+0.045 φ55+0.023/+0.003 40 鏜階梯凹槽: 粗鏜φ104φ80+0.042/+0
18、.012φ50 半精鏜φ80+0.042/+0.012 精鏜φ80+0.042/+0.012 50半精車外圓φ75+0.023/+o.oo3φ65+0.023/+0.003φ60+0.065/+0.045φ55+0.023/+0.003 60 銑鍵槽 70 鉆孔:鉆 10-φ20-0.019/-0.042 擴(kuò) 10-φ20-0.019/-0.042 鉸 10-φ20-0.019/-0.042 80 鉆孔 2-φ8 90 檢驗(yàn) 100 入庫 3.3 選擇加工設(shè)備及,刀,夾,量具 由于生產(chǎn)類型大批生產(chǎn),故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為
19、主,輔以少量專用機(jī)床,其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床及專用夾具為主,輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線,工件在各機(jī)床的的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由工人完成。 車各外圓時,多是用車床完成,夾緊方案為專用車夾具及三爪卡盤定位。 銑鍵槽也可以用車床完成。C6。 只有鉆孔10-φ20-0.019/-0.042 和孔 2-φ8 時要求工人自己設(shè)計(jì)夾具在鉆床上完成,量具選用游標(biāo)卡尺即可。 工序70鉆孔10-φ20-0.019/-0.042,孔倒角為1*45度 要分鉆,擴(kuò),鉸三道工序才能達(dá)到φ20-0.019/-0.042 的要求所以選用角銖式鉆床夾具。選用錐柄麻花鉆,錐柄擴(kuò)孔復(fù)合鉆,擴(kuò)孔是倒角。選用錐柄機(jī)用鉸刀,專用
20、夾具??鞊Q夾頭,游標(biāo)卡尺。 工序80鉆孔2-φ8 選用人工設(shè)計(jì)夾具錐柄麻花鉆一次性加工完畢。 3.4 加工工序設(shè)計(jì) 工序20粗車外圓φ176端面(最大) 粗加工公差等級為IT11-IT13。粗加工余量為1.8mm 查文獻(xiàn)(1)表2.6-6其公差為TN-B粗=0.16所以 Xn-b粗=47.5 +_0.08mm。參考文獻(xiàn)(1)2.4-73 取粗車每齒進(jìn)給量fz為0.2mm/z 精車f=0.5mm/r 粗車走刀一次。ap=3.5mm精車走刀一次,ap=1.5mm 粗車外圓進(jìn)給量查表可得: 粗車外圓 Ap(mm) F(mm/r)
21、 V(mm/r) φ176選刀桿直徑16*25 3 0.6 34 φ75 5 0.5 38 φ65 5 0.5 38 φ60 5 0.5 38 φ55 3 0.4 44 半精車外圓φ75 3 0.7
22、 31 φ65 3 0.7 31 φ60 3 0.7 31 φ55 3 0.7 31 精車外圓φ75 3 0.4 44 φ65 3 0.4 44 φ60
23、 3 0.4 44 φ55 3 0.4 44 以上f為進(jìn)給量 ap深度 v是速度 由V=∏dn得 粗車外圓φ176時 V=∏dn 34=∏×176n→n≈60 選擇車床型號為CA6140。主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍是10∽1400r/min 其中最常見的有 63、 80、100、 126、 287、 400、 630、 1000。 ∴取n=63 ∴v=3.14×75×63=54mm/r
24、 粗車外圓φ75時 同上可得: 38=∏×75n→n≈115 ∴取n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r 粗車外圓φ65時 38=3.14×65n→n≈186 ∴取n=126 ∴v=3.14×65×126=25 mm/r 粗車外圓φ60時 38=3.14×60n→n≈201 ∴取n=287 ∴v=3.14×60×287=54 mm/r 粗車外圓φ55時 44=3
25、.14×55n→n≈254 ∴取n=287 ∴v=3.14×55×287=49mm/r 半精加工外圓φ75時 31=3.14×75n→n≈131 ∴取n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r 半精加工外圓φ65時 31=3.14×65n→n≈151 ∴取n=126 ∴v=3.14×65×126=25mm/r 半精加工外圓φ60時 31=3.14×60n→n≈164 ∴取n
26、=126 ∴v=3.14×60×126=23mm/r 半精加工外圓φ55時 31=3.14×55n→n≈179 ∴取n=126 ∴v=3.14×55×126=21mm/r 精加工外圓φ75時 44=3.14×75n→n≈186 ∴取n=126 ∴v=3.14×75×126=29mm/r 精加工外圓φ65時 44=3.14×65n→n≈215 ∴取n=215 ∴v=3.14×65×215=43mm/r 精
27、加工外圓φ60時 44=3.14×60n→n≈233 ∴取n=287 ∴v=3.14×60×287=54mm/r 精加工外圓φ55時 44=3.14×55n→n≈254 ∴取n=287 ∴v=3.14×55×287=49mm/r 鉆孔10-φ20-0.019/-0.042:通過計(jì)算可得 粗鉆 n=1000r/min f=0.3mm/r v=24m/min ap=3.5mm/r 擴(kuò)孔 n=630r/min f=0.3mm/r v=15.6m/min
28、 ap=0.45mm/r 鉸孔 n=1000r/min f=0.3mm/r v=15.8m/min ap=0.05mm/r 鏜孔φ50 φ80+0.042/+0.012 φ104 粗鏜時 ap=2.75 v=0.4m/s f=0.2mm/r N=1000v/∏d ∴n1=1000×24/3.14×50r/m=152r/min ∴n2=1000×24/3.14×80r/m=95r/min ∴n3=1000×24/3.14×104r/m=75r/min
29、 半精鏜φ80+0.042/0.012時 ap=2.05 v=1.2m/s f=0.12mm/r ∴n=1000×72/3.14×80r/m=286r/min 精鏜φ80+0.042/0.012時 ap=0.25 v=1.8m/s f=0.05mm/r ∴n=1000×108/3.14×80r/m=429r/min 第四章 車小頭端面夾具設(shè)計(jì) 4.1 車床夾具設(shè)計(jì)要求說明 利用本夾具主要用來加工車小頭端面,加工時除了要滿足粗糙度要求外,還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差
30、要求。為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時,應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。 因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。 (1) 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多,有通用的三爪卡盤、四爪卡盤,花盤,頂尖等,還有自行設(shè)計(jì)的心軸;專用夾具通??煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn),刀具做進(jìn)給運(yùn)動 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上,工件常以孔或外圓定位,夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時,由于零件形狀較復(fù)雜,難以裝夾在通用卡盤上,因而
31、須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀,故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤,上面開有若干個T形槽,安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件,可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱,要注意平衡。 (2) 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件,常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,夾具做進(jìn)給運(yùn)動。 由于后一類夾具應(yīng)用很少,屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具,所以零件在車床上加工用專用夾具。 4.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) (1)定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時,要求
32、工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合,夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時,則應(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn),故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外,整個夾具還要受到重力和離心力的作用,轉(zhuǎn)速越高離心力越大,這些力不僅降低夾緊力,同時會使主軸振動。因此,夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力,自鎖性能好,以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具,夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 (2)夾具與機(jī)床主軸的連接 車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對夾具的加
33、工精度有一定的影響。因此,要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接,用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小,其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式: 1)對于徑向尺寸D<140mm,或D<(2~3)d的小型夾具,一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中,并用螺桿拉緊,如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對于徑向尺寸較大的夾具,一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 圖1-b所示的過渡盤,其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7
34、/js6與主軸軸頸相配合,并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開,可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上,用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度,可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。 對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu),如圖1-c所示,過渡盤在其長錐面上配合定心,用活套在主軸上的螺母鎖緊,由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高,但端面要求緊貼,制造上較困難。 圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后,其端面與主軸端面只允許有0.05~0.1mm的間隙
35、,用螺釘均勻擰緊后,即可保證端面與錐面全部接觸,以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 圖1 車床夾具與機(jī)床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用,設(shè)計(jì)夾具時應(yīng)按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸,可查閱有關(guān)手冊 4.3 定位機(jī)構(gòu) 由零件圖可知:在對車小頭端面行加工前,底平面進(jìn)行了粗、精銑加工,底面孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)加工。采用V型塊定位。 4.4夾緊機(jī)構(gòu) 選擇工件的夾緊方案,夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn),夾得勞,夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時,要合理確定夾緊力的三要素:大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下: 1. 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確
36、位置; 2. 夾緊力要適當(dāng),既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動,又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。 3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。 4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡單,制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質(zhì),確定夾緊動力源類型為手動夾緊,夾緊裝置為壓板,壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即: 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有:: 式中:為各種因素的安全系數(shù),查
37、參考文獻(xiàn)[5]表可得: 所以有: 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有: 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得: 其中: 螺旋夾緊力: 該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu),用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件,受力簡圖如下: 圖4.1 移動壓板受力簡圖 由表得:原動力計(jì)算公式 即: 由上述計(jì)算易得: 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 該夾具以一面兩銷定位,為了滿
38、足工序的加工要求,必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示: 由參考文獻(xiàn)[5]可得: 定位誤差 : 其中: , , , ⑵ 夾緊誤差 : 其中接觸變形位移值: 查[5]表1~2~15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差:通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差
39、:取 誤差總和: 從以上的分析可見,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.6定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和棱形銷來定位,其參數(shù)如下表: 表3.1 定位銷 d H D 公稱尺寸 允差 17 16 15 ~0.011 22 5 1 4 M12 4 4.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 (1)應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面,如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面,應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺
40、寸保持穩(wěn)定,鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理,焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。 (2)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動,夾具體應(yīng)有足夠的壁厚,剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。 (3)應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且各表面間的相互位置精度要求高,因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性,應(yīng)做到裝卸工件方便,夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下,應(yīng)盡量能減輕重量,縮小體積,力求簡單。 (4)應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過程中,切屑會不斷地積聚在夾具體周圍,如不及時排除,切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度,切
41、屑的拋甩可能纏繞定位元件,也會破壞定位精度,甚至發(fā)生安全事故。因此,對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況,可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間:對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況,一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 (5)在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺上安裝時,夾具的重心應(yīng)盡量低,支承面積應(yīng)足夠大,安裝基面應(yīng)有較高的配合精度,保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空,大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸,然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 4.8 零件的車
42、床專用夾具簡單使用說明 為提高生產(chǎn)率,經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動夾緊方式(螺旋機(jī)構(gòu))。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時,影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 (1)夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便,懸臂尺寸要短,重心盡可能靠近主軸。 (2)當(dāng)工件和夾具上個元件相對機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時,將產(chǎn)生較大的離心力和振動,影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn),特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此,對于重量不對稱的夾具,要有
43、平衡要求。平衡的方法有兩種:設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中,常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。 (3)為了保證安全,夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此,還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題,必要時應(yīng)該加防護(hù)罩。 結(jié)論 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我在大學(xué)四年中所學(xué)知識的重要總結(jié),它將我所學(xué)的科學(xué)理論知識與社會實(shí)踐相結(jié)合,是我們大學(xué)生從學(xué)校步入社會的主要載體之一。也正因?yàn)槿绱?,我們?yīng)該認(rèn)真的面對,做到一絲不茍。 在這兩個月里,通過老師的細(xì)心指導(dǎo),在同學(xué)的積極幫助和我的不懈努力下,我完成了這個重要的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在這次設(shè)計(jì)中我遇到不少難以解決的問題,比如:夾
44、具的設(shè)計(jì)問題、CAD的繪圖問題以及說明書的編寫問題。通過對這些問題的認(rèn)識,我知道自己的一些薄弱環(huán)節(jié);也通過解決這些問題,我更進(jìn)一步的對所學(xué)專業(yè)知識的鞏固加深。所謂“溫故而知新”,在這些知識的基礎(chǔ)上還明白了許多課本所未涉及的知識,令人振奮! 這次設(shè)計(jì)使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論,并能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識,獨(dú)立的分析和解決工藝問題,初步具備了設(shè)計(jì)一個中等復(fù)雜程度零件(輸出軸)的工藝規(guī)程的能力和學(xué)到了夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法,擬訂夾具設(shè)計(jì)方案,完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力,培養(yǎng)了我的熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力,進(jìn)一步培養(yǎng)了我的識圖、制圖、圖表和編寫技術(shù)文件等基
45、本技能,為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 致 謝 彈指一揮間,大學(xué)生活瞬間即逝。在最后階段,通過老師的認(rèn)真指導(dǎo)和我的不懈努力我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我將在課堂上所學(xué)到的相關(guān)的科學(xué)知識都運(yùn)用到設(shè)計(jì)里面,又一次的鞏固了所學(xué)內(nèi)容,甚感欣慰。在完成這一設(shè)計(jì)的過程中,我遇到了許多困難。面對它們,我并沒有心灰意冷,而是查資料、尋找別人的幫助。在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下,我一個個的解決了它們,獲得了最后勝利!在這里,對幫助我完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師和同學(xué)表示真誠的謝意。在此特別感謝殷曉中與陳興和老師:這兩個月來他們不斷的引導(dǎo)我、教導(dǎo)我,讓我在這
46、次畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多知識!對于我不懂的問題,只要我提出他們就毫不吝嗇的、不厭其煩地幫我解決,殷老師和陳老師這兩個月來付出了辛勤汗水,換來了我在這次設(shè)計(jì)中所學(xué)到知識!我會謹(jǐn)記兩位老師的教誨,為社會貢獻(xiàn)一份自己的力量??傊?,沒有你們的幫助,我很難完成這次設(shè)計(jì),再一次表示我對你們最真誠的謝意。 參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械制造技術(shù)》------------------黃鶴汀、吳善云主編 2、《機(jī)械制造工藝學(xué)》----------------鄭修本主編 3、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》--------------徐鴻本主編 4、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊》--------------孟憲棟、劉彤安主編 5《機(jī)械加工工藝人員手冊》-----------趙如福主編
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