主軸承蓋機(jī)械加工工藝及鉆6-φ9mm孔夾具設(shè)計
主軸承蓋機(jī)械加工工藝及鉆6-9mm孔夾具設(shè)計,主軸,機(jī)械,加工,工藝,mm,妹妹,夾具,設(shè)計
XX大學(xué) 課程設(shè)計論文 主軸承蓋零件加工工藝及夾具設(shè)計 所在學(xué)院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指導(dǎo)老師 年 月 日摘 要主軸承蓋零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析,了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準(zhǔn),設(shè)計出零件的工藝路線;接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計算,關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量;然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計,選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件;計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處,并在以后設(shè)計中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞:工藝,工序,切削用量,夾緊,定位,誤差目 錄摘 要II目 錄III第1章 序 言7第2章 零件的分析82.1零件的形狀82.2零件的工藝分析8第3章 工藝規(guī)程設(shè)計93.1 確定毛胚的制造形式93.2 基面的選擇103.3 制定工藝路線113.3.1 工藝路線方案一113.3.2 工藝路線方案二113.3.3 工藝方案的比較與分析123.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備133.4.1 機(jī)床選用133.4.2 選擇刀具133.4.3 選擇量具133.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定143.5.1 外圓加工表面及端面153.5.2 兩孔的加工余量153.6確定切削用量及基本工時15第四章 鉆床夾具設(shè)計234.1 夾具的設(shè)計234.1.1 定位分析234.1.2 定位原理234.1.3 定位元件的分析244.1.4 夾緊元件的選擇244.1.5定位誤差的分析254.1.6切削力及夾緊力的計算264.2 夾具設(shè)計及操作的簡要說明27總 結(jié)28致 謝29參 考 文 獻(xiàn)30 第1章 序 言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品,并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用,也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備,社會上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè),因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè),是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講,機(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。主軸承蓋零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下,進(jìn)行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位,夾緊以及工藝路線安排,工藝尺寸確定等問題,并設(shè)計出專用夾具,保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強(qiáng)、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論,又要注意生產(chǎn)實踐的需要,只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限,其中難免有缺點錯誤,敬請老師們批評指正。第2章 零件的分析2.1零件的形狀題目給的零件是主軸承蓋零件,主要作用是起固定連接作用。零件中間與軸承連接,使電機(jī)傳動達(dá)到平穩(wěn)。零件的實際形狀如上圖所示,從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸,公差如下圖所示。2.2零件的工藝分析由零件圖可知,其材料為HT200,該材料為灰鑄鐵,具有較高強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及減振性,適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。主軸承蓋零件主要加工表面為:1.車外圓及端面,表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面,表面粗糙度值3.2。3.車軸承裝配孔,表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面,保證尺寸及表面粗糙度值3.2。5.零件左右兩外圓面,側(cè)面粗糙度值6.3、12.5,法蘭面粗糙度值6.3。主軸承蓋共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求?,F(xiàn)分述如下:(1)左端的加工表面: 這一組加工表面包括:左端面,外圓,內(nèi)圓,倒角,鉆通孔,鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求,內(nèi)圓孔粗糙度要求。其要求并不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求,因此一道工序就可以達(dá)到要求,并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。(2).右端面的加工表面: 這一組加工表面包括:右端面;外圓,粗糙度為3.2、6.3;并帶有倒角,鉆通孔。其要求也不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中,孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計本主軸承蓋假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺,每臺車床需要該零件1個,備品率為19%,廢品率為0.25%,每日工作班次為2班。該零件材料為HT200,考慮到零件在工作時要有高的耐磨性,所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計要求Q=100000件/年,n=1件/臺;結(jié)合生產(chǎn)實際,備品率和 廢品率分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+)(1+)=238595件/年3.1 確定毛胚的制造形式零件材料為,鑄件的特點是液態(tài)成形,其主要優(yōu)點是適應(yīng)性強(qiáng),即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件,也適用于不同的金屬,還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件??紤]到零件在使用過程中起連接作用,分析其在工作過程中所受載荷,最后選用鑄件,以便使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平,而且零件輪廓尺寸不大,可以采用砂型鑄造,這從提高生產(chǎn)效率,保證加工精度,減少生產(chǎn)成本上考慮,也是應(yīng)該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,不但使加工工藝過程中的問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇,對像主軸承蓋這樣的零件來說,選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對本零件來說,如果以外圓的端面做基準(zhǔn),則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱,按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時,應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn),若零件有若干個不加工表面時,則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。零件圖中給出了以中心軸線為基準(zhǔn),加工時零件繞基準(zhǔn)軸線作無軸向移動旋轉(zhuǎn)一周時,在任一測量平面內(nèi)的徑向跳動量均不得大于公差值0.04。最后選取做為粗基準(zhǔn),利用內(nèi)鉗式三爪卡盤卡住這個面做主要定位面。對于精基準(zhǔn)而言,主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時,應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不在重復(fù)。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1 工藝路線方案一0備料鑄造毛坯5熱處理時效處理10粗車粗車160右端面,粗鏜內(nèi)孔60深40,15粗車掉頭,粗車左端面至40粗車外圓142深20鏜內(nèi)孔60深4020半精車半精車端面保證尺寸40,留0.5mm余量半精車外圓142深20半精鏜內(nèi)孔60深40,留0.5mm余量25精車精車外圓142深20,精鏜內(nèi)孔60深4030鉆鉆通孔機(jī)加工車間35鉆鉆沉孔機(jī)加工車間40鉗去毛刺機(jī)加工車間45檢驗機(jī)加工車間50入庫入庫3.3.2 工藝路線方案二0備料鑄造毛坯5熱處理時效處理10粗車粗車160右端面,粗鏜內(nèi)孔60深40,15粗車掉頭,粗車左端面至40粗車外圓142深20鏜內(nèi)孔60深4020半精車半精車端面保證尺寸40,留0.5mm余量半精車外圓142深20半精鏜內(nèi)孔60深40,留0.5mm余量25精車精車外圓142深20,精鏜內(nèi)孔60深4030鉆鉆通孔機(jī)加工車間35鉆鉆沉孔機(jī)加工車間40鉗去毛刺機(jī)加工車間45檢驗機(jī)加工車間50入庫入庫3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于:方案一的定位和裝夾等都比較方便,但是要更換多臺設(shè)備,加工過程比較繁瑣,而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù),但是要及時更換刀具,因為有些工序在車床上也可以加工,鏜、鉆孔等等,需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過程有一定難度,要設(shè)計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案,取優(yōu)棄劣,具體工藝過程如下:0備料鑄造毛坯5熱處理時效處理10粗車粗車160右端面,粗鏜內(nèi)孔60深40,15粗車掉頭,粗車左端面至40粗車外圓142深20鏜內(nèi)孔60深4020半精車半精車端面保證尺寸40,留0.5mm余量半精車外圓142深20半精鏜內(nèi)孔60深40,留0.5mm余量25精車精車外圓142深20,精鏜內(nèi)孔60深4030鉆鉆通孔機(jī)加工車間35鉆鉆沉孔機(jī)加工車間40鉗去毛刺機(jī)加工車間45檢驗機(jī)加工車間50入庫入庫3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用.工序和工序是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多,成批量生產(chǎn),故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大,精度要求屬于中等要求,選用最常用的CA6140型臥式車床。參考根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計工工藝簡明手冊表.-。.工序是鉆孔,選用525搖臂鉆床。.工序是磨零件左右外圓面,這兩個面的要求精度都比較高,從經(jīng)濟(jì)角度看,采用萬能磨床。3.4.2 選擇刀具.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀,它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆,參考機(jī)械加工工藝手冊(主編 孟少農(nóng)),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。.磨具的選用:磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考簡明機(jī)械加工工藝手冊(主編 徐圣群) 表12-47,選擇雙斜邊二號砂輪。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn),一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計量器具的不確定度選擇;二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“主軸承蓋” 零件材料為HT200,查機(jī)械加工工藝手冊(以后簡稱工藝手冊),表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較,灰鑄鐵的硬度HB為143269,表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能,HT200密度=7.27.3(),計算零件毛坯的重量約為2。表3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別同類零件的年產(chǎn)量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)輕型(零件重100kg)單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù),該零件的月工序數(shù)不低于3050,毛坯重量21202506.04.0頂、側(cè)面底 面鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。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、工序尺寸及毛坯尺寸。3.5.1 外圓加工表面及端面由零件圖已知數(shù)據(jù)可知,對外圓要求精度較高,經(jīng)過粗車半精車。由機(jī)械加工工藝手冊表3.126可知,單邊余量已能滿足加工要求。兩端面的精度要求也較高,也由機(jī)械加工工藝手冊表3.126可知,單邊余量已能滿足加工要求。3.5.2 兩孔的加工余量孔的精度要求相對較高,孔壁粗糙度值為3.2,需要經(jīng)過細(xì)加工過程,由機(jī)械加工工藝手冊表3.126可知,余量已能滿足加工要求。詳細(xì)尺寸標(biāo)注見零件毛坯圖3.6確定切削用量及基本工時切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量,再確定切削速度?,F(xiàn)根據(jù)切削用量簡明手冊(第三版,艾興、肖詩綱編,1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版)確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號,與機(jī)械制造設(shè)計工工藝簡明手冊的表區(qū)別。3.6.1 工序本工序為粗車,已知加工材料為灰鑄鐵,鑄件,有外皮,機(jī)床CA6140普通車床,工件用內(nèi)鉗式卡盤固定。3.6.1.1確定粗車左端面的切削用量所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.1,由于CA6140機(jī)床的中心高為200(表1.30),故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為,可在一次走刀內(nèi)完成,故 = (3-1).確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知:表1.4刀桿尺寸為,工件直徑400之間時, 進(jìn)給量=0.51.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量(表4.29)在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知: =0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗根據(jù)表130,CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21,當(dāng)強(qiáng)度在174207時,=時,徑向進(jìn)給力:=950。切削時的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故實際進(jìn)給力為: =950=1111.5 (3-2)由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.9,車刀后刀面最大磨損量取為,車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算,也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.11,當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件,切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(見表1.28),故: =63 (3-3) =120 (3-4)根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125這時實際切削速度為: = (3-5).校驗機(jī)床功率切削時的功率可由表查出,也可按公式進(jìn)行計算。由切削用量簡明使用手冊表1.25,=,切削速度時, =切削功率的修正系數(shù)=0.73,=0.9,故實際切削時間的功率為: =1.7=1.2 (3-6)根據(jù)表1.30,當(dāng)=時,機(jī)床主軸允許功率為=,故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行,最后決定的切削用量為:=3.75,=,=,=.倒角 為了縮短輔助時間,取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 換車刀手動進(jìn)給。. 計算基本工時 (3-7)式中=+,=由切削用量簡明使用手冊表1.26,車削時的入切量及超切量+=,則=+= = (3-8)3.6.1.3 確定粗鏜的切削用量及基本工時粗鏜,本工序采用計算法。所選用刀具為硬質(zhì)合金(鎢鈷類),直徑為圓形鏜刀。.確定切削深度 =.確定進(jìn)給量根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.5可知,當(dāng)粗鏜鑄件時,鏜刀伸出長度為時: =0.150.40按CA6140機(jī)床的進(jìn)給量(表4.29),選擇, =0.25.確定切削速度 = (3-9)式中=,=0.2,=0.20,=,=0.15 (3-10) =37 = (3-11)按CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速,選擇 =160=2.6.計算基本工時選鏜刀的主偏角=,則=,則: =117 3.6.2 工序掉頭,粗車左端面至40,粗車外圓142深20鏜內(nèi)孔60深40本工序仍為粗車。已知條件與工序相同,車端面及倒角,可采用工序相同的可轉(zhuǎn)位車刀。采用工序確定切削用量的方法,得本工序的切削用量及基本時間如下:a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=563.6.3 工序半精車端面,粗糙度值為,尺寸保持69成;車距離為的面成;半精鏜至,深。3.6.3.1確定半精車左端面的切削用量所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.1,由于CA6140機(jī)床的中心高為200(表1.30),故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。.確定切削深度由于單邊余量為,可在一次走刀內(nèi)完成,故 = .確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡明實用手冊可知:表1.4刀桿尺寸為,工件直徑400之間時, 進(jìn)給量=0.51.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量(表4.29)在機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可知: =0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗根據(jù)表130,CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21,當(dāng)強(qiáng)度在174207時,=時,徑向進(jìn)給力:=950。切削時的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.17(表1.292),故實際進(jìn)給力為: =950=1111.5 由于切削時進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.9,車刀后刀面最大磨損量取為,車刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算,也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡明使用手冊表1.11,當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件,切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(見表1.28),故: =63 (3-12) =120 (3-13)根據(jù)CA6140車床說明書選擇 =125這時實際切削速度為: = (3-14).校驗機(jī)床功率切削時的功率可由表查出,也可按公式進(jìn)行計算。由切削用量簡明使用手冊表1.25,=,切削速度時, =切削功率的修正系數(shù)=0.73,=0.9,故實際切削時間的功率為: =1.7=1.2 根據(jù)表1.30,當(dāng)=時,機(jī)床主軸允許功率為=,故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行,最后決定的切削用量為:=1.25,=,=,=.計算基本工時 (3-15)式中=+,=由切削用量簡明使用手冊表1.26,車削時的入切量及超切量+=,則=126+= =3.6.3.2確定半精鏜60切削用量所選用的刀具為YG6X硬質(zhì)合金圓形鏜刀,主偏角為K=45,直徑為16mm的圓形鏜刀,其耐用度為。.確定切削深度 a.根據(jù)表1.5,當(dāng)半精鏜鑄料,鏜刀直徑為,a,鏜刀伸出長度時,進(jìn)給量為:。 .確定切削速度 按表1.27的計算公式確定 V = (3-16)式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 選擇C620-1機(jī)床轉(zhuǎn)速:n= n =1200=20實際切削速度為: v = 2.08 .確定基本時間確定半精鏜孔的基本時間50s 213.6.4 工序精車外圓142深20,精鏜內(nèi)孔60深40本工序精車。已知條件與工序相同,車端面,可采用工序相同的可轉(zhuǎn)位車刀。3.6.5 工序 鉆孔鉆孔。3.6.5.2 確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床,刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆,機(jī)械加工工藝手冊第2卷。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.200.35。 則取確定切削速度,根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第2卷表10.4-9切削速度計算公式為 (3-20)查得參數(shù)為,刀具耐用度T=35則 =1.6所以 =72選取 所以實際切削速度為=2.64確定切削時間(一個孔) =第四章 鉆床夾具設(shè)計4.1 夾具的設(shè)計在本次夾具設(shè)計中,設(shè)計鉆孔的夾具,在工件夾緊方面要求手動夾緊。這類夾具的特點是:針對性強(qiáng),剛性好,容易操作,裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高,但是設(shè)計制造周期長,產(chǎn)品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差,費用較高。4.1.1 定位分析在工件的定位中有很多種不同的定位方法,如:工件以平面定位,工件一心軸定位,工件以小V型塊定位等。根據(jù)零件的形狀,我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計過程中盡量以設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn),以便減小加工誤差。所以在這道設(shè)計中采用以的內(nèi)表面以及的端面為定位基準(zhǔn)。4.1.2 定位原理在機(jī)械加工過程中,為了保證工件某道工序的加工要求,必須使工件在機(jī)床上相對于刀具處于正確的相對位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝一批工件時,是通過夾具來實現(xiàn)這些要求的。要實現(xiàn)工件在機(jī)床上相對于刀具占有一個正確的加工位置,必須做到以下三點:(1) 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置;(2) 使夾具在機(jī)床上占有正確的位置;(3) 使刀具相對于夾具占有正確的位置。工件在夾具中定位,就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置,這就可以通過設(shè)置定位支承點,限制工件的相對運動來實現(xiàn)。工件在沒有采取定位措施之前,可視為一個處于空間自由狀態(tài)的剛體,根據(jù)運動原理學(xué)可知,任一剛體在空間直角坐標(biāo)系中都有六個自由度,即沿三個坐標(biāo)軸軸向移動的自由度,分別用、來表示;繞三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動的自由度,分別用、來表示。由此看來,未限制六個自由度的工件的位置是不確定的,當(dāng)然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置,必須對影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進(jìn)行限制。工件的六個自由度都是客觀存在的,是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個自由度,限制工件在某一方向的自由度,工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位,意味著通過定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。4.1.3 定位元件的分析在主軸承蓋的加工過程中,因為該零件較為復(fù)雜,加上零件的特殊性,因此在設(shè)計過程中設(shè)計定位板一塊來限制零件的自由度,定位板限制了零件的X 、Y的移動方向和旋轉(zhuǎn)方向,設(shè)計一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的方面,一共限制了零件的五個自由度,達(dá)到不完全定位狀態(tài)。不完全定位可分為下列兩種情況:. 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點,無法也沒有必要限制某些方面的自由度;. 由于加工工序的加工精度要求,工件在定位時允許某些方面的自由度不被限制。4.1.4 夾緊元件的選擇工件在夾緊過程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進(jìn)行點接觸。因為在點接觸的過程中,即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力,由于定加工過程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會出現(xiàn)點接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺的相對位置安裝誤差,必須進(jìn)行自位平衡,則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接,使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計中鉆模板材料為45鋼,其外還有自制導(dǎo)軌。.選擇鉆套鉆套裝在襯套中,而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套,固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合,磨損后不容易更換,適用于中、小批量生產(chǎn)或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔??蓳Q鉆套:可換鉆套裝在襯套中,而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定,以防止轉(zhuǎn)動。鉆套與襯套間采用或配合,鉆套磨損后,可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)??鞊Q鉆套:當(dāng)要取出鉆套時,只要將鉆套朝逆時方向轉(zhuǎn)動使螺釘頭部剛好對準(zhǔn)鉆套上的削邊上面,即可取出鉆套。在這次設(shè)計中我選擇可換鉆套,因為是大批量生產(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套,必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度??鞊Q鉆套如圖所示:圖4-1 快換鉆套.夾具底座與工作臺的連接 由于的加工過程中選用的機(jī)床為Z3080搖臂鉆床,機(jī)械加工工藝手冊 孟少農(nóng) 主編第二卷,表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得,底座T型槽數(shù)為5個,工作臺上面T型槽數(shù)為5個,工作臺側(cè)面槽數(shù)為3個,。4.1.5定位誤差的分析定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設(shè)計中采用的某一定位方案,只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3,即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。在用夾具裝夾工件時,當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時,工件的位置即由定位元件確定下來。而對一批工件來說,因各工件的有關(guān)表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差,且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差,因此,雖然工件已經(jīng)定位,但每個被定位的工件上的一些表面的位置仍然會產(chǎn)生變化,這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。本次定位是典型的兩面一孔定位,在分析計算定位誤差時,應(yīng)該按配合間隙為最大的情況來考慮。基準(zhǔn)位移誤差包括兩類:平面內(nèi)任意方向移動的基準(zhǔn)位移誤差;轉(zhuǎn)動的基準(zhǔn)位移誤差。工件兩面中心距的平均尺寸,其公差一般為:() 因,取 配合一般取或,所以: 計算定位誤差加工尺寸的定位誤差,由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合,故 (4-1) =定位誤差小于工件公差的4.1.6切削力及夾緊力的計算該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸,故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn),實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則;參考文獻(xiàn),因夾具的夾緊力與切削力方向相反,實際所需夾緊力F夾與切削力之間的關(guān)系F夾KF軸向力:F夾KF (N)扭距:Nm在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi),安全系數(shù)由資料機(jī)床夾具設(shè)計手冊查表可得:切削力公式: 式(2.17)式中 查表得: 即:實際所需夾緊力:由參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計手冊表得: 安全系數(shù)K可按下式計算,由式(2.5)有:式中:為各種因素的安全系數(shù),見參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計手冊表 可得: 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,決定選用液壓泵螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取,螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力,由式(2.9)有:式中參數(shù)由16機(jī)床夾具設(shè)計手冊可查得: 其中: 由16機(jī)床夾具設(shè)計手冊表得:原動力計算公式:由上述計算易得: 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。4.2 夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于在鉆床上加工主軸承蓋的9孔。工件以底平面、心軸為定位基準(zhǔn),在塊板上實現(xiàn)完全定位。采用螺旋夾緊壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠???結(jié)課程設(shè)計即將結(jié)束了,時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的,通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實踐相結(jié)合進(jìn)行實實在在的設(shè)計,使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng),使我們更好的利用圖書館的資料,更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了很多,也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計的機(jī)會,它將是我們課程設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次課程設(shè)計使我收益不小,為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時,數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊,由于經(jīng)驗不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題,不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見,在我遇到難題時給我指明了方向,最終我很順利的完成了課程設(shè)計。這次課程設(shè)計成績的取得,與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此,我衷心感謝我的指導(dǎo)老師,特別是每次都放下他的休息時間,耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題,她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成,他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜,他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外,他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。參 考 文 獻(xiàn)1 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué),機(jī)床夾具設(shè)計手冊M,上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1980。2 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社,1995。3 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計。機(jī)械工業(yè)出版社,1991。4 李洪。機(jī)械加工工藝手冊。北京出版社,1996。5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會。金屬切削手冊。上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2544。6 黃如林,劉新佳,汪群。切削加工簡明實用手冊?;瘜W(xué)工業(yè)出版社,2544。7 余光國,馬俊,張興發(fā),機(jī)床夾具設(shè)計M,重慶:重慶大學(xué)出版社,1995。8 周永強(qiáng),高等學(xué)校課程設(shè)計指導(dǎo)M,北京:中國建材工業(yè)出版社,2542。9劉文劍,曹天河,趙維,夾具工程師手冊M,哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1987。10 王光斗,王春福。機(jī)床夾具設(shè)計手冊。上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2542。11 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計手冊.上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1984。 12 李慶壽,機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊M,銀州:寧夏人民出版社,1991。13 廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術(shù)測量M,中國計量出版社,2540:9-19。14 王光斗,王春福,機(jī)床夾具設(shè)計手冊M,上??茖W(xué)技術(shù)出版社,2540。15 樂兌謙,金屬切削刀具,機(jī)械工業(yè)出版社,2545:4-1733
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主軸
機(jī)械
加工
工藝
mm
妹妹
夾具
設(shè)計
- 資源描述:
-
主軸承蓋機(jī)械加工工藝及鉆6-φ9mm孔夾具設(shè)計,主軸,機(jī)械,加工,工藝,mm,妹妹,夾具,設(shè)計
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