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哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 托板加工工藝及典型工序夾具設(shè)計 院 系 榮成學(xué)院 機械工程系 姓 名 指導(dǎo)教師 系 主 任 2013 年 6 月 18 日 II 托板加工工藝及典型工序夾具設(shè)計 摘 要 本設(shè)計是基于 托板零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計 托板零件 的主要加工表面是平面及孔系 一般來說 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工 精度容易 因此 本設(shè)計遵循先面后孔的原則 并將孔與平面的加工明確劃分成粗加 工和精加工階段以保證孔系加工精度 基準選擇以 托板的輸入軸和輸出軸的支承孔 作為粗基準 以頂面與兩個工藝孔作為精基準 主要加工工序安排是先以支承孔系定 位加工出頂平面 再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔 在后續(xù)工序中除個別工 序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面 支承孔系的加工采用的是坐標法 鏜孔 整個加工過程均選用機床 夾具選用專用夾具 夾緊方式多選用氣動夾緊 夾 緊可靠 機構(gòu)可以不必自鎖 因此生產(chǎn)效率較高 適用于大批量 流水線上加工 能 夠滿足設(shè)計要求 關(guān)鍵詞 托板類零件 工藝 夾具 III Plate Processing Technology and Typical Process of Pixture Design Abstract The design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design Body parts of the main plane of the surface and pore system In general the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy Therefore this design follows the surface after the first hole principle Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark with top with two holes as a precision technology reference Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology In addition to the follow up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing Supported hole processing using the method of coordinate boring The whole process of processing machine combinations were selected Selection of special fixture fixture clamping means more choice of pneumatic clamping clamping reliable institutions can not be locked so the production efficiency is high suitable for large batch line processing can meet the design requirements Key words box type parts process fixture IV 目 錄 摘 要 II Abstract III 第 1章 緒論 1 1 1 機械加工工藝概述 1 1 2 機械加工工藝流程 1 1 3 夾具概述 2 1 4 機床夾具的功能 2 1 5 機床夾具的發(fā)展趨勢 3 1 5 1 機床夾具的現(xiàn)狀 3 1 5 2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 3 第 2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 5 2 1 零件的分析 5 2 1 1 零件的作用 5 2 1 2 零件的工藝分析 5 2 2 托板加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 5 2 2 1 孔和平面的加工順序 5 2 2 2 孔系加工方案選擇 6 2 3 托板加工定位基準的選擇 6 2 3 1 粗基準的選擇 6 2 3 2 精基準的選擇 7 2 4 托板加工主要工序安排 7 2 5 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 2 6 確定切削用量及基本工時 機動時間 10 2 7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 19 4 托板銑端面夾具設(shè)計 24 V 4 1 指出存在的問題 24 4 2 夾具設(shè)計 24 4 2 1 夾具體設(shè)計 24 4 2 2 定位基準的選擇 25 4 2 3 定位方案和元件設(shè)計 25 4 2 4 定位誤差的計算 25 4 2 5 夾緊力計算 26 4 2 6 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 28 4 2 7 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 29 4 2 8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 31 4 2 9 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 32 總結(jié) 34 參 考 文 獻 35 致謝 36 第 1 章 緒論 1 1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀 尺寸 相對位置和性 質(zhì)使其成為合格零件的全過程 加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù) 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟 采用機械加工的方法 直接改變毛坯的形狀 尺寸和表面質(zhì)量等 使其成為零件的過程稱為機械加工工 藝過程 比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工 精加工 裝配 檢驗 包裝 就是個加工的籠統(tǒng)的流程 機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上 改變生產(chǎn)對象的形狀 尺寸 相對位置 和性質(zhì)等 使其成為成品 或半成品 是每個步驟 每個流程的詳細說明 比如 上面說的 粗加工可能包括毛坯制造 打磨等等 精加工可能分為車 鉗工 銑 床 等等 每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了 比如粗糙度要達到多少 公差要達 到多少 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量 設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況 確定采用的工藝過程 并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件 這種文件就稱工藝規(guī)程 這個就比較有針對性了 每個廠都可能不太一樣 因為實際情況都不一樣 總的來說 工藝流程是綱領(lǐng) 加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù) 工藝規(guī)程是 某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝 1 2 機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之 一 它是在具體的生產(chǎn)條件下 把較為合理的工藝過程和操作方法 按照規(guī)定的 形式書寫 成工藝文件 經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn) 機械加工工藝規(guī)程一般包括以 下內(nèi)容 工件加工的工藝路線 各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備 工 件的檢驗項目及 檢驗方法 切削用量 時間定額等 制訂工藝規(guī)程的步驟 1 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng) 確定生產(chǎn)類型 2 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖 對零件進行工藝分析 3 選擇毛坯 4 擬訂工藝路線 5 確定各工序的加工余量 計算工序尺寸及公差 2 6 確定各工序所用的設(shè)備及刀具 夾具 量具和輔助工具 7 確定切削用量及工時定額 8 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法 9 填寫工藝文件 在制訂工藝規(guī)程的過程中 往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整 以提 高經(jīng)濟效益 在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中 可能會出現(xiàn)前所未料的情況 如生產(chǎn)條件 的變化 新技術(shù) 新工藝的引進 新材料 先進設(shè)備的應(yīng)用等 都要求及時對工 藝規(guī)程進行修訂和完善 1 3 夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備 它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工 熱處理 裝配 焊接和檢測等工藝過程中 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具 在現(xiàn)代生產(chǎn)中 機床夾具是 一種不可缺少的工藝裝備 它直接影響著加工的精度 勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造 成本等 幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其 重要的地位 機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作 工欲善其事 必先利其器 工具是人類文明進步的標志 自 20 世紀末期以來 現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制 造工藝自動化都有了長足的發(fā)展 但工具 含夾具 刀具 量具與輔具等 在不 斷的革新中 其功能仍然十分顯著 機床夾具對零件加工的質(zhì)量 生產(chǎn)率和產(chǎn)品 成本都有著直接的影響 因此 無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中 夾具都是 重要的工藝裝備 1 4 機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時 其主要功能是使工件定位和夾緊 1 機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件 使工件在夾具中定位和夾緊 1 定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程 定位是通過工件定位 基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的 正確的定位可以保證工件加工的尺 寸和位置精度要求 2 夾緊 工件定位后將其固定 使其在加工過程中保持定位位置不變的 操作 由于工件在加工時 受到各種力的作用 若不將工件固定 則工件會松動 脫落 因此 夾緊為工件提供了安全 可靠的加工條件 2 機床夾具的特殊功能 3 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向 1 對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置 如銑床夾具中的 對刀塊 它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置 2 導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套 能迅速地確定鉆頭的位置 并 引導(dǎo)其進行鉆削 導(dǎo)向元件制成模板形式 故鉆床夾具常稱為鉆模 鏜床夾具 鏜模 也具有導(dǎo)向功能 1 5 機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高 夾具已從一種輔助 工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備 1 5 1 機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明 目前中 小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工 件種類總數(shù)的 85 左右 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 以 適應(yīng)市場激烈的競爭 然而 一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具 另一 方面 在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中 約 4 年就要更新 80 左右的專用夾具 而夾具的 實際磨損量僅為 15 左右 特別是近年來 數(shù)控機床 NC 加工中心 MC 成 組技術(shù) GT 柔性制造系統(tǒng) FMS 等新技術(shù)的應(yīng)用 對機床夾具提出了如下新 的要求 1 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn) 以縮短生產(chǎn)準備周期 降低生產(chǎn)成 本 2 能裝夾一組具有相似性特征的工件 3 適用于精密加工的高精度機床夾具 4 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具 5 采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置 以進一步提高勞動生產(chǎn)率 6 提高機床夾具的標準化程度 1 5 2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化 高效化 柔性化 標準化四個 方面 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高 勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求 精密化 夾具的結(jié)構(gòu)類型很多 例如用于精密分度的多齒盤 其分度精度可達 0 1 用 于精密車削的高精度三爪卡盤 其定心精度為 5 m 精密心軸的同軸度公差可控 制在 1 m 內(nèi) 又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具 工件的圓度公差可達 4 0 2 0 5 m 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間 以提高勞動生產(chǎn) 率 減輕工人的勞動強度 常見的高效化夾具有 自動化夾具 高速化夾具 具 有夾緊動力裝置的夾具等 例如 在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件 效率可提高 5 倍左右 在車床上使用的高速三爪自定心卡盤 可保證卡爪在 試驗 轉(zhuǎn)速為 2600r min 的條件下仍能牢固地夾緊工件 從而使切削速度大幅度提高 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似 它是指機床夾具通過調(diào)整 拼裝 組合等方式 以適應(yīng)可變因素的能力 可變因素主要有 工序特征 生產(chǎn)批量 工件的形狀和尺寸等 具有柔性化特征的新型夾具種類主要有 組合夾具 通用 可調(diào)夾具 成組夾具 拼裝夾具 數(shù)控機床夾具等 在較長時間內(nèi) 夾具的柔性 化將是夾具發(fā)展的主要方向 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面 在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的 基礎(chǔ)上 首先進行夾具元件和部件的通用化 建立類型尺寸系列或變型 以減少 功能用途相近的夾具元件和部件的型式 屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu) 通用化方法 包括夾具 部件 元件 毛壞和材料的通用化 夾具的標準化階段是通用化的深 入 主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列 為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條 件 目前我國已有夾具零件及部件的國家標準 GB T2148 T2259 91 以及各類通 用夾具 組合夾具標準等 機床夾具的標準化 有利于夾具的商品化生產(chǎn) 有利 于縮短生產(chǎn)準備周期 降低生產(chǎn)總成本 第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 2 1 零件的分析 2 1 1 零件的作用 題目給出的零件是 托板 托板的主要作用是支承各傳動軸 保證各軸之間 的中心距及平行度 并保證部件與發(fā)動機正確安裝 因此 托板零件的加工質(zhì)量 不但直接影響的裝配精度和運動精度 而且還會影響工作精度 使用性能和壽命 2 1 2 零件的工藝分析 由 托板零件圖可知 托板是一個殼體零件 它的外表面上有五個平面需要 進行加工 支承孔系在前后端面上 此外各表面上還需加工一系列螺紋孔 因此 可將其分為三組加工表面 它們相互間有一定的位置要求 現(xiàn)分析如下 1 以底面為主要加工表面的加工面 這一組加工表面包括 底面的銑削 加工 其中底面有表面粗糙度要求為 mRa 3 6 2 以支承孔為主要加工表面的加工面 3 以吊耳為主要加工平面的加工面 2 2 托板加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知 該 托板零件的主要加工表面是平面及孔系 一般來說 保 證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易 因此 對于 托板來說 加工過 程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度 處理好孔和平面之間的相互關(guān) 系 由于的生產(chǎn)量很大 怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素 2 2 1 孔和平面的加工順序 托板類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則 即先加工 托板上的基準平面 以基準平面定位加工其他平面 然后再加工孔系 托板的加工自然應(yīng)遵循這個原 則 這是因為平面的面積大 用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固 因而容易 保證孔的加工精度 其次 先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平 為提高 孔的加工精度創(chuàng)造條件 便于對刀及調(diào)整 也有利于保護刀具 托板零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則 將孔與平面的加工明確劃 分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度 6 2 2 2 孔系加工方案選擇 托板孔系加工方案 應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外 也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素 在滿足精 度要求及生產(chǎn)率的條件下 應(yīng)選擇價格最底的機床 根據(jù) 托板零件圖所示的 托板的精度要求和生產(chǎn)率要求 當(dāng)前應(yīng)選用在組合 機床上用鏜模法鏜孔較為適宜 1 用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中 托板孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工 鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的 當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進行 鏜孔時 鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性 因此 可以用幾把刀同 時加工 所以生產(chǎn)效率很高 但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造難度大 成本較高 且由于 鏜模的制造和裝配誤差 鏜模在機床上的安裝誤差 鏜桿和鏜套的磨損等原因 用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制 2 用坐標法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中 不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高 而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量 多品 種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求 鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高 生產(chǎn) 周期長 不大能適應(yīng)這種要求 而坐標法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求 此外 在采用 鏜模法鏜孔時 鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔 用坐標法鏜孔 需要將 托板孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公 差 然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔 2 3 托板加工定位基準的選擇 2 3 1 粗基準的選擇 粗基準選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求 1 保證各重要支承孔的加工余量均勻 2 保證裝入 托板的零件與箱壁有一定的間隙 為了滿足上述要求 應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準 即以 托板的輸入軸 和輸出軸的支承孔作為粗基準 也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要 基準以限制工件的四個自由度 再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度 由于是以孔作為粗基準加工精基準面 因此 以后再用精基準定位加工主要支承 孔時 孔加工余量一定是均勻的 由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的 因此 孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置 7 2 3 2 精基準的選擇 從保證 托板孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的位置 精基準的選擇應(yīng) 能保證 托板在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位 從 托板零件圖分 析可知 它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大 適于作精基準使 用 但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度 如果使用典型的一面兩孔 定位方法 則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求 至 于前后端面 雖然它是 托板的裝配基準 但因為它與 托板的主要支承孔系垂直 如果用來作精基準加工孔系 在定位 夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困 難 所以不予采用 2 4 托板加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件 一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準 托板加工的第一 個工序也就是加工統(tǒng)一的基準 具體安排是先以孔定位粗 精加工頂平面 第二 個工序是加工定位用的兩個工藝孔 由于頂平面加工完成后一直到 托板加工完成 為止 除了個別工序外 都要用作定位基準 因此 頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩 工藝孔的工序中同時加工出來 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則 先粗加工平面 再粗加 工孔系 螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出 因切削力較大 也應(yīng)該在粗加工階段 完成 對于 托板 需要精加工的是支承孔前后端平面 按上述原則亦應(yīng)先精加工 平面再加工孔系 但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直 因此 實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系 然后以支承孔用可脹心軸定位來加工 端面 這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求 各螺紋孔的攻絲 由于切削力較小 可以安排在粗 精加工階段中分散進行 加工工序完成以后 將工件清洗干凈 清洗是在 的含 0 4 1 1 蘇c 908 打及 0 25 0 5 亞硝酸鈉溶液中進行的 清洗后用壓縮空氣吹干凈 保證零件 內(nèi)部雜質(zhì) 鐵屑 毛刺 砂粒等的殘留量不大于 mg2 根據(jù)以上分析過程 現(xiàn)將 托板加工工藝路線確定如下 工藝路線一 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效處理 30 粗銑 粗銑 170X350 底部大端面 40 精銑 精銑 170X350 底部大端面 50 粗車 粗車 73 端面及外圓臺階 8 60 精車 精車 73 端面及外圓臺階倒角 70 粗車 粗車 45 內(nèi)孔 80 精車 精車 45 內(nèi)孔及倒角 90 粗銑 粗銑中部耳環(huán)端面 100 精銑 精銑中部耳環(huán)端面 110 粗銑 粗銑上部小耳環(huán)端面 120 精銑 精銑上部小耳環(huán)端面 130 鉆鉸孔 鉆鉸孔 36H7 140 鉆鉸孔 鉆鉸孔 25H7 150 粗銑 粗銑底部大端面腰形孔 160 精銑 精銑底部大端面腰形孔 170 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲 2XM12X1 25 180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲 M6 190 檢驗 檢驗 200 入庫 入庫 工藝路線二 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效處理 30 粗銑 粗銑 170X350 底部大端面 40 精銑 精銑 170X350 底部大端面 50 粗車 粗車 73 端面及外圓臺階 60 精車 精車 73 端面及外圓臺階倒角 70 粗車 粗車 45 內(nèi)孔 80 精車 精車 45 內(nèi)孔及倒角 90 粗銑 粗銑中部耳環(huán)端面 100 精銑 精銑中部耳環(huán)端面 110 粗銑 粗銑上部小耳環(huán)端面 120 精銑 精銑上部小耳環(huán)端面 130 鉆鉸孔 鉆鉸孔 36H7 140 鉆鉸孔 鉆鉸孔 25H7 150 粗銑 粗銑底部大端面腰形孔 160 精銑 精銑底部大端面腰形孔 9 170 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲 2XM12X1 25 180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲 M6 190 檢驗 檢驗 200 入庫 入庫 以上加工方案大致看來合理 但通過仔細考慮 零件的技術(shù)要求及可能采取的 加工手段之后 就會發(fā)現(xiàn)仍有問題 方案二把底面的鉆孔工序調(diào)整到后面了 這樣導(dǎo)致銑削加工定位基準不足 特 別鏜孔工序 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片 綜合選擇方案一 工藝路線一 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效處理 30 粗銑 粗銑 170X350 底部大端面 40 精銑 精銑 170X350 底部大端面 50 粗車 粗車 73 端面及外圓臺階 60 精車 精車 73 端面及外圓臺階倒角 70 粗車 粗車 45 內(nèi)孔 80 精車 精車 45 內(nèi)孔及倒角 90 粗銑 粗銑中部耳環(huán)端面 100 精銑 精銑中部耳環(huán)端面 110 粗銑 粗銑上部小耳環(huán)端面 120 精銑 精銑上部小耳環(huán)端面 130 鉆鉸孔 鉆鉸孔 36H7 140 鉆鉸孔 鉆鉸孔 25H7 150 粗銑 粗銑底部大端面腰形孔 160 精銑 精銑底部大端面腰形孔 170 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲 2XM12X1 25 180 鉆孔攻絲 鉆孔攻絲 M6 190 檢驗 檢驗 200 入庫 入庫 10 2 5 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 托板 零件材料采用灰鑄鐵制造 材料為 HT200 硬度 HB 為 170 241 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn) 采用鑄造毛坯 1 底面的加工余量 根據(jù)工序要求 頂面加工分粗 精銑加工 各工步余量如下 粗銑 參照 機械加工工藝手冊第 1 卷 表 3 2 23 其余量值規(guī)定為 現(xiàn)取 表 3 2 27 粗銑平面時厚度偏差取 m4 3 720 3 m28 0 精銑 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 59 其余量值規(guī)定為 51 3 頂面孔 毛坯為實心 不沖孔 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 71 4 前后端面加工余量 計算長度為 310 根據(jù)工藝要求 前后端面分為粗銑 半精銑 半精銑 精銑加工 各工序余 量如下 粗銑 參照 機械加工工藝手冊第 1 卷 表 3 2 23 其加工余量規(guī)定為 現(xiàn)取 m5 3 720 3 精銑 參照 機械加工工藝手冊 其加工余量取為 m5 0 鑄件毛坯的基本尺寸為 根據(jù) 機械加工工藝手375 206 冊 表 2 3 11 鑄件尺寸公差等級選用 CT7 再查表 2 3 9 可得鑄件尺寸公差為 6 1 毛坯為實心 不沖孔 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 71 現(xiàn)確定螺孔加 工余量為 6 前后端面支承孔 根據(jù)工序要求 前后端面支承孔的加工分為粗鏜 精鏜兩個工序完成 各工 序余量如下 8 側(cè)面螺孔加工余量 毛坯為實心 不沖孔 參照 機械加工工藝手冊 表 2 3 71 現(xiàn)確定螺孔加工 余量為 鉆孔 m8 6 攻絲 HM 2 6 確定切削用量及基本工時 機動時間 工序 30 40 粗 精銑 170X350 底部大端面 11 機床 銑床 X52K 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù) 10 mdw40 14 Z 1 粗銑 銑削深度 pam3 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zmaf 25 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V sV 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 1940 3610rdV inr 實際銑削速度 smn 20 進給量 fVZaff 671 125 工作臺每分進給量 m in 2 0 sVf 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 a a4 被切削層長度 由毛坯尺寸可知l ml31 刀具切入長度 1D2 5 02 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt min5 02 743121 mjfl 2 精銑 銑削深度 pa5 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zaf 15 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V smV 6 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 28401 360rdV in3r 實際銑削速度 sn 0 進給量 fVmZaff 56 5 工作臺每分進給量 m in 30 1sVf 被切削層長度 由毛坯尺寸可知ll4 12 刀具切入長度 精銑時1l mDl401 刀具切出長度 取2 走刀次數(shù)為 1 機動時間 2jt min18 63024121 mjfl 本工序機動時間 i7 8 5021 jjjt 工序 50 60 車 73 端面及外圓臺階 粗車 73 端面及外圓臺階 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 機床的中心高為 200 表 1 30 故選刀桿尺寸 mHB 刀片厚度為 選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面 m2516 5 4 前角 后角 主偏角 副偏角 刃傾角 刀0V0 6vK09 vK01s 0 尖圓弧半徑 sr8 確定切削深度 pa 由于單邊余量為 可在一次走刀內(nèi)完成 故m3 3 1 p 確定進給量 f 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 m1625 pam4 10 進給量 0 5 1 0fr 按 CA6140 機床進給量 表 3 2 9 在 機械制造工藝設(shè)計手冊 可知 0 7f 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求 故需進行校驗根據(jù)表 1 30 CA6140 機床進給機構(gòu)允許進給力 3530 maxFN 根據(jù)表 1 21 當(dāng)強度在 174 207 時 HBSp4 f75 0rmrK 時 徑向進給力 950 045RFN 切削時 的修正系數(shù)為 1 0 1 0 1 17 表 1 29 2 f roFfKsFf krFfK 故實際進給力為 950 1111 5 3 2 f17 13 由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力 故所選 可用 frm7 0 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 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 5 1 車刀壽命 Tmin60 確定切削速度 0V 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6YG 200 219 的鑄件 切削速度 HBSpa4 frm75 0Vmin63 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 tvKmvsvKTvKv tV 63 3 3 0 0 184 920 1 in 120 3 4 nDc 174mr 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 1250inr 這時實際切削速度 為 cV 3 5 c1n 1257 min0 校驗機床功率 切削時的功率可由表查出 也可按公式進行計算 由 切削用量簡明使用手冊 表 1 25 HBS160245pam3 f 切削速度 時 rm75 0min50V CPKW7 1 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 krcPcr0 1 7 1 2 3 6 C3 0 根據(jù)表 1 30 當(dāng) 時 機床主軸允許功率為ni125 故所選切削用量可在 CA6140 機床上進行 最后決定的切EPKW9 5 EP 削用量為 3 75 pamfr7 0nmi125rsr08 Vmin50 本工序為精車 73 端面及外圓臺階 14 加工條件為 工件材料為 HT200 選用 CA6140 車床 刀具選擇 采用雙頭 刃磨法 后角 o 120 45 度車刀 查 切削手冊 所以rmf 86 0 7 36 210 dl 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇rmf 70 f51 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校63 rmf 48 驗 校驗成功 ax85Ff 2 刀具磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度 查 切削手冊 為 0 5 0 8mm 壽命 in60 T 切削速度 查 切削手冊 修正系數(shù) rmvc 10 0 1 TVK MV 1tvK 故5 Kx vapv rmc 5in 7 5394 0rxdns 查 切削手冊 機床實際轉(zhuǎn)速為 2nc 故實際的切削速度 rdvsc 7 10 3 校驗扭矩功率 所以 NmMc73 N2 14 mcM 故滿足條件 校驗成立 EPkwP 0 2 1 工序 50 車 45 內(nèi)孔及倒角 粗車 45 內(nèi)孔及倒角 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 機床的中心高為 200 表 1 30 故選刀桿尺寸 mHB 刀片厚度為 選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面 m2516 5 4 前角 后角 主偏角 副偏角 刃傾角 刀0V0 6vK09 vK01s 0 尖圓弧半徑 sr8 確定切削深度 pa 由于單邊余量為 可在一次走刀內(nèi)完成 故m3 3 1 p 確定進給量 f 根據(jù) 切削加工簡明實用手冊 可知 表 1 4 15 刀桿尺寸為 工件直徑 400 之間時 m1625 pam4 10 進給量 0 5 1 0fr 按 CA6140 機床進給量 表 3 2 9 在 機械制造工藝設(shè)計手冊 可知 0 7f 確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求 故需進行校驗根據(jù)表 1 30 CA6140 機床進給機構(gòu)允許進給力 3530 maxFN 根據(jù)表 1 21 當(dāng)強度在 174 207 時 HBSp4 f75 0rmrK 時 徑向進給力 950 045RFN 切削時 的修正系數(shù)為 1 0 1 0 1 17 表 1 29 2 f roFfKsFf krFfK 故實際進給力為 950 1111 5 3 2 f17 由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力 故所選 可用 frm7 0 選擇刀具磨鈍標準及耐用度 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 5 1 車刀壽命 Tmin60 確定切削速度 0V 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6YG 200 219 的鑄件 切削速度 HBSpa4 frm75 0Vmin63 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 tvKmvsvKTvKv tV 63 3 3 0 0 184 920 1 in 120 3 4 nDc 174mr 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 1250inr 這時實際切削速度 為 cV 3 5 c1n 1257 min0 16 校驗機床功率 切削時的功率可由表查出 也可按公式進行計算 由 切削用量簡明使用手冊 表 1 25 HBS160245pam3 f 切削速度 時 rm75 0min50V CPKW7 1 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 krcPcr0 1 7 1 2 3 6 C3 0 根據(jù)表 1 30 當(dāng) 時 機床主軸允許功率為ni125 故所選切削用量可在 CA6140 機床上進行 最后決定的切EPKW9 5 EP 削用量為 3 75 pamfr7 0nmi125rsr08 Vmin50 本工序為精 45 內(nèi)孔及倒角 加工條件為 工件材料為 HT200 選用 CA6140 車床 刀具選擇 采用雙頭 刃磨法 后角 o 120 45 度車刀 查 切削手冊 所以rf 86 0 7 36 210 dl 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇rmf 70 mf51 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校63 rmf 48 驗 校驗成功 ax85Ff 2 刀具磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度 查 切削手冊 為 0 5 0 8mm 壽命 in60 T 切削速度 查 切削手冊 修正系數(shù) rmvc 10 0 1 TVK MV 1tvK 故5 Kx vapv rmc 5in 7 5394 0rxdns 查 切削手冊 機床實際轉(zhuǎn)速為 2nc 故實際的切削速度 rdvsc 7 10 3 校驗扭矩功率 所以 NmMc73 N2 14 mcM 故滿足條件 校驗成立 EPkwP 0 2 1 17 工序 70 銑前后端面 機床 X6132 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù)mdw40 14 Z 銑削深度 pam3 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f maf 25 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V sV 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 1940 3610rdV inr 實際銑削速度 smn 20 進給量 fVZaff 671 125 工作臺每分進給量 m in 2 0 sVf 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 a a4 被切削層長度 由毛坯尺寸可知l ml329 刀具切入長度 1l mD2 3 1 5 02 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in53 02 743921 mjfl 工序 80 鏜支承孔 機床 鏜床 T68 刀具 高速鋼刀具 VCWr418 1 粗鏜孔 切削深度 pam2 進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 f m20 切削深度為 因此確定進給量2rmf 7 0 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 66 取Vin 18 3 0ms 18 機床主軸轉(zhuǎn)速 取nmin 2 4819 301rdV in 40r 實際切削速度 sn 5 060 工作臺每分鐘進給量 mf in2847 f 被切削層長度 l19 刀具切入長度 mtgtgkarp 530 2 刀具切出長度 取2l53 l2 行程次數(shù) i1 機動時間 2jt in97 01834 1921 mjfl 工序 90 精鏜孔 機床 鏜床 T68 刀具 高速鋼刀具 VCWr418 切削深度 pa2 進給量 根據(jù)切削深度 再參照 機械加工工藝手冊 表f map 2 4 66 因此確定進給量 rf 5 0 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 66 取Vin 24 0ms 機床主軸轉(zhuǎn)速 取in 7 631284 310rdV min 64r 實際切削速度 s 4 0 工作臺每分鐘進給量 mf in365 mfn 被切削層長度 l19 刀具切入長度 tgtgkarp 4 20 3 2 刀具切出長度 取2l5 l 行程次數(shù) i1 切削深度 機動時 pam2jt min86 01324 51921 mjfl 19 工序 60 鉆孔攻絲 M6 機床 組合鉆床 Z525 刀具 麻花鉆 切削深度 pam5 2 進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 39 取f rmf 25 0 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 41 取V sV43 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 9678 143001rdV in 8r 實際切削速度 sn 3 0 被切削層長度 lm3 刀具切入長度 1 mctgctgkDr 5 42105 8 2 1 2 刀具切出長度 2l0 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in17 0825 431 fnlj 機床 組合攻絲機 刀具 釩鋼機動絲錐 1 M8 螺孔攻絲 進給量 由于其螺距 因此進給量f mp5 1 rmf 5 1 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 105 取Vin 8 14 0sm 機床主軸轉(zhuǎn)速 取in 283104 30rdV in 250r 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 取0min 25rn 實際切削速度 sm 3 6015 0 被切削層長度 l1 刀具切入長度 f 43 刀具切出長度 盲孔 2l0 20 機動時間 1jt min1 025 1405 02121 fnlflj 2 7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求 該的年產(chǎn)量為 10 萬件 一年以 240 個工作日計算 每 天的產(chǎn)量應(yīng)不低于 417 件 設(shè)每天的產(chǎn)量為 420 件 再以每天 8 小時工作時間計 算 則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于 1 14min 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 2 機械加工單件 生產(chǎn)類型 中批以上 時間定額的計算公式為 大量生產(chǎn)時 Ntktt zfjd 1 0 Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為 ttfjd 其中 單件時間定額 基本時間 機動時間 jt 輔助時間 用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動ft 作所消耗的時間 包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 k 布置工作地 休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 工序 1 粗 精銑頂面 機動時間 jtmin73 1 j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 43 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min15 0 min1 0 則 in25 01 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 13 k 單間時間定額 dt in14 i2 25 0731 ktfj 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工 當(dāng)布置兩臺機床時 min4 i12 4 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 2 鉆頂面孔 21 機動時間 jtmin3 0 j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 41 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min4 0 min1 0 則 in54 01 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 43 14 2 k 單間時間定額 dt in14 i98 0 54 03 1 ktfjd 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 3 粗銑兩側(cè)面及凸臺 機動時間 jtmin46 0j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 45 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min41 0 min1 0 則 in51 0 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 13 k 單間時間定額 dt in14 i0 5 046 1 ktfj 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 4 鉆兩側(cè)面孔 機動時間 jtmin17 0j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 41 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min4 0 min1 0 則 in54 01 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 43 14 2 k 單間時間定額 dt in14 i80 54 017 ktfjd 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 5 粗銑前后端面 機動時間 jtmin53 0j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 45 取工步輔助時間為f 22 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min31 0 min1 0 則 in41 0 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 13 k 單間時間定額 dt in14 i06 4 053 1 ktfj 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 6 半精銑前后端面 機動時間 jtmin53 0j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 45 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min31 0 min1 0 則 min41 03 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 3k 單間時間定額 dt in14 i06 1 4 053 1 ktfj 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 9 粗鏜前后端面支承孔 機動時間 jtmin97 0j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 37 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min80 min15 0 則 in95 01 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 39 83 14 k 單間時間定額 dt in14 i20 95 07 1 ktfjd 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工 當(dāng)布置兩臺機床時 min14 i 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 11 精鏜支承孔 機動時間 jtmin86 0 j 23 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 37 取工步輔助時間為ft 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min80 min15 0 則 min95 01 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 39 83 14 k 單間時間定額 dt in14 i09 2 95 086 1 ktfjd 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工 當(dāng)布置兩臺機床時 min14 i 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 12 前后端面螺紋孔攻絲 機動時間 jtmin1 0 j 輔助時間 參照鉆孔輔助時間 取裝卸工件輔助時間為 工步輔助f in1 0 時間為 則in4 0i5 4 ft 參照鉆孔 值 取kk12 單間時間定額 dt min14 i68 0 4 5 0 1 tfjd 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 14 精銑前后端面 機動時間 jtmin16 j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 45 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min41 0 min1 0 則 in51 0 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 13 k 單間時間定額 dt in4 mi89 1 5 06 1 ktfjd 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工 當(dāng)布置兩臺機床時 min4 i95 028 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 24 工序 15 精銑兩側(cè)面 機動時間 jtmin28 1 j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 45 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min41 0 min1 0 則 in51 0 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 13 k 單間時間定額 dt in4 mi02 1 5 028 1 ktfjd 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工 當(dāng)布置兩臺機床時 min4 i0 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 17 頂面螺紋孔攻絲 機動時間 jtin13 0 j 輔助時間 參照鉆孔輔助時間 取裝卸工件輔助時間為 工步輔助f min1 0 時間為 則min4 0mi5 4 ft 參照鉆孔 值 取kk12 單間時間定額 dt in14 i7 0 4 5 03 1 tfjd 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 4 托板銑端面夾具設(shè)計 4 1 指出存在的問題 為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本 保證加工質(zhì)量 降低勞動強度 需要 設(shè)計專用夾具 對于 托板銑端面夾具設(shè)計 由于對加工精度要求不是很高 所以 25 在本道工序加工時 主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度 4 2 夾具設(shè)計 4 2 1 夾具體設(shè)計 設(shè)計夾具 首先要仔細分析加工零件的技術(shù)要求 運用夾具設(shè)計的基本原理 和方法 擬定夾具設(shè)計方案 在滿足加工精度的條件下 合理的進行安裝 定位 夾緊 在完成夾具草圖后 進一步考慮零件間的連接關(guān)系和螺釘 螺母 定位銷 等的固定方式 設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)個零部件間的相對運動 根據(jù)零件的使用要 求 選擇相應(yīng)的材料 完成鉆床夾具的所有設(shè)計后 用 AutoCAD 進行二位圖形的繪制 首先畫裝 配圖 然后從裝配圖上拆畫零件圖 標注相關(guān)尺寸及技術(shù)要求 最后進行論文撰 寫 整理 修改完成該畢業(yè)設(shè)計 4 2 2 定位基準的選擇 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準 稱為定位基準 據(jù) 夾具手冊 知定位基準應(yīng)盡可能與工序基準重合 在同一工件的各道工序中 應(yīng)盡量采用同一定位基準進行加工 該零件以三面定位 滑鞍上的裝配基準為平 面 而它們又是滑鞍上其他要素的設(shè)計基準 因此以這些裝配基準平面作為定位 基準 避免了基準不重合誤差 有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度 有 零件圖可知 根據(jù)本道工序 選底面和側(cè)面為定位基準 4 2 3 定位方案和元件設(shè)計 根據(jù)以上零件的結(jié)構(gòu)分析以及定位基準的選擇 可得定位基準為平面 因此 可選擇定位元件為支承板 如圖 4 1 定位支承板所示 26 根據(jù)工序圖及對零件的結(jié)構(gòu)的分析 本道工序需限制 4 個自由度 為了增加 定位的可靠行 實際限制了其 6 個自由度 本夾具采用 6 點定位原則 用兩個固 定的支撐板作為一大平面即 D 面 限制了工件的兩個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由 度 用 W 面作為一小平面 限制了工件的一個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度 用一個底面 C 來限制了工件上下移動自由度 4 2 4 定位誤差的計算 定位誤差 11minDWd 1 21min2min DdDdJWarctgL 其中 10 52D 20D dm 3dm in in4 6DW 032J 夾緊誤差 cos minaxyj 圖 4 1 定位支 承板 27 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNcl 查 5 表 1 2 15 有 10 4 0 42 0 7azBKC cos 28jym 磨損造成的加工誤差 通常不超過Mj 05 夾具相對刀具位置誤差 取AD 1 誤差總和 0 85 3jwm 從以上的分析可見 所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求 4 2 5 夾緊力計算 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)作為實際所需夾緊力的數(shù)值 即 FKW 安全系數(shù) K 可按下式計算有 6543210 式中 為各種因素的安全系數(shù) 查參考文獻 5 表 可得 6 12 1 20 1 301 56CK 52 23P 1 2 01 301 5f 所以有 9 8 KCWFN 28 76 3 KPWFN 159 0f 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有 210 tgtQLz 式中參數(shù)由參考文獻 5 可查得 6 2 76zr 901 052 29 螺旋夾緊力 048 WN 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu) 用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件 受力簡圖如下 163 圖 4 1 受力簡圖 由表 得 原動力計算公式 261 001KLWl 即 0478 23 932 75 KWLNl 由上述計算易得 K 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 決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu) 29 4 2 6 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)夾緊工件的機構(gòu) 統(tǒng)稱螺旋夾緊機 構(gòu) 由于這類夾緊機構(gòu)簡單 夾緊可靠 通用性大 故在機床夾具中得到廣泛運 用 它的主要缺點是夾緊和松開工件時比較費力 本夾具采用移動壓板進行夾緊 同時保證了夾緊可靠和動作迅速的要求 同 時 由于移動壓板標準件 可直接購買 降低了夾具的制造成本 夾緊力的計算 單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按下列計算 2 1 0 tgrtQLWz 式中 W0 單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力 N Q 原始作用力 N L 作用力臂 mm 螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑 mm 其值視 r 螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定 參見 機床夾具設(shè)計手冊 第三版表 1 2 20 螺桿端部與工件間的摩擦角 1 螺紋中徑之半 mm zr 螺旋升角 參見 機床夾具設(shè)計手冊 第三版表 1 2 21 螺旋副的當(dāng)量摩擦角 式中 為螺旋副的摩擦角2 2 為螺紋牙型半角 參見 機床夾具設(shè)計手冊 第三版表 1 2 22 4 2 7 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中 一般使用兩個 其距離盡可能布置的遠 30 些 通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合 使夾具上定