工藝夾具-295后托架(6140)(銑、鏜、鉆)
工藝夾具-295后托架(6140)(銑、鏜、鉆),工藝,夾具,托架
安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
設(shè)計(jì)題目:CA6140車(chē)床后托架夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師:江德松
姓 名:吳德舉
班 級(jí):數(shù)控3051班級(jí)
系 (部):數(shù)控工程系
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容
1、 進(jìn)行CA6140車(chē)床后托架加工工藝分析,制定工藝方案。
分析CA6140車(chē)床后托架的形狀、尺寸、工藝性及使用要求 ;
確定合適的工藝方法;
確定工序數(shù)量、工序的組合和先后順序,制定幾套可行方案,選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的方案。
2、制定工藝卡片和工序卡片;
3、夾具設(shè)計(jì)。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的基本要求
1、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按時(shí)按量完成設(shè)計(jì)任務(wù);
2、要會(huì)查閱相關(guān)資料和手冊(cè);
3、注意結(jié)合工廠實(shí)際進(jìn)行零件加工方案的分析;
4、注意設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的完整性和統(tǒng)一性;
5、會(huì)運(yùn)用相關(guān)軟件。
三、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
1、CA6140車(chē)床后托架零件圖
2、機(jī)械加工余量手冊(cè)
3、機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)
4、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)
5、相關(guān)書(shū)籍(數(shù)控加工工藝、機(jī)床夾具、公差配合與技術(shù)測(cè)量、工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì))
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
備 注
2008年10──12月
1、工藝方案的確定。2、機(jī)械加工工藝卡片完成。3、零件圖、毛呸圖的完成。
1、工序卡片的完成。2、書(shū)寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。
3、計(jì)算切削工時(shí)。
1、查夾具手冊(cè),設(shè)計(jì)夾具。2、畫(huà)夾具裝配圖。3、畫(huà)夾具零件圖。4、完成裝配圖實(shí)體。5、檢查修改,完成打印。
目 錄
1、 序言.......................................4
2、 機(jī)床夾具介紹...............................5
3、 機(jī)床夾具的定位及夾緊.......................8
四、零件的分析.................................19
五、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)...............................20
六、夾具設(shè)計(jì)...................................35
七、畢業(yè)總結(jié)...................................38
八、參考文獻(xiàn)...................................39
一、序 言
畢業(yè)設(shè)計(jì)在我們學(xué)完大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課之后進(jìn)行的,這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)各課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后,我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓(xùn)練,我在想我能在下面幾方面得到鍛煉:
(1)運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),正確地解決一個(gè)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(wèn)題,保證零件的加工質(zhì)量。
(2)提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練,獲得根據(jù)被加工零件的加工要求,設(shè)計(jì)出高效,省力,經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
(3)學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱(chēng),出處,能夠做到熟練的運(yùn)用。
就我個(gè)人而言,我希望通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
二、機(jī)床夾具介紹
夾具最早出現(xiàn)在1787年,至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低,機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴(lài)勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝,而夾具僅僅作為加工工藝過(guò)程中的一種輔助工具;第二階段是隨著機(jī)床、汽車(chē)、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展,夾具的門(mén)類(lèi)才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向(或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善,逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一;第三階段,即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高,夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。
2.1夾具的現(xiàn)狀幾生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求
現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代,以適應(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng),盡管?chē)?guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明中不批,多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類(lèi)數(shù)的85%左右。然而目前,一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具,在一個(gè)具有只能感等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000套專(zhuān)用夾具。另一方面,在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中,約隔4年就要更新80%左右的專(zhuān)用夾具,而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右,特別最近年來(lái)柔性制造系統(tǒng)(FMS)、數(shù)控機(jī)床(NC),加工中心(MC)和成組加工(GT)等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣,使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。
綜上所述,現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求:
(1)能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期
(2)能裝夾一組相似性特征的工件
(3)適用于精密加工的高精度的機(jī)床
(4)適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)
(5)采用液壓汞站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置,進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
2.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向
現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面:
1、精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高,勢(shì)必也相應(yīng)提高
對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多,例如用于精密分度的多齒盤(pán),其分度可達(dá)正負(fù)0.1,用于精密車(chē)削的高精度三爪卡盤(pán),其定心精度為5um,又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具,工件的圓讀可達(dá)0.2~0.5um。
2、高效化
高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度,常見(jiàn)的高效化夾具有:自動(dòng)化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件,可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右;而高速卡盤(pán)則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件,使切削速度大幅度提高。
3、柔性化
夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似,它是通過(guò)調(diào)
組合等方式,以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有: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(lèi)主要有:組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等,在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。
4、標(biāo)準(zhǔn)化
夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面,在制造典型夾具,結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化,建立典型尺寸系列或變型,以減少功能用途相近的夾具元件和不見(jiàn)的形成:舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu),通用化方法包括:夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前,我國(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):GB2148~2249-80,GB2262~2269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn),組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ),作為發(fā)展趨勢(shì),這類(lèi)夾具的標(biāo)準(zhǔn)化,有利于夾具的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,降低生產(chǎn)總成本。
三、機(jī)床夾具的定位及夾緊
一、概述
在機(jī)械制造中,用以裝夾工件(和引導(dǎo)刀具)的裝置,稱(chēng)為夾具。它是用來(lái)固定加工對(duì)象,使之占有正確位置,一接受施工或檢測(cè)的裝置。
1、機(jī)床夾具的概念
在機(jī)械加工過(guò)程中,為了保證加工精度,首先要使工件在機(jī)床上占有正確的位置,確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過(guò)程,稱(chēng)為工件的定位。定位后將其固定,使其在加工過(guò)程中始終保持定位位置不變的操作稱(chēng)為夾緊。工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過(guò)程稱(chēng)為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱(chēng)為機(jī)床夾具,簡(jiǎn)稱(chēng)夾具。
2、 機(jī)床夾具的組成
(1)機(jī)床夾具的基本組成部分
1)定位裝置
該裝置由定位元件組合而成,其作用是確定工件在夾具中的正確位置。
2)夾具裝置
該裝置的作用是將工件壓緊夾牢,并保證工件在加工的過(guò)程中正確位置不變。
3)夾具體
夾具體是夾具的基本骨架,通過(guò)它將夾具所有的元件構(gòu)成一個(gè)整體。
(2) 機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置
1)連接元件
根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn),夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上,另一種是安裝在機(jī)床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機(jī)床上的位置。如機(jī)床夾具所使用的過(guò)渡盤(pán),銑床夾具所使用的定向鍵等,都是連接元件。
2)對(duì)刀元件
常用在普通銑床夾具中,用對(duì)刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對(duì)刀時(shí),銑刀不與對(duì)刀快直接接觸,而用塞尺進(jìn)行檢查,以免碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀快工作表面。
3)導(dǎo)向元件
常用在鉆床、鏜床夾具中,用鉆套和鏜套引導(dǎo)刀具加工中的正確位置。
4)其他元件或裝置
根據(jù)加工需要,有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、預(yù)出器個(gè)平衡快等。這些元件或裝置需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。
3、 機(jī)床夾具的分類(lèi)
根據(jù)機(jī)床夾具的通用化程度,可將夾具氛圍以下幾種:
(1) 通用夾具
可加工一定范圍內(nèi)不同工價(jià)的夾具為通用夾具,如車(chē)床上的三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán);銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。它們有很大的通用性,無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類(lèi)夾具一般已標(biāo)準(zhǔn)化,由專(zhuān)業(yè)工廠生產(chǎn),作為機(jī)床附件供應(yīng)給用戶。
由于使用通用夾具夾緊工件比較費(fèi)時(shí),操作復(fù)雜,生產(chǎn)效率低,且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件,故通用夾具主要用于單件小批生產(chǎn),在產(chǎn)品固定的大批量生產(chǎn)中很少使用通用夾具,而使用效率較高的專(zhuān)用夾具。
(2) 專(zhuān)用夾具
專(zhuān)用夾具是針對(duì)某一種工件的某道工序?qū)iT(mén)設(shè)計(jì)的夾具。所以結(jié)構(gòu)緊湊,操作迅速方便。專(zhuān)用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)與制造。
專(zhuān)用夾具定位精度高,一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定,互換性高,并且可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省工時(shí),顯著提高效率,另外利用專(zhuān)用夾具還可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。但專(zhuān)用夾具是為滿足某個(gè)工件某道工序的加工需要而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的,所以它的適用范圍較窄。此外、專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)。當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí),往往因無(wú)法再使用而報(bào)廢,因此,專(zhuān)用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對(duì)穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。
(3)成組夾具
根據(jù)成組技術(shù)原來(lái)技術(shù)的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點(diǎn)是,在通用的夾具體上,只需對(duì)夾具的部分元件稍加調(diào)整或更換,即可用于組內(nèi)的不同工件的加工。
(4)組合夾具
組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結(jié)和拆卸的夾具。它在使用上具有專(zhuān)用夾具的優(yōu)點(diǎn),而當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí),不存在夾具“報(bào)廢”問(wèn)題。因?yàn)樗梢圆痖_(kāi),其元件可清洗入庫(kù),留待組裝新的夾具。因此,組合夾具很適合于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)使用。由于組合夾具還具有縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,減少專(zhuān)用夾具種類(lèi)、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點(diǎn),特別適用于新產(chǎn)品的試制和多品種小批量生產(chǎn)。
(5)隨行夾具
隨行夾具為自動(dòng)線上使用的一種夾具。自動(dòng)線夾具基本上分為兩類(lèi):一類(lèi)為固定式夾具,它與一般專(zhuān)用夾具相似;一類(lèi)為隨行夾具,她除了具有一般夾具所擔(dān)負(fù)的裝夾任務(wù)外,還擔(dān)負(fù)自動(dòng)線輸送工件的任務(wù)。所以,它是跟隨被加工工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位的,故稱(chēng)為隨行夾具。
除了上述分類(lèi)外,夾具還可以按照動(dòng)力來(lái)源不同分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具及自?shī)A緊夾具等,按工種還可以分為車(chē)床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等。
4、 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用
夾具是機(jī)械加工中的一種工藝裝備,它在生產(chǎn)中起的作用很大,所以在機(jī)械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面的作用:
(1)保證工件的加工精度
由于采用夾具安裝,可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置,所以在機(jī)械加工中,可以保證工件各個(gè)表面的相互位置精度,使其不受或不受各種主觀因素的影響,容易獲得較高的加工精度,并使一批工件的精度穩(wěn)定。
(2)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本
采用夾具使工件裝夾方便,免去工件逐個(gè)找正對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間,因此可以縮短輔助時(shí)間。另外,采用夾具裝夾或,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,對(duì)操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低,有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。
(3)擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途
使用專(zhuān)用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。這是在生產(chǎn)條件有限的也器中常用的一種技術(shù)改造措施。例如,在車(chē)床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后,就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工,一充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。
(4)改善勞動(dòng)條件和保證生產(chǎn)安全
使用專(zhuān)用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件,保證安全生產(chǎn)。
2、 工件的裝夾方式
工件在機(jī)床上的裝方式有以下三種方法:
(1) 直接找正法
在機(jī)床上根據(jù)工件上有關(guān)基準(zhǔn)直接找正工件,使工件獲得加工的正確位置的方法。
直接找正法的定位精度和工作效率,取決于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技術(shù)水平。此法一般多用于單件小批生產(chǎn)和精度要求特別高的場(chǎng)合。
(2) 劃線找正法
在機(jī)床上按毛坯或工件上所劃線找正工件,使工件獲得正確位置的方法。
此法由于受到劃線精度的限制,定位精度比較低,多用于單件小批量生產(chǎn)、毛坯精度較低以及大型零件等不使用夾具的粗加工中。
(3) 用夾具裝家
即通過(guò)夾具上的定位元件使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床獲得正確位置的方法。
此法使工件定位迅速方便,定位精度較高,廣泛用于成批和大量生產(chǎn)。
上述用裝夾工件的方法有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1) 工件在夾具中的定位,是通過(guò)工件上的定位基準(zhǔn)與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。
2) 由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置(也有在加工過(guò)程中再進(jìn)行找正的),因此,工件通過(guò)夾具相對(duì)于機(jī)床也就有了正確的位置。
3) 通過(guò)夾具上的對(duì)刀裝置,保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置。
3、 基準(zhǔn)及其分類(lèi)
機(jī)器零件是由若干個(gè)表面組成的。這些表面之間的相對(duì)位置關(guān)系包括兩方面的要求:表面見(jiàn)的位置尺寸精度和相對(duì)位置精度。研究零件表面的相對(duì)位置關(guān)系,是離不開(kāi)基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無(wú)法確定表面的位置。
基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能,基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類(lèi)。
1、 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)
在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn),稱(chēng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
2、 工藝基準(zhǔn)
零件在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn),稱(chēng)為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同,又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。
(1) 裝配基準(zhǔn)
裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn),稱(chēng)為裝配基準(zhǔn)。
(2) 測(cè)量基準(zhǔn)
測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn),稱(chēng)為測(cè)量基準(zhǔn)。
(3) 工序基準(zhǔn)
在加工工序中,用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn),稱(chēng)為工序基準(zhǔn)。
(4) 定位基準(zhǔn)
工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn),稱(chēng)為定位基準(zhǔn)。
需要說(shuō)明的是,作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對(duì)稱(chēng)面等,它們是由某些具體表面來(lái)體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱(chēng)為定位基準(zhǔn)。
4、 工件的定位
1、 工件定位的基本原理
工件裝夾在機(jī)床上必須使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床處于正確的加工位置,它包括工件在夾具的定位、夾具在機(jī)床上的安裝以及夾具相對(duì)于刀具和整個(gè)工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過(guò)程。在使用夾具的情況下,就要使機(jī)床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然,工件的定位是其中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
1、 六點(diǎn)定位原則
定位,就是限制自由度。通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度,用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn),限制工件的六個(gè)自由度,使工件在夾具中的位置完全確定,這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原則” 。
2、 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況
(1) 完全定位
六個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的全部自由度,稱(chēng)為完全定位。
(2) 不完全定位
根據(jù)工件的加工要求,并不需要限制工件的全部自由度,這樣的定位,稱(chēng)為不完全定位。
(3) 欠定位
根據(jù)工件的加工要求,應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有被限制的定位,稱(chēng)為欠定位。器定位無(wú)法保證加工要求,所以是決不允許的。
(4) 過(guò)定位
夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件,重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的現(xiàn)象,稱(chēng)為過(guò)定位。過(guò)定位中常會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。
消除或減小過(guò)定位所引起的干涉,一般有兩種方法:
一種是提高定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。
一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu),使定位元件在重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用。
5、 常見(jiàn)定位方式及定位元件
定位方式和定位元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等,他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用等因素。
1、 工件及平面定位
(1) 主要支承 主要支承用來(lái)限制工件的自由度,起定位作用
1)固定支承
2)可調(diào)支承
3)自位支承
(2) 輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性
1)螺旋式輔助支承
2)自位式輔助支承
3)推引式輔助支承
4)液壓鎖緊的輔助支承
2、 工件以圓柱空定位
(1) 圓柱銷(xiāo)
(2) 圓錐銷(xiāo)
(3) 圓柱心軸
3、工件以外圓柱面定位
(1)在V形塊中定位
(2)在圓孔中定位
(3)在半圓孔和圓錐孔中定位
六、工件的夾緊
在機(jī)械加工中,工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過(guò)程。工件定位以后需要通過(guò)一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上,使工件在加工過(guò)程中,不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動(dòng),以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置,即稱(chēng)為夾緊裝置。
1、 夾緊裝置的組成及基本要求
1、 夾緊裝置的組成
(1) 力源裝置
(2) 中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 作用如下:
1)改變夾緊作用力的方向
2)改變夾緊作用力的大小
3)具有一定的自鎖性能
(3)夾緊元件
2、對(duì)夾緊裝置的基本要求
(1)夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置
(2)夾緊力的大小要適當(dāng)
(3)夾緊裝置要操作方便
(4)結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡(jiǎn)單,有良好的結(jié)構(gòu)工藝性,盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件
二、夾緊力的確定
確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點(diǎn)。在確定夾緊力的三要素時(shí)要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況,而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對(duì)夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)分布合理,大小適當(dāng),方向正確才能獲得良好的效益。
1、 夾緊力方向的確定
(1) 夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面
(2) 夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致
2、 夾緊力作用點(diǎn)的選擇
(1) 應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠,在夾緊過(guò)程中不會(huì)引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。
(2) 應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形
(3) 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位
3、 夾緊力大小的估算
(1) 首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng),切削過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)。
(2) 常規(guī)情況下,只考慮切削力(矩)在力系中的影響;切削力(矩)用切削原理公式計(jì)算。
(3) 對(duì)重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合,必須計(jì)入慣性力。
(4) 分析對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài),按靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計(jì)算夾緊力
(5) 將計(jì)算夾緊力再乘以K,即得實(shí)際夾緊力。K為總安全系數(shù),K=K0K1K2K3
各種因素的安全系數(shù)可查表2-3,一般K=1.5~2.5;
當(dāng)夾緊力與切削力相反時(shí),K=2.5~3 。
3、 典型夾緊結(jié)構(gòu)
1、 斜楔夾緊結(jié)構(gòu)
2、 螺旋夾緊結(jié)構(gòu)
(1) 單個(gè)螺旋夾緊結(jié)構(gòu)
(2) 螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu)
(3) 偏心夾緊機(jī)構(gòu)
4、 定心夾緊機(jī)構(gòu)
當(dāng)加工尺寸的工序基準(zhǔn)是中心要素(軸線、中心平面等)撕,為使基準(zhǔn)重合以減少定位誤差,可以采用定位夾緊機(jī)構(gòu),所以,定心夾緊機(jī)構(gòu)主要用于要求準(zhǔn)確定心或?qū)χ械膱?chǎng)合。
(1) 螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu)
(2) 杠桿式定心夾緊機(jī)構(gòu)
(3) 楔式定心夾緊機(jī)構(gòu)
(4) 彈簧筒夾式定心夾緊機(jī)構(gòu)
(5) 膜片卡盤(pán)定心夾緊機(jī)構(gòu)
(6) 波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)
(7) 液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)
7、 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
一、對(duì)機(jī)床專(zhuān)用夾具的基本要求可總括為以下幾個(gè)方面:
(1) 穩(wěn)定地保證工件的加工精度
(2) 提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率
(3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動(dòng)條件
(4) 應(yīng)能夠降低工件的制造成本
(5) 適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度,以縮短夾具制造周期,降低夾具成 本
2、 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)方法和步驟
1、 明確設(shè)計(jì)任務(wù),收集設(shè)計(jì)資料
2、 擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案,繪制夾具草圖
(1) 確定工件的定位方案,設(shè)計(jì)定位裝置,并對(duì)夾緊力進(jìn)行估算,以確保夾緊可靠
(2) 確定工件的夾緊方案,設(shè)計(jì)夾緊裝置
(3) 確定刀具的引導(dǎo)方式,選擇或設(shè)計(jì)引導(dǎo)元件或?qū)Φ对?
(4) 確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式,如定位鍵、分度裝置等
(5) 確定夾具的總體結(jié)構(gòu)及夾具在機(jī)床上的安裝方式。對(duì)夾具的總體結(jié)構(gòu)最好能擬訂出幾個(gè)不同的方案,畫(huà)出草圖,經(jīng)過(guò)分析比較,選擇最佳方案
3、 繪制夾具總圖
(1) 選擇操作者工作時(shí)正對(duì)的位置為主視圖
(2) 用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面以及加工表面畫(huà)在各視圖相應(yīng)的位置上,待加工面上的加工余量可用網(wǎng)紋線表示。在夾具總圖中,工件可看作透明體,不遮擋后面的線條
(3) 依次畫(huà)出定位、夾緊、導(dǎo)向元件或裝置的具體結(jié)構(gòu),再畫(huà)出夾具體,將各元件或裝置連成一個(gè)整體
(4) 在總圖上標(biāo)注尺寸(包括輪廓尺寸、聯(lián)系尺寸、重要的配合尺寸等)、公差和技術(shù)要求
(5) 繪制夾具零件圖。在夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件都要繪制零件圖,并按總圖要求確定零件的尺寸、公差及技術(shù)條件
3、 夾具總圖技術(shù)要求的制訂
1、 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和公差
(1) 夾具外形的最大輪廓尺寸
(2) 影響定位精度的尺寸
(3) 影響對(duì)刀精度的尺寸和公差
(4) 影響夾具在機(jī)床上安裝精度的尺寸和公差
(5) 影響夾具精度的尺寸和公差
(6) 其他裝配尺寸及公差
2、 夾具總圖上公差值的確定
(1) 與加工尺寸有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系的夾具公差δJ
(2) 其他裝配尺寸的配合性質(zhì)及公差等級(jí)
3、 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注
4、 的技術(shù)要求
四、 零件的分析
一、零件的作用
題目所給的零件是CA6140車(chē)床后托架。后拖架是在加工超出床身長(zhǎng)度的細(xì)長(zhǎng)桿零件時(shí),用來(lái)支撐工件的機(jī)床附件,通常半自動(dòng)機(jī)床使用較多,主要起支撐作用和固定作用。
二、零件的工藝分析
CA6140車(chē)床后拖共有三組加工表面,他們相互之間有一定的位置要求?,F(xiàn)分析如下:
1、 加工φ40孔
2、 加工φ30.2孔
3、 加工φ25.5孔
這三組加工圓孔之間有著一定的位置要求,主要是:
(1) φ40孔與底面的平行度公差為100:0.07。
(2) Φ30.2孔與底面的平行度公差為100:0.07,相對(duì)于φ40孔的平行度公差為100:0.08。
(3) Φ25.5孔與底面的平行度公差為100:0.07,相對(duì)于φ40孔的平行度公差為100:0.08。
(4) 粗糙度要求都是1.6μm ,且都處于同一高度(35±0.07)。
由以上分析可知,有一個(gè)面和一個(gè)锪平面有尺寸精度要求,而且有一定的表面粗糙度要求。對(duì)于這三組孔,可以設(shè)計(jì)一專(zhuān)用夾具,將三孔同時(shí)加工出來(lái),因是大批量生產(chǎn),保證其加工精度。
五、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
一、確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200,采用鑄造。由于零件年產(chǎn)量為5000件,已達(dá)大批量生產(chǎn)水平,故采用鑄造精度較高的金屬型鑄造。
二、基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面的選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出,甚至還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
(1) 粗基準(zhǔn)的選擇
因本零件毛坯是金屬模鑄造成型,鑄件精度較高,所以選擇底面作為粗基準(zhǔn)加工三個(gè)孔。再加底面的三個(gè)支撐釘一共限制六自由度,達(dá)到完全定位。
(2) 精基準(zhǔn)的選擇
主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算,在此不在重復(fù)。
三、制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等 級(jí)等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外,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。
工藝路線方案:
工序Ⅰ:銑面A長(zhǎng)為120mm
工序Ⅱ:磨消A面
工序Ⅲ:锪平,保證Ra=6.3
工序Ⅳ:鉆φ13的孔,锪φ20孔到12mm
工序Ⅴ:鉆2-φ9.8的孔,粗鉸2-φ9。96的孔,精鉸2-φ10的孔,锪2-φ13的孔到40
工序Ⅵ:鉆φ25的孔,φ28的孔,擴(kuò)φ39,鉆φ28,鉆φ24的孔
工序Ⅶ:粗鏜φ39.5,精鏜φ39.8,粗鏜φ29.5,精鏜φ30,粗鏜φ25,精鏜φ25.3
工序Ⅷ:磨孔φ40,φ30.2,φ25.5的孔
工序Ⅸ:鉆φ6的孔,φ5.1的孔,攻M6的螺紋
工序Ⅹ:檢查
以上工藝過(guò)程祥見(jiàn)“機(jī)械加工工藝卡片”。
四、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
零件材料為HT200,硬度170~220HBS,毛坯重量為3.05kg。生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn),采用金屬模鑄造毛坯。
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如下:
1、 銑底面A為120mm方向的加工余量及公差
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《工藝手冊(cè)》)表3.1-24,成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí),查得鑄件尺寸公差等級(jí)CT分為5~7級(jí),選用5級(jí)。
查表3.1-21,得鑄件尺寸公差為0.82mm
查表3.1-27,得此鑄件機(jī)械加工余量等級(jí)為5~7級(jí),選用5級(jí)
查表3.1-26,得加工余量值為2.5mm
2、 孔(φ40mm、φ30.2mm、φ25.5mm)
①如孔尺寸為,參照《工藝孔的加工余量分配手冊(cè)》表3.2-10,確定
鉆孔:φ38mm
擴(kuò)孔:φ39mm
粗鏜:φ39.5mm
精鏜:φ39.8mm
磨: φ40mm
②如孔尺寸為,參照《工藝孔的加工余量分配手冊(cè)》表3.2-10,確定
鉆孔:φ28mm
粗鏜:φ29.6mm
精鏜:φ30mm
磨: φ30.2mm
③如孔尺寸為,參照《工藝孔的加工余量分配手冊(cè)》表3.2-10,確定
鉆孔:24mm
粗鏜:φ24.9mm
精鏜:φ25.3mm
磨: φ25.5mm
3、 底面A長(zhǎng)為120X18的加工余量
①按照《工藝手冊(cè)》表3.1-21,鑄件的尺寸偏差為±0.41mm
②精銑余量:查《工藝手冊(cè)》表3.2-25,取0.1mm,因?yàn)樵摲较蛏嫌谐叽缇纫?,表面粗糙度Ra 1.6μm,所以規(guī)定本工序精銑的加工精度為IT6級(jí),精銑公差即零件公差為0.54mm
③粗銑余量:Z=2.0-0.1=1.9mm
粗銑公差:本工序粗銑的加工精度取IT12級(jí),因此粗銑的加工公差為-0.35(入體方向)
由于毛坯及以后各道工序(或工序)的加工都有加工公差,因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上,加工余量有最大加工余量和最小余量之分。
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整法加工,因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí),應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。
毛坯名義尺寸: 120+2*2=124mm
毛坯最大尺寸: 124+0.55=124.55mm
毛坯最小尺寸: 124-0.55=123.45mm
粗銑后最大尺寸: 120+0.35=120.35mm
粗銑后最小尺寸: 120.35-0.035=120.315mm
磨后最小尺寸: 120.315-0.1=120.215mm
五、確定切削用量及基本工時(shí)
工序Ⅰ:粗精銑底端面A
1、粗銑底端面
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表9.4-1粗銑每齒進(jìn)給量af為0.2~0.3mm/z取0.125mm/z,此工序采用φ40硬質(zhì)合金面銑刀,查表9.2-2得齒數(shù)為2
所以進(jìn)給量f=afz=0.125X2=0.25mm/r
②銑削速度
按《工藝手冊(cè)》表9.4-8,銑削速度的計(jì)算公式
其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1,修正系數(shù)kv(見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表9.4-11)即:
kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1
所以:v=90(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000V/πID=1000X90/3.14X40=800(r/min)
④切削工時(shí)
查《工藝手冊(cè)》表9.4-31,切削工時(shí)計(jì)算公式:
其中l(wèi)1=0.5d0+(0.5-1)=21
l2=1~2取2
vf=af*z*n=0.15X4X174=104.4
所以:tm= 0.67(min)
2、 精銑底端面
①進(jìn)給量
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表9.4-1,精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.15mm/r
②銑削速度
其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1,修正系數(shù)kv(見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表9.4-11)即:
kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1、ks=0.8
所以: V=60(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =130(r/min)
④切削工時(shí)
其中l(wèi)1=0.5d0+(0.5-1)=21
l2=1~2取2
vf=f*n=1.0X130=130
所以:tm=0.54(min)
工序Ⅱ:磨削A面
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表3-106,得f=0.05mm/z
②銑削速度
查《工藝手冊(cè)》表3-110,得V=0.048m/min
③主軸轉(zhuǎn)速
查《工藝手冊(cè)》表4-13,得N=1500r/min
工序Ⅲ:鉆、擴(kuò)φ40、φ30.2、φ25.5孔
1、鉆孔φ38mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表10.4,得f為0.56~0.76mm/r取0.64mm/r
②銑削速度
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表10.4-9,鉆、鉸孔的切削速度公式:
其中cv=9.4、zv=0.25、yv=0.4、xv=0、m=0.125、T=75
所以:vc=72(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X12.89/3.14X21.5=191(r/min)
④切削工時(shí)
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表10.4-43查得鉆、鉸孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:
其中l(wèi)f=(dw/2)+3=13.75
l1=2~4取3
所以:tm=0.55(min)
2、 擴(kuò)孔φ39mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表10.4-7,得f=1.3~1.6mm/r取1.4mm/r
②銑削速度
其中cv=15.6、zv=0.2、yv=0.5、xv=0.1、m=0.3、T=120
所以:vc=28.8(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X3.77/3.14X22=55(r/min)
④切削工時(shí)
其中l(wèi)f=(d-dw/2)+3=3.25
l1=10~45取30
所以:tm=2.21(min)
3、 鉆φ28mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表10.4-1,得f=0.56~0.76mm/r取0.60mm/r
②銑削速度
其中cv=9.4、zv=0.25、yv=0.4、xv=0、m=0.125、T=75
所以:vc=64.8(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X12.89/3.14X21.5=191(r/min)
④切削工時(shí)
其中l(wèi)f=(dw/2)+3=13.75
l1=2~4取3
所以:tm=0.5(min)
4、 鉆φ24mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表10.4-1,得f為0.46~0.66mm/r取0.54mm/r
②銑削速度
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表10.4-9,鉆、鉸孔的切削速度公式:
其中cv=9.4、zv=0.25、yv=0.4、xv=0、m=0.125、T=75
所以:vc=64.8(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X12.89/3.14X21.5=191(r/min)
④切削工時(shí)
其中l(wèi)f=(dw/2)+3=13.75
l1=2~4取3
所以:tm=0.56(min)
工序Ⅳ:粗、精鏜φ40mm、φ30.2mm、φ25.5mm
1、 粗鏜φ39.5mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表8.4-1,得f為0.14~0.35mm/r取0.25mm/r
②銑削速度
其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60
所以:vc=20(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中
l2=0~3取2
所以:t=0.44(min)
2、 精鏜φ39.8mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表8.4-1,得f為0.10~0.25mm/r取0.12mm/r
②銑削速度
其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60
所以:vc=12(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中
l2=0~3取2
所以:t=0.62(min)
3、 粗鏜φ29.6mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表8.4-1,得f為0.10~0.35mm/r取0.12mm/r
②銑削速度
其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60
所以:vc=12(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中
l2=0~3取2
所以:t=0.62(min)
4、 精鏜φ30mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表8.4-1,得f為0.10~0.25mm/r取0.12mm/r
②銑削速度
其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60
所以:vc=12(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中
l2=0~3取2
所以:t=0.62(min)
5、 粗鏜φ24.9mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表8.4-1,得f為0.10~0.35mm/r取0.12mm/r
②銑削速度
其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60
所以:vc=20(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中
l2=0~3取2
所以:t=0.44(min)
6、 精鏜φ25.3mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表8.4-1,得f為0.10~0.25mm/r取0.12mm/r
②銑削速度
其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60
所以:vc=12(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中
l2=0~3取2
所以:t=0.62(min)
工序Ⅴ:磨孔φ40mm、φ30.2mm、φ25.5mm
1、 磨孔φ40mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表3-101和3-110,得f為0.04mm/r
②銑削速度
其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60
所以:vc=12(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中
l2=0~3取2
所以:t=6.25(min)
2、 磨孔φ30mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表3-101和3-110,得f為0.04mm/r
②銑削速度
其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60
所以:vc=18(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中
l2=0~3取2
所以:t=3.57(min)
3、 磨孔φ25.5mm
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表3-101和3-110,得f為0.04mm/r
②銑削速度
其中cv=158、yv=0.4、xv=0.15、m=0.2、T=60
所以:vc=20(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中
l2=0~3取2
所以:t=3.57(min)
工序Ⅵ:鉆φ6、φ5.1的孔
1、 鉆φ6mm的孔
①進(jìn)給量
查《工藝手冊(cè)》表10.4-1,得f為0.16~0.26mm/r取0.22mm/r
②銑削速度
其中cv=9.4、zv=0.25、yv=0.4、xv=0、m=0.125、T=75
所以:vc=100(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中l(wèi)f=(dw/2)+3=13.75
l1=2~4取3
所以:tm=2.37(min)
2、 鉆φ5.1mm的孔
①進(jìn)給量
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表9.4-1精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.18mm/r
②銑削速度
其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1,修正系數(shù)kv(見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表9.4-11)即:
kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1、ks=0.8
所以:v=100(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中l(wèi)1=0.5d0+(0.5-1)=21
l2=1~2取2
vf=f*n=0.15X130=130
所以:tm= 3.33(min)
工序Ⅶ:攻M6螺紋
①進(jìn)給量
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表9.4-1精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.15mm/r
②切削速度
其中cv=23、qv=0.2、m=0.15、pv=0.1,修正系數(shù)kv(見(jiàn)《工藝手冊(cè)》表9.4-11)即:
kmv=0.88、kmpm=1.11、k0v=1.1、ks=0.8
所以:v=4.8(m/min)
③主軸轉(zhuǎn)速
n=1000vc/πdw =1000X83.6/3.14X22=1210(r/min)
④切削工時(shí)
其中
l2=0~3取2
所以:t=3.57(min)
工序Ⅷ:檢查
最后,將以上各工序切削用量、額定工時(shí)的計(jì)算結(jié)果,連同其它加工數(shù)據(jù),一并填入機(jī)械加工工序卡片。
六、夾具設(shè)計(jì)
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備,它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工,檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中,提高加工精度和生產(chǎn)率,降低制造成本,一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具,是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率,從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。
一、設(shè)計(jì)主旨
設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度,保證夾具的操作方便,夾緊可靠,使用安全,有合理的裝卸空間,還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用,使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。
本夾具主要用來(lái)對(duì)φ40、φ30.2及φ25.5孔進(jìn)行加工,三組孔尺寸精度要求為IT7,表面粗糙度Ra1.6μm,鉆、鏜、磨就足以滿足其精度。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
2、 夾具設(shè)計(jì)
1、定位基準(zhǔn)的選擇
本夾具用于在搖臂鉆床上加工后托架的三桿孔,工件以底平面限制三個(gè)自由度、側(cè)面和蓋板平面為定位基準(zhǔn)。為了縮短輔助時(shí)間,采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
2、 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具:硬質(zhì)合金刀具,φ24mm,Z=4mm
①切削力
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-9,得銑削力計(jì)算公式:
式中P───鉆削力
t───鉆削深度,72mm
Sz───每齒進(jìn)給量,0.15mm
D───鉆刀直徑,24mm
B───鉆削寬度,1.5mm
Z───鉆刀齒數(shù),4
所以:P=490X241.0X0.150.74X24-1.0X1.50.9X4
=856(N)
②夾緊力
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-11,查得工件以孔定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式:
式中Q───夾緊力
K───安全系數(shù)
D───工件與支撐面接觸的最大長(zhǎng)度,120mm
u1───工件與支撐面之間的摩擦系數(shù),0.2
u2───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù),0.16
D1───壓板直徑,36mm
D2───支撐面直徑,50mm
d───支撐釘?shù)闹睆剑?0mm
安全系數(shù)K=K0K1K2K3K4K5K6
其中 K0───基本安全系數(shù),1.2
K1───加工性質(zhì),1.2
K2───刀具鈍化程度,1.3
K3───切削特點(diǎn),1.0
K4───夾緊力的穩(wěn)定性,1.3
K5───手動(dòng)夾緊時(shí)的手柄位置,1.0
K6───僅有力矩時(shí)工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支撐面接觸的情況,1.0
所以:K=1.2X1.2X1.3X1.0X1.3X1.0X1.0=2.4336
則所需夾緊力Q=4436(N)
查《機(jī)床夾具手冊(cè)》表1-2-26,查得螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的計(jì)算公式:
式中WQ───產(chǎn)生的夾緊力
MK───實(shí)際所需夾緊力,4436N
r1───螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑,0
───螺桿端部與工件間的摩擦角,
a───螺紋升角,00471
r2───螺紋中徑一半,11.675
───螺旋副當(dāng)量摩擦角,80321
───除夾緊機(jī)構(gòu)之外的效率,0.85~0.95
WQ=
計(jì)算得出WQ=6989N大于所需夾緊力4436N,故本夾具可安全工作。
3、定位誤差的分析
①零件圖樣上規(guī)定φ40mm與其位置公差0.10的轉(zhuǎn)角公差為750,故要求φ30mm 的公差小于750,則符合要求。
②零件圖樣上規(guī)定φ30.2mm與其位置公差0.10的轉(zhuǎn)角公差為1000,故要求φ25.5mm的公差小于1000,則符合要求。
③零件圖樣上有φ40mm的孔以A面為基準(zhǔn)的平行度要求為100:0.07,則為35mm時(shí)為0.0245,與其要求公差為0.014,則符合要求。
④零件圖樣上有φ30.2mm,以A、B為基準(zhǔn)的平行度要求分別為100:0.07和100:0.08,算得結(jié)果分別為:0.024和0.028,也是符合要求。
七、畢業(yè)設(shè)計(jì)的心得體會(huì)
時(shí)至今日,幾個(gè)禮拜的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可以畫(huà)上一個(gè)句號(hào)了,但是現(xiàn)在回想起來(lái)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程,頗有心得,其中有苦也有甜,不過(guò)樂(lè)趣盡在其中呀!沒(méi)有接受任務(wù)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年
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工藝夾具-295后托架(6140)(銑、鏜、鉆),工藝,夾具,托架
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