擺架的鉆φ15孔夾具設計及加工工藝裝備規(guī)程含非標5張CAD圖

擺架的鉆φ15孔夾具設計及加工工藝裝備規(guī)程含非標5張CAD圖,15,夾具,設計,加工,工藝,裝備,設備,規(guī)程,非標,cad 擺架零件的工藝規(guī)程及鉆Φ15孔的鉆床夾具設計 目 錄 序言…………………………………………………………………1 一. 零件分析 ……………………………………………………2 1.2零件的分析 ………………………………………………2 二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………3 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………4 2.2基準的選擇傳 ……………………………………………5 2.3工藝路線的擬定及工藝方案的分析 ……………………5 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………6 2.5各工序的定位夾緊方案及切削用量的選………………6 三 夾具設計……………………………………………………15 專用夾具的設計……………………………………………15 3.1夾具方案設計…………………………………………15 3.2定位誤差分析……………………………………………16 3.5引導裝置設計……………………………………………17 3.6夾緊機構設計及夾緊切削力分析計算…………………19 總 結………………………………………………………………22 參考文獻 …………………………………………………………23 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 擺架的加工工藝規(guī)程及其鉆的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。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，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 一、 零件的分析 1.1 零件的工藝分析 擺架有2個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。 1：以端面為基準的加工面，這組加工面主要是左右端面和Φ36的孔， 2：以Φ36孔為基準的加工面，這組加工面主要是寬10mm鍵槽和Φ15孔 二. 工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，考慮到擺架運行時經常需要擺動，因此零件在工作過程中經常受到沖擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。 2.2 基面的選擇的選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。我們選取不加工的外圓表面作為粗基準。 2.3 精基準的選擇 精基準的選擇應滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統一”原則 盡可能在多數工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。 （5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。 以已經加工好的Φ36孔和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復 2.3 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降下來。 制定以下兩種工藝方案： 方案一 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑Φ60，Φ15左端面 工序Ⅳ：銑整個右端面 工序Ⅴ：鉆，擴Φ35孔 工序Ⅵ：鏜孔至Φ36 工序Ⅶ：拉寬10mm鍵槽 工序Ⅷ：鉆，擴，鉸 Φ15孔 工序Ⅸ：檢驗 工序X：入庫 方案二 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑Φ60，Φ15左端面 工序Ⅳ：銑整個右端面 工序Ⅴ：鉆，擴Φ35孔 工序VI：拉寬10mm鍵槽 工序VII：鉆，擴，鉸 Φ15孔 工序VIII：檢驗 工序IX：入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一把在鉆，擴Φ36孔后又增加一道鏜Φ36孔的工序，因為我們所加工的孔的精度要求比較高，粗糙度為1.6，尺寸公差為0.27mm，顯然我們鉆擴孔很難達到精度要求，擴孔后的粗糙度才達到3.2，因此我們有必要在后面加一個鏜孔，以確保加工的精度和粗糙度要求，綜合考慮我們選擇方案一 具體的加工路線如下 工序Ⅰ：鑄造 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑Φ60，Φ15左端面 工序Ⅳ：銑整個右端面 工序Ⅴ：鉆，擴Φ35孔 工序Ⅵ：鏜孔至Φ36 工序Ⅶ：拉寬10mm鍵槽 工序Ⅷ：鉆，擴，鉸 Φ15孔 工序Ⅸ：檢驗 工序X：入庫 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 擺架零件材料為HT200 生產類型為大批量生產，采用砂型機鑄造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差，由鑄造可直接獲得。 2、 擺架的底面 由于擺架底面要與其他接觸面接觸，同時又是Φ36孔的中心線的基準。粗糙度要求為3.23，查機械制造工藝與機床夾具課程設計指導一書中P38頁表2-11知余量留2.5比較合適。 3、擺架的孔 Φ36孔，因為尺寸相對來說較大可以鑄造出，因此Φ36孔毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間，參照參數文獻，確定工藝尺寸單邊余量為2.5mm。Φ15mm孔相對較小，差資料知不需要鑄造出孔。 2.5 確定切削用量及基本工時 工序Ⅰ：銑Φ60左右端面 工步一：銑Φ60左端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：銑Φ25左端面與之相同， 工序II：銑整個右端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則 5） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 6） 計算工時 切削工時：l=160 ，，則機動工時為 工序III：鉆，擴Φ36孔 工步一鉆孔至φ34 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ31孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數0.75，則 根據Z525機床說明書，現取 切削速度：根據參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：擴孔 利用鉆頭將孔擴大至，根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取 根據機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工序IV：鏜Φ36mm孔，選用機床：T716金剛鏜床。 （1） 鏜孔至Φ36mm，單邊余量Z=0.5mm,一次鏜去全部余量，。 進給量 根據有關手冊，確定金剛鏜床的切削速度為，則 由于T716金剛鏜床主軸轉速為無級調速，故以上轉速可以作為加工時使用的轉速。 切削工時： 工序V：拉寬10mm鍵槽 拉寬10mm 的鍵槽 臥式內拉床L2110 工序切削用量及基本工時的確定：拉寬6的鍵槽 單面升齒，根據有關手冊，確定拉花鍵孔時的花鍵拉刀的單面升齒為0.06mm，拉削速度為0.06m/m 切削工時 式中：單面余量為3.5 L---------拉削長度43 --------考慮校準部分 的長度系數取1.2 K----------考慮機床反行程系數 ，取1.4 V-----------拉削速度 ----------拉刀單面升齒 Z-----------拉刀同時工作齒數 P-----------拉刀齒距 所以拉刀同時工作齒數z=l/p=70/10.5=6.66 拉削工時 工序VI：鉆擴，鉸Φ15mm孔的切削用量及基本工時 切削用量及基本工時的確定： 鉆mm底孔，擴mm，絞選用機床：Z525立式鉆床 ⑴鉆孔Φ14mm： 選擇Φ14mm高速鋼錐柄標準麻花鉆（見《工藝手冊》表3.1－6） （《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16） （《切削》表2.15）硬度200－217 按機床選取（《工藝》表4.2－5） 實際切削速度： 基本工時：（《工藝》表6.2－5） ⑵擴孔mm： 選擇Φ14.8mm高速鋼錐柄擴孔鉆（《工藝》表3.1－8） 由《切削》表2.10得擴孔鉆擴Φ9.8mm孔時的進給量，并由《工藝》表4.2－16取擴孔鉆擴孔時的切削速度 由《切削》表2.15得，故： 按機床選取 基本工時： ⑶鉸Φ15孔： 選擇Φ10mm高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17） 由《切削》表2.24得，， 由《工藝》表4.2－16得 按機床選取 基本工時： 三、 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配第70道工序的鉆，擴，鉸Φ15mm孔的鉆床夾具。 （3.1）夾具方案設計 （一）定位基準的選擇 據《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。故加工φ15孔時，采用φ36的孔和端面作為定位基準。 （二）定位方式及定位元件的確定 因為我們要鉆的是Φ15孔，Φ36孔是工件的定位中心，在 加工Φ15孔前，我們已經加工加工了Φ36孔。且Φ15孔和Φ36孔有尺寸公差要求因此我們采用已加工好的Φ36孔和端面作為定位基準 加工表面為?15孔，在給定的零件中，對本步加工的位置公差并未提出具體的要求，但也要保證一定的同軸度誤差使壁厚均勻。因此，本步的重點應在卡緊的方便與快速性上。未標注公差認為IT12精度，故?25外圓直徑公差T=0.18mm. （1）定位方案的確定： 1． 判斷應該限制的自由度 根據工序簡圖所示坐標系及加工要求，應限制工件的四個自由度，分別為y軸的旋轉、位移和z軸的旋轉、位移。X軸方向上的轉動及移動及自由度不予限制。 2． 選擇定位基準 因為我們要鉆的是Φ15孔，在 加工Φ15孔前，我們已經加工了Φ36孔。因此我們采用已加工好的Φ36孔及端面和Φ25外圓定位作為定位基準。 3． 選擇或設計定位元件 采用端面心軸和活動v型塊定位基準，限制旋轉方向的自由度。通過手柄帶動壓頭壓緊工件。即采用心軸定位定位，活動v型塊壓緊壓緊。 （3.2）定位誤差的分析與計算 本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）； ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——定位銷外圓直徑公差（mm）。 圖3.2 定位銷水平放置時定位分析圖 因為Φ15孔和其他孔沒有位置度要求，只和Φ36孔有尺寸公差要求，尺寸公差為正負0.1、我們的定位誤差最大為0.067，故滿足要求 3.3引導裝置設計 Φ15的孔粗糙度要求為1.6，公差要求為0.019，從圖可以看出，光潔度要求較高，因此我們需鉆，擴，鉸才能滿足要求，因為鉆后還要擴孔和鉸孔，為了我們鉆后能及時的擴孔和鉸孔，我們切削才，粗糙度和尺寸公差方能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。因為快換鉆套用的時間配合較松，因此我們要加一個壓緊螺釘，同時因為快換鉆套要不斷的裝卸，為了防止鉆模板在多次裝卸中磨損，造成無法使用，因此我們在快換鉆套外面加一快換襯套，根據工藝要求，即先用Φ14的麻花鉆鉆孔，根據GB1141—84的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為Φ14mm。再用標準Φ14.8的擴孔鉆，然后再用Φ15鉸刀以確保加工的質量 快換鉆套的主要尺寸如下圖 快換鉆套 的相關參數及圖形如下 3.4夾緊機構設計與夾緊力分析計算 我們采用心軸定位，采用活動V型塊壓緊，以限制旋轉方向的自由度，同時起防止震動的目的，因為工件的切削力是向下的，靠鉆頭的切削力即可夾緊工件。 1、切削力及夾緊力的計算 刀具：Φ14的麻花鉆，Φ14.8的擴孔鉆，鉸刀。 ①鉆孔切削力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───鉆削力 t───鉆削深度, 80mm S───每轉進給量, 0.25mm D───麻花鉆直徑, Φ14mm HB───布氏硬度，140HBS 所以 =800（N） 鉆孔的扭矩： 式中 S───每轉進給量, 0.25mm D───麻花鉆直徑, Φ23mm HB───布氏硬度，140HBS =×0.014×× =1580(N·M) ②擴孔時的切削力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───切削力 t───鉆削深度, 80mm S───每轉進給量, 0.3mm D───擴孔鉆直徑, Φ14.8mm HB───布氏硬度，140HBS 所以 = 873（N） 擴孔的扭矩： 式中 t───鉆削深度, 80mm S───每轉進給量, 0.3mm D───麻花鉆直徑, Φ24.8mm HB───布氏硬度，140HBS =1263（N·M） 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。 總 結 課程設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統的組織起來，進行理論聯系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。 參 考 文 獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上海科學技術出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 25 頁 共 26 頁