套筒座機械加工工藝及鏜φ50孔夾具設(shè)計【SW夾具三維】
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摘 要
本設(shè)計涉及到機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差和測量等方面的知識。
底座的加工工藝和夾具設(shè)計包括三個部分,包括工藝設(shè)計、工序設(shè)計和專用夾具設(shè)計。在設(shè)計的過程中應(yīng)該首先理解的分析部分,工序過程的設(shè)計一個毛坯的結(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;然后每個切削用量的部分步驟大小計算,是決定工藝的關(guān)鍵設(shè)備和切割過程的各種設(shè)計參數(shù),然后一個專用夾具,夾具選擇各種組件的設(shè)計,如定位和夾緊元件連接部分,導(dǎo)向元件,夾具和機床和其他組件,定位誤差計算夾具,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性和不足之處,改進(jìn)和設(shè)計。
關(guān)鍵詞:工序、工藝、切削參數(shù)、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
This design relates to the mechanical manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerances and measurements, and other aspects of knowledge.
The machining process and fixture design of the base consists of three parts, including process design, process design and special fixture design. In design process should first understand the analysis, structure of the process design of a blank, and choose the good parts machining reference to design parts of the process route; then calculate the amount of each cutting part of the step size, the decision process of key equipment and cutting process of various design parameters and a special fixture, the fixture selection design of various components, such as positioning and clamping elements connecting part, component oriented, tools and fixtures and other components, positioning error calculate fixture, fixture structure of rationality and disadvantage analysis, improvement and design.
Key words: process, process, cutting parameters, clamping, positioning, error.
目錄
序 言 1
一 零件的分析 2
1.1零件的作用 2
1.2零件的精度分析 2
1.3 零件的工藝分析 3
二 工藝規(guī)程設(shè)計 4
2.1確定毛坯的制造形式 4
2.2機械加工余量的的確定 4
2.3毛坯尺寸的確定 5
2.4工序余量的確定 6
2.5基面的選擇 7
2.6制定工藝路線 8
2.7 確定切削用量及基本工時 9
三 鏜孔夾具設(shè)計 18
3.1問題的提出 18
3.2定位基準(zhǔn)的選擇 18
3.3定位方案的設(shè)計 18
3.4夾緊裝置的設(shè)計 19
3.5切削力及夾緊力的計算 20
3.6定位誤差分析 21
3.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明 22
總 結(jié) 23
致 謝 25
參 考 文 獻(xiàn) 26
10
序 言
機械制造行業(yè)的生產(chǎn)一定形狀和大小的零件和產(chǎn)品,并配備了機械設(shè)備行業(yè)。機械制造的產(chǎn)品可以直接使用的人使用,而且對其他行業(yè)的生產(chǎn)提供設(shè)備,有各種各樣的社會機器或機械制造產(chǎn)品。我們的生活不能分開制造,所以制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重要的產(chǎn)業(yè),是一個重要的基礎(chǔ),一個國家或地區(qū)的發(fā)展和強大的支柱。在某種意義上,機械制造業(yè)的水平是衡量一個國家的國民經(jīng)濟的整體實力和科技水平的一個重要指標(biāo)。
底座的工藝設(shè)計和夾具設(shè)計的基礎(chǔ)是一個教學(xué)環(huán)節(jié)完成的機械制圖、機械制造技術(shù)、機械設(shè)計、機械工程材料課程設(shè)計。正確解決一部分的過程中定位,夾緊和工藝路線安排,工藝尺寸確定等問題,并設(shè)計專用夾具,確保零件加工的質(zhì)量。設(shè)計也開發(fā)自己的自學(xué)和創(chuàng)新能力。因此,本設(shè)計是全面和實用,涉及范圍廣泛的知識。因此,在設(shè)計中應(yīng)注意的基本概念,基本理論,而且還注意到生產(chǎn)實踐的需要,只有各種理論與生產(chǎn)實踐的結(jié)合,可以很好的完成設(shè)計。
設(shè)計水平有限,其中難免有缺點錯誤,敬請老師批評指正。
三 鏜孔夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,通常需要用專用夾具.經(jīng)過老師的考慮,決定設(shè)計工序中的φ50孔系。
3.1問題的提出
本夾具主要用來鏜φ50孔系, 因為孔系所在的面是垂直的，因此采用1個鏜套導(dǎo)向，裝卸工件將會比較困難，我們將著力解決工件的裝卸上。
3.2定位基準(zhǔn)的選擇
因為工件不能和夾具體直接接觸，所以我們采用了1個支撐板定位底面，然后我們以已經(jīng)加工好的6-Φ10.5的孔定位，一個采用圓柱銷定位，一個采用削邊銷定位，這樣我們的底面限制工件的3個自由度，圓柱銷限制工件的2個自由度，削邊銷限制工件的1個自由度，這樣空間的6個自由度都已經(jīng)限制完了，我們就可以開始加工工件。
3.3定位方案的設(shè)計
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” 主要支撐也就是在零件加工中起定位的作用，也能限制自由度
1） “固定支承
2） “可調(diào)支承”
3） “自位支承”
（2） 輔助支承 主要用來提高零件安裝的穩(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. 工件以圓柱孔定位
（1）圓柱銷
（2）圓錐銷
（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
根據(jù)上述表述，我們是在圓柱孔中定位，采用圓柱銷和削邊銷作為定位元件，圓柱銷和削邊銷如下圖：
3.4夾緊裝置的設(shè)計
在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、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，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，即稱為夾緊裝置。
典型夾緊結(jié)構(gòu)如下：
1. 斜楔夾緊結(jié)構(gòu)
2. 螺旋夾緊結(jié)構(gòu)
（1）單個螺旋夾緊結(jié)構(gòu)
（2）螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu)
（3）偏心夾緊機構(gòu)
根據(jù)上述，本次夾具采用圓柱銷和削邊銷定位，為了快速裝卸工件，因此采用鉸鏈壓板夾緊工件即可滿足要求。
3.5切削力及夾緊力的計算
由夾具裝配圖可以看出,由于水平方向上所受的力與進(jìn)刀方向一致,所以水平方向上不需要考慮夾緊力是否合適,只用考慮Z軸上的夾緊力就可以了。
查《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-3得:
式中:
=×1.0×1.0×1.0×1.0=1.10
所以,
=587.5N
在計算切削力時,必須把安全系數(shù)也考慮在內(nèi).
查《機床夾具設(shè)計手冊》,表1-2-1可知:
所以,
切削力=1.5×1.2×1.0×1.0×1.3×1.0×1.5×587.5=2062.13N
因本夾具主要夾緊力是螺母夾緊,
查《機械加工工藝師手冊》表17-30得:
夾緊力N=7950N
此時,實際夾緊力已大于所需2062.13N的加緊力了,所以本夾具可安全工作.
3.6定位誤差分析
一面兩銷定位誤差
(1)移動時基準(zhǔn)位移誤差
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
代入得： ==
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中：
則代入得：
則：
經(jīng)檢驗合格
3.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，在夾具設(shè)計中,為了提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)首先關(guān)注夾緊過程，夾緊機構(gòu)選用移動壓板組成的單個螺旋夾緊機構(gòu)，當(dāng)我們把工件，使用一面兩銷把工件的六個自由度的空間限制后，我們旋轉(zhuǎn)構(gòu)型壓板完成后，試著接觸工件旋轉(zhuǎn)螺母和夾緊工件。這是鏜桿放入鏜套，即可以開始加工工件。
總 結(jié)
這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一個設(shè)計作業(yè)，它需要我們把大學(xué)幾年里學(xué)到的機械相關(guān)的知識系統(tǒng)的融合起來，然后把這些知識和我們做的設(shè)計進(jìn)行很好的結(jié)合，這需要我們把金屬切削原理夾具與刀具、機床夾具設(shè)計、互換性測量技術(shù)、鉆床夾具設(shè)計，等系統(tǒng)的結(jié)合起來，通過查閱上面學(xué)習(xí)過的資料，很好的復(fù)習(xí)和鞏固以前學(xué)過的知識，并把這些知識很好的運用到鉆床夾具設(shè)計中。同時通過查閱資料和文獻(xiàn)也培養(yǎng)了我自己的自學(xué)能力與創(chuàng)新能力。本次設(shè)計涉及知識面較廣，理論聯(lián)系實際較強，做好本次設(shè)計即需要有很好的教材和文獻(xiàn)上的理論作為支撐，有需要注意好生產(chǎn)加工的實踐需要，需要很好的吧理論和實踐進(jìn)行融合，因此他是一個綜合性系統(tǒng)性的訓(xùn)練，使我的知識水平和實踐能力得到顯著的提高。
這次機床夾具畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)我們機械專業(yè)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn)夾具設(shè)計方案,提出多種方案,分析和解決實際問題找到合理方案,鍛煉我們運用系統(tǒng)知識聯(lián)系實際情況解決生產(chǎn)加工中實際問題的的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)機械所有專業(yè)課的基礎(chǔ)上及生產(chǎn)實習(xí)的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合系統(tǒng)性訓(xùn)練。這次機床夾具畢業(yè)設(shè)計使我以前所學(xué)習(xí)和掌握的關(guān)于零件加工方面比較散亂的知識，通過本次設(shè)計，系統(tǒng)的串聯(lián)起來，使我對這些機械加工知識有了更加系統(tǒng)化和深入的理解掌握。比如機床的選擇，機床的特性，機床的參數(shù)，切削i加工的參數(shù)的確定、計算、材料的選取、背吃刀量的選擇，加工順序的安排，加工記賬的選擇，加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 同時也培養(yǎng)了自己綜合運用自己所學(xué)知識，完成工藝和夾具方面的設(shè)計，以及根據(jù)自己所掌握的系統(tǒng)的理論知識，培養(yǎng)出自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力，并通過設(shè)計把這些能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提高；通過本次設(shè)計，我再次體會到理論聯(lián)系實踐重要性，理論聯(lián)系實踐，2者相互相成，缺一不可，正如我們偉大領(lǐng)袖毛主席所說，從理論中來，到實踐中去，理論指導(dǎo)實踐，實踐反過來完善理論，單純的理論是紙上談兵，單純的實踐是沒理論依據(jù)做支撐就是盲目，二者聯(lián)系起來才相得益彰，才能事半功倍，威力無窮。
回顧起此次端蓋鉆孔的鉆床夾具設(shè)計，歷經(jīng)幾個月時間，中間遇到了很多的困難和疑惑，每次遇到巨大的困難和疑問 埋頭查資料，問老師，請教同學(xué)，這中間的點點滴滴，至今回想起來我仍歷歷在目，感慨頗多，的確，從選機床夾具設(shè)計課題，對機床夾具設(shè)計相關(guān)知識一無所知，到最后通過學(xué)習(xí)到完成定稿，通過查閱資料，文獻(xiàn)，請教老師，同學(xué)，使我系統(tǒng)的掌握了機床夾具方面的系統(tǒng)的知識，這些知識很好的武裝了我的大腦，然后又帶著這些知識到工廠里請教機械加工的師傅，最終通過我不懈的努力，從理論到實踐，在整整幾個月的時間里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學(xué)過的知識，實現(xiàn)了我人生的蛻變，對我的大學(xué)生活做了一個完整的交待，并且通過給工廠師傅的交流，大大開闊了我的眼界，讓我學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次努力的完成我的畢業(yè)設(shè)計的過程，使我懂得了理論與實際相結(jié)合是非常非常重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，才會有更大的價值，從理論中得出結(jié)論，去指導(dǎo)生產(chǎn)，才能真正的實用，同時在使用中發(fā)現(xiàn)不足，及時的反饋，然后再去完善理論，這樣才會越做越好，當(dāng)然在本次設(shè)計的過程中遇到了許多問題，同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，以前自以為學(xué)習(xí)不錯的我，總以為自己掌握的知識已經(jīng)足夠豐富和多，但是通過這次畢業(yè)設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)我掌握的知識，僅僅是冰山一角，并且還掌握的不太牢固，到用的時候才發(fā)現(xiàn)以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，還好這次畢業(yè)設(shè)計讓我有了很好的復(fù)習(xí)和提高，同時也對我的人生有很深刻的體會，做事情要腳踏實地，戒驕戒躁，虛心學(xué)習(xí)，多多請教。
這次畢業(yè)設(shè)計雖然最后順利完成了，在設(shè)計過程中雖然碰到了許多問題，了，老師的辛勤指導(dǎo)下，在同學(xué)的幫咱下，這些問題都迎刃而解。同時，在老師的身上我學(xué)到了很多我不具備的優(yōu)點，在此非常感謝！
同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！
致 謝
這次機械畢業(yè)設(shè)計讓我收益匪淺，做這個設(shè)計過程中，我獲得的心得和體會，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)會了遇到問題，通過自己查閱資料，請教老師，請教同學(xué)快速解決問題的能力，讓我深深的明白了，天下并沒有難 的事情，只要敢于攀登和克服就沒有解決不了的問題。所謂天下事 會者不難，難者不會也。同時他也更深刻的讓我明白，系統(tǒng)的知識對解決問題的重要性，知識不系統(tǒng)看問題就容易一點帶面，以偏概全，以小蓋大，通過對這些知識系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和掌握，讓我了解到做任何事情都要多查資料，多讀書，系統(tǒng)的掌握相關(guān)的知識，然后才能做出正確的判斷和選擇，這些心得和體會也必將以后帶到我今后的工作和人生當(dāng)中，同時也讓我明白，做任何事情要有一定的理論去支撐，要讓理論和實踐很好的結(jié)合起來，不能坐而論道，紙上談兵，要把理論落地，充分的和實踐結(jié)合，然后通過實踐再很好的完善理論，同時也不能盲目的去干，要一定的理論和系統(tǒng)的知識作為依據(jù)，然后才可以做出非?？煽靠尚械臎Q定，才能觸類旁通，舉一反三。
總之通過我不懈的努力，和老師的辛勤知道，最終我完成了這次畢業(yè)設(shè)計，這次設(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。在這里，我非常感謝我的指導(dǎo)老師，每次我問他問題的時候，他都放下他的休息時間和手頭的工作，耐心地幫助我解決我遇到的技術(shù)上的一些難題，他的精益求精的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，作為老師的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，深深地感染和激勵著我，讓我終身難忘
從前期課題的選擇到最后項目的完成，他都始終給予我這個學(xué)生悉心的指導(dǎo)和講解。幾個月的時間，他不僅在這套畢業(yè)設(shè)計中遇到的問題給與很好的指導(dǎo)，同時還在思想、給與我很好的方向，通過這個設(shè)計，我更加敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平，同時他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是心中的標(biāo)桿，他的舉動必將影響我今后的學(xué)習(xí)和生活。
在此 我再次感謝我的指導(dǎo)老師，感謝他對于我無私的幫助和指導(dǎo)。
參 考 文 獻(xiàn)
1. 崇凱主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2006
2. 王先逵主編.機械制造工藝學(xué).北京.機械工業(yè)出版社，2005
3. 王先逵主編.機械加工工藝手冊.北京.機械工業(yè)出版社，2006
4. 楊叔子主編.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001
5. 李旦、王杰主編.機床專用夾具圖冊.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998
6. 趙家齊主編.機床制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京.機械工藝出版社，2000
7. 陳于萍、周兆元主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京.機械工業(yè)出版社，2005
8. 王光斗、王春福主編.機床夾具設(shè)計手冊.上海.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000
9. 李益民主編.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994
10. 孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1999
11. 劉守勇主編.機械制造工業(yè)與機床夾具.北京：機械工業(yè)出版社，2000
12 Huang Yunqing editor. Tolerance and measurement techniques. Beijing: Mechanical Industry Press, 2001
13 Xue Yuen Shun machine fixture design. Beijing: Mechanical Industry Press, 2001
14、Morgan, M.N, Rowe, W.B., Black, S.C.E. and Alanson, D.R. Machining of Engineering Ceramics(J).Engineering Manufacture, 1998, 212(B8), 661-669
15、Rowe, W.B. Mechanical Engineering in the information(J). Engineering Manufacture, 2001, 215(B4), 473-491
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