半軸零件的夾具設(shè)計(jì)【銑φ38端面】【說(shuō)明書+CAD】
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夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配,決定設(shè)計(jì)第00道工序粗銑半軸Φ38mm外左端面的銑床夾具。
1. 問(wèn)題的提出
本夾具主要用于銑左端面,精度要求不高,因?yàn)楹竺孢€有精加工,因此本道工序加工精度要求不高,為此,只考慮如何提高生產(chǎn)效率上,精度則不予考慮。
2 .定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理,否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?;鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求,從保證零件的加工精度要求出發(fā),合理選擇定位基準(zhǔn)。此道工序后面還有精加工,因此本次銑沒有較高的技術(shù)要求,也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求,所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高加工精度。我們采用Φ38外圓面為定位基準(zhǔn),為了提高加工效率,縮短輔助時(shí)間,決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。
3. 切削力及夾緊力計(jì)算
(1)刀具: 采用高速鋼立銑刀 φ50mm
機(jī)床: X51立式銑床,銑的功率4.5kw
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中: 40Cr材料的硬度在這里我們?nèi)?900HB
修正系數(shù)=1
為走刀量
為銑削深度
B為銑削寬度B=38,
Z為銑刀齒數(shù)Z=4,
D為銑刀直徑 D=50
代入上式,可得 p=1081.8N
因在計(jì)算切削力時(shí),須把修正系數(shù)考慮在內(nèi),上面我們已經(jīng)算出,修正系數(shù)為1,所以實(shí)際切削力P=1081.8N。
(2)夾緊力的計(jì)算
用壓板和V型塊夾緊工件,切削力的計(jì)算工式為
我們選用的標(biāo)準(zhǔn)V型塊a=90°
其中f為支承面上的摩擦系數(shù),支承面為平面,f=0.16~0.25,在這里我們?nèi)=0.20
K為安全系數(shù),粗加工時(shí),K=2.5~3.0,在這里取2.5
D為工件直徑,D=38
M為切削扭矩:M=PL
L==13.433mm
M=PL=14531.8N.mm
=126.7N
W遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于p,夾緊力滿足要求
經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠,
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力
4 . 定位誤差分析
對(duì)于定位元件,因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)為外圓,故選擇長(zhǎng)V型塊作為定位元 件。
至于使用的V型塊個(gè)數(shù),應(yīng)使用2個(gè)V型塊進(jìn)行定位。一個(gè)位固定長(zhǎng)V型塊,它主要限制了y軸的旋轉(zhuǎn)、位移和z軸的旋轉(zhuǎn)、位移四個(gè)自由度,保證了孔的尺寸精度,另一塊為滑動(dòng)長(zhǎng)V型塊,防止過(guò)定位的形成。
一批工件在卡具中定位時(shí),各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致,因此使加工后,各工件加工尺寸的不一致,而形成誤差,即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。
形成原因有兩個(gè),一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。
根據(jù)零件圖可知,T=0.127mm, Td=0.20mm,,。2
已知孔的形狀公差為0.127,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,易知此結(jié)果符合。
5.定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=28mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下:
表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差
允差
公稱尺寸
允差D
28
-0.013
-0.033
40
16
6
9
6
27
+0.021
8
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成,用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
本工序是用來(lái)銑工件左端面的,所以選用方形對(duì)刀塊,對(duì)刀塊的圖形和尺寸如下:
塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如下圖所示:
圖 3.5 平塞尺圖
塞尺尺寸為:
表 3.2 平塞尺尺寸表
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
6 .夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于操作,降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了鉸鏈壓板的夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃。邢髁π?,所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
夾具的夾緊力不大,故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用鉸鏈壓板的夾緊機(jī)構(gòu)。
銑夾具裝配圖如下:
夾具體附圖如下
總 結(jié)
課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的,通過(guò)這次的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì),使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了好多,也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì),它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致 謝
這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小,為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)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(cè)時(shí),數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊,由于經(jīng)驗(yàn)不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題,不過(guò)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(shí)給我指明了方向,最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
這次課程設(shè)計(jì)成績(jī)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,特別是每次都放下她的休息時(shí)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(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成,她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜,她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外,她的治學(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(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版,1994年
2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè),李益民主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版,1994年
3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編,上??茖W(xué)技術(shù)出版社出版,1983年
4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè),東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編,上??茖W(xué)技術(shù)出版社出版,1990年
5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè),上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1981年10月
6.機(jī)械制造工藝學(xué),郭宗連、秦寶榮主編,中國(guó)建材工業(yè)出版社出版,1997年
第 11 頁(yè) 共 11 頁(yè)
數(shù)控車薄片件夾具及加工
李宏
(廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣東廣州510515)
摘要:本文就薄片工件在加工中存在的裝夾、車劉方法、面表高光.及車刀選擇的技術(shù)問(wèn)越,就自己在實(shí)際加工中的夾具設(shè)計(jì),加工方法及刁其選擇解決問(wèn)題方面,作一敘述。
關(guān)健詞:數(shù)拉車床;薄片件;夾具;加工;刀具
引言
利用數(shù)控車床加工薄片零件,因裝夾問(wèn)題經(jīng)常需要設(shè)計(jì)加工夾具及根據(jù)圖紙要求選擇合理的刀具。如(圖一)所示,材料為防銹鋁合金(LFS),外徑8100毫米,內(nèi)徑a34毫米.片厚僅4毫米。為音箱裝飾圈,
技術(shù)要求:(1)R4的圓弧面、內(nèi)孔及斜口位高光; (2)表面無(wú)刮傷和毛刺; (3)其它面噴細(xì)砂氧化香檳金色。
工件的毛坯尺寸,厚度4.5毫米,中間有一直徑為32毫米的孔,外徑為102毫米,在半徑44毫米處均布4個(gè)直徑4.5毫米的孔的薄圈,用沖床一次沖出。
2.難度分析及工藝流程分析
2.1從零件圖樣要求及材料來(lái)看,主要因?yàn)槭潜∑慵?,其厚度僅有4毫米,材料為鋁合金,硬度不高,并且批量較大,既要考慮如何保證工件在加工時(shí)的定位精度,又要考慮裝夾方便、可靠、并且不能損傷表面,因此關(guān)鍵是解決零件的定位裝夾問(wèn)題。
2.2根據(jù)零件圖樣,經(jīng)過(guò)工藝分析后,制定出以下加工工藝流程:
2.2.1沖床下料
2.2.2銑床銑R4的圈弧深為2毫米
2.2.3數(shù)控車床車平一側(cè)端面控制厚度4毫米
2.2.4表面噴細(xì)砂氧化香檳金色
2.2.5數(shù)控車床車R4弧面和直徑88毫米的外圓
2.2.6數(shù)控車床惶內(nèi)孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位。
從上述工藝流程來(lái)看,在第S步加工時(shí),如用一般三爪撐著內(nèi)孔的裝夾方法來(lái)加工,因?yàn)椴牧陷^薄,車削受力點(diǎn)與加緊力作用點(diǎn)相對(duì)較遠(yuǎn),剛性不足,引起讓刀和展動(dòng),而造成R4的圓弧及直徑88毫米處外圓的表面達(dá)不到要求。在第6步加工時(shí),因?yàn)橐约庸ち薘4的圓弧面,表面不允許劃傷,不可以再裝夾了,就算可以裝夾也會(huì)因?yàn)閯傂圆蛔愕脑蛟斐蓛?nèi)孔和斜口位表面達(dá)不到要求。因此在這兩步加工工序中要考慮如何裝夾定位的問(wèn)題。
3.夾其設(shè)計(jì)
如何保證零件定位準(zhǔn)確、裝夾方便和加緊可靠呢?根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)可知,剛體在空間的任何運(yùn)動(dòng)都可看成是相對(duì)于三個(gè)互相垂直的坐標(biāo)平面,共有六種運(yùn)動(dòng)合成。這六種運(yùn)動(dòng)的可能性稱為六個(gè)自由度·要使工件在空間處于相對(duì)固定不變的位里,就必須限制六個(gè)自由度。限制的方法,用相當(dāng)于六個(gè)支承點(diǎn)的定位元件與工件定位基準(zhǔn)面接觸來(lái)限制。我根據(jù)工藝流程的分析經(jīng)過(guò)一番考慮.決定該工件采用一面兩銷的定位方案,因一面兩銷定位具有支承面大,支承鋼度好,定位精度高,裝卸工件方便等優(yōu)點(diǎn),夾具體平面為第一定位基準(zhǔn),限制了工件的三個(gè)自由度;圓銷為第二定位基準(zhǔn),限制了工件的兩個(gè)自由度;另一個(gè)根據(jù)六點(diǎn)定位原理,在實(shí)際中我設(shè)計(jì)了如(圖二)所示夾具。
3.1夾具結(jié)構(gòu)(圖二)在第5步用數(shù)控車床車R4弧面和直徑BS毫米的外回時(shí).設(shè)計(jì)了如(圖二)所示的夾具:
3.1.1件1為夾具主體,材料為A3鋼板.最大直徑為I00趕米的臺(tái)階型工件; 3.1.2件2為定位銷,材料為45號(hào)鋼,直徑為4.45毫米,4個(gè)定位銷圓周均布,剛好與薄片工件上的4個(gè)直徑4.5毫米的孔對(duì)應(yīng)配合,使工件在夾具中定位及傳遞切削力;
3.1.3件4,5,6為改裝特制后的壓板組合休,其中件4為軟膠板,直徑80毫米,厚度3毫米,件5用A3鋼板制成,直徑80毫米,厚度l2毫米,件6為活動(dòng)頂尖,件4與件5用強(qiáng)力貓結(jié)劑粘合,然后在與件6的活動(dòng)頂尖頭聯(lián)接并在聯(lián)接處焊接固定。
3.2零件定位裝夾方法及原理(圖二)件1夾持在數(shù)控車床的三爪卡盤上.臺(tái)階處靠卡爪,用百分表打表校正夾具體的外圓及端面,本夾具體以右端面為基準(zhǔn)定位,限制了三個(gè)自由度;工件3的4個(gè)直徑4.5毫米的孔與夾具體上的4個(gè)定位銷對(duì)正套人,一個(gè)定位銷限制了兩個(gè)自由度,對(duì)稱的一個(gè)定位銷限制另一自由度,另兩個(gè)定位銷重復(fù)限制了兩個(gè)自由度,從六點(diǎn)定位原理來(lái)看,以上定位出現(xiàn)了重復(fù)定位,但因?yàn)楣ぜ系母鞫ㄎ豢缀蛫A具定位銷的中心距精度很高,為了提高定位支承的穩(wěn)定性,采用了一面四銷定位,通過(guò)實(shí)踐加工證明,這樣的
重復(fù)定位可以相容。工件在夾具中定位后一般應(yīng)加緊,使工件在加工過(guò)程中保持已獲得的定位不被破壞,本夾具通過(guò)壓板壓峨(尾座).使工件3得到較好的定位和夾緊。
3.3夾具結(jié)構(gòu)在第6步用數(shù)控車床車內(nèi)孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位時(shí),設(shè)計(jì)了夾具:
3.3.1件I為夾具的主體,用A3鋼板制成,最大直徑為200毫米,厚度為20毫米的圓餅型工件,右端面有一直徑36毫米,深為7毫米的孔(零件在惶孔時(shí)以便鎮(zhèn)孔刀可以徨通孔).左端面有一直徑170毫米,深為IO毫米的孔(可用正爪撐夾);
3.3.2件6為定位銷,材料為45號(hào)鋼,直徑為4.45毫米,4個(gè)定位銷圓周均布;
3.3.3件4為軟膠板,外回直徑88毫米.內(nèi)孔直徑勸毫米,厚度1毫米,件5為壓板,用A3鋼板制成,最大直徑為170毫米,厚度為12毫米,中間有一錐孔,小端直徑40毫米,大端直徑70毫米左右.件4與件5用強(qiáng)力貓結(jié)劑粘合;
3.3.4件3為螺絲(對(duì)稱兩個(gè))中心距120毫米,用于件1夾具主體與件5壓板的聯(lián)接。
3.4零件定位裝夾方法及原理件1夾具主體在數(shù)控車床的三卡盤上用反爪夾持,靠卡爪臺(tái)階處,用百分表打表校正夾具體的外圈及端面.本夾具體以右端面為基準(zhǔn)定位,限制了三個(gè)自由度;工件2的4個(gè)直徑4.5毫米的孔與夾具體上的4個(gè)定位銷對(duì)正套人,一個(gè)定位銷限制了兩個(gè)自由度,對(duì)稱的一個(gè)定位銷限制另一自由度,另兩個(gè)定位銷重復(fù)限制了兩個(gè)自由度,從六點(diǎn)定位原理來(lái)看.以上定位出現(xiàn)了重復(fù)定位,但因?yàn)楣ぜ系母鞫ㄎ豢缀蛫A具定位銷的中心距精度很高,為了提高定位支承的穩(wěn)定性,采用了一面四銷定位,通過(guò)實(shí)踐加工證明,這樣的重復(fù)定位可以相容。工件在夾具中定位后一般應(yīng)加緊,使工件在加工過(guò)程中保持已獲得的定位不被破壞,本夾具通過(guò)螺絲將壓板連接夾具主體,用壓板壓緊,使工件2得到較好的定位和夾緊。
4.實(shí)際操作
4.1切削用盤及走刀路線選擇
4.1.1外圓粗車時(shí),主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn),進(jìn)給速度F200-F350,反偏刀橫裝與刀架上,采用橫向走刀一次加工完成,留梢車余量0.1-0.2毫米。
4.1.2外圓精車時(shí),主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn),為取得較好的表面粗糙度選用較低的進(jìn)給速度F30-F45,采用縱向走刀一次加工完成。
4.1.3內(nèi)孔及斜口粗車時(shí),主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn),進(jìn)給速度F200-F350,采用橫向走刀由里向外一次加工完成.留精車余量0.1-0.2毫米。
4_1.4內(nèi)孔及料口精車時(shí).主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1100-1200轉(zhuǎn)。進(jìn)給速度F30-F45,采用縱向走刀由外向里一次加工完成。
4.2零件加工時(shí)的特殊處理
4.2.1見(圖一)中A,B兩處的倒角去毛刺利用刀具的固有幾何形狀輕碰0.3-0.5毫米。
4.2.2所有刀具均無(wú)卷屑植,切屑能順前刀面排離工件,以防切屑纏繞工件而刮傷加工表面。
4.3加工時(shí)的注意事項(xiàng)
4.3.1工件要夾緊,以防在車削時(shí)打滑飛出傷人和扎刀;
4.3.2在車削時(shí)要加注柴油潤(rùn)滑冷卻,以防沮度過(guò)高燒壞刀具,使加工表面大不到要求;
4.3.3遵守安全文明生產(chǎn)。
5.結(jié)束
通過(guò)實(shí)際加工生產(chǎn).證明加工生產(chǎn)工藝流程、夾具設(shè)計(jì)、刀共及切削用量選用合理.減少了裝夾校正的時(shí)間.減輕了操作者的勞動(dòng)雙度,提高效率.保證了加工后零件的質(zhì)f,平均兩臺(tái)數(shù)控車床每周可加工成品五千件左右。
.考文欲
[1]張恩生主編:《車工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》,江蘇科學(xué)技術(shù)出版社.1999.
f2〕白成軒主編:《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)新原理》,機(jī)械工業(yè)出版社.1997.
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