0003-氣門搖臂軸支座加工工藝及鉆擴(kuò)鉸孔夾具設(shè)計(jì)

0003-氣門搖臂軸支座加工工藝及鉆擴(kuò)鉸孔夾具設(shè)計(jì),氣門,搖臂,支座,加工,工藝,鉆擴(kuò)鉸孔,夾具,設(shè)計(jì) 第 一 章. 零件的分析 1．1 零件的作用 該零件是1105型柴油機(jī)中的搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座。mm孔裝搖臂軸，軸兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂。mm孔內(nèi)裝一個(gè)減壓軸，用于降低汽缸內(nèi)壓力，便于啟動柴油機(jī)，兩孔間距mm，可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門，實(shí)現(xiàn)減壓。該零件通過mm小孔用M10螺桿與汽缸相連。該零件是柴油機(jī)氣門控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。 1.2 零件的工藝分析 分析零件圖紙，圖紙的各視圖不清晰，尺寸標(biāo)注完整，能夠表達(dá)清楚零件的各個(gè)部分，技術(shù)條件標(biāo)注合理，表面粗糙度標(biāo)注合理，尺寸公差標(biāo)注完整，能夠完整表述加工要求。該零件加工表面分兩種，主要是孔的加工，圓柱端面平面加工。將零件圖重新繪制在A3圖紙上，詳見附圖?，F(xiàn)將主要加工部分表述如下： 1.2.1孔加工 該零件共有4個(gè)孔要加工，其中mm、mm孔加工要求較高，兩孔中間距mm，mm孔中心與底平面距離mm，mm孔中心與底面距離490.05mm。有平行度要求，表面粗糙度1.6，需精加工，mm小孔直接鉆出即可，另斜小孔直接鉆出。 1.1.2 面的加工 該零件需加工平面為22×36底面精度要求較高，是后續(xù)工序的精基準(zhǔn)面，需精加工，上端面要求高，粗銑即可。26圓柱兩端面粗銑，　28圓柱兩端粗糙度要求3.2，要精銑。 由以上分析知，該零件的加工應(yīng)先加工面，孔以面為基準(zhǔn)。保證孔中心與底面的距離，平行度。 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1確定毛坯： 2.1.1毛坯的制造形式： 零件材料為HT200，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，該零件體積較小、形狀不是很復(fù)雜，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度，由于零件生產(chǎn)類型為成批、大批生產(chǎn)，而砂型鑄造生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，故本零件毛坯采用砂型鑄造。 2.1.2毛坯的設(shè)計(jì)： 由于生產(chǎn)類型為成批、大批生產(chǎn)，考慮毛坯生產(chǎn)成本和機(jī)械加工成本，毛坯制造方法為砂型鑄造， 18、16孔需精加工，要留加工余量，故孔不宜鑄出，其他小孔不鑄出。 查≤金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)≥（黃如林、汪群主編，化學(xué)工業(yè)出版社）確定加工余量： 砂型鑄造，公差等級：（CT7~9）查表1 - 6，取CT8 加工余量等級：11~13G 查表1 - 8，取G 切削余量：查表1 – 9，基本尺寸小于100mm，故加工余量為單側(cè)3.0mm，雙側(cè)2.5mm 鑄件尺寸公差值：查表1 – 11基本尺寸小于50mm，取0.8mm，小于30mm，取0.6mm 毛坯圖如下圖： 2.2基面的選擇： 21 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)選擇：粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn)，保證加工面與不加工面之間的位置要求或合理分配各加工面的余量，兩者矛盾，對該零件應(yīng)以要求與余量均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，故該零件選擇未加工的底面為粗基準(zhǔn)加工上端面。 精基準(zhǔn)選擇：應(yīng)該主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便，為消除基準(zhǔn)不重合誤差，應(yīng)該以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，該零件選擇36×22mm底面為精基準(zhǔn)。 2.3工藝路線的擬定： 擬訂工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。工藝路線的的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機(jī)床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟(jì)性。 2.3.1 選擇加工方法： 選擇加工方法應(yīng)該考慮各種加工方法的特點(diǎn)、加工精度、表面粗糙度及各種加工方法的經(jīng)濟(jì)性。 分析該零件，該零件要加工的內(nèi)容有端面和孔，零件為非回轉(zhuǎn)體零件，端面加工選擇銑削加工。對于上端面圓柱端面，粗糙度12.5，無其他要求，粗銑即可。底面22×36采用粗銑→精銑。圓柱端面粗糙度要求12.5，無其他要求，采用粗銑即可。圓柱2端面粗糙度要求3.2，圓跳動0.1，采用粗銑→精銑。 孔的加工：、3孔粗糙度12.5，直接鉆孔即可。、孔粗糙度要求1.6，精度等級較高，有平行度要求，采用鉆→擴(kuò)→鉸孔即可滿足要求。 2.3.2：加工順序的擬定： Ⅰ：粗銑削圓柱端面，粗銑36×22底面 Ⅱ：精銑　36×22底面。 Ⅲ：粗銑圓柱端面、圓柱端面 Ⅳ：精銑圓柱兩端面 Ⅴ：鉆孔成 Ⅶ：鉆孔至，鉆至 Ⅷ：擴(kuò)孔至，擴(kuò)至，兩孔兩側(cè)倒角1×45°，保證孔心距56 Ⅸ：精鉸孔、成 Ⅹ：鉆孔3成。 Ⅺ：去銳邊、毛刺。 Ⅻ：終檢、入庫。 分析以上工藝路線內(nèi)容，基本合理，根據(jù)以上工藝路線，確定工序內(nèi)容： Ⅰ.粗銑底平面，以上圓柱端面定位，銑尺寸39mm至42mm。 Ⅱ.粗銑圓柱上端面，以底面定位。銑尺寸39mm至39.5mm。 Ⅲ.粗銑圓柱兩端面，銑尺寸mm至38mm。粗銑圓柱端面，保證軸向尺寸16mm。 Ⅳ.精銑底平面，以上圓柱端面定位，保證尺寸39mm。 Ⅴ. 鉆小孔成。 Ⅵ.精銑圓柱端面成，保證尺寸mm Ⅶ.鉆→擴(kuò)→鉸、孔成，保證兩孔中心距 mm，保證中心與底平面距離mm，中心與底平面距離mm。 Ⅷ. 、兩孔兩端倒角°。 Ⅸ.鉆孔成。 Ⅹ.去毛刺、銳邊 Ⅺ.終檢，入庫。 2.3.3機(jī)械加工余量： 平面加工余量： 圓柱軸向尺寸，上端面銑削，余量2.5mm，下底面粗銑余量2mm，精銑余量0.5mm。圓柱軸向尺寸370.1mm，兩端面粗銑余量2mm，精銑余量0.5mm。軸向尺寸16mm，圓柱兩端面粗銑，余量2.5mm 鉆孔加工余量： 孔mm鉆→擴(kuò)→鉸余量： 鉆孔： 擴(kuò)孔：至 2Z=1.8mm 鉸孔：mm 2Z=0.2mm 孔mm鉆→擴(kuò)→鉸余量： 鉆孔： 擴(kuò)孔：至 2Z=1.8mm 鉸孔：mm 2Z=0.2mm 、兩孔直接鉆出 2.4機(jī)床的選擇： 2.4.1：平面加工： 采用銑削，工序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ由于是批量生產(chǎn)，要求加工效率較高，選擇立式銑床采用端銑效率較高。選擇機(jī)床型號X52 2.4.2：孔加工： 工序Ⅴ、Ⅷ，選擇立式鉆床Z525，工序Ⅶ采用搖臂鉆床Z3025。 2.5夾具選擇： 該零件的加工內(nèi)容是孔和端面，其中孔、精度要求高，孔是斜小孔，銑底平面，都需要專用夾具。精銑圓柱兩端面精度要求較高，且有圓跳動要求，需采用專用夾具其余加工采用通用夾具。 2.6刀具選擇： 2.6.1銑削加工： 選擇錯(cuò)齒三面刃銑刀，刀具直徑50mm（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》） 磨損量0.5mm。刀具耐用度100min。 2.6.2鉆削加工： 鉆孔采用錐柄麻花鉆（GB1438-85）直徑d=11mm，采用d=3mm錐柄麻花鉆。鉆孔采用d=16mm錐柄麻花鉆，鉆孔采用d=14mm錐柄麻花鉆。（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表3.1-6）刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：后刀面磨損限度0.5~0.8工件材料為鑄鐵，刀具耐用度2700秒。 擴(kuò)孔、分別采用d=17.8mm，d=15.8mm錐柄擴(kuò)孔鉆（GB1141-84）（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表3.1-8） 鉸孔、分別選擇d=18mm，d=16mm錐柄機(jī)用鉸刀（GB1133-84）（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表3.1-17）刀具耐用度3600秒。 2.7 量具選擇： 2.7.1孔的量具： 孔根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表5.1 –1，=0.0018， 由表5.1 – 3，選擇分度值0.002的比較儀=0.0017，可以測量?？赘鶕?jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表5.1 –1，=0.009，由表5.1-2分度值為0.01的內(nèi)徑百分尺u=0.008，可以選用。其余孔選擇一般內(nèi)徑測量儀器即可。 2.7.2軸向尺寸量具： 尺寸mm、mm、mm、mm根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表5.1 –1，及表5.1-2選擇分度值0.01的量程100mm的外徑百分尺即可。其余尺寸量具選擇分度值0.02的游標(biāo)卡尺即可。 2.8 工序尺寸確定： 確定工序尺寸的一般方法是由表面加工最后往前推。最后工序的尺寸按零件圖上要求標(biāo)注，當(dāng)沒有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一加工表面的工序尺寸只與工序或工步的加工余量有關(guān)。當(dāng)工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸用尺寸鏈計(jì)算。 2.9 確定切削用量及基本工時(shí)： 2.9.1工序Ⅰ（粗銑底平面）切削用量及時(shí)間定額： 本工序?yàn)榇帚姡毒邽殄e(cuò)齒三面刃銑刀，刀具直徑D=50mm，d=16mm，齒數(shù)Z=12，本工序余量2 mm，一次走刀完成切削，即=2mm，機(jī)床X52K，主軸功率7.5千瓦。查表3-28（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》）取f=0.10mm/z，銑削寬度=22mm。銑刀耐用度T=120min，工件材料為鑄鐵，確定切削速度v，每分進(jìn)給量v查表3.27（《切削用量簡明手冊》）公式 式中 =18.9， =0.2， =0.1， =0.4 ，=0.1， =0.1， =0.10mm/z =1.0，=2，=22mm帶入式， m/min = =790 r/min 由表4.2-36（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》）選主軸轉(zhuǎn)速=750 r/min，則實(shí)際轉(zhuǎn)速v=117m/min 工作臺每分進(jìn)給量=0.10×12×750=900mm/min。 查表4.2-37（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》）選擇實(shí)際：=950mm/min，則=0.105mm/z 校驗(yàn)機(jī)床功率： 表3.28（《切削用量簡明手冊》） 其中=30， =1.0， =0.65， =0.8， =0， =0.83 ，=0.63 帶入公式，=46.8N v=2.18m/s帶入公式，得=0.102 kw 故可以采用 工序?qū)嶋H切削用量=0.105mm/z，=950mm/min，n=750 r/min=12.5r/s v=2.18m/s 時(shí)間定額： ，mm， =5.5mm，=2mm，帶入值。得： min 2.9.2 工序Ⅱ粗銑上端面： 刀具、機(jī)床與上工序相同，工序余量2.5mm，一次走刀完成，即=2.5mm，=0.10mm/z，=22mm帶入公式： =18.9， =0.2， =0.1， =0.4 ，=0.1， =0.1， =0.10mm/z =1.0，=2.5，=22mm帶入式， m/min = =770 r/min 由表4.2-36（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》）選主軸轉(zhuǎn)速=750 r/min，則實(shí)際切削速度:v=117m/min 每分進(jìn)給量：=900mm/min，實(shí)際=950mm/min，==0.105 mm/z 校驗(yàn)機(jī)床功率：表3.28（《切削用量簡明手冊》） 其中=30， =1.0， =0.65， =0.8， =0， =0.83 ，=0.63 帶入公式，=46.8N v=2.18m/s帶入公式，得=0.102 kw 故可以采用 工序?qū)嶋H切削用量=0.105mm/z，=900mm/min，n=750 r/min=12.5r/s v=2.18m/s 時(shí)間定額： ，mm， =5.5mm帶入公式，得0.022 min 2.9.3 工序Ⅲ（粗銑、兩圓柱兩端面）切削用量及時(shí)間定額： 3.9.3.1粗銑圓柱兩端面的切削用量： 刀具、機(jī)床與上工序相同，工序余量2.0mm，一次走刀完成，即=2.0mm，=0.10mm/z，=28mm帶入公式： =18.9， =0.2， =0.1， =0.4 ，=0.1， =0.1， =0.10mm/z =1.0，=2.0mm，=28mm帶入式， 120m/min = =764r/min 由表4.2-36（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》）選主軸轉(zhuǎn)速=750 r/min，則實(shí)際切削速度:v=118m/min =2.18m/s,=900mm/min，實(shí)際=950mm/min，==0.105 mm/z 2.9.3.2 粗銑圓柱兩端面的切削用量: 刀具、機(jī)床與上工序相同，工序余量2.5mm，一次走刀完成，即=2.5mm，=0.10mm/z，=26mm帶入公式： =18.9， =0.2， =0.1， =0.4 ，=0.1， =0.1， =0.10mm/z =1.0，=2.5mm，=26mm帶入式， 119m/min = =757r/min 由表4.2-36（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》）選主軸轉(zhuǎn)速=750 r/min，則實(shí)際切削速度:v=118m/min =2.18m/s，實(shí)際=950mm/min，==0.105 mm/z 2.3.9.3工序時(shí)間定額: 本工序加工面為兩個(gè)圓柱的4個(gè)端面,時(shí)間為加工4個(gè)端面的和. mm，=7.5mm，帶入公式，得0.04 min mm，=6.5mm，帶入公式，得0.037 min =0.077 min。 由于每個(gè)圓柱要銑2個(gè)端面，時(shí)間是計(jì)算時(shí)間的2倍，總時(shí)間=0.15min。 2.9.4工序Ⅳ （精銑底平面）切削用量及時(shí)間定額: 本工序?yàn)榫?，選擇刀具為高速鋼三面刃銑刀，刀具直徑50mm，齒數(shù)Z=12，本工序余量0.5mm，一次走刀完成切削，即=0.5mm，機(jī)床X52K，主軸功率7.5千瓦。查表3-28（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》）取f=0.10mm/z，銑削寬度=22mm。銑刀耐用度T=100min，工件材料為鑄鐵，確定切削速度v，每分進(jìn)給量v查表3.27（《切削用量簡明手冊》）公式 式中 =25， =0.2， =0.1， =0.4 ，=0.5， =0.1， =0.10mm/z =1.0，=2，=22mm帶入式， m/min = =312 r/min 由表4.2-36（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》）選主軸轉(zhuǎn)速=300 r/min，則實(shí)際切削速度： V=47.1m/min。 每分進(jìn)給量：=0.10×12×300=360 mm/min，查表，實(shí)際=375mm/min，=0.067mm/z 工序時(shí)間定額： ，mm， =5.5mm帶入公式，得=0.116 min 2.9.5工序Ⅴ （鉆孔）切削用量及時(shí)間定額： 鉆孔mm，查表3-38（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》），取f=0.26 mm/r 查表3-42（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》），取v=0.30 m/s 由公式==8.68 r/s =521 r/min 查表4.2-15（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》），機(jī)床為Z525，選擇轉(zhuǎn)速=545 r/min =9.08 r/s 實(shí)際切削速度：v== =0.31m/s 切削工時(shí)： mm，mm，帶入公式：=17.8 s =0.3min 2.9.6工序Ⅵ (精銑圓柱兩端面) 切削用量及時(shí)間定額: 本工序?yàn)榫?，選擇刀具為高速鋼三面刃銑刀，刀具直徑50mm，齒數(shù)Z=12，本工序余量0.5mm，一次走刀完成切削，即=0.5mm，查表3-28（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》）取f=0.10mm/z，銑削寬度=28mm。銑刀耐用度T=100min，工件材料為鑄鐵，確定切削速度v，每分進(jìn)給量v查表3.27（《切削用量簡明手冊》）公式 式中 =25， =0.2， =0.1， =0.4 ，=0.5， =0.1， =0.10mm/z =1.0，=0.5，=28mm帶入式， m/min = =274r/min 由表4.2-36（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》）選主軸轉(zhuǎn)速=300 r/min， 則實(shí)際切削速度：V=47.1m/min， 每分進(jìn)給量：=0.10×12×300=360 mm/min，查表， 實(shí)際=375mm/min，=0.067mm/z 工序時(shí)間定額： ，mm， =6.5mm 帶入公式，得=0.097min 2.9.7 工序Ⅶ（鉆、擴(kuò)、鉸孔、）切削用量及時(shí)間定額： 2.9.7.1 鉆孔 至， 查表3-38（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》），取f=0.26 mm/r 查表3-42（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》），取v=0.30 m/s 帶入公式==6.8 r/s=404 r/min 查表4.2-12（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》），機(jī)床為Z3025，選擇轉(zhuǎn)速=400r/min =6.6 r/s 則實(shí)際切削速度： v===0.287 mm/r 擴(kuò)孔至15.8鉆孔 f=0.5 mm/r ，（表2.4-52《機(jī)械加工工藝手冊》） v=0.48 m/s ， （表2.4-53《機(jī)械加工工藝手冊》） ==9.7 r/s=582 r/min 查表4.2-12（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》），機(jī)床為Z3025，選擇轉(zhuǎn)速：=630r/min =10.5 r/s 實(shí)際切削速度：v===0.52 m/s 鉸孔： 查表3-50（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》），f=1.8mm/r，v=0.13m/s帶入： ==2.58r/s=155r/min。 查表4.2-12（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》），機(jī)床為Z3025，選擇轉(zhuǎn)速=125r/min。 實(shí)際速度：v=0.106m/s。 時(shí)間定額： s s 3.8 s =19.720 s 2.9.7.2 鉆至 查表3-38（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》），取f=0.26 mm/r 查表3-42（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》），取v=0.30 m/s 帶入公式： ==5.95r/s=357 r/min 取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：=400m/min，則實(shí)際切削速度：v=0.32 m/s 擴(kuò)孔至17.8 f=0.5 mm/r ，（表2.4-52《機(jī)械加工工藝手冊》） v=0.48 m/s ， （表2.4-53《機(jī)械加工工藝手冊》）帶入公式： ==8.6 r/s=516r /min 取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：n=630 r/min=10.5r/s 實(shí)際切削速度：v==0.599m/s 鉸孔 查表3-50（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》），f=1.8mm/r，v=0.13m/s帶入 ==2.3 r/s=138 r/min。 取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：n=125 r/min=2.08r/s 實(shí)際速度：v=0.11m/s 時(shí)間定額： 26 s 8.7s 1.3 s =36 s 工序總時(shí)間定額：56 s≈1min 2.9.8 工序Ⅷ （鉆孔）切削用量及時(shí)間定額： 查表3-38（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》），取f=0.18 mm/r 查表3-42（《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》），取v=0.15 m/s 帶入公式： ==16r/s=960r/min 取機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速：n=960 r/min。 切削工時(shí)： mm，mm，帶入公式： = =5.8 s 第三章 夾具設(shè)計(jì) 由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，故需要設(shè)計(jì)專用夾具。 3.1問題的提出： 本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)工序Ⅶ 鉆→擴(kuò)→鉸孔、的夾具。該工序加工的精度要求較高，粗糙度要求1.6，平行度要求0.05。工序基準(zhǔn)為底平面。需要保證的尺寸要求：保證孔中心與底面距離mm，孔中心與底面距離mm。兩孔中心距mm。夾具設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足這些要求，并保證較高的生產(chǎn)效率，還應(yīng)考慮夾具零件制造的工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，加工過程中夾具的操作應(yīng)方便，定位夾緊穩(wěn)定可靠，夾具體應(yīng)具有較好的剛性。 3.2夾具的設(shè)計(jì)： 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇： 根據(jù)圖紙要求，為保證加工質(zhì)量，工序基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相同。選擇底面作為基準(zhǔn)。 工序基準(zhǔn)面是底平面，定位面為環(huán)行突臺面，限制3個(gè)自由度，孔采用定位銷定位，由于通過孔夾緊，定位銷與夾緊件拉桿做成整體。限制2個(gè)自由度，還有一個(gè)繞孔軸線旋轉(zhuǎn)自由度，采用一個(gè)可調(diào)支承，支承于圓柱端面，除限制自由度達(dá)到完全定位外，還能提高夾具系統(tǒng)剛性。定位面板下圖4-1： 圖 4-1 定位面板 3.2.2定位誤差分析： 定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對夾具設(shè)計(jì)中采用的定位方案，只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的三分之一，或滿足裝夾+對定+過程≤T，即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。 對于本次設(shè)計(jì)的夾具，需要保證的尺寸要求：保證孔中心與底面距離mm，孔中心與底面距離mm。兩孔中心距mm。其中兩孔中心距由鉆模板上兩鉆套的中心距保證?？着c底面的距離靠鉆模板與3個(gè)C型定位支承保證，3個(gè)尺寸都是以工件底面為基準(zhǔn)的，基準(zhǔn)不重合誤差為0。 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)： 導(dǎo)向裝置主要是鉆模板，導(dǎo)向元件是鉆套，加工中需要鉆→擴(kuò)→鉸3個(gè)工步，為減少裝夾時(shí)間，減少輔助時(shí)間，鉆套選擇快換鉆套，鉆套與鉆模板連接需要有襯套。當(dāng)需要換鉆套時(shí)，只需要將鉆套逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到鉆套的削平邊，即可以取出鉆套。 快換鉆套。見圖4-2： 圖 4-3 鉆模板 鉆模板圖見圖4-3： 3.2.3夾緊裝置的設(shè)計(jì)： 根據(jù)夾緊力方向的原則 （1），夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置。 （2），夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能?。? （3），夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。 根據(jù)夾緊力作用點(diǎn)的原則 （1），夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對夾具定位支承元件或位于支承元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)； （2），夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)在工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時(shí)可采用增大工件受力面積或合理布局夾緊點(diǎn)位置等措施來實(shí)現(xiàn)； （3），夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減小工件的夾緊力，防止加工過程產(chǎn)生振動。 根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點(diǎn)及定位方式，確定夾緊方式，通過前面工序加工出的孔用拉桿夾緊，方向?yàn)樗较蛴?，這樣能保證主要定位基準(zhǔn)面與定位元件的良好接觸。 3.2.4切削力及夾緊力的計(jì)算： 3.2.4.1切削力的計(jì)算： 刀具為高速鋼錐柄麻花鉆，直徑d=16mm，f=0.26mm/r，查表2—32《切削用量簡明手冊》鉆孔的軸向力計(jì)算公式： 其中=365.9，ZF=1.0，YF=0.8 ，=0.94帶入公式 =1873 N 鉆孔至的軸向力： =1639 N 3.2.4.2夾緊力的確定： 分析工件夾具中的受力情況： 切削力方向?yàn)榭椎妮S線方向，夾緊力垂直于切削力方向，由定位面與定位元件之間的摩擦力平衡切削軸向力，定位面板材料為鑄鐵，工件材料為鑄鐵，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》表1—10，摩擦系數(shù)為0.5 。由《理論力學(xué)》第6版p110公式： 式中為摩擦力，為靜摩擦因素，為正壓力，帶入式 得： ==3746 N，則實(shí)際夾緊力F=K，K為安全系數(shù)。 K= 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》，表1-2-1、表1-2-2： K=1.2×1.2×1.0×1.0×1.0=1.44 F=1.44×3746=5394 3.2.5校驗(yàn)夾緊元件的強(qiáng)度： 夾緊拉桿材料為20Cr，材料塑性大，受力為拉力，發(fā)生塑性變形，當(dāng)達(dá)到一定限度或斷裂，零件不能正常工作，就發(fā)生失效。失效發(fā)生在零件的薄弱環(huán)節(jié)。拉桿示意圖如下： 圖4-4 夾緊拉桿圖 A- A截面是該零件最易失效的部分，取該截面分析： ，=192MPa 對塑性材料有： （由《材料力學(xué)》第4版Ⅰ，劉鴻文主編，高等教育出版社p29）， 20Cr鋼540MPa，取2，則： ==270> 故拉桿強(qiáng)度合格。 3.2.7 夾具的使用及維護(hù)： 夾具裝配圖的繪制： 夾具的具體各部分設(shè)計(jì)完成后，將夾具裝配圖畫于A0圖紙上，部分主要零件也單獨(dú)畫于A3，A1圖紙上，見附圖。 該夾具是用于精加工的，裝配完成后，安裝在Z3025鉆床的工作臺上，安裝后要檢查安裝是否存在誤差，如有應(yīng)設(shè)法消除，以免造成加工誤差。該夾具設(shè)計(jì)的是液壓夾緊方式，安裝完成還要檢查管道連接是否緊密，有無泄露現(xiàn)象檢驗(yàn)用油壓要高于夾緊要求的液壓，保證使用安全。 夾具的操作：安裝工件時(shí)，應(yīng)檢查活塞桿是否處于松開的位置，然后使工件上11孔穿過拉桿，將底平面緊靠定位板上的3個(gè)定位支承上，圓柱的下端面靠近夾具體上安裝好的可調(diào)支承上，調(diào)節(jié)可調(diào)支承，保證工件垂直于夾具體底座。定位調(diào)節(jié)好后，將球形開口墊圈球面對準(zhǔn)11孔安裝于拉桿上6段，然后打開液壓操作手柄置于工進(jìn)位置，啟動液壓缸夾緊工件。球形墊圈的作用在于在液壓桿拉力作用下自動調(diào)節(jié)拉桿軸線，保持拉桿與液壓桿的同軸性。夾緊完成后，將手柄置于保壓位置，保持活塞位置不動，到加工完成。加工完成后，將手柄置于松開位置，松開工件，取下球形開口墊圈，然后就可以取下工件。 夾具的維護(hù)：夾具在使用中，應(yīng)注意檢查鉆套的磨損情況，如磨損后不能精確保證加工精度，則需要更換鉆套。本夾具定位面板是受力的部件，應(yīng)定時(shí)檢查其是否發(fā)生受力變形，如有變形，應(yīng)及時(shí)設(shè)法修正，才能保證加工精度，為使其變形減少，需要嚴(yán)格控制液壓缸的油壓，保證油壓不超過工作油壓太多。 第四章 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課學(xué)習(xí)之后進(jìn)行的一次設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，能夠使我們的知識掌握更牢，并能提升我們分析問題，解決問題的能力。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 作為機(jī)械制造專業(yè)的學(xué)生，最重要的就是機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定和工裝夾具的設(shè)計(jì)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我掌握了機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和工裝夾具設(shè)計(jì)的基本步驟和方法。工藝規(guī)程設(shè)計(jì)首先是分析了零件的技術(shù)要求，包括被加工面的尺寸精度和幾何形狀精度，各被加工表面之間的相互位置精度，被加工表面的表面加工質(zhì)量及熱處理要求，對毛坯的要求等等。并對達(dá)到各個(gè)技術(shù)要求的主要影響因素進(jìn)行了分析，計(jì)算確定毛坯尺寸，了解各種機(jī)械加工機(jī)床的加工范圍，加工能夠達(dá)到的精度。選擇合理的機(jī)床組合，擬訂合理的加工路線，確定機(jī)床、刀具、量具、夾具，如果需要專用夾具，就需要設(shè)計(jì)專用夾具。計(jì)算確定切削用量，機(jī)床轉(zhuǎn)速、時(shí)間定額等。然后編制工藝規(guī)程文件，如工藝過程卡，工序卡片。 專用夾具的設(shè)計(jì)是針對不同的機(jī)床和零件的被加工表面設(shè)計(jì)專門的夾具以滿足加工精度要求、提高加工效率，降低工人勞動強(qiáng)度。夾具設(shè)計(jì)包括：定位元件或定位裝置、夾緊元件或夾緊裝置、對刀及引導(dǎo)元件、夾具體組成、連接元件、其他元件或裝置。本次設(shè)計(jì)的是鉆床夾具，加工兩個(gè)不同直徑的孔，需要精加工。所以夾具對定位、導(dǎo)向裝置要求較高。而生產(chǎn)類型為大批，故應(yīng)該選擇液壓或氣動夾緊方式，以降低工人勞動強(qiáng)度和縮短輔助時(shí)間，提高效率。 通過設(shè)計(jì)對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，提升了我獨(dú)立分析問題，解決問題的能力，對我以后在工作中起到相當(dāng)大的作用，對我們畢業(yè)生來說是一次相當(dāng)大的鍛煉。 參考文獻(xiàn) [1]孟少農(nóng)，機(jī)械加工工藝手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.1 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