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1、
課 程 設 計 任 務 書
一、題 目: 操縱桿支架加工工藝及鉆床夾具設計(鉆底面孔系)
二、時 間 : 自 2012 年 12月 17 日至 2012 年 12月 23 日止
三、要 求: 正確解決該零件在加工中的定位、加緊等問題;設計出高效、省力,既經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具;學會使用有關手冊及圖表資料。
設計條件:通用設備與工裝齊全.
2、
具體設計要求:設計該零件的機械加工工序夾具。設計完成后提交:課程設計說明書一本;夾具結(jié)構(gòu)設計圖紙總圖、夾具體零件圖、待加工零件圖各一張。格式符合學校有關要求。
指導教師 :
目 錄
序言
1、零件的分析
1.1 零件的作用
1.2
3、 選擇毛坯種類并確定制造方法
1.3 基面的選擇
2、夾具設計
2.1問題的提出
2.2夾具設計
2.3提出自己的方案,并分析利弊,選出合適的設計方案
2.4選擇加工方法
2.5夾緊機構(gòu)設計
結(jié)論
參考文獻
序 言
機械制造工藝學課程設計是我們?nèi)跁髮W所學的《機械制造工藝學》、《機械制造裝備設計》等知識后,將理論與實踐相結(jié)合對專業(yè)知識的綜合運用訓練,并且為我們以后做好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。通過機械制造工藝學課程設計,應該得到下述各方面鍛煉:
1、能熟練的運用機械制造
4、工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識,正確地解決一個零件在加工中的定位,夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。
2、通過對零件某道工序的夾具設計,學會工藝裝備設計的一般方法。通過親手設計夾具(或量具)的訓練,提高結(jié)構(gòu)設計的能力。
3、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程,并學會使用手冊、查詢相關資料等,增強我們解決工程實際問題的獨立工作能力。
1、零件的分析
1.1 零件的作用
題目所給定的零件是汽車換擋部分的操縱桿支架,它的主要作用是固定操縱桿,使其在行駛過程中牢固可靠。零件上的3-Φ11孔用螺栓固定在底座
5、上,操縱桿用Φ20的定位銷固定在支架上,并且在換擋時依靠利用36槽軌跡不會引起偏差。
1.2 選擇毛坯種類并確定制造方法
操縱桿支架材料為灰鐵件,牌號HT150,零件年產(chǎn)量為10000件,已達大批生產(chǎn)的水平,而且零件的輪廓尺寸不大,故可采用精鑄件,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮也是應該的。
1.3 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?;孢x擇得正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過程中會問題百出,更有甚者,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法正常進行。
1.4 零件工藝分析
操縱桿支架共有4組加工表
6、面,分析如下:
(1)2-Φ20孔,
(2)支架底面
(3)36槽
(4)3-Φ11孔
此零件外形較小,圖中除2-Φ20孔,公差要求較嚴格外,其它加工面公差要求較低,并且無位置度要求,但是為了滿足裝配性能,根據(jù)現(xiàn)場實際,在加工過程中要制定工藝基準,并制定出工藝公差,利用工藝基準來加工后續(xù)工序。
2.夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設計專用夾具。
經(jīng)過與指導老師協(xié)商,決定設計第二道工序——鉆底 面孔系。本夾具將用于Z3040鉆床。刀具為一
7、把Φ10.5的 鉆頭,Φ11H9的絞刀,對工件的3-Φ11孔進行加工。
機床夾具的功能:1保證加工精度2提高生產(chǎn)率3擴大機床的使用范圍4減輕工人的勞動強度,保證生產(chǎn)安全
機床夾具的類型:1通用夾具2專用夾具3可調(diào)整夾具和成組夾具4組合夾具4隨行夾具
組合夾具:它是由一系列標準元件組裝而成
機床夾具的基本組成:1定位元件及定位裝置2夾緊元件及夾緊裝置3導向及對刀元件4動力裝置5夾具體6其他元件及裝置。
2.1問題的提出
本夾具主要用來鉆工件上3-Φ11的孔成,孔加工通,先用Φ10.5的鉆頭粗鉆后再用Φ11H9的絞刀加工到尺寸。在本道工序加工時,主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞
8、動強度,保證工藝要求孔距及孔徑為下到序做基準。
2.2夾具設計
一、工件定位
(1)工件定位原理
工件的定位無論是工藝基準還是定位基準,均應符合六點定位原理。六點定位原理是采用六個按一定規(guī)則布置的約束點,限制工件的六個自由度,使工件實現(xiàn)完全定位。常用的定位元件有支撐釘、支撐板、定位銷、錐面定位銷、V形塊、定位套、頂尖和錐度心軸。
(2)定位基準的選擇
通常工件是由一組定位基準在夾具中定位的。常用的組合基準有:一組平面組合基準、平面和曲面的組合基準、平面和孔的組合基準、一組孔的組合基準。一般分為粗基準和精基準定位考慮。
1、粗基準的選
9、擇:
對于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對于有若干個不加工表面的工件,則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做粗基準。
2、精基準的選擇:
精基準的選擇有利于保證加工精度,并使工件裝夾方便。在選擇時,主要應該考慮基準重合、基準統(tǒng)一等問題。當設計基準與工序基準不重合時,應該進行尺寸換算。精基準選擇為底面及3-Φ11孔。
2.3 根據(jù)以上原則,工件定位有以下三種可能方案
a. 方案一:以底面,突臺平面為定位基準,用一個錐面定位銷,兩個長銷定位以限制工件六個自由度,在A面鉆孔。優(yōu)點工件工作安裝穩(wěn)定,夾具結(jié)構(gòu)簡單,缺點不易保證孔心距尺寸96+—0.25和68+
10、0.25
b. 方案二:以3個R12外廓的圓周,突臺平面,為定位基準,用三個V形塊,兩個偏心圓裝置以限制工件六個自由度,在A面鉆孔。優(yōu)點工件安裝穩(wěn)定,夾具結(jié)構(gòu)簡單,缺點不易保證孔心距尺寸96+—0.25和68+0.25
c. 方案三:以B面為定位平面,用三個長銷,兩個V形塊定位以限制工件自由度,在A面鏜孔。優(yōu)點夾具結(jié)構(gòu)簡單缺點不易保證孔心間距,穩(wěn)定性差
經(jīng)過三種方案的對比總結(jié),第二方案比較好,工件安裝簡單方便,穩(wěn)定性也高,換件快,操作簡單。
2.4 選擇加工方法
(1)孔的加工
孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。對于本支架,3-Φ11的孔
11、為工藝孔,所以選用鉆床加工的方式。
2.5 夾緊機構(gòu)的設計
(1)夾緊機構(gòu)的原則
1 夾緊時不能破壞工件在定位元件上所獲得的位置
2 夾緊力應保證工件位置在整個加工過程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動
3 使工件不產(chǎn)生過大的變形和表面損傷
4 夾緊機構(gòu)必須可靠。夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度,手動夾緊機構(gòu)必須保證自鎖,機動夾緊機構(gòu)應有聯(lián)鎖保護裝置,夾緊行程必須足夠
5 夾緊機構(gòu)操作必須安全、省力、方便,符合工人操作習慣
6 夾緊機構(gòu)的復雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領和工廠的條件相適應
(2)鉆床夾具介紹
鉆床夾具的結(jié)構(gòu)形式是根據(jù)工件的大小、形
12、狀、選用的機床及加工孔的分布形式確定的。鉆床夾具從結(jié)構(gòu)上可以分為固定式鉆床夾具、回轉(zhuǎn)式鉆床夾具、翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具、蓋板式鉆床夾具和滑柱式鉆床夾具等。
(3)鉆床夾具結(jié)構(gòu)的選擇要求
1) 被鉆孔的直徑大于10mm時(特別是鋼制件),鉆床夾具應固定在工作臺上
2) 翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具適用于加工中小型工件,否則應采用回轉(zhuǎn)式鉆床夾具
3) 當加工幾個不在同心圓周上的平行孔系時,如工件夾具的總重比較大,應采用固定式夾具在搖臂鉆床上加工。如生產(chǎn)批量較大,則可在立式鉆床上采用多軸傳動頭進行加工
4) 對于孔的垂直度、孔距精度要求不高的中小型工件,宣優(yōu)先采用滑柱式鉆床夾具,以縮短夾具的
13、設計、制造周期。一般孔的垂直度要求小于0.1mm,孔距位置公差小于土0.15mm,如不采取特殊措施,不宜采用滑柱式鉆床夾具
5) 鉆模板和夾具體為焊接結(jié)構(gòu)的鉆床夾具,因焊接應力不能徹底消除,精度不能保證,故一般只在工件孔距公差大于土0.15mm時采用
6) 工件被加工孔要求定位基準面的距離公差或孔距公差小于0.05mm時,只有采用固定式鉆模板和固定式鉆套才能保證
(4)設計夾緊裝置
a. 用三個V形夾緊三個R12圓弧的外輪廓,以限制工件移動或旋轉(zhuǎn)
b. 在兩邊R180的外輪廓處安裝兩個偏心輪裝置,以限制工件的上下移動
c. 兩個V形塊通過旋轉(zhuǎn)螺紋使其夾緊或松開,以便換取
14、工件
(5)鉆孔導向裝置
鉆床夾具中鉆頭的導向采用鉆套,鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套等四種。此次加工選用可換鉆套。
由于工件材料為鑄鐵材料
鉆套的高度H=(1~2)d=(1~2)*11=11~22mm,,取16mm
鉆套底端與工件間的距離h的大小決定了排屑空間的大小,對于鑄鐵類材料工件h=(0.6~0.7)d=(0.6~0.7)*11=6.6~7.7mm,,取7mm
鉆套定位,在每個V形塊上用兩個螺釘固定如俯視圖所示
夾具零件簡圖
(6)夾具設計及操作的簡要說明
如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此,夾具的實用性及勞動強度也
15、要考慮在內(nèi)。本零件是精鑄件,余量較小,切削力不是太大,需要的壓緊力也不大,所以沒有必要使用氣動或液壓夾緊,手動壓緊就可以滿足需要。
夾具上裝有鉆模板,可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀(與塞尺配合使用)。
將鉆模板設計成三角卡盤結(jié)構(gòu),通過螺紋旋轉(zhuǎn)使三個V形塊夾緊或松開工件,在三個V形塊上用螺釘固定三個裝有可換鉆套的模塊,進行導向鉆孔。
結(jié) 論
通過這次課程設計,使我對零件制造夾具設計有了進一步的認識,也加深了對機械制造裝配設計中所學基礎知識的學習和理解。課程設計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在
16、具體設計過程中,必須考慮到方方面面在實際中往往存在的各種問題。在設計時必須考慮所設計的機構(gòu)是否合理,在實際運用中能否正常工作,是否方便用于加工生產(chǎn),不僅僅要考慮理論上的可行性,還要從實際加工零件角度思考設計夾具。
在本次設計中,考慮到零件的加工難易、材料、成本、裝換工件等問題,所選用的零、部件都是操作簡單,通用性較強的標準件,從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進的加工。但也有不足之處,但這次的課程設計使我獲益良多,使我真正了解了夾具設計的不易。
參考文獻
《金屬機械加工工藝人員手冊》 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組
《機械工人切削手冊》 北京第一通用機械廠編
《機床夾具零件及部件》 中國第一拖拉機工程機械公司技術標準化辦公室
《組合機床設計》 大連組合機床研究所1973年編
《機械設計師實用手冊》 天津科學技術出版社
《機械設計手冊》 化學工業(yè)出版社
《機械零件設計手冊》 東北大學《機械零件設計手冊》編寫組 編
《中國機械設計大典》 中國機械工程協(xié)會編委會
《金屬切削手冊》 上海市金屬切削技術協(xié)會編