《銑床傳動后箱體銑削孔平面夾具與加工工藝的設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《銑床傳動后箱體銑削孔平面夾具與加工工藝的設(shè)計(jì)（30頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、前言 作為一名計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的學(xué)生,經(jīng)過近三年的大學(xué)學(xué)習(xí),我們不僅僅對課本進(jìn)行了學(xué)習(xí),讓我們對機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、數(shù)控加工、及AutoCAD、Pro/E等軟件等進(jìn)行了深入的學(xué)習(xí),還進(jìn)行了多次實(shí)訓(xùn),從最初的工廠實(shí)習(xí)到后期對各種軟件的實(shí)訓(xùn),讓我們理論與實(shí)際相結(jié)合,為未來的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在此我要感我的輔導(dǎo)老師關(guān)興舉老師、祥蘭老師、云龍老師等,更要感我的輔導(dǎo)老師王茂輝老師對我論文的審評及修改。通過老師們的悉心教導(dǎo),我將我的畢業(yè)論文定為《銑床傳動后箱體銑削孔平面夾具及加工工藝設(shè)計(jì)》,在本論文中我就夾具進(jìn)行了介紹,對零件、夾具、工業(yè)規(guī)程進(jìn)行了設(shè)計(jì),也通過查閱資料數(shù)據(jù)對加工余量、工序及毛

2、坯尺寸進(jìn)行了計(jì)算。 目錄 前言-------------------------------------------------------------------------------- 第1章 夾具介紹?-----------------------------------------------1 1.1 夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)----------------------------------------------------1 1.2 夾具分類?-----------------

3、---------------------------------------------1 1.3 機(jī)床發(fā)展趨勢?---------------------------------------------------------2 1.4 本章小結(jié)---------------------------------------------------------------3 第2章零件的設(shè)計(jì)------------------------------------------------------4 2.1 零件的作用---------------------------------

4、---------------------------4 2.2 零件的工藝分析-------------------------------------------------------4 2.2.1 平面加工-------------------------------------------------------------4 2.2.2 孔加工----------------------------------------------------------------4 2.3 本章小結(jié)-------------------------------------------

5、--------------------6 第3章工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)-------------------------------------------------7 3.1 確定毛坯制造形式----------------------------------------------------7 3.1.1 零件材料的選擇-----------------------------------------------------7 3.1.2 確定生產(chǎn)類型的依據(jù)-----------------------------------------------7 3.2 基面的選擇-----

6、--------------------------------------------------------7 3.2.1 粗基準(zhǔn)選擇原則-----------------------------------------------------7 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇原則--------------------------------------------------8 3.2.3 零件各加工表順序安排--------------------------------------------8 3.2.4 機(jī)械加工工序安排的原則-------------------------

7、-----------------8 3.2.5 工藝路線的擬定-----------------------------------------------------9 3.3 本章小結(jié)--------------------------------------------------------------10 第4章確定加工余量、工序及毛坯尺寸----------------------------11 4.1 毛坯余量和工序余量的確定----------------------------------------11 4.1.1 平面加工------------------

8、-----------------------------------------11 4.1.2 孔加工--------------------------------------------------------------12 4.2 切削用量的選擇------------------------------------------------------14 4.2.1 粗加工切削用量的選擇原則-------------------------------------14 4.2.2 精加工時切削用量的選擇原則---------------------------------

9、--14 4.2.3 工時定額的確定〔單件時間定額〕------------------------------14 4.2.4 確定切削用量及基本工時----------------------------------------15 4.3 本章小結(jié)--------------------------------------------------------------16 第5章夾具設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------17 5.1 設(shè)計(jì)方法和步驟--------------------------

10、----------------------------17 5.2 方案設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------17 5.3 定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及誤差分析----------------------------------------17 5.3.1 確定定位元件,計(jì)算定位誤差-----------------------------------18 5.3.2 定位銷的選擇------------------------------------------------------20 5.3.3

11、定位誤差的分析與計(jì)算-------------------------------------------20 5.4 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及夾緊力的計(jì)算----------------------------------21 5.5 加緊元件的強(qiáng)度校核------------------------------------------------23 總結(jié)------------------------------------------------------------------------25 參考文獻(xiàn)----------------------------------------

12、---------------------------28 第1章夾具介紹? 隨著科技不斷的發(fā)展,使機(jī)械工業(yè)得到了很大的提高,特別是近年來機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域正向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展。隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,其他各工業(yè)部門都想著高深度邁進(jìn),機(jī)械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。 機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)是機(jī)械工業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要保證。機(jī)械制造工藝是制造機(jī)械產(chǎn)品的技巧、方法和程序。機(jī)械制造中,需要的加工順序、裝配工序及檢驗(yàn)工序等,使用著大量的夾具,可以提勞動效率,提高加工精度,減少廢品,可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝圍,改善操作的勞動條件。因此,夾具是機(jī)械制造的一項(xiàng)重要

13、工藝裝備。 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備,它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程中的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中,機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備,它直接影響著工件的加工精度勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。 1.1 夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn) 1 夾具的設(shè)計(jì)周期較短,一般不進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。 2 專用夾具的設(shè)計(jì)對產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對性。 3確保產(chǎn)品加工質(zhì)量,提高勞動生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù),加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度,后者主要用夾具來保證。 4 夾緊裝置的設(shè)計(jì)對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計(jì)一個好的夾具

14、可以減少廢品率。 1.2 夾具分類 1 通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化,而且具有一定通用性的夾具,如三爪自動定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架和電子吸盤等。這類夾具適應(yīng)性強(qiáng),可用來裝夾一定形狀和尺寸圍的各種工件。這類夾具已商品化,且成為機(jī)床附件。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高,生產(chǎn)率也較低,且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件,一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。 2 專用夾具 這類夾具是專為零件的某一道工序的加工而設(shè)計(jì)和制造的。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中,常用各種專用夾具,可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計(jì)周期較長、投資較大。 3 可調(diào)夾具 可調(diào)夾具是針

15、對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件,只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。前者的通用圍比通用夾具更廣;后者則是一種專用可調(diào)夾具,它按成組原理設(shè)計(jì)并能加工一族相似的工件,故在多品種,中、小批量生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟(jì)效果。 4 組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性,可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸,清洗后留待組裝新夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,元件能重復(fù)多次使用,并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn),因此組合夾具在單件、中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中,

16、是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。組合夾具也已經(jīng)商品化。 5 自動線夾具 自動線夾具一般分為兩種:一種為固定式夾具,它與專用夾具相似;另一種為隨行夾具,使用中夾具隨著工件一起運(yùn)動,并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進(jìn)行加工。按使用機(jī)床可將夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動機(jī)床夾具、自動線隨行以及其他機(jī)床夾具等。這是專用夾具設(shè)計(jì)所用的分類方法。設(shè)計(jì)專用夾具時,機(jī)床的組別、型別和主要參數(shù)均已確定。它們的不同點(diǎn)是機(jī)床的切削成形運(yùn)動不同,故夾具與機(jī)床的連接方式不同。它們的加工精度要求也各不相同。 按夾緊的動力源分類夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具

17、、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具、真空夾具、離心夾具等。 1.3 機(jī)床發(fā)展趨勢 1 高精 隨著機(jī)床加工精度的提高,為了降低定位誤差,提高加工精度,對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm,夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm,平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國demmeler〔戴美樂〕公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺,其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級,世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械

18、制造企業(yè)。誠然,為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性,夾具有不同的型號,以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 2 高效 為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率,雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間,各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等,快速夾緊功能部件不斷地推出新。新型的電控永磁夾具,加緊和松開工件只用1～2秒,夾具結(jié)構(gòu)簡化,為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時間,瑞典3R夾具僅用1分鐘,即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國Jergens〔杰金斯〕公司的球鎖裝夾系統(tǒng),1分鐘就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺上,球鎖

19、裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具,起到縮短停機(jī)時間,提高生產(chǎn)效率的作用。 3 模塊、組合 夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件,快速組裝成各種夾具,已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時,節(jié)材、節(jié)能,體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ),應(yīng)用CAD技術(shù),可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫,進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì),為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程,既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案,又能積累使用經(jīng)驗(yàn),了解市場需求,不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作,正在著手創(chuàng)建夾

20、具專業(yè)技術(shù),為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺,爭取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。 4 通用、經(jīng)濟(jì) 夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng),一次性投資比較大,只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng),應(yīng)用圍廣,通用性好,夾具利用率高,收回投資快,才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國demmeler〔戴美樂〕公司的孔系列組合焊接夾具,僅用品種、規(guī)格很少的配套元件,即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng),使得夾具的通用性好,元件少而精,配套的費(fèi)用低,經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價值。 1.4 本章小結(jié) 本章主要介紹了機(jī)械加工工藝和機(jī)床

21、夾具在機(jī)械制造過程中所占的重要地位,夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)以及分類和其發(fā)展趨勢。 第2章 零件的設(shè)計(jì) 2.1 零件的作用 給定的題目銑床傳動后箱體銑削孔平面夾具及加工工藝設(shè)計(jì),其主要作用是在箱體的頂面銑寬20mm深7mm的凹槽,設(shè)計(jì)一專用卡具以便能夠更好的使其達(dá)到加工精度,較好的在箱體中的齒輪配合變速,使汽車獲得前進(jìn)后退的各級速度。 2.2 零件的工藝分析 由零件圖可知,此銑床傳動后箱體的加工可以分為兩部分： 2.2.1 平面加工 其中包括余箱體的頂面、底面,和頂、底面上安裝操縱桿的190、90、85、80的孔的平面,以及鎖定箱蓋的加工表面。還有箱體的左右外側(cè)面、上下外側(cè)面

22、,以及以及鎖定箱蓋的加工表面,總的來說,零件所需加工的平面并不多,位置精度要求不太高,用半精加工就可以實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)要求。 2.2.2 孔加工 該零件的孔加工較多,而且要求較高,對于大于50的孔只需鑄出,比如190、90、80系列孔鑄出后再對其進(jìn)行一次半精加工就可以。對于其他小于50的孔其部分是以頂、底面為基礎(chǔ),采用一面兩孔定位方式,這些孔包括垂直于箱體表面的四個階梯孔,以及其他定位孔,剩余的螺紋孔按同樣的加工方法加工。 由以上分析可知,對這兩部分的加工而言,我們可以先進(jìn)行平面加工,然后進(jìn)行孔的加工,加工孔時使用一面兩孔的定位方式,采用專用夾具,并且保證他們的尺寸精度要求。 零件如圖2-1

23、〔零件主視圖〕圖2-2<零件俯視圖>圖2-3<零件斜二側(cè)視圖>所示： 圖2-1 零件主視圖 圖2-2 零件俯視圖 圖2-3 零件斜二側(cè)視圖 2.3 本章小結(jié) 本章主要介紹了零件的作用,并對其進(jìn)行工藝分析,最后確定了"先面后孔"的加工方法,提出采用"一面兩銷"的定位原則。 第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3.1 確定毛坯制造形式 3.1.1 零件材料的選擇 考慮到變速箱蓋在工作過程中并不承受夾大的交變及沖擊性載荷,選用灰口鑄鐵鑄造毛坯件。 3.1.2 確定生產(chǎn)類型的依據(jù) 生產(chǎn)綱領(lǐng)公式查看公式〔3-1〕 ????? ???????〔3-1〕 其中：＿＿＿＿零件的生產(chǎn)綱

24、領(lǐng)〔件/年〕 ＿＿＿＿產(chǎn)品的年生產(chǎn)量〔臺/年〕 ＿＿＿＿備用品率 ＿＿＿＿廢品率 ＿＿＿＿＿每臺機(jī)械生產(chǎn)中該零件的數(shù)量 所以〔件/年〕 由于零件結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜,毛坯質(zhì)量小于100公斤,年產(chǎn)量在500到5000件,零件屬于輕型,中批量生產(chǎn),考慮到現(xiàn)有條件和技術(shù)水平,采用砂型鑄造是較合適的。 3.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要的工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工量得到保證,生產(chǎn)率得以提高,否則,不但使加工工藝過程中問題百出,甚至還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無常運(yùn)行。 3.2.1 粗基準(zhǔn)選擇原則 1 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面的位置要求,

25、則應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn),如在工件上有很多不加工表面。則應(yīng)有與其中的加工表面的位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 2如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻,應(yīng)選擇該表面作粗基準(zhǔn)。 3選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整,沒有澆口或飛邊等缺陷,以便定位可靠。 4 粗基準(zhǔn)只能用一次,以免產(chǎn)生較大的的位置誤差。 根據(jù)以上原則,本零件選取高為12毫米的臺作為粗基準(zhǔn)。 3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇原則 1用公用基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn),以消除不重合誤差,即"基準(zhǔn)重合"原則。 2 盡可能使各個工序的定位都采用同一基準(zhǔn),即"基準(zhǔn)統(tǒng)一"。 3 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小而無效均勻時,應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn),

26、即"自為基準(zhǔn)"原則。 4為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度,遵循"互為基準(zhǔn)"原則。 5精基準(zhǔn)的選擇,尤其是主要定位面,應(yīng)有足夠大的面積和精度,以保證定為基準(zhǔn)可靠。同時還應(yīng)使夾緊機(jī)構(gòu)簡單,操作方便。即"便于裝夾"原則。 3.2.3 零件各加工表順序安排 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,再生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為稱其生產(chǎn)的條件下,可以采用萬能機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率,出此外還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本下降。 3.2.4 機(jī)械加工工序安排的原則 主要表面與次要表面的加工順序安排原則： 1 基準(zhǔn)工序安排：

27、 <1> 基準(zhǔn)先行。 <2> 主要表面的粗精加工要分開,以消除切削力帶來的變形。 <3> 次要表面的加工,經(jīng)可能在同一次裝夾中加工,以減少裝夾次數(shù),節(jié)省輔助時間,提高個表面的相對位置精度。 2 熱處理工序的安排：退火安排在機(jī)械加工之前。 3 輔助工序的安排： <1> 劃線工序安排在機(jī)械加工之前； <2> 清洗工序緊接在光整加工之后； <3> 油漆工序安排在機(jī)械加工之前,熱處理之后。 4 檢驗(yàn)工序的安排： <1> 粗加工全部結(jié)束后,精加工之前； <2> 零件從一車間到另一個車之前； <3> 重要工序之前后； <4> 零件全部加工結(jié)束之后。 3.2.5 工藝路線的擬定

28、此零件為成批生產(chǎn),可采用專用夾具使工序集中,以提高生產(chǎn)效率,由于變速該需要加工的平面較少,且要求不高,而孔的加工比較復(fù)雜,所以在制定工藝路線是,先考慮加工平面,然后再采用專用夾具進(jìn)行孔加工。 工藝方案： 1 ?毛坯鑄造 2 ?時效處理 3 ?粗銑頂面 4 ?粗銑底面 5 ?粗銑左外側(cè)面 6 ?粗銑右外側(cè)面 7 ?半精銑底面 8 ?粗銑凹槽 9? 半精銑凹槽 10 半精銑左右側(cè)面 11 半精銑頂面 12 粗鏜頂面孔190,孔90,孔85,孔80 13 半精鏜頂面孔190,孔90,孔85,孔80 14 鉆、擴(kuò)、絞30和孔21 15 鏜孔35 16 在箱體頂面鉆、攻

29、16-M18,鉆深1 8攻深15的螺紋孔 17 在兩18孔表平面各鉆、攻3-M8,鉆深19攻深14,均布螺紋孔 18 在孔80平面各鉆、攻2-M16,鉆深17攻深13,均布螺紋孔 19 在孔190平面各鉆、攻6-M8,鉆深22攻深18,均布螺紋孔 20 粗鏜底面孔190,孔90,孔85,孔80 21 半精鏜底面孔190,孔90,孔85,孔80 22 鉆、擴(kuò)、絞30和孔21 23 鏜孔35 24 在箱體底面鉆、攻4-M16,鉆深33攻深25的螺紋孔 25 鉆、攻8-M8,鉆深18攻深15螺紋孔 26 在孔190平面各鉆、攻6-M8,鉆深22攻深18,均布螺紋孔 27 在箱體

30、左側(cè)面鉆、攻12-M8,鉆深17攻深15的螺紋孔 28 鉆、攻2-M16×1.5螺紋孔 29 在箱體上側(cè)面鉆、攻2-M16,鉆深45攻深37的螺紋孔 30 清洗、去毛刺、倒角 31 檢驗(yàn) 32 涂耐油防銹漆 3.3 本章小結(jié) 本章主要是工藝規(guī)程的設(shè)計(jì),考慮到工作中所受的夾緊力和載荷,決定選用灰口鑄鐵鑄造毛坯件。然后選擇加工的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。根據(jù)機(jī)械加工工序安排的原則擬定工藝路線。 第4章 確定加工余量、工序及毛坯尺寸 4.1 毛坯余量和工序余量的確定 方法： 1 經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法 2 查表法 3 分析計(jì)算法 這里采用查表法,為了防止余量不夠而產(chǎn)生廢品,在查表所得的數(shù)量上稍大

31、一些。 此零件材料為灰鑄鐵,硬度為HB210,生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn),采用砂型鑄造,2級精度。 根據(jù)以上原始材料及加工工藝要求,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下： 4.1.1 平面加工 1 頂面：最大加工尺寸：195mm 半精加工余量：Z2=1.5mm 粗加工余量：Z1=2.5mm 毛坯余量：Z=1.5+2.5=4.0mm 粗銑后尺寸：H1=195+1.5=196.5mm 毛坯尺寸：H2=195+4.0=199.0mm 2 底面：最大加工尺寸195mm 半精加工余量：Z2=1.5mm 粗加工余量：Z1=2.5mm 毛坯余量：Z=1.5+2.5=4.

32、0mm 粗銑后尺寸：H1=195+1.5=196.5mm 毛坯尺寸：H2=195+4.0=199.0mm 3 左外側(cè)面：最大尺寸：410mm 半精加工余量：Z2=1mm 粗加工余量：Z1=2mm 毛坯余量：Z=1+2=3m 粗銑后尺寸：H1=195+1=196mm 毛坯尺寸：H2=195+3=198mm 半精銑加工尺寸：H=65+0.7=65.7mm 粗銑加工余量：H=65+2.2=67.2mm 4 右外側(cè)面：最大尺寸：410mm 半精加工余量：Z2=1mm 粗加工余量：Z1=2mm 毛坯余量：Z=1+2=3m 粗銑后尺寸：H1=195+1=196mm 毛坯尺寸

33、：H2=195+3=198mm 半精銑加工尺寸：H=65+0.7=65.7mm 粗銑加工余量：H=65+2.2=67.2mm 4.1.2 孔加工 本零件上的孔直徑均小于50,求成批生產(chǎn),所以零件的孔不預(yù)先鑄出。 1粗鏜、半精鏜頂面孔190,孔90,孔85,孔80 粗鏜至187 半精鏜至190 粗鏜至83 半精鏜至85 粗鏜至88 半精鏜至90 粗鏜至78 半精鏜至φ80 2 鉆、鉸孔30和孔21,鏜孔35 先鉆孔至18 鉸孔至21 先鉆孔至28,深度5mm 鉸孔至21,深度5mm 鏜孔至33,深度6mm 鏜孔至35,深度6mm 3 在箱體頂面鉆、攻16

34、-M18,鉆深18攻深15的螺紋孔 鉆孔至17,深度18mm,對孔進(jìn)行攻螺紋至18×1.5,深度15mm 4 在兩18孔表平面各鉆、攻3-M8,鉆深19攻深14,均布螺紋孔 鉆孔至7,深度18mm,對孔進(jìn)行攻螺紋至8×1,深度15mm 5 在孔80平面各鉆、攻2-M6,鉆深17攻深13,均布螺紋孔 鉆孔至5.2,深度17mm,對孔進(jìn)行攻螺紋至6×1,深度13mm 6 在孔190平面各鉆、攻6-M8,鉆深22攻深18,均布螺紋孔 鉆孔至7,深度22mm,對孔進(jìn)行攻螺紋至8×1,深度18mm 7 粗鏜、半精鏜頂面孔190,孔90,孔85,孔80 粗鏜至187 半精鏜至190

35、粗鏜至83 半精鏜至85 粗鏜至88 半精鏜至90 粗鏜至78 半精鏜至80 8 鉆、鉸孔30和孔21,鏜孔35 先鉆孔至18 鉸孔至21 先鉆孔至28,深度5mm 鉸孔至21,深度5mm 鏜孔至33,深度6mm 鏜孔至35,深度6mm 9 在箱體底面鉆、攻4-M16,鉆深33攻深25的螺紋孔 鉆孔至14.5,深度33mm,對孔進(jìn)行攻螺紋至16×1.5,深度25mm 10 鉆、攻8-M8,鉆深18攻深15螺紋孔 鉆孔至7,深度18mm,對孔進(jìn)行攻螺紋至8×1,深度15mm 11 在孔190平面各鉆、攻6-M8,鉆深22攻深18,均布螺紋孔 鉆孔至7,深度22

36、mm,對孔進(jìn)行攻螺紋至8×1,深度18mm 10 在箱體左側(cè)面鉆、攻12-M8,鉆深17攻深15的螺紋孔 鉆孔至7,深度7mm,對孔進(jìn)行攻螺紋至8×1,深度15mm 11 鉆沉孔23mm,鉆、攻2-M16×1.5螺紋孔 鉆孔至23,深度3mm 鉆孔至14.5,對孔進(jìn)行攻螺紋至φ16×1.5 12 在箱體上側(cè)面鉆沉孔22和37,鉆、攻2-M16,鉆深45攻深37的螺紋孔 鉆孔至22,深度7mm 鉆孔至37,深度1mm 鉆孔至10.7,深度45mm,對孔進(jìn)行攻螺紋至12×1.25,深度15mm 4.2 切削用量的選擇 正確的選擇切削用量,對提高切削效率,保證必要的工具耐用度和

37、經(jīng)濟(jì)性,保證加工質(zhì)量,具有相當(dāng)重要的作用。 4.2.1 粗加工切削用量的選擇原則 粗加工時,加工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯余量較大。因此, 選擇粗加工切削用量時,要盡量保證較高的單位時間金屬切除量〔金屬切除率〕和必要的刀具耐用三要素〔切削速度V、進(jìn)給量F和切削深度αp〕中,提高任何一項(xiàng),都能提高金屬切削率。但是對刀具耐用度影響最大的是切削速度,其次是進(jìn)給量。切削深度影響最小。所以,粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的切削深度αp,其次選擇一個較大的進(jìn)給量F,最后確定一個合適的切削速度V。 4.2.2 精加工時切削用量的選擇原則 精加工時加工精度和表面質(zhì)量要求比較

38、高,加工余量要求小而均勻。因此,選取精加工切削用量時應(yīng)著重考慮,如何保證加工質(zhì)量,并在此前提下盡量提高生產(chǎn)率。所以,在精加工時,應(yīng)選用較小的切削深度αp和進(jìn)給量F,并在保證合理刀具耐用度的前提下,選取盡可能高的切削速度V,以保證加工質(zhì)量和表面質(zhì)量[4]。 4.2.3 工時定額的確定〔單件時間定額〕 ????????????????? 〔4-1〕 其中： ＿＿＿＿單件時間 ＿＿＿＿基本時間 ＿＿＿＿輔助時間 ————工作地點(diǎn)技術(shù)時間 ＿＿＿＿工作地點(diǎn)組織時間 ＿＿＿＿休息及身體需要時間 基本時間與輔助時間之和稱之為工序時間,以Tg表示,即Tg=Ti+Tf 工作地點(diǎn)技術(shù)要求服

39、務(wù)時間和組織服務(wù)時間由時同成為工作地點(diǎn)服務(wù)時間,以Tw表示。 由于后橋箱是成批生產(chǎn)零件,須對整個零件的時間定額計(jì)入準(zhǔn)備結(jié)束時間TZ因此成批生產(chǎn)中加工一批零的總時間為： ???????????????????? 〔4-2〕 其中：＿＿＿＿加工一批零件的時間定額 ＿＿＿＿批中的零件數(shù)量 ＿＿＿＿準(zhǔn)備結(jié)束時間可查表得之 因而單間總時間定額Th為： ????????????????? 〔4-3〕 4.2.4 確定切削用量及基本工時 4.2.4.1 粗銑凹槽 加工條件：X53T立式銑床,立銑刀,YT15刀片。根據(jù)銑削寬度及深度,查表得：,齒數(shù)Z=16,專用卡具。 1.確定背吃刀量?

40、由毛坯圖已知銑削寬度,銑削深度 。 2.確定每齒進(jìn)給量?取 3.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削手冊》表3.7,銑刀刀齒后面最大磨損量為0.4mm；耐用度T=150min。 4.確定切削速度和工作臺每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表3.27, 。 ?????????????? 〔4-4〕 根據(jù)《工藝手冊》表4.2-39。取與84.6m/min相近的主軸轉(zhuǎn)速 。 實(shí)際切削速度 工作臺每分鐘進(jìn)給量為,根據(jù)《工藝手冊》表4.2-40,取X53T銑床與115.2mm/min相近的進(jìn)作臺進(jìn)給量 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 5.計(jì)算基本時間? 4.2.4.2 半精銑

41、凹槽 加工條件：X53T立式銑床,立銑刀,YT15刀片。根據(jù)銑削寬度及深度,查表得：,齒數(shù)Z=18,專用卡具。 1.確定背吃刀量?由毛坯圖已知銑削寬度,銑削深度 。 2.確定每齒進(jìn)給量?取 3.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)《切削手冊》表3.7,銑刀刀齒后面最大磨損量為0.2mm；耐用度T=120min。 4.確定切削速度和工作臺每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表3.27, 。 根據(jù)公式〔4-4〕得： 根據(jù)《工藝手冊》表4.2-39。取與100.3r/min相近的主軸轉(zhuǎn)速 。 實(shí)際切削速度 工作臺每分鐘進(jìn)給量為,根據(jù)《工藝手冊》表4.2-40,取X53T銑床與12

42、9.6mm/min相近的進(jìn)作臺進(jìn)給量 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 5.計(jì)算基本時間? 4.3 本章小結(jié) 本章先查表確定毛坯的加工余量和工序余量,具體分別計(jì)算了各平面和各孔的加工余量。接著說明了粗加工和精加工切削用量的選擇原則。最后進(jìn)行一系列的計(jì)算確定切削用量和基本工時。 第5章 夾具設(shè)計(jì) 機(jī)床卡具是在切削加工中,用以準(zhǔn)確地定位工件位置,并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工精度,提高加工效率,減輕勞動強(qiáng)度,充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此,機(jī)床卡具在機(jī)械制造行業(yè)中占有十分重要的地位。 5.1 設(shè)計(jì)方法和步驟 1 深入生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查研究 在深入生產(chǎn)

43、實(shí)際調(diào)查研究中,應(yīng)掌握下面一些資料:<1>工件圖紙<2>工藝文件<3>生產(chǎn)綱領(lǐng)<4>制造與使用卡具情況 2 確定工件的定位方法和刀具的導(dǎo)向方式 3 確定工件的卡緊方式和設(shè)計(jì)卡緊機(jī)構(gòu) 4 確定卡具其他部分的結(jié)構(gòu)形式 5 繪制卡具總裝配圖 6 標(biāo)注各部分主要尺寸、公差配合和技術(shù)要去 7 標(biāo)注零件編號及編制零件明細(xì)表 8 繪制卡具零件圖 由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知,此零件屬于成批生產(chǎn)。為提高勞動生產(chǎn)率,減 輕勞動強(qiáng)度,要求設(shè)計(jì)專用及具[5]。 5.2 方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案的擬定必須遵循下列原則： 1 定位裝置要確保工件定位準(zhǔn)確可靠,符合六點(diǎn)定位原則。 2 定位精度能保證工件加工精度要求

44、。 3 夾具結(jié)構(gòu)盡量簡單操縱力盡量小而可靠,力爭造價低。 本工序的特點(diǎn)： 粗銑半精銑頂面寬20mm深7mm的凹槽,保證其加工精度和位置精度。 上述特點(diǎn)在夾具設(shè)計(jì)中應(yīng)給予足夠的重視。夾具體設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到加工精度、加工效率、加工成本及工人的勞動強(qiáng)度。 5.3 定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及誤差分析 加工零件的位置精度取決于工件在機(jī)床或夾具中定位的準(zhǔn)確性,所以夾具定為基準(zhǔn)的選擇,既要保證本身的定位精度。又要保證被加工零件的各種精度要求。定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是非常重要的。 5.3.1 確定定位元件,計(jì)算定位誤差 由于定位方案為一面兩銷定位,一兩個圓柱銷作為定位元件,則會產(chǎn)生重復(fù)定位現(xiàn)象,即一銷套上工件孔

45、以后,另一個銷很難同時套上。為了避免這種定位干涉,補(bǔ)償工件兩定位孔直徑和中心距誤差及夾距兩定位銷直徑和中心距誤差。夾具兩定位銷采用一圓柱銷,另一銷在連心線的垂直方向削去兩邊,即削邊銷。 1 確定定位銷中心距及尺寸公差 銷間距的基本尺寸和孔間距的基本尺寸相同, 尺寸公差一般取為 ???????????????? 〔5-1〕 孔間距的計(jì)算： mm 由于?? 取 mm 圖5-1 定位元件距離 2 確定圓柱銷的基本尺寸是該孔的最小極限尺寸,其中=,為基準(zhǔn)孔。最小直徑公差取,配合取為 由表中查的 f的基本偏差為 mm 查表削邊銷寬度B和 , 3 確定補(bǔ)償距

46、離 ? ?????????????????<5-2> 式中：為夾具圓柱銷與其配合的|<< << < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> >>| 工件定位孔間的最小間隙。 由于零件圓柱孔銷的尺寸為 4 確定削邊銷圓弧部分與其相配合得工件定位孔的最小間隙 式中為與削邊銷相配合的工件定位孔的最小直徑。 5 銷邊銷的最大直徑 公差配合取,其下偏差為ei=0.021mm ????????????????????? ?<5-3> 6 確定轉(zhuǎn)角誤差 由于定位孔和定位銷作上下銷移接觸,造成工件兩定位孔連心線相對夾具上量定位銷連心線發(fā)生偏移,產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)角誤差,其式

47、可按下面公式計(jì)算： ? ???????????????<5-4> 其中：為夾具圓柱銷與其配合的工件定位孔間的最大間隙。 為夾具體削邊銷與其配合的工件定位孔間的最大間隙。 7 確定基準(zhǔn)定位誤差 這一誤差取決于定位孔和圓柱銷之間的最大間隙,工件在平面任何方向上的基準(zhǔn)位移誤差為： ?????????????????? <5-5> 式中：為工件孔直徑的公差 為圓柱銷直徑的公差 ：為圓柱銷與工件孔最小間隙 其中: ????? 5.3.2 定位銷的選擇 由于零件為成批生產(chǎn),為保證定位精度,所以需定期檢查定位銷的磨損情況,及時更換定位銷,以利于準(zhǔn)確定位,所以選擇可換定

48、位銷和可換削邊銷。該銷通過螺紋與其導(dǎo)向銷相連,以便更換。 5.3.3 定位誤差的分析與計(jì)算 圖5-2 定位誤差分析 見圖5-2 在使用夾具安裝工件并按調(diào)整法加工一批工件時,由于工件在夾具中定位所產(chǎn)生的定位誤差。必然要反映到工件的加工精度上,因此在設(shè)計(jì)夾具定位機(jī)構(gòu)時,應(yīng)對定位誤差加以控制,使其不超過允許的圍,一般情況下,工件的定位誤差與工件上相應(yīng)公差的關(guān)系為： ?????????????????? 〔5-6〕 產(chǎn)生定位誤差的原因有以下兩個方面：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合,產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差,用符號表示;另一主要誤差是由工件的定位基面與定位元件的工作表面的制造誤差及配合的最小間隙的

49、存在,引起定位基準(zhǔn)產(chǎn)生位移,即基準(zhǔn)位移誤差,用符號來表示。 對工序尺寸：33 ??????????????? 〔5-7〕 其中式中：……………工件孔直徑的公差???? ……………圓柱銷直徑公差?????? ??? ………………圓柱銷與工件孔最小間隙? 由以上計(jì)算可知：??? 根據(jù)圖中計(jì)算可知： 合格,所以對鉆孔為制度誤差要求,可根據(jù)定位誤差小于其零件公差的而確定。 5.4 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及夾緊力的計(jì)算 零件加工過程中所受的夾緊力不大,并且根據(jù)零件的形狀,在夾具中 安裝位置及保證加工的正常進(jìn)行,可確定夾緊力的位置為了節(jié)約輔助時間, 減輕工人的勞動強(qiáng)度,便于制

50、造和安裝,本夾具體采用固定支板,用螺母、 螺桿、彈簧和氣動夾緊機(jī)構(gòu)相互配合夾緊零件。 考慮到夾緊可靠應(yīng)選擇合適的加緊部位。從零件圖上可以看出,在零 件的上個邊緣表面上夾緊比較合適。 由于計(jì)算切削力的主要目的是確定夾緊力,確定夾緊方式及夾緊機(jī)構(gòu)。由于加工孔時,切削力的大小主要取決于孔的直徑,所以計(jì)算夾緊力主要一部分是切削力。精銑削槽時力比較大。所以夾緊力只需以精銑時的卡緊力而定。 夾緊力的計(jì)算: 本夾具采用的是鉤型壓板,可以在水平方向上回轉(zhuǎn),以便于零件的裝夾。 首先計(jì)算銑床銑削的切削力： ????????????? 〔5-8〕 其中：————銑削力； ————在用高速銑鋼〔W

51、18Cr4V〕銑刀銑削時?？紤]工件材料及銑刀類型的系數(shù),其數(shù)值按《金屬切削機(jī)床卡具設(shè)計(jì)手冊》表3-57選取。查表得：； ————每齒進(jìn)給量； ?————銑刀直徑； ?————銑削寬度； ————銑刀每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)； ?————銑刀的齒數(shù)； ————用高速鋼〔W18Cr4V〕銑刀銑削時,考慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)。對于灰鑄鐵：； ————工件材料的抗拉強(qiáng)度。 為使加工能夠穩(wěn)定的進(jìn)行,則?????? ??????????????????????? 〔5-9〕 其中：————卡緊力； ————切削力； ————摩擦系數(shù)。取。 則：雙頭螺柱所需拉力為： ???

52、???????????? 〔5-10〕 其中：————勾形壓板點(diǎn)到軸心的距離； ————勾形壓板的導(dǎo)向長度； ————摩擦系數(shù)； ————彈簧的作用力。 實(shí)際預(yù)緊力：?? ??????????????????? <5-11> 其中：為安全系數(shù) ————一般安全系數(shù),考慮到增加夾緊的可靠性和因工件材料性質(zhì)及余量不均勻等引起的切削力的變化。一般取 ————加工性質(zhì)系數(shù),粗加工取。精加工取 ————刀具鈍化系數(shù),考慮刀具磨損鈍化后,切削力增加。一般取???? 取 ————斷續(xù)切削系數(shù),斷續(xù)切削時取。連續(xù)切削時,取 由此氣缸的作用力 查表得：可選最佳氣缸為：D=250,S=40,L=166,標(biāo)準(zhǔn)活塞桿推力為2000Kgf的法蘭式氣缸。 5.5 加緊元件的強(qiáng)度校核 分析夾具體中各零件的受力情況,可知連接上下壓板的螺栓畏罪薄弱環(huán)節(jié)。 當(dāng)壓緊工件時,受力分析可知：螺栓只受夾緊力Q作用產(chǎn)生預(yù)緊力作用。 緊聯(lián)螺栓的許用拉應(yīng)力 ????????????????????? 〔5-12〕 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.3,得 其中： ???? 又 強(qiáng)度滿足要求。 30 / 30