轉(zhuǎn)速器盤的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)速器盤的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)速,加工,工藝,及其,夾具,設(shè)計(jì) 目 錄 第一章 零件分析 1.1零件的用途分析…………………………………………………1 1.2零件的工藝分析…………………………………………………1 第二章 定位分析 2.1定位分析…………………………………………………………2 2.2確定定位方案……………………………………………………2 第三章 夾緊分析 3.1 確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)…………………………………3 3.2 夾緊力計(jì)算………………………………………………………3 3.3加工誤差分析…………………………………………………….5 3.4 鉆套、鉆模板設(shè)計(jì)………………………………………………8 3.5 夾具精度分析……………………………………………………9 總結(jié)…………………………………………………………………..12 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………..13 第一章 零件分析 1.1零件的用途分析 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)成本，需要設(shè)計(jì)專用夾具。按指導(dǎo)老師的布置，根據(jù)課程設(shè)計(jì)題目要求，設(shè)計(jì)鉆、鉸削加工Φ10F9mm的孔并锪倒角0.5×45°的鉆床夾具。該夾具用于Z525立式鉆床，并配上Φ9.8H12mm的高速鋼麻花鉆、Φ9.96H10mm的高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀、Φ10F9mm的高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀，按工步對孔進(jìn)行加工。 1.2零件的工藝分析 轉(zhuǎn)速器盤需要加工的Φ10mm孔的位置尺寸精度要求不高，孔的表面粗糙度值為Ra6.3，并且Φ10F9為淺孔。在機(jī)械加工工藝規(guī)程中，分鉆、粗鉸、精鉸、倒角0.5×45°進(jìn)行加工。依靠所設(shè)計(jì)的夾具來保證加工表面的下列位置尺寸精度： ①待加工孔Φ10F9和已加工孔Φ9H11的中心距離尺寸為72±0.1mm； ②待加工孔Φ10F9和后平面的距離尺寸為56±0.1mm。 由以上可知，該孔的位置尺寸精度要求不高，但是，兩個(gè)相差120°筋板不利于夾緊工件，會給加工帶來一定困難，在鉆孔的時(shí)候，工件的筋板會受到鉆頭軸向力的作用產(chǎn)生微小變形，影響孔的加工精度。因此，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)注意解決這個(gè)問題。 第二章 定位分析 2.1定位分析 該孔為通孔，沿著孔軸線方向的不定度可不予以限制，但是為增強(qiáng)加工時(shí)零件的剛性，必定限制孔軸線方向的不定度，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響。 2.2確定定位方案 由于工件在鉆Φ10mm孔時(shí)兩筋板的剛性較差，從保證工件定位穩(wěn)定的觀點(diǎn)出發(fā)，采用“一面兩孔”定位，即以已加工的后平面和兩個(gè)Φ9mm孔為定位基準(zhǔn)，這樣，既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準(zhǔn)重合原則。為實(shí)現(xiàn)定位方案，所使用的定位元件：圓柱銷和菱形銷在后平面和Φ9mm孔定位，可以限制工件的五個(gè)不定度，Φ25mm外圓柱下端面使用薄壁圓柱孔支承，限制工件沿Z軸的移動(dòng)不定度，從而達(dá)到完全定位。 第三章 夾緊分析 3.1 確定夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 兩個(gè)Φ9mm孔中的圓柱銷和菱形銷共同承受鉆孔時(shí)的切削扭矩。在鉆Φ9.8H12mm孔時(shí)，由于孔徑較小，切削扭矩和軸向力較小，并且軸向力可以使工件夾緊，因此，在確定夾緊方式時(shí)就可以不考慮軸向切削力的影響，即可以不施加夾緊力來克服軸向切削力。但由于切削扭矩會使工件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，因此需要對工件施加向下壓的夾緊力來克服切削扭矩。為便于操作和提高機(jī)構(gòu)效率，采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板夾緊機(jī)構(gòu)，其力的作用點(diǎn)落在靠近加工孔的120o圓弧端面上。 3.2 夾緊力計(jì)算 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過程中的切削力可以分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算軸向切削力。而為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時(shí)所需要的夾緊力，即： 其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表1-2-1得：、、1.15、、、、， 所以，= 2.691。 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表1-2-7得： 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表1-2-8得： 由于鉆頭的直徑為d = Φ9.8mm，所以， (N· mm)。 因此，實(shí)際所需要的夾緊力為： (N· mm)。 夾緊機(jī)構(gòu)采用壓板機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率為，螺母產(chǎn)生的夾緊力為： 。 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表1-2-20，得： = 6.22mm，查表1-2-21，得：= 3.675mm，，查表1-2-22，得，。 == 2810.23(N) 則作用在轉(zhuǎn)動(dòng)壓板上的夾緊力為： 夾緊機(jī)構(gòu)受力如圖2所示。 圖2 夾緊機(jī)構(gòu)受力示意圖 由公式得： 在工件上的夾緊力作用點(diǎn)到鉆頭在工件上加工時(shí)作用點(diǎn)的距離為49mm。因此，夾緊力產(chǎn)生的扭矩為： (N· mm)。 工件受力如圖3所示。 圖3 工件受力示意圖 因＜，故該鉸鏈機(jī)構(gòu)能滿足鉆孔加工要求。 3.3加工誤差分析 用工件的“一面兩孔”定位，使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，即遵守“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以減少定位誤差，所采用的定位元件為定位銷和菱形銷，考慮薄壁圓柱孔支承形狀，將支承和夾具體鑄成整體，即把支承鑄成薄壁凸臺。工件定位如圖4所示。 圓柱銷和菱形銷的設(shè)計(jì)計(jì)算： ①兩定位銷中心距L L= L 式中，L ——工件兩基準(zhǔn)孔的中心距。 L= L= 28mm。 圖4 工件定位示意圖 ②兩定位銷中心距公差 = 式中，——工件兩基準(zhǔn)孔的中心距公差。 === 0.025(mm)。 ③圓柱銷最大直徑 = 9mm，公差取g6，所以，圓柱銷直徑為Φmm。 ④補(bǔ)償值 (mm) 式中，——第一基準(zhǔn)孔與圓柱銷間最小配合間隙(mm)。 (mm) ⑤菱形銷寬度B，b 根據(jù)表8： B = D－2 = 9－2 = 7(mm)； B = 4mm。 表8 菱形銷尺寸表 D2 /mm ＞3～6 ＞6～8 ＞8～20 ＞20～24 ＞24～30 ＞30～40 ＞40～50 B/mm 2 3 4 5 5 6 8 B/mm D2－0.5 D2－1 D2－2 D2－3 D2－4 D2－5 D2－5 ⑥菱形銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙 =(mm) 式中，——第二基準(zhǔn)孔最小直徑。 ⑦菱形銷最大直徑（公差取h6） =－= 9－0.108 = 8.892(mm) 所以，菱形銷直徑為Φmm。 ⑧轉(zhuǎn)角誤差 式中，——工件定位孔的直徑公差； ——圓柱定位銷的直徑公差(mm)； ——菱形定位銷的直徑公差(mm)； ——圓柱定位銷與孔間的最小間隙(mm)； ——菱形定位銷與孔間的最小間隙(mm)； L ——中心距(mm)。 所以， 需要加工的孔的公差mm，由該誤差引起的定位誤差為8= 80.0036 = 0.028，該誤差小于工件誤差，即0.028＜0.036，方案可行。 3.4 鉆套、鉆模板設(shè)計(jì) 為進(jìn)行鉆、鉸加工，采用快換鉆套，其孔徑尺寸和公差如下： ①鉆Φ9.8H12孔：麻花鉆的最大極限尺寸為Φ9.8+0.15mm，則鉆孔時(shí)所配的鉆套取規(guī)定的公差為F8，即鉆套尺寸為：Φ9.95mm，圓整后可寫成Φ10mm。 ②粗鉸Φ9.96H10孔：鉸孔選用GB1133-84中的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀改制而成，其尺寸為Φ9.96mm，按規(guī)定取鉸孔時(shí)鉆套的尺寸公差為Φ9.96+0.044G7，即鉆套尺寸為：Φ10.004mm，圓整后可寫成Φ10mm。 ③精鉸Φ10F9孔：鉸孔選用GB1133-84中的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀，其尺寸為Φ10mm，按規(guī)定取鉸孔時(shí)鉆套的尺寸公差為Φ10+0.023G6，即鉆套尺寸為：Φ10.023mm，圓整后可寫成Φ10mm。 ④鉆套形狀尺寸在《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》中查取。為了安裝快換鉆套，確定選取固定襯套與之相配合使用。 ⑤設(shè)計(jì)鉆模板：將鉆套用襯套安裝在鉆模板上，鉆模板通過銷子和螺栓與夾具體連接。鉆模板的尺寸與形狀自行設(shè)計(jì)。 3.5 夾具精度分析 機(jī)械加工中，保證加工出合格零件的必要條件是：加工誤差不大于被加工零件相應(yīng)的公差。加工誤差來源于兩大方面：一方面是與機(jī)床有關(guān)的誤差稱加工方法誤差；另一方面是與夾具有關(guān)的誤差，而此誤差可分為零件在夾具中的定位誤差、夾具的對刀或?qū)蛘`差及夾具的制造及在機(jī)床上的安裝誤差。根據(jù)誤差的隨機(jī)性的特點(diǎn)，按概率原理合成，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，與夾具有關(guān)的誤差占加工誤差的絕大部分，故按機(jī)率相等的原理，取零件公差的3/4作為判別依據(jù)得到保證加工零件合格的條件是：≤（——零件相應(yīng)加工尺寸的公差），因?yàn)榧庸し椒ㄕ`差取決于機(jī)床精度，所以只進(jìn)行夾具精度的分析計(jì)算。滿足上述條件，認(rèn)為夾具精度滿足加工要求，否則精度不足。 鉆孔夾具產(chǎn)生導(dǎo)向誤差有五個(gè)因素：其一是鉆模板底孔至定位基準(zhǔn)尺寸誤差，取其公差；其二、三是鉆套、襯套內(nèi)外圓同軸度誤差 ；其四是鉆套與襯套的配合間隙；其五是鉆套與鉆頭配合間隙，于是得： 鉆套垂直度誤差對孔位置影響折算為： 心軸底面平行度誤差對孔位置影響折算為： 夾具精度的計(jì)算和判別： 夾具精度分析簡圖如圖5所示。 圖5 夾具精度分析示意圖 定位誤差：基準(zhǔn)重合。 ，（基準(zhǔn)不重合） mm（定位銷與孔配合最大間隙） mm 導(dǎo)向誤差：最后是鉸刀，故按鉸刀計(jì)算。 mm ，（同軸度誤差忽略） (mm) (mm) =(mm) 安裝誤差：H = 26，h = 7，B = 8mm，t= 0.025mm，t= 0.008mm，L = 50mm。 0.014(mm) 因此，夾具精度： =≤= 綜上所述，此夾具能滿足加工要求。 結(jié)束語 經(jīng)過近一段時(shí)間的艱苦努力，終于比較圓滿地完成了課程設(shè)計(jì)任務(wù)。在本次設(shè)計(jì)中我深深地體會到以下幾點(diǎn)： ①作為一名機(jī)械專業(yè)的大學(xué)生，首先必須培養(yǎng)求真務(wù)實(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、鉆研創(chuàng)新與實(shí)事求是。 ②必須重視基礎(chǔ)理論知識，只有在牢固掌握專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，才能有創(chuàng)新和發(fā)展。 ③經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會了收集、查閱和綜合分析各種資料，正確應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)手冊和工具書籍，進(jìn)一步提高了自己分析、計(jì)算等基本技能，特別是在應(yīng)用辦公軟件和繪圖軟件上，我的收獲很大，掌握了很多的常用技巧。 ④掌握了常用機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，熟悉了設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、論文摘要、文獻(xiàn)綜述等格式和寫作方法，為將來的實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 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，1991，第1、2卷 2 孫本緒、熊萬武.機(jī)械加工余量手冊［M］.北京：國防工業(yè)出版社，1999 3 周鳳云.工程材料及應(yīng)用［M］.湖北：華中科技大學(xué)出版社，2002，第二版 4 李益民.機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 5 郭彩芬 王偉麟 機(jī)械制造技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 14