等臂杠桿的銑Φ40 上平面夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備proe三維4張CAD圖
等臂杠桿的銑Φ40 上平面夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備proe三維4張CAD圖,等臂杠桿的銑Φ40,上平面夾具設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝裝備proe三維4張CAD圖,杠桿,40,平面,夾具,設(shè)計(jì),機(jī)械,加工,工藝,裝備,proe,三維,CAD
摘要
本設(shè)計(jì)的零件為杠桿零件,選用灰鑄鐵 200。根據(jù)零件的形狀、尺寸精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益等各方面的詳細(xì)分析其加工工藝,多采鉆床加工。通過對(duì)零件的分析,此工件外形輪廓尺寸小,重量輕,加工要求不高。因此在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下,盡量簡化結(jié)構(gòu),做到經(jīng)濟(jì)合理。
關(guān)鍵詞:等臂杠桿、工藝分析、工藝設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)
I
目錄
摘要 I
第 1 章 等臂杠桿工藝分析 1
1.1 等臂杠桿的作用與結(jié)構(gòu) 1
1.1.1 杠桿的作用 1
1.1.2 等臂杠桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2
1.1.3 等臂杠桿的結(jié)構(gòu)工藝性 2
1.2 等臂杠桿關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 2
第 2 章 杠桿工藝設(shè)計(jì) 4
2.1 杠桿生產(chǎn)類型的確定 4
2.2 杠桿毛胚的選擇與毛胚圖說明 4
2.3 杠桿工藝路線的確定 4
2.3.1 粗、精基準(zhǔn)的選擇 4
2.3.2 各表面加工方法的確定 4
2.3.3 選擇加工設(shè)備及刀具、量具、夾具 5
2.3.4 工藝路線 6
2.3.5 工藝方案的比較和分析 7
2.4 加工余量、切削余量、工時(shí)定額的確定 8
2.4.1 加工余量 8
2.4.2 工時(shí)定額 9
2.5 工序尺寸與公差的確定 11
第3章 Ф10 孔夾具設(shè)計(jì) 12
3.1 設(shè)計(jì)思想與不同方案對(duì)比 12
3.2 定位誤差計(jì)算 15
3.3 對(duì)刀及引導(dǎo)裝置設(shè)計(jì) 16
3.4 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及夾緊力計(jì)算 17
3.5 夾緊操作動(dòng)作說明 18
設(shè)計(jì)心得 19
參考文獻(xiàn) 20
附 錄 鉆夾具三維圖 21
II
第 1 章 等臂杠桿工藝分析
1.1 等臂杠桿的作用與結(jié)構(gòu)
1.1.1 杠桿的作用
題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。
(1) 等臂杠桿平面圖
圖 1.1 杠桿平面圖
1
(2) 杠桿三維圖
圖 1.2 杠桿三維圖
1.1.2 等臂杠桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該杠桿的形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單、具有對(duì)稱特性,是常見的等臂杠桿零件。
1.1.3 等臂杠桿的結(jié)構(gòu)工藝性
杠桿的 2×Φ8(H7)孔和Φ10(H7)孔的軸線與Φ25(H9)孔軸線有平行度要求。
2×Φ8(H7)分別在兩邊的懸臂平臺(tái)上,加工時(shí)需要防止懸臂變形。
1.2 等臂杠桿關(guān)鍵表面的技術(shù)要求
杠桿零件的Φ25、Φ10、Φ8 四孔的軸線有平行度的要求?,F(xiàn)分述如下表:
23
表 1.1 關(guān)鍵表面技術(shù)要求表
加工表面 尺寸及公差/mm 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度 Ra/μm 形位公差/mm
Φ40 大表面
0
54
-0.46
IT12 6.3
Φ40 小表面
0
54
-0.46
IT12 3.2
左Φ30 表面
58+0.74 ,15 IT12 6.3
0
右Φ30 表面 15 IT12 6.3
Φ25 孔
25+0.052
IT9 1.6
0
Φ10 孔
10+0.015
IT7 3.2 ∥ 0.1 A
0
0
左Φ8 孔 Ф 8+0.015 , 84 ± 0.2
IT7 1.6 ∥ 0.15 A
0
右Φ8 孔 Ф 8+0.015 , 84 ± 0.2
IT7 1.6 ∥ 0.1 A
第 2 章 杠桿工藝設(shè)計(jì)
2.1 杠桿生產(chǎn)類型的確定
規(guī)定零件的生產(chǎn)類型為:大批量生產(chǎn),生產(chǎn)數(shù)量為 5000 以上。
2.2 杠桿毛胚的選擇與毛胚圖說明
零件的材料為 HT200??紤]到零件在工作中處于潤滑狀態(tài),因此采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于零件年產(chǎn)量為 5000 件,達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平,而且零件的輪廓尺寸不大,鑄造表面質(zhì)量的要求高,故采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的、適合大批量生產(chǎn)的金屬模鑄造。
2.3 杠桿工藝路線的確定
2.3.1 粗、精基準(zhǔn)的選擇
(1)粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件而言,按照粗基準(zhǔn)的選擇原則,選擇本零件的加工表面就是寬度為Ф40mm 的肩面表面作為加工的粗基準(zhǔn),可用壓板對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊,利用一組
V 形塊支承Φ40mm 的外輪廓作主要定位,以消除 z、z、y、y 四個(gè)自由度。再以一面定位消除 x、x 兩個(gè)自由度,達(dá)到完全定位,就可加工Φ25(H7)的孔。
(2)精基準(zhǔn)的選擇
主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題,和便于裝夾,采用Φ25(H7)的孔作為精基準(zhǔn)。
2.3.2 各表面加工方法的確定
本零件的加工表面有:粗精銑寬度為Φ40mm 的上下平臺(tái)、鉆Φ10(H7)孔、鉆 2×Ф
0
8+0.015 的小孔 、粗精銑Φ30 凸臺(tái)的平臺(tái)。材料為 HT200,加工方法選擇如下:
1、Φ40mm 圓柱的上平臺(tái):公差等級(jí)為 IT12,表面粗糙度為 Ra6.3,采用粗銑→精銑
的 加 工 方 法 , 并 倒 R3 圓 角 。2、Φ40mm 圓柱的下平臺(tái):公差等級(jí)為 IT12,表面粗糙度為 Ra3.2,采用采用粗銑→
精 銑 的 加 工 方 法 , 并 倒 R3 圓 角 。3、Φ30mm 的凸臺(tái)上下表面:公差等級(jí)為 IT112,表面粗糙度為 Ra6.3,采用粗銑→
精銑的加工方法。 4、鉆Φ25(H9)內(nèi)孔:公差等級(jí)為 IT9,表面粗糙度為 Ra1.6,采用鉆孔→擴(kuò)孔鉆
鉆 孔 → 粗 鉸 → 精 鉸 的 加 工 方 法 , 并 倒 1×45° 內(nèi) 角 。5、鉆Φ8(H7)內(nèi)孔:公差等級(jí)為 IT7,表面粗糙度為 Ra1.6,采用鉆孔→粗鉸→精
鉸的加工方法。6、鉆Φ10(H7)內(nèi)孔:公差等級(jí)為 IT7,表面粗糙度為 Ra3.2,平行度為 0.1μm(A),
采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。
2.3.3 選擇加工設(shè)備及刀具、量具、夾具
由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故加工設(shè)備宜以采用通用機(jī)床為主,輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主,輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各級(jí)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完后。
粗精銑寬度為Ф40mm 的上下平臺(tái)和寬度為 30mm 的平臺(tái)??紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題,采用立銑,選擇 XA6132 萬能立式升降銑床(參考文獻(xiàn):機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊,主編:李益民,機(jī)械工業(yè)出版社出版社),刀具選 D=50mm 的圓柱形銑刀(參考文獻(xiàn):機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊,主編:李益民,機(jī)械工業(yè)出版社出版)、專用夾具、專用量具和游標(biāo)卡尺。
粗精銑寬度為Φ30mm 的凸臺(tái)表面。采用 XA6132 萬能立式升降銑床,刀具選 D=50mm 的圓柱形銑刀,專用夾具、專用量檢具和游標(biāo)卡尺。
鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф23mm。采用 Z550 型鉆床,刀具選莫氏錐柄麻花鉆(莫氏錐柄 2 號(hào)刀)D=23mm,專用鉆夾具,專用檢具。
擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。采用立式 Z550 型鉆床,刀具選 D=24.7mm 的錐柄擴(kuò)孔鉆(莫氏錐度 3 號(hào)刀),專用鉆夾具和專用檢具。
粗鉸孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.94mm。采用立式 Z550 型鉆床,刀具選 D=24.94mm 的錐柄機(jī)用鉸刀,專用鉆夾具和專用檢具。
精鉸孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。采用立式 Z550 型鉆床,刀具選 D=25mm 的錐柄機(jī)用鉸刀,并倒 1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。
鉆 2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達(dá)到 7.8mm。采用立式 Z518 型鉆床,刀具選用 D=7.8mm
的直柄麻花鉆,專用鉆夾具和專用檢量具。
鉆Φ10(H7)的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ9.8mm。采用立式 Z518 型鉆床,刀具選用 D=9.8mm 的直柄麻花鉆,專用的鉆夾具和量檢具。
粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ9.96mm。采用立式 Z518 型鉆床,刀具選用 D=10mm 的直柄機(jī)用鉸刀,專用夾具和專用量檢具。
精鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10(H7)mm。采用立式 Z518 型鉆床,選擇刀具
D=10mm 的精鉸刀,使用專用夾具和量檢具。
粗鉸 2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ7.96mm。采用立式 Z518 型鉆床,選擇刀具為
D=8mm 直柄機(jī)用鉸刀,使用專用夾具和專用量檢具。
精鉸 2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ8(H7)。采用立式 Z518 型鉆床,選擇刀具為 D=8mm 的直柄機(jī)用鉸刀,使用專用的夾具和專用的量檢具。
2.3.4 工藝路線
制訂工藝路線的出發(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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)(生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用,它決定了各工序所需專業(yè)化和自動(dòng)化的程度,決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性的機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
(1)方案一
鑄 造 時(shí) 效 涂底漆
工序 10:粗車寬度為Ф40mm 下平面和鉆Ф25mm(H9)孔
工序 20:粗銑寬度為Ф40mm 上平面和Ф30 左下平面和右上平面工序 30:鉆Ф10(H7)孔
工序 40:鉆 2×Ф8(H7)孔
工序 50:精銑寬度為Ф40mm 上下平面和Ф30 左下平面和右上平面工序 60:擴(kuò)Ф25mm(H9)孔
工序 70:粗絞Ф10mm(H7)孔工序 80:粗絞 2×Ф8mm(H7)孔工序 90:絞Ф25mm(H9)孔
工序 100:精絞Ф10mm(H7)孔
工序 110:精絞 2×Ф8mm(H7)孔工序 120:檢驗(yàn)入庫
(1)方案二
鑄 造 時(shí) 效 涂底漆
工序 10:鉆 2×Ф8mm(H7)孔
工序 20:粗銑Ф40mm 上下平面和Ф30mm 左下平面和右上平面工序 30:鉆Ф25mm(H9)孔
工序 40:鉆Ф10mm(H7)孔
工序 50:粗絞 2×Ф8mm(H7)孔
工序 60:精銑Ф40mm 上下平面和Ф30mm 左下平面和右上平面工序 70:擴(kuò)Ф25mm(H9)孔
工序 80:粗絞Ф10mm(H7)孔工序 90:精絞 2×Ф8mm(H7)孔工序 100:絞Ф25mm(H9)孔
工序 110:精絞Ф10mm(H7)孔
2.3.5 工藝方案的比較和分析
上述兩種工藝方案的特點(diǎn)是:方案一是先加工Ф25(H9)孔,再以Ф25(H9)孔為精基準(zhǔn)加工 2×Ф8mm(H7)孔和Ф10mm(H7)孔,這樣可以保證 2×Ф8mm(H7)孔和Ф10mm(H7)孔與Ф25(H9)孔平行度要求。方案二是先加工 2×Ф8mm(H7)孔, 再以 2×Ф8mm(H7)孔為精基準(zhǔn)加工Ф25(H9),這樣可以保證 2×Ф8mm(H7)孔的精度要求。該零件主要是使配合符合要求,保證平行度更重要。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。
最終制定下面方案路線:
鑄 造 時(shí) 效 涂底漆
工序 10:粗車寬度為Ф40mm 下平面和鉆Ф25mm(H9)孔
工序 20:粗銑寬度為Ф40mm 上平面和Ф30 左下平面和右上平面工序 30:鉆Ф10(H7)孔
工序 40:鉆 2×Ф8(H7)孔
工序 50:精銑寬度為Ф40mm 上下平面和Ф30 左下平面和右上平面工序 60:擴(kuò)Ф25mm(H9)孔
工序 70:粗絞Ф10mm(H7)孔工序 80:粗絞 2×Ф8mm(H7)孔工序 90:絞Ф25mm(H9)孔
工序 100:精絞Ф10mm(H7)孔工序 110:精絞 2×Ф8mm(H7)孔工序 120:檢驗(yàn)入庫
2.4 加工余量、切削余量、工時(shí)定額的確定
2.4.1 加工余量
表 2.1:加工余量表
加工表面
基本尺寸
工序 加工余量數(shù)值(mm)
說明
Ф40mm 的上
40
粗銑 3
加工上下
下平臺(tái)
精銑 1
底面
Ф30mm 的凸
30
粗銑 3
凸臺(tái)上下面
臺(tái)上下面
精銑 1
鉆 4.9
Ф10H7 孔
10
擴(kuò) 0.08
加工內(nèi)孔
絞 0.02
鉆 3.9
Ф8H7 孔
8
粗絞 0.08
加工內(nèi)孔
精絞 0.02
鉆 11.5
Φ25(H9)孔
25
擴(kuò) 0.9
加工內(nèi)孔
絞 0.1
2.4.2 工時(shí)定額
工序 10:鉆Φ25H9mm 孔
(1)基本時(shí)間的計(jì)算
由參考文獻(xiàn)[3]表 2.14 查,鉆孔的基本時(shí)間可由公式
t j = L/ f n =(l+l1+l2)/ f (2.1) 求得。其中 1=54 mm,l2=1 mm,
I1 =(D× cot kr )/2+(1~2)=(23.0× cot56°)/2+(1~2)=8.7mm (2.2) f=0.4 mm/r、n=250 r/min。
將上述結(jié)果代入公式,可得到該公序的基本時(shí)間:
f
=(54 mm+8.7mm+1 mm)/(0.4 mm/r×250 r/min)=0.637min (2.3)
n
(2)輔助時(shí)間的計(jì)算
由參考文獻(xiàn)[3]表 4.14 查,輔助時(shí)間 ta 與基本時(shí)間 tj 的關(guān)系為
ta =(0.15~0.2) tj (2.4)
在這里取 ta=0.15tj,則各本工序的輔助時(shí)間為: 工序 4 的鉆孔的輔助時(shí)間:
ta =0.15×38.22s=5.73s (2.5)
(3)其它時(shí)間 tm 的計(jì)算
除了作業(yè)時(shí)間(基本時(shí)間與輔助時(shí)間)以外,每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間 tb、休息與生理需要時(shí)間 tx 和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由本例桿杠的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn),分?jǐn)偟矫總€(gè)工件的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間很少,可忽略不計(jì);布置工作地時(shí)間和休息與生理需要時(shí)間與作業(yè)時(shí)間的關(guān)系為:
工序 4 的鉆孔的其它時(shí)間:
tb + tx = 6% ′ (t j + ta)
(2.6)
(4)單件時(shí)間的計(jì)算
tb + tx =6%×(38.22+5.73)s=2.67s (2.7)
本工序的單件時(shí)間為四個(gè)工步的時(shí)間總和:其中鉆孔工步
tdj 鉆=(2.64+38.22+5.73)s=46.6s (2.8)工序 20:粗銑精銑φ40 上端面
由參考文獻(xiàn)[3]表 1.14 查
l =83mm, l1 =8.3mm, 粗銑:
t
l2 =3mm
= l + l1 + l2 = 94.3/142.5=0.66min (2.9)
f
m
m
工序 30:鉆φ10(H7)孔
(1)基本時(shí)間的計(jì)算
1) 鉆孔工步
由參考文獻(xiàn)[3]表 4.2 查,鉆孔的基本時(shí)間可由公式
t j = L / f
其中 1=54 mm,l2=1 mm,
=(l+l1+l2)/ f n (2.10)
I1 =(D× cot kr )/2+(1~2)=(23.0× cot56°)/2+(1~2)=8.7mm (2.11) f=0.4 mm/r;n=250 r/min。將上述結(jié)果代入公式,可得到該公序的基本時(shí)間:
t j =(54 mm+8.7mm+1 mm)/(0.4 mm/r×250 r/min)=0.637min (2.12)
(2)輔助時(shí)間的計(jì)算
由參考文獻(xiàn)[1]表 2.6 查,輔助時(shí)間 ta 與基本時(shí)間 tj 的關(guān)系為
ta =(0.15~0.2) tj (2.13)
在這里取 ta=0.15tj,則各本工序的輔助時(shí)間為: 工序 6 的鉆孔的輔助時(shí)間:
ta =0.15×38.22s=5.73s (2.14)
工序 40:2×φ8(H7)孔
(1)基本時(shí)間的計(jì)算
1) 鉆孔工步
由參考文獻(xiàn)[2]表 3.14 查,鉆孔的基本時(shí)間可由公式
t j = L/ f n =(l+l1+l2)/ f (2.15) 其中 1=15 mm,l2=1 mm,
I1 =(D× cot kr )/2+(1~2)=(7.8×cot56°)/2+(1~2)=8mm (2.16) f=0.3 mm/r;n=1000 r/min。將上述結(jié)果代入公式,可得到該公序的基本時(shí)間:
t j =(15 mm+8mm+1 mm)/(0.3 mm/r×1000 r/min)=0.076min (2.17) 則 2 t j =0.152min
(2)輔助時(shí)間的計(jì)算
由參考文獻(xiàn)[2]表 2.1 查,輔助時(shí)間 ta 與基本時(shí)間 tj 的關(guān)系為
ta =(0.15~0.2) t j (2.18)
在這里取 ta=0.15tj,則各本工序的輔助時(shí)間為: 工序 5 的鉆孔的輔助時(shí)間:
ta =0.15×0.152=0.02min (2.19)
2.5 工序尺寸與公差的確定
由杠桿的功用和技術(shù)要求,確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。
由零件圖可知,該杠桿的各加工表面的粗糙度 Ra 均大于等于 1.6μm。
根據(jù)上述諸因素,由于毛坯采用金屬模鑄造,可查表確定該鑄件的尺寸公差和機(jī)械加工余量以及各加工表面的工序尺寸,所得結(jié)果見下表。
表 2.2:部分工序尺寸和公差
表 2.2:部分工序尺寸和公差
工序 基本尺寸 工序余量 工序尺寸
粗銑Ф40mm 的上臺(tái) 56 3(單側(cè))
鉆Φ25(H9)孔 0 11.5(單側(cè)) Φ23 Φ23
第3章 銑Φ40 上平面夾具設(shè)計(jì)
3.1 總體方案設(shè)計(jì)
這道工序所加工是Φ40 凸臺(tái)平面,且與其他凸臺(tái)面平行,平行度△A=0.1。根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其定位方案有:工件以Φ40 外圓及端面定位、采用一固定和一活動(dòng) V 型塊組合定位夾緊,為防止工件加工時(shí)變形,采用了螺旋鎖緊。
圖 3.5 定位原理圖
3.2 定位分析及誤差計(jì)算
定位分析:
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。基準(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)。此零件圖沒有較高的技術(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。為了使定位誤差減小,選擇已加工好φ40 的下端面作為定位基準(zhǔn),來設(shè)計(jì)本道工序的夾具,以兩 V 型塊和φ40 的下端面作為定位夾具。
定位誤差計(jì)算:
夾具的主要定位元件為一平面和 2 個(gè) V 型塊間隙配合。
工件的工序基準(zhǔn)為孔心,當(dāng)工件孔徑為最大,定位銷的孔徑為最小時(shí),孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工,所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同,則其定位誤差為: Td=Dmax-Dmin
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差D j ,一般可用下式表示:
D j = DW ·Z + D D· A + D D·W + D j· j + D j·M
由參考文獻(xiàn)[5]可得:
⑴ 兩 V 型塊定位誤差 :
采用自動(dòng)對(duì)中夾具后,定位誤差取決于對(duì)中塊\螺桿以及滑塊的制造誤差.同時(shí), 對(duì)對(duì)中塊利用調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整并的誤差只有 0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間隙為 0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為
V= 0.08+0.05=0.13 £ 0.2mm
所以能滿足精度要求點(diǎn)和銷中心連線方向相同,則其定位誤差為: Td=Dmax-Dmin
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差D j ,一般可用下式表示:
D j = DW ·Z + D D· A + D D·W + D j· j + D j·M
由參考文獻(xiàn)[5]可得:
⑴ 兩 V 型塊定位誤差 :
采用自動(dòng)對(duì)中夾具后,定位誤差取決于對(duì)中塊\螺桿以及滑塊的制造誤差.同時(shí), 對(duì)對(duì)中塊利用調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整并的誤差只有 0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間隙為 0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為
V= 0.08+0.05=0.13 £ 0.2mm
所以能滿足精度要求.
⑵ 夾緊誤差 :
D j· j
= ( ymax - ymin ) cosa
(3.3)
其中接觸變形位移值:
D = (k R + kHB + c )( NZ ) n
y RaZ aZ HB
1 19.62l
(3.4)
查[5]表 1~2~15 有 KRaz = 0.004, KHB = -0.0016,C1 = 0.412, n = 0.7 。
D j· j = D y cosa= 0.0028mm
⑶ 磨損造成的加工誤差:
D j·M 通常不超過0.005mm
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差:
D D· A 取0.01mm
誤差總和: D j + Dw = 0.085mm < 0.3mm
從以上的分析可見,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.2.1 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算
刀具:錯(cuò)齒三面刃銑刀(硬質(zhì)合金)
(3.5)
查表 9.4—8 得其中: 修正系數(shù)kv = 1.0
CF = 30
qF = 0.83
X F = 1.0
yF = 0.65
uF = 0.83
aP = 8
z=24
wF = 0
代入上式,可得 F=889.4N
因在計(jì)算切削力時(shí),須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K= K1 K 2 K 3 K 4
其中: K1 為基本安全系數(shù) 1.5
K 2 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.1
K 3 為刀具鈍化系數(shù) 1.1
(3.7)
K 4 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1 所以 F ¢ = KF = 1775.7N
夾緊力的計(jì)算:
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由
N ( f1 + f 2 ) = KF ¢
其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù),取 f1 = f 2 = 0.25
F= Pz +G G 為工件自重
(3.8)
\ N =
F ¢ f1 + f 2
= 3551.4N
夾緊螺釘: 公稱直徑 d=20mm,材料 45 鋼 性能級(jí)數(shù)為 6.8 級(jí)
sB = 6 ′100MPa
s = 8 ′ sB s 10
= 480MPa
螺釘疲勞極限:s-1 = 0.32sB = 0.32 ′ 600 = 192MPa
k
s = ekm km s
= 51.76MPa
極限應(yīng)力幅:
a lim -1
s
[s ]= sa lim = 17.3MPa
a
許用應(yīng)力幅:
[Sa ]
[
]
[t]= ss
s
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=2.5~4 取[s]=4
得 [t]= 120MPa
4 ′ FH
= 2.8 £ [t]
2
2pdc
滿足要求
1.3 ′ 4 ′ N
2
pdc
= 15MPa £ [s]
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
4.2.1 夾緊操作動(dòng)作說明
如前所述,應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式,在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小,經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動(dòng)夾緊方式(螺旋夾緊機(jī)構(gòu))。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
設(shè)計(jì)心得
經(jīng)過兩周的分析零件、在設(shè)計(jì)時(shí)通過查閱資料使得了解的知識(shí)面更廣、范圍大,在查閱時(shí)了解有關(guān)機(jī)械方面的書,從而切實(shí)地感受到機(jī)械行業(yè)的范圍涉及面之廣,它能指導(dǎo)實(shí)際,理論知識(shí)有待實(shí)際的檢驗(yàn)。
經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì),讓我鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)它的全面性和系統(tǒng)性,使我對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)生了更進(jìn)一步的興趣,并讓我主觀上認(rèn)識(shí)了加工過程中如何找定位,,也為我以后的工作打下了很好的基礎(chǔ)。并且從中再次學(xué)習(xí)到:
(1)如何選擇定位基準(zhǔn)。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求及毛坯的具體情況,按照粗、精基準(zhǔn)的選擇原則來確定各工序合理的定位基準(zhǔn)。它對(duì)保證加工精度,確定加工順序及工序數(shù)量的多少、夾具的結(jié)構(gòu)都有重要影響。零件上的定位基準(zhǔn)、夾緊部位和加工面三者要互相協(xié)調(diào),全面考慮。
(2)當(dāng)定位基準(zhǔn)(或工序基準(zhǔn))與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)(如單純孔與外圓表面的加工,單一平面加工等),可采取“層層剝皮”的方法,即將余量層一層層疊加在被加工表面上, 可以清楚地看出每道工序的工序尺寸,當(dāng)定位基準(zhǔn)(或工序基準(zhǔn))與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí), 即加工中基準(zhǔn)多次變換時(shí),此時(shí)應(yīng)按尺寸鏈原理來計(jì)算確定工序尺寸與公差,并校核余量層是否夠切。
(3)夾具設(shè)計(jì)時(shí),除應(yīng)滿足工藝設(shè)計(jì)規(guī)定的精度和生產(chǎn)率要求外,還應(yīng)符合可靠、簡單、方便的原則。象零件在夾具中裝卸方便,夾具在機(jī)床上裝夾、校正方便,加工中對(duì)刀、測量方便,操作方便、省力、安全等。此外,還應(yīng)易于排屑,夾具本身結(jié)構(gòu)工藝性要好。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳宏鈞,馬素敏.金屬切削速查速算手冊[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社 1998.
[2] 肖繼德,陳寧平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
[3] 吳拓.現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)及實(shí)例[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2015.
[4] 王光斗.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2000.
[5] 盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2017.
[6] 趙汝嘉. 機(jī)械加工工藝手冊[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.
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