分離叉加工工藝及銑叉腳內側面夾具設計[保證尺寸80mm]帶圖紙

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機械加工工藝卡片 工件名稱 分離叉 工序號 05 零件名稱 分離叉 零件號 零件重量 同時加工件數(shù) 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 QT600-2 鑄件 設備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 臥式銑床 X62W 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 銑內側面 三面刃銑刀 卡尺，塞尺 34 1 1.0 0.2 175 71.4 1.0 設計者 指導老師 共1 頁 第1 頁 機械加工工藝過程卡片 零件圖號 零件名稱 A3 分離叉 工序號 工序名稱和內容 機床 夾具 刀具 工 時 名稱 型號 名稱 規(guī)格 輔具 工時 01 備料 02 人工時效 03 銑Φ38兩端面，保證尺寸96 臥式銑床 X62W 專用夾具 三面刃銑刀 04 鉆Φ25孔并倒角C1 立式鉆床 Z525 專用夾具 麻花鉆，特制刀具 05 銑內側面，保證尺寸80 臥式銑床 X62W 專用夾具 三面刃銑刀 06 銑Φ24凸臺面 立式銑床 X51 專用夾具 端銑刀 07 鉆M141.5螺紋底孔Φ11，攻絲M14 立式鉆床 Z525 專用夾具 麻花鉆、絲錐 08 清洗去毛刺 09 檢驗至圖紙要求 10 入庫 設計者 指導老師 共 1 頁 第1頁 第 17 頁 共 21 頁 說明書 題目：分離叉的工藝規(guī)程及銑內側面的工裝夾具設計 學 生： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導老師： 摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 分離叉加工工藝規(guī)程及其銑內側面的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 ABSTRCT The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge. The hollow gear shaft processing procedure and the right end keyway milling fixture design includes parts machining process design, process design and fixture design in three parts. In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design the structure of the blank, and select good parts processing base, design parts of the process route; and then the various parts of process dimension calculation, is the key to decide all processes equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection and design of a jig for the various components, such as positioning devices, clamping elements, the guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error of fixture structure, rationality and deficiency, and later in the design of improved. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 錄 序言…………………………………………………………………1 一. 零件分析 ……………………………………………………2 二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………3 2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………3 2.2基面的選擇傳 ……………………………………………4 2.3制定工藝路線 ……………………………………………4 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………5 2.5確定切削用量及基本工時 ………………………………6 三 夾具設計 ……………………………………………………7 3.1問題的提出………………………………………………7 3.2定位基準的選擇…………………………………………7 3.3切削力及夾緊力計算……………………………………8 3.4定位誤差分析……………………………………………9 3.5定向鍵和對刀裝置設計…………………………………10 3.6夾具設計及操作簡要說明………………………………12 總 結………………………………………………………………14 致 謝………………………………………………………………15 參考文獻 …………………………………………………………16 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 分離叉的加工工藝規(guī)程及其銑內側面的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 一、 零件的分析 從分離叉的零件圖上可以看出，它有五組加工表面，這五組加工表面分別為 1. Φ38的兩端面 2. Φ25的孔及其倒角C1 3. 工件內側面 4. Φ24凸臺面 5. M141.5螺紋 二. 工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為QT600-2，零件在工作過程中經常受到沖擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產率和保證加工精度上考慮也是應該的。 分離叉零件材料為 QT600-2，毛坯重約1Kg。生產類型為成批生產，采用砂型鑄造，2級精度組。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設計如下： 1. ?38兩端面，表面粗糙度Ra12.5 查《機械制造工藝與機床夾具設計指導》，表3-2得單邊余量Z=1.0mm 2. ?25的孔及其倒角C1，因孔的尺寸不大，所以采用實心鑄造成型，不留余量。 3. 內側面，表面粗糙度Ra6.3 查《機械制造工藝與機床夾具設計指導》，表3-2得 ，單邊余量Z=1.0mm 4. ?24的凸臺面，表面粗糙度Ra12.5 查《機械制造工藝與機床夾具設計指導》，表3-2得 ，單邊余量Z=1.0mm 5. M141.5螺紋，螺紋孔尺寸不大，采用實心鑄造成型，不留余量。 其它表面均為不加工表面，而且鑄造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 2.2 基面的選擇的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。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廢，使生產無法進行。 粗基準的選擇：對于零件的加工而言，粗基準的選擇對后面的精加工至關重要。分析零件圖得知，應以Φ38外圓面作為定位粗基準。 對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 2.3 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降下來。 方案如下： 工序01：備料。 工序02：人工時效 工序03：銑Φ38兩端面，保證尺寸96 工序04：鉆Φ25孔，倒角C1 工序05：銑內側面，保證尺寸80 工序06：銑Φ24凸臺面 工序07：鉆M141.5螺紋底孔Φ11，攻絲M14 工序08：清洗去毛刺 工序09：檢驗至圖紙要求 工序10：入庫。 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： 1. ?38兩端面，表面粗糙度Ra12.5 查《機械制造工藝與機床夾具設計指導》，表3-2得單邊余量Z=1.0mm 2. ?25的孔及其倒角C1，因孔的尺寸不大，所以采用實心鑄造成型，不留余量。 3. 內側面，表面粗糙度Ra6.3 查《機械制造工藝與機床夾具設計指導》，表3-2得 ，單邊余量Z=1.0mm 4. ?24的凸臺面，表面粗糙度Ra12.5 查《機械制造工藝與機床夾具設計指導》，表3-2得 ，單邊余量Z=1.0mm 5. M141.5螺紋，螺紋孔尺寸不大，采用實心鑄造成型，不留余量。 其它表面均為不加工表面，而且鑄造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 2.5 確定切削用量及基本工時 工序05：銑內側面，保證尺寸80 1.擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，精度要求不高，故可以一刀走完 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62W型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選取＝175 當＝175r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 三、 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計第05工序銑內側面的銑床夾具。 3.1 問題的提出 本夾具主要用于銑內而面，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。我們以已加工的Φ25及其端面作為定位主基準，另一側面作為輔助基準，實現(xiàn)工件的完全定位。 3.2 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，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量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。Φ25孔已經加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ25孔及其端面作為定位基準，來設計本道工序的夾具，以心軸和已加工好的φ25內孔配合，限制兩個自由度，心軸的端面與φ25孔的端面相配合限制三個自由度，另一側面與兩個可調支承釘相配限制一個自由度，工件實現(xiàn)完全定位。 3.3 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用三面刃銑刀 機床： X62W臥式銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=10mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 3.4 定位誤差分析 （1） 定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為兩固定V型塊和一檔銷 （2） 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經驗公式，易知此結果符合。 3.5定向鍵與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示： 圖 3.1 夾具體槽形與螺釘圖 根據(jù)T形槽的寬度 a=20mm 定向鍵的結構尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 20 -0.014 -0.045 32 12 5 12 6.8 19 +0.023 6 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 由于本道工序是內側面進行加工，所以選用特制對刀塊。 塞尺選用平塞尺，其結構如下圖所示： 圖 3.2 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸H 允差d C 2 -0.006 0.25 3.6 夾具設計及操作簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了心軸、螺母、快換墊圈、墊圈等組成螺旋夾緊方式。本工序為銑切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 夾具裝配圖附圖如下 夾具體附圖如下 總 結 課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。 致 謝 這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上海科學技術出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 17 頁 共 16頁