倒檔齒輪的插鍵槽夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含4張CAD圖
倒檔齒輪的插鍵槽夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含4張CAD圖,齒輪,鍵槽,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,CAD
一、 零件圖的分析 1. 1零件的功用用來傳遞的運(yùn)動和動力,改變轉(zhuǎn)向傳遞扭矩從而使汽車實(shí)現(xiàn)反向行使1.2圖紙的完整性和正確性本零件各表面的加工并不困難。齒輪零件圖樣由兩個(gè)剖視圖組成,視圖正確、完整,尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。零件內(nèi)、外輪廓描述清楚完整,零件圖的粗實(shí)線、細(xì)實(shí)線、點(diǎn)化線的線型均符合于國家標(biāo)準(zhǔn);有利于加工時(shí)的數(shù)據(jù)分析和計(jì)算,零件材料為45鋼。1.3零件的技術(shù)要求分析零件圖的尺寸比較多,但尺寸的標(biāo)注多而不亂。圖紙當(dāng)中有對齒面粗糙度和孔面粗糙度的要求為3.2,齒部熱處理45-52HRC,齒圈徑向跳動公差為0.08mm,還有一些技術(shù)要求倒角為C2.5、未標(biāo)注為1*450,零件表面光潔、精度等級8GK。1.4零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析1.4.1零件結(jié)構(gòu)本產(chǎn)品是一個(gè)雙聯(lián)齒輪零件,該零件是由兩個(gè)不同的齒廓組成,一個(gè)為m=4,z=17的齒廓一個(gè)為m=5,z=19的齒廓,由40mm的圓柱的連接在一起。零件有20mm的孔和寬6mm的鍵槽。1.4.2結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下,制造的方便性、可行性和經(jīng)濟(jì)性,即零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)方便加工時(shí)工件的裝夾、對刀、測量,結(jié)構(gòu)越簡單,工藝性越好。結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量簡化??梢蕴岣咔邢餍实?。根據(jù)零件的外形尺寸105100mm,所以選擇110*105的毛坯。鉆孔結(jié)構(gòu)相對簡單,選擇合適的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速率,就可以將此結(jié)構(gòu)作出為了便于裝配零件并去掉毛刺,軸端應(yīng)制出45的倒角。零件表面硬度的分析硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高,耐磨性越好。調(diào)質(zhì)45-52HRC,該鋼具有較高的硬度和耐磨性,淬火時(shí)變形較小。具有良好的沖載能力,使用時(shí)進(jìn)行熱處理。二、 毛坯的選擇2.1確定毛坯種類及制造方法輸出軸為傳動零件,要求有一定的強(qiáng)度,該零件的材料為45鋼,輪廓尺寸不大,形狀并不復(fù)雜,又屬于大批生產(chǎn),故毛坯可采用模鍛成型。這對于提高生產(chǎn)效率、保證加工質(zhì)量也是有利的。 毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。2.2毛坯的形狀及加工總余量毛坯的形狀 毛坯的總余量主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸76外圓76682105外圓1055110404040100長100510515厚15318三、 定位基準(zhǔn)的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)中重要工作之一。基面選擇得正確、合理,可以保證加工質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。否則就會使加工工藝規(guī)程問題百出,嚴(yán)重的還會造成零件大批報(bào)廢,是生產(chǎn)無法進(jìn)行。3.1精基準(zhǔn)的選擇本零件是帶孔的雙聯(lián)齒輪,孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)。為避免因基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差,應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn),即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。即選孔及一端面為精基準(zhǔn)。3.2粗基準(zhǔn)的選擇由于本零件的表面都需要加工,而孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先加工,因此應(yīng)先加工出一外圓及一個(gè)端面為粗基準(zhǔn)。四、 工藝路線的擬定4.1表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面、齒面、鍵槽,材料為45鋼。參考機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊,加工方法選擇如下:(1) 齒圈外圓面:為標(biāo)注公差尺寸,根據(jù)GB1800-97規(guī)定其公差等級為IT14,表面粗糙度為,需粗車、半精車(表1.4-6)(2)40mm外圓面:為標(biāo)注公差尺寸,根據(jù)GB1800-97規(guī)定其公差等級為IT14,表面粗糙度為,需粗車、半精車(表1.4-6)(3)mm內(nèi)孔:公差等級為IT7,表面粗糙度,根據(jù)表1.4-7,加工方法選用鉆、粗鉸、精鉸。(4)端面:本零件的端面為回轉(zhuǎn)體端面,尺寸精度、表面粗糙度未作要求,只需粗車即可。(5)齒面:齒輪模數(shù)分別為4、5,齒數(shù)分別為17、19,精度都為8GK螺旋圓錐齒輪刀盤銑齒即可(表1.4-16、表1.4-17)。(6)鍵槽:槽寬和槽深的公差等級分別為IT9和IT12,需粗插、精插(表1.4-17)4.2確定加工工藝路線(要求兩套工藝方案)工藝路線的擬訂,為了保證達(dá)到零件的幾何形狀、尺寸精度、置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求,必須制定合理的工藝路線。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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外,還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便降低生產(chǎn)成本。齒輪的加工工藝路線一般是先進(jìn)行尺坯的加工,然后在進(jìn)行齒面的加工。齒坯加工包括個(gè)圓柱表面及端面的加工,按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則,齒坯加工可按下述工藝路線進(jìn)行:工藝路線方案一:工序10:毛坯進(jìn)行正火熱處理工序20:粗車各外圓及各端面工序30:鉆孔20mm工序40:粗鉸20mm工序50:調(diào)質(zhì)工序60:精鉸20mm工序70:半精車外圓 及各端面工序80:銑齒輪工序90:粗插鍵槽工序100: 精插鍵槽工序110: 高頻淬火工序120:修正工序130:終檢工藝路線方案二:工序10:毛坯進(jìn)行正火熱處理工序20:銑平面工序30:鉆孔工序40粗鉸工序50:粗車各外圓工序60:調(diào)質(zhì)工序70:半精車外圓 及各端面工序80:精鉸20mm工序90:粗插鍵槽工序100:精插鍵槽工序110: 銑齒輪工序120: 高頻淬火工序130:修正工序140:終檢工藝路線的比較分析: 第二條工藝路線不同于第一條工藝路線是把平面銑出來,并將孔與外圓柱面的加工進(jìn)行了互換,其它的先后順序均沒有變化。零件的基準(zhǔn)有所變化,第一條工藝路線,直接車出端面,有利于保證精度減小誤差,節(jié)省拆裝時(shí)間;再者先加工孔,確定了精基準(zhǔn),符合基準(zhǔn)重合原則,有利于提高其他部分的加工精度。 第二條工藝路線,增加了銑平面,要換床,拆裝過程中會產(chǎn)生誤差,先加工外圓柱面再加工孔,改變了精基準(zhǔn),以外圓柱面為精基準(zhǔn),違反了基準(zhǔn)重合原則。從保證精度的前提下,我們選擇了第一條工藝路線進(jìn)行生產(chǎn)。4.3工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析齒圈外圓面及40mm 外圓和兩端面都未標(biāo)注公差尺寸,根據(jù)GB1800-97規(guī)定其公差等級為IT14,表面粗糙度為,粗車、半精車(表1.4-6)即能達(dá)到要求,20mm孔為公差等級為IT工方法選用鉆、粗鉸、精鉸(表1.4-7)即能達(dá)到要求;和鍵槽槽寬和槽深的公差等級分別為IT9和IT10,需粗插、精插(表1.4-17)即能達(dá)到要求,兩齒部齒面精度都為8GK螺旋圓錐齒輪刀盤銑齒即可(表1.4-16、表1.4-17)。從經(jīng)濟(jì)性分析不需要過精的加工即可, 五、 確定工序加工余量、工序尺寸及公差5.1選擇工序加工余量工序加工余量(直徑)工序尺寸IT公差粗車76mm端面2mm103mm11+0.220粗車76m2.9mm77.1mm13+0.460粗車40mm4mm41mm13+0.390粗車76mm齒厚15mm2mm16mm11+0.110粗車105mm端面2mm101mm11+0.220粗車105mm3.9mm106.1mm13+0.540粗車105mm齒厚15mm2mm16mm11+0.110鉆孔20mm18mm18mm130-0.33粗鉸20mm1.94mm19.94mm100-0.084精鉸20mm0.06mm20mm8+0.0270半精車外圓76mm端面0.5mm100.5mm9+0.0870半精車外圓76mm1.1mm76mm100-0.12半精車外圓40mm1mm40mm100-0.1半精車76mm齒厚15mm0.5mm15mm9+0.0430半精車外圓105mm端面0.5mm100mm9+0.0870半精車外圓105mm1.1mm105mm100-0.14半精車105mm齒厚15mm0.5mm15mm9+0.0430粗插鍵槽5.6*2.45.6*2.4精插鍵槽0.4*0.46*2.85.2計(jì)算工序尺寸及公差粗車76端面:L=105-2=103IT為11公差為粗車76mm :=80-3.9=77.1 IT為13 公差為粗車40mm外圓:=45-4=41IT 為13公差為粗車76齒厚15:L=18-2=16IT為11公差為粗車105齒厚:L=18-2=16IT為11公差為粗車105端面:L=103-2=101IT為11公差為粗車105:=110-3.9=106.1IT為13公差為鉆孔20:=0+18=18IT為13公差為粗鉸20:=18+1.94=19.94IT為10公差為精鉸20:=19.94+0.06=20IT為8公差為半精車外圓76端面:L=101-0.5=100.5IT為9公差為半精車外圓76:=77.1-1.1=76IT為10公差為半精車外圓40:=41-1=40IT為10公差 為半精車76齒厚15:L=15.5-0.5=15IT為9公差為半精車105齒厚:L=15.5-0.5=15IT為9公差為半精車外圓105端面:L=100.5-0.5=100IT為9公差為半精車外圓105:=106.1-1.1=105IT為10公差為粗插鍵槽精插鍵槽(3) 確定切削用量及基本工時(shí)工序1:車端面,鉆頂尖孔。加工條件:45鋼正火,模鍛。加工要求:粗車直徑65mm端面及鉆中心孔。機(jī)床:C620-1臥式車床。刀具:刀片材料YT15,刀桿尺寸16*25mm2,Kr=90,ro=15, ao=12, r=0.5mm。計(jì)算切削用量:粗車端面:已知毛胚長度方向的加工余量為4mm,考慮到鍛模拔模斜度,則長度方向的加工余量Zmax=7.5mm。分兩次加工,ap=3mm。進(jìn)給量f根據(jù)切削手冊查得當(dāng)?shù)稐U尺寸16*25mm2,且工件直徑為65mm時(shí):f=0.5-0.7mm/r,則選取f=0.5mm/r。計(jì)算切削速度 根據(jù)切削手冊查得切削速度公式為:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv (1) 其中:Cv=242,Xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系數(shù)Kv為:Kv=KmvKsvKkrvKkvKBv (2) Vc=(242*1.44*0.8*1.04*0.81*0.97)/(600.2*30.15*0.50.35)=108.6(m/min)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:Ns=1000Vc/3.14*dw (3)將數(shù)值代入,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為532r/min。取與532r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為600m/min。切削工時(shí),根據(jù)工藝手冊查表可得:Tm=(l+l1+l2+l3)/nwf (4)代入數(shù)值可得:Tm=0.45(min)。工序2:粗車加工。粗車直徑為65mm的軸段,切削深度 單邊余量為1.25mm,可以一次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊查得,f=0.5mm/r。計(jì)算切削速度:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)代入數(shù)值可得,Vc=118(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速ns=1000*118/3.14*65=578(r/min)按機(jī)床選取n=600r/min所以實(shí)際的切削速度為132m/min。檢驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力Fc根據(jù)切削手冊所示公式計(jì)算Fc=CFapxffyfVcnfKfc (5)CF=2795,xFc=1.0,yFc=0.75,nFc=-0.15,Fc=2795*1.5*0.50.75*122-0.15*0.94*0.89Fc=1012.5(N)切削時(shí)消耗功率為:Pc=FcVc/6*104 (6)代入數(shù)值得:Pc=2.06(kw)由切削手冊得知C620-1主電機(jī)功率為7.8kw,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為600r/min,主軸傳遞得最大功率為5.5kw,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度 已知主切削力為1012.5N,則徑向切削力為:FP=CFp*apxffyfVcnfKFp (7)CFp=1940,xFp=0.9,yFp=0.6,nFp=-0.3,Fp=1940*1.50.9*0.50.6*122-0.3*0.897*0.5=197(N)而軸向力為:Ff=CFf*afxf*fyf*Vcnf*KFf (8)CFf=2880,xFf=1.0,yFf=0.5,nFf=-0.4,代入數(shù)值為Ff=480(N)。取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)為0.1,則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為:F=Ff+u(Fc+Fp)代入數(shù)值算得F=600(N)。而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可以承受的最大縱向力為3530N,故可以正常功能工作。切削工時(shí):T=(l+l1+l2)/nf其中 l=86,l1=4,l2=0,所以t=0.3(min)車削直徑為72mm的軸段的外圓切削深度單邊余量為1.25mm,可以一次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊查得,f=0.5mm/r。計(jì)算切削速度:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv代入數(shù)值可得,Vc=118(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速: n=1000Vc/3.14dwn=(1000*118)/(3.14*72)=521(r/min) 按機(jī)床選取n=600r/min 。切削工時(shí):T=(l+l1+l2)/nf其中 l=60,l1=4,l2=0,所以t=0.21(min)粗車直徑為75mm的軸段的外圓切削深度單邊余量為1.25mm,可以一次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊查得,f=0.5mm/r。計(jì)算切削速度:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv代入數(shù)值可得,Vc=118(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速:n=(1000*118)/(3.14*75)=501.6(r/min) 按機(jī)床選取n=600r/min 。切削工時(shí):T=(l+l1+l2)/nf其中 l=74,l1=4,l2=0,所以t=0.26(min)粗車直徑為80mm的軸段的外圓切削深度單邊余量為1.25mm,可以一次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊查得,f=0.5mm/r。計(jì)算切削速度:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)代入數(shù)值可得,Vc=118(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速:n=(1000*118)/(3.14*80)=469.7(r/min) 按機(jī)床選取n=480r/min 。切削工時(shí):T=(l+l1+l2)/nf其中 l=86,l1=4,l2=0,所以t=0.375(min)粗車直徑為75mm的軸段的外圓切削深度單邊余量為1.25mm,可以一次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊查得,f=0.5mm/r。計(jì)算切削速度:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)代入數(shù)值可得,Vc=118(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速:n=(1000*118)/(3.14*75)=501.6(r/min) 按機(jī)床選取n=600r/min 。切削工時(shí):T=(l+l1+l2)/nf其中 l=46,l1=4,l2=0,所以t=0.16(min)工序3:精車加工。精車直徑為65mm的軸段,切削深度單邊余量為1mm,可以一次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊查得,f=0.2mm/r。計(jì)算切削速度:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)代入數(shù)值可得,Vc=218(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速:n=(1000*218)/(3.14*65)=1068(r/min) 按機(jī)床選取n=1000r/min 。切削工時(shí):T=(l+l1+l2)/nf其中 l=86,l1=4,l2=0,所以t=0.45(min)精車直徑為72mm的軸段的外圓切削深度單邊余量為1mm,可以一次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊查得,f=0.2mm/r。計(jì)算切削速度:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv(m/min)代入數(shù)值可得,Vc=218(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速:n=(1000*218)/(3.14*72)=964(r/min) 按機(jī)床選取n=1000r/min 。切削工時(shí):T=(l+l1+l2)/nf其中 l=60,l1=4,l2=0,所以t=0.32(min)精車直徑為75mm的軸段的外圓切削深度單邊余量為1mm,可以一次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊查得,f=0.2mm/r。計(jì)算切削速度:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv代入數(shù)值可得,Vc=218(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速:n=(1000*218)/(3.14*75)=926(r/min) 按機(jī)床選取n=1000r/min 。切削工時(shí):T=(l+l1+l2)/nf其中 l=74,l1=4,l2=0,所以t=0.39(min)精車直徑為80mm的軸段的外圓切削深度單邊余量為1mm,可以一次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊查得,f=0.2mm/r。計(jì)算切削速度:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv代入數(shù)值可得,Vc=218(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速:n=(1000*218)/(3.14*80)=868(r/min) 按機(jī)床選取n=1000r/min 。切削工時(shí):T=(l+l1+l2)/nf其中 l=86,l1=4,l2=0,所以t=0.45(min)精車直徑為75mm的軸段的外圓切削深度單邊余量為1mm,可以一次切除。進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊查得,f=0.2mm/r。計(jì)算切削速度:Vc=Cv*Kv/Tmapxvfyv代入數(shù)值可得,Vc=218(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速:n=(1000*218)/(3.14*75)=926(r/min) 按機(jī)床選取n=1000r/min 。切削工時(shí):T=(l+l1+l2)/nf其中 l=46,l1=4,l2=0,所以t=0.25(min)工序4:插削鍵槽。削軸外鍵槽選用高速鋼鍵槽插刀,d=20mm ,z=2,參考數(shù)控機(jī)床與編程Vc=30m/min。機(jī)床轉(zhuǎn)速:Ns=1000*30/3.14*20=477(r/min)。每分鐘進(jìn)給量:fm=0.08*2*480=76.8(mm/min)。機(jī)動時(shí)間:tm=9/76.8=0.21(min)。2.3 夾具的設(shè)計(jì)為了提高生產(chǎn)效率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具。這樣,在產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中,可以較大的提高生產(chǎn)效率和加工精度。且批量生產(chǎn)中工件的加工精度能夠趨于一致。2.3.1 問題的提出本夾具用來加工軸類零件外鍵槽。鍵槽與工件外圓表面有位置要求。加工本工序時(shí),零件外圓柱面已經(jīng)精車過,主要考慮如何保證鍵槽與工件外圓表面的位置精度要求。2.3.2 夾具的設(shè)計(jì)(1) 定位基準(zhǔn)的選擇由零件的工藝分析可知,軸外鍵槽與軸外圓表面有對稱度要求。零件外圓已經(jīng)精車過,則應(yīng)以零件外圓柱表面為定位基準(zhǔn)。為了簡化夾具的結(jié)構(gòu),方便操作,準(zhǔn)備采用手動夾緊。(2) 確定定位元件工件以外圓柱面作為定位基準(zhǔn)時(shí),根據(jù)外圓柱面的完整程度,加工要求及安裝方式,可以在V形塊,定位套,半圓套及圓錐套中定位。本夾具是用來加工軸類零件的外鍵槽的,定位基準(zhǔn)直徑與長度均較大,且銑削加工是多刀多刃斷續(xù)切削,切削用量和切削力都較大,且切削力的方向變化不斷,加工時(shí)極易產(chǎn)生振動。因此選用長V形塊作為定位元件,其定位支撐面積大,定位可靠。V形塊定位的優(yōu)點(diǎn):對中性好,可以使工件的定位基準(zhǔn)軸線對中在V形塊兩斜面的對稱面上,不會發(fā)生偏移而且安裝方便;應(yīng)用范圍廣泛,不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工,不論是否完整,都可以采用V形塊定位。V形塊上兩斜面間的夾角一般選用60,90,和120。隨著V形塊的夾角的增大,其定位誤差減小,但夾角過大時(shí),又會引起工件定位不穩(wěn)定,綜合兩方面考慮選擇90的V形塊。本夾具中采用的定位元件如圖1所示,V形塊與工件接觸的平面其表面粗糙度要求較高,工件定位誤差較小,且夾具的使用壽命更長,定位更為可靠5。(3)確定夾緊機(jī)構(gòu)及夾緊元件夾緊機(jī)構(gòu)常用的有斜楔,螺旋,偏心等夾緊機(jī)構(gòu),它們都是根據(jù)斜面加緊原理來實(shí)現(xiàn)夾緊工作的。但是本工序采用數(shù)控銑床加工,考慮到切削力的方向變化不斷,加工時(shí)極易產(chǎn)生振動等因素。不采用偏心夾緊機(jī)構(gòu),而采用螺旋壓板組合夾緊機(jī)構(gòu)。 圖1 V形塊主視圖本夾具采用的夾緊機(jī)構(gòu)。其制造簡單,夾緊行程大擴(kuò)力比大,自鎖性能好,適合于手動夾緊。運(yùn)用雙頭螺桿壓板系統(tǒng)可以沿橫向移動而只起壓緊作用。(4)切削力及夾緊力的計(jì)算F=CFapxffzyfaeuf (10)Cf=650,ap=3mm,xF=1.0,fz=0.08,yF=0.72,ae=9mm,uf=0.86,do=22mm,qF=0.86,wF=0,z=2所以F=141.27(N)。實(shí)際切削力為: F=F*K1K2K3K (11)實(shí)際夾緊力為F=291(N)選用壓板V形塊夾緊機(jī)構(gòu):F=(2*M*K)/(D*f)*(sin45)/(1+sin45) (12)其中:安全系數(shù)K=3,壓板尺寸為D=24,摩擦系數(shù)為f=0.16,M=500。需要夾緊力為F=531.25(N)。可以安全工作。Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.(5)確定定位鍵銑床夾具底面應(yīng)該設(shè)置兩個(gè)定位鍵。通過定位鍵與銑床工作臺T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面相對于銑床工作臺的進(jìn)給方向具有正確的位置關(guān)系。定位鍵的位置相距越遠(yuǎn),定位精度越高。除了定位外,定位鍵還能承受部分切削轉(zhuǎn)矩,增加夾具的穩(wěn)定性。定位鍵有矩形和圓柱型兩種,矩形更為常用。故此采用矩形定位鍵。矩形定位鍵有A型和B型。A型比B型更為常用,且B型與銑床工作臺的T形槽配合,但較易磨損,故選用A型定位鍵6。本夾具采用的定位鍵如圖2所示。 圖2 定位鍵(6)夾具體的設(shè)計(jì)夾具體上應(yīng)該設(shè)置耳座,方便夾具體在工作臺上的固定。本夾具體的尺寸較小,可以在兩端各設(shè)置一個(gè)耳座。但若是夾具體尺寸較大,則應(yīng)該在夾具體兩邊各攝制兩個(gè)耳座,以固定夾具體。本夾具采用的耳座如圖3所示。圖3 耳座夾具體用于連接,固定夾具上各定位與夾緊元件及裝置,使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。本夾具采用的定位元件是V形塊,為了避免零件裝夾時(shí)發(fā)生干涉。故此,本夾具體上的槽的寬度設(shè)計(jì)應(yīng)該大于V形塊的設(shè)計(jì)尺寸,則工件可以正常裝夾,這樣的設(shè)計(jì)是正確合理的。本夾具的夾具體主視圖如圖4,左視圖如圖5所示。圖4 夾具體主視圖圖5 夾具體左視圖(7)定位誤差分析工件以外圓柱面在V形塊上定位時(shí),若不考慮V形塊的制造誤差,則工件定位基準(zhǔn)在V形塊的對稱面上,因此工件中心線在水平方向上的位移為零。但在垂直方向上,因?yàn)楣ぜ鈭A有制造誤差,而產(chǎn)生基準(zhǔn)位移。軸外圓直徑為80mm,其上偏差為0mm,下偏差為-0.15mm其值為:基準(zhǔn)位移誤差=0.053mm;工序基準(zhǔn)選在上母線或是下母線時(shí),工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合,其誤差值為:基準(zhǔn)不重合誤差=0.075mm;工序基準(zhǔn)選在下母線時(shí),工序尺寸為H3,定位誤差最小。其值為:定位誤差=基準(zhǔn)位移誤差-基準(zhǔn)不重合誤差=0.022mm;已知鍵槽的深度為9上偏差為+0.2mm,下偏差為0mm。定位誤差值滿足要求。2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明本夾具屬于銑床夾具,直接安裝在工作臺上。工件以外圓柱面在V形塊上定位,擰緊雙頭螺桿,使壓板夾緊工件。采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡單,夾緊行程大擴(kuò)力比大,自鎖性能好,適合于手動夾緊。運(yùn)用雙頭螺桿壓板系統(tǒng)可以沿橫向移動而只起壓緊作用。操作方便快捷。采用V形塊作為定位元件,對中性好,定位誤差小,應(yīng)用廣泛。采用本夾具加工軸類零件的外鍵槽,對稱度誤差較小,可以適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)加工。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理,制造容易,定位可靠,對中精度高,操作方便,可以大大提高軸外鍵槽的對稱度,同時(shí)還能提高鍵槽其他方面的加工精度,具有較高的實(shí)用價(jià)值。需要指出的是,本設(shè)計(jì)從夾具的設(shè)計(jì),制造,定位這些環(huán)節(jié)上討論了提高鍵槽加工對稱度的問題,實(shí)際上影響軸外鍵槽加工對稱度的因素有很多。比如:(1)因?yàn)槎ㄎ灰蛩卦斐傻逆I槽對稱平面與軸的縱向?qū)ΨQ面不重合,引起對稱度誤差。(2)因?yàn)槭芰Σ痪?,?dǎo)致銑刀微量變形引起的對稱度誤差。(3)機(jī)床的精度與剛度不足引起的對稱度誤差。(4)工件的質(zhì)量低,引起的對稱度誤差。(5)刀具的刃磨出現(xiàn)誤差所引起的對稱度誤差。(6)運(yùn)動副的間隙引起的對稱度誤差。上述原因都會對工件的加工精度造成影響,故使用本夾具時(shí),必須考慮其他因素,對于相關(guān)的環(huán)節(jié)作以必要的改進(jìn),才能達(dá)到較高的加工精度。3 鍵槽的傳統(tǒng)加工工藝與傳統(tǒng)加工方式3.1 加工鍵槽的傳統(tǒng)工藝與傳統(tǒng)工藝分析3.1.1 傳統(tǒng)工藝運(yùn)用傳統(tǒng)工藝加工軸外鍵槽如圖6所示:現(xiàn)將銑刀垂直進(jìn)給移向工件,到一定深度后,將縱向進(jìn)給切至鍵槽全長;再進(jìn)行垂直進(jìn)給,然后反向縱向進(jìn)給,反復(fù)多次直至切刀要求深度。3.1.2 傳統(tǒng)工藝分析運(yùn)用傳統(tǒng)工藝加工軸外鍵槽會帶來兩個(gè)弊端:其一垂直切削分力加大,引起刀具撓度和轉(zhuǎn)角加大,這樣就加劇鍵槽側(cè)面傾斜,另外順銑與逆銑時(shí)產(chǎn)生的不對稱變形,這些都會給對稱度帶來不利影響。其二吃深較大,銑刀與工件接觸弧長,切削沿前刀面滑動時(shí)間較長,因此前后刀面同時(shí)磨損,而后刀面磨損尤為嚴(yán)重,這樣鍵槽寬度尺寸會受到影響,同時(shí)減少刀具重磨次數(shù)?;谝陨蟽牲c(diǎn),此工藝對于加工軸外鍵槽的效果較差。3.2 軸外鍵槽的傳統(tǒng)加工方式圖6 傳統(tǒng)加工方式圓軸類外鍵槽通常使用鍵槽銑刀或立銑刀加工,如圖6所示。用鍵槽銑刀銑削封閉式鍵槽時(shí),一般用抱鉗裝夾工件或v型體裝夾工件夾緊工件前必須校正夾具在工作臺中的位置,然后利用螺栓與工作臺T型槽連接。鍵槽長度進(jìn)給量由工作臺縱向進(jìn)給手輪控制,深度進(jìn)給由工作臺升降進(jìn)給手柄來控制,寬度由銑刀直徑控制。其工作循環(huán)如圖6所示;先將銑刀垂直進(jìn)給移向工件,切削少量的深度,將工件縱向進(jìn)給切至鍵槽的全長;再進(jìn)行垂直進(jìn)給,然后方向縱向進(jìn)給,反復(fù)多次直至完成。用傳統(tǒng)的工藝方法和普通銑床來加工精度要求不是很高的鍵槽,應(yīng)用較為廣泛,隨處可見。3.3 傳統(tǒng)加工方式分析用傳統(tǒng)的工藝方法和普通銑床來加工精度要求不是很高的軸外鍵槽,應(yīng)用較為廣泛。運(yùn)用傳統(tǒng)工藝加工軸外鍵槽,在精度要求較高,尺寸范圍變化大的時(shí)候存在如下弊端:(1) 質(zhì)量穩(wěn)定性差 夾具在工作臺中的位置是引起鍵槽的對稱平面與軸的縱向?qū)ΨQ面不重合的重要因素,在加工中若工件長度的變化沒有任何規(guī)律性,工作臺上中央T型槽磨損量不均衡,必然會影響夾具定位的準(zhǔn)確性,進(jìn)而造成鍵槽定位的不準(zhǔn)確,引起質(zhì)量穩(wěn)定性較低。(2) 生產(chǎn)效率低因?yàn)楣ぜ蠈ΨQ度要求越高,就對機(jī)床的定位精度要求高,而且對工件在夾具上的定位精度要求也越高,因此調(diào)試難度就會加大。(3) 運(yùn)動剛性差普通銑床調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)多,引起誤差的幾率高(如梯形絲杠與螺母之間的間隙調(diào)整;刀桿與主軸連接的間隙調(diào)整等),導(dǎo)致相對運(yùn)動剛性差。此外,由作用于銑刀刀刃上的不均衡切削力導(dǎo)致銑刀的微量變形也會引起對稱度誤差。參考文獻(xiàn)1楊書子,機(jī)械加工工藝師手冊M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20042上海金屬切削技術(shù)協(xié)會,金屬切削手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,20043李洪,機(jī)械加工工藝手冊M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19904方昆凡,公差與配合手冊M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19995王光斗,王春福,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,20006東北重型機(jī)械學(xué)院,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,19797吳宗澤,機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M,哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,19878劉文劍,曹天河,趙維,夾具工程師手冊M,哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,19879上海金屬切削技術(shù)協(xié)會,金屬切削手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,198410周永強(qiáng),高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)M,北京:中國建材工業(yè)出版社,200211黃如林,切削加工簡明實(shí)用手冊M,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200412余光國,馬俊,張興發(fā),機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M,重慶:重慶大學(xué)出版社,199513東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué),機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊M,上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,198014李慶壽,機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊M,銀州:寧夏人民出版社,199115廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術(shù)測量M,中國計(jì)量出版社,200016樂兌謙,金屬切削刀具,機(jī)械工業(yè)出版社,200517王先逵,機(jī)械制造工藝學(xué),機(jī)械工業(yè)出版社,200618吳明友.數(shù)控機(jī)床加工技術(shù).M.南京:東南大學(xué)出版社,200019杜家熙.數(shù)控機(jī)床編程與機(jī)構(gòu).M.北京:中國國際商務(wù)出版社,200320楊有君.數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床.M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999
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倒檔齒輪的插鍵槽夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含4張CAD圖,齒輪,鍵槽,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,CAD
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