機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)油閥座加工工藝及車Ф22孔及管口螺紋夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】
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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 油閥座零件工藝規(guī)程及工裝設(shè)計(jì) 0 引言 夾具是涵蓋了從加工到組裝的幾乎所有操作過(guò)程的一種裝夾設(shè)備。裝夾最重要的標(biāo)準(zhǔn)是位置精度、工件穩(wěn)定性、最小工件變形和最小位移,以及夾具和切割工具之間無(wú)干涉等要求。由于大量的加工操作需要裝夾,夾具設(shè)計(jì)在制造系統(tǒng)中就變得非常重要,它直接影響加工質(zhì)量,生產(chǎn)率和制造成本。在機(jī)床上加工工件時(shí),為了保證工件在該工序所加工的表面能達(dá)到圖紙上規(guī)定的尺寸及位置精度等技術(shù)要求,必須使得工件相對(duì)于刀具和機(jī)床占有正確的加工位置(即工件的定位),并把工件壓緊夾牢,以便在加工過(guò)程中,工件受到切削力、離心力的作用及沖擊、振動(dòng)等影
2、響時(shí),能保持這個(gè)確定了的位置穩(wěn)定不變(即工件的夾緊)。在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊,稱做裝夾。一切能使工件在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的工藝裝置,一般稱為機(jī)床夾具,簡(jiǎn)稱夾具。 全套圖紙,加153893706 機(jī)床夾具按專門化程度分通用夾具、專用夾具、可調(diào)整夾具、專門化拼裝夾具和自用化生產(chǎn)用夾具。通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,且具有較大適用范圍的夾具。它由專業(yè)廠生產(chǎn)供應(yīng),有的已作為機(jī)床附件與通用機(jī)床配套,這類夾具主要用于單件小批生產(chǎn)。專用夾具是根據(jù)零件工藝機(jī)械加工過(guò)程中的某一道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。由于不考慮通用性,故結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便。這類夾具可保證高的加工精度和生產(chǎn)率。但這類夾具的針對(duì)性很強(qiáng)。本
3、文通過(guò)分析注油器油閥座零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工要求,制定了一套較合理的夾具設(shè)計(jì),從而為保證該零件的加工精度將提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝裝備,具有一定的實(shí)用價(jià)值。對(duì)于夾具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),最重要的就是定位、夾緊方案的確定。通過(guò)對(duì)各種定位夾緊裝置的分析比較,選擇并組合了一套既能夠滿足加工要求的,又比較簡(jiǎn)潔的裝置。 1零件的分析 1.1零件的生產(chǎn)類型 該油閥座的實(shí)際生產(chǎn)綱領(lǐng): N=Qn(1+α+β) =51(1+3%+1%) =5.495(萬(wàn)件) 該零件的生產(chǎn)規(guī)模劃規(guī)為大批量生產(chǎn)。 1.2 零件的作用 油閥座是鑿巖機(jī)注油器上的重要零件。左端通過(guò)Rc3/4與主機(jī)聯(lián)接;右端以Ф63m
4、m外圓定位與油壺殼體相連,一管套穿過(guò)油壺殼體與Ф24.5+0.13mm孔焊接,高壓氣體從左端進(jìn)入閥座,在負(fù)壓作用下,油壺內(nèi)油從Ф2mm孔流至Ф22mm孔與高壓氣體混合后成霧狀從管道噴出。Ф16H10孔裝入油量調(diào)節(jié)裝置,缺口標(biāo)志油量調(diào)節(jié)范圍。 1.3 零件的工藝分析 由零件圖得知其材料為ZG45。該材料具有較高的強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及件振性;適用于承受較大應(yīng)力,要求耐磨的零件。 該零件上的主要加工面為表面輪廓,兩端面,三個(gè)平衡孔和主軸孔。 該零件表面輪廓應(yīng)在一次裝夾下同時(shí)加工出來(lái)。該零件三個(gè)平衡孔應(yīng)在一次裝夾下同時(shí)加工出來(lái)。 有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位
5、置精度可知,上述技術(shù)要求是可達(dá)到的,零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 2工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。通過(guò)計(jì)算,該零件質(zhì)量約為11kg。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型(表1)。又由于主軸孔和三個(gè)平衡孔均需鑄出,故還應(yīng)安放型芯。此外,為消除殘余應(yīng)力,鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 表面輪廓尺寸 63 4+4 71 兩端面 55 6+6 67 平衡孔 16 5.5 10.5 主軸孔 22 6 16 表1 毛坯制 造方法 最大 重量 N 最小壁后 mm
6、 形狀的 復(fù)雜性 材 料 生產(chǎn) 方式 精度等級(jí) IT 尺寸公差 值/ mm 表面 粗造度 手工砂 型鑄造 不限制 3~5 最復(fù)雜 鐵碳合金屬、有 色金屬及其合金 單件生產(chǎn)及小批生產(chǎn) 14~16 1~8 機(jī)械砂型鑄造 至 2500 3~5 最復(fù)雜 同上 大批生產(chǎn) 及大量生產(chǎn) 14級(jí) 左右 1~3 其他 手工砂型鑄造 余量大,一般為1~10mm;由砂眼和氣泡造成的廢品率高;表面有結(jié)砂硬皮,且結(jié)構(gòu)顆粒大;適用鑄造大件;生產(chǎn)率
7、很多 機(jī)械砂型鑄造 生產(chǎn)率比手制砂型高數(shù)倍至數(shù)十倍;設(shè)備復(fù)雜;但要求工人的技術(shù)低;適于制造中小型鑄件 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇:油閥座的主軸孔既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn),用它作精基準(zhǔn),能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則;其余各面和孔的加工也能用它定位,這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。 粗基準(zhǔn)的選擇:選擇油閥座的表面作粗基準(zhǔn)。 最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)主軸孔。 2.3 加工工藝路線 工序號(hào) 工 序 內(nèi) 容 鑄造 時(shí)效 涂底漆 10 粗銑Ф63面和Ф32面 20 精銑Ф63面,精銑Ф32,保證長(zhǎng)度
8、55 30 精銑Ф24,保證至定位基準(zhǔn)長(zhǎng)度為39.6 40 鉆Ф3通孔,保證長(zhǎng)度22,鉆Ф5通孔,保證長(zhǎng)度6,鉆Ф2通孔,保證長(zhǎng)度14 50 鉆孔Ф2為通孔,至端面Ф63于14,并焊封其孔口擴(kuò)孔Ф22 60 鉆Ф10.5 70 擴(kuò)孔Ф22 80 擴(kuò)孔Ф16H10,保證26.60.11 90 通孔攻螺紋Rc3/4,保證長(zhǎng)度為20,并孔口倒角1*45,且Ф32端面倒角1*45。 100 鏜Ф16.8+0.24,距Ф24面2.5,寬度為1.1 110 在Ф24面上粗銑135的缺口,其深度為4,精銑缺口 120 檢驗(yàn) 130 入庫(kù) 2.4
9、 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主,輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為通用機(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。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床的傳送均由人工完成。 粗銑63mm面和32mm面選擇X62W萬(wàn)能銑床,專用銑夾具,百分表。 精銑63mm,鉆3mm通孔,保證長(zhǎng)度22mm,鉆5通孔,保證長(zhǎng)度6mm,鉆2通孔,保證長(zhǎng)度14mm選擇X62W萬(wàn)能銑床和Z3025臺(tái)式鉆床。 夾住63mm,精銑32,保證長(zhǎng)度55mm,采用X62W萬(wàn)能銑床。 擴(kuò)孔22mm選擇組合機(jī)床,專用擴(kuò)孔刀和鉸孔刀,百分表。 精銑24,保證至定位基準(zhǔn)長(zhǎng)度為
10、39.6mm,選擇X62W萬(wàn)能銑床。 鉆10.5,選擇專用鉆夾具,Z3025臺(tái)式鉆床。 擴(kuò)孔16H10,保證26.6+/_0.11,采用組合機(jī)床。 鏜16.80.24/0,距24面2.5,寬度為1.1鉆2通孔,至端面63于14mm,并焊封其孔口,選用C6136,專用車夾具。 在24面上精銑135的缺口,其深度為4mm,精銑缺口,采用X62W萬(wàn)能銑床。 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸 “油閥座”零件材料為45鋼,硬度207~241HBS,毛坯重量約為11kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用砂型機(jī)器造型毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工序
11、尺寸如下: 1. 63面和32面 考慮其加工長(zhǎng)度為55mm,與其聯(lián)結(jié)的非加工外圓表面直徑為32mm,為簡(jiǎn)化模鍛毛坯的外形尺寸,現(xiàn)在直接取其外圓表面直徑為32mm. 32面為自由尺寸公差,表面粗造為12.5μm,此面余量5mm. 2. 鉆 5mm、3mm、 2mm、 10.5mm 擴(kuò)孔16的孔 四內(nèi)孔精度要求11μm參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》確定工序尺寸及余量為: 鉆孔: 5mm、3mm、2mm、 10.5mm 擴(kuò)孔:16mm 2Z=0.22mm 2.6 確定切削用量及基本工時(shí) 工序10:粗銑63面和32面 1.
12、加工條件 工件材料:45鋼,砂型機(jī)器造型。 加工要求:粗銑63面及32面。 機(jī)床:X62萬(wàn)能銑床。 刀具:刀片材料YT15,直徑63mm,總長(zhǎng)80mm,孔徑27mm,前角(γ。) 15,后角(α。)12,螺旋角(β)40~45,齒數(shù)(z)6。 2. 計(jì)算切削用量 所選用刀具為高速鋼圓柱形銑刀。銑刀直徑d=63mm,寬度L=80mm,齒數(shù)z=6. 3. 決定每齒進(jìn)給量Fz 根據(jù)表3.3 X62型臥式銑床的功率為7.5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等,粗辭銑刀加工鋼料,查得每齒進(jìn)給量Fz0.07~0.2mm/z。現(xiàn)取Fz=0.2mm/z。 4. 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
13、幾耐用度 根據(jù)表3.7,圓柱形銑刀粗加工鋼料,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm;銑刀直徑d=63mm,耐用度T=120min(表3.8)。 5. 決定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Fmz 根據(jù)表3.27公式計(jì)算: 式中: 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速,選擇 n=475r/min=7.9r/s 實(shí)際切削速度 v=1.57m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 Fmz=0.2660mm/min=72mm/min 根據(jù)X62型銑床工作臺(tái)進(jìn)給量,選擇 Fmz=75mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為:
14、Fz= =0.2mm/z 6. 效驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)計(jì)算公式,銑削時(shí)的功率(單位KW)為 , , ,, , =1.78KW X62銑床主電動(dòng)機(jī)的功率為7.5KW,故所選切削用量可以采用。 所確定的切削用量為 7. 基本時(shí)間 根據(jù)公式 式中 =3.57min=214.2s
15、 工序20:精銑63面和32面 1. 切削用量 所選刀具為高速鋼圓柱形銑刀。D=63mm,L=80mm,z=20.機(jī)床選用X62型銑床。 2. 確定每齒進(jìn)給量Fz 根據(jù)表每轉(zhuǎn)進(jìn)給量Fr=0.5~1.2mm/r,現(xiàn)取Fr=1mm/r,則 3. 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后齒刀面最大磨損量為0.25mm;耐用度T=170min 4. 決定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Fmz 計(jì)算,得 v=114.6m/min n=597r/min=9.95r/s 根據(jù)X62銑床主軸轉(zhuǎn)速,選擇
16、 N=600r/min=10r/s 實(shí)際切削速度v=1.98m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 Fmz=60mm/min 根據(jù)X62銑床工作臺(tái)進(jìn)給量,選擇 Fmz =60mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 Fz=0.1mm/z 5 基本時(shí)間 Tj=2.4min/=144s 工序40、50:鉆 2、3、5 的孔
17、 1 切削用量 刀具選用直柄麻花鉆,直徑d=2、3、5mmm。使用切削液。 2 確定進(jìn)給量f 由于孔徑很小,宜采用受動(dòng)進(jìn)給。 3 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)幾耐用度 根據(jù)《切削手冊(cè)》鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm,耐用度T=15min。 4 確定切削速度v 根據(jù)表2.7暫定進(jìn)給量f=0.2mm/r。由表2.13可查得v=0.4m/s,n=400r/min。根據(jù)Z3025立式鉆床機(jī)床說(shuō)明書選擇主軸實(shí)際的轉(zhuǎn)速即可。 5 基本時(shí)間的確定 鉆孔基本時(shí)間20s。 工序60:鉆10.5的孔 1 鉆孔φ10.5mm 確定進(jìn)給量
18、f:根據(jù)《切削手冊(cè)》2.7,當(dāng)鋼的σb<800MPa,d=φ10.5mm時(shí),f=0.39~0.47mm/r。由于本零件在加工φ10.5mm孔時(shí)屬于低鋼度零件,故進(jìn)給量乘系數(shù)0.75,則 F=(0.39~0.47)0.75=0.29~0.35(mm/r) 根據(jù)Z3025機(jī)床說(shuō)明書,現(xiàn)取f=0.25mm/r。 切削速度:根據(jù)《切削手冊(cè)》表2.13及2.14,查得切削速度v=18m/min。所以 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書,取=195r/min,故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)
19、 工序70、80:擴(kuò)孔 1 擴(kuò)孔φ22,φ16 采用刀具:φ22,φ16專用擴(kuò)孔鉆。 2 φ22孔 進(jìn)給量:f=(0.7~0.9)0.7 =0.49~0.63(mm/r) 查機(jī)床說(shuō)明書,取f=0.5mm/r 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:取n=80r/min,則其切削速度v=3.45m/min 機(jī)動(dòng)工時(shí) 3 φ16 進(jìn)給量: f=(0.6~0.7)0.7 =0.42~0.49(m
20、m/r) 查機(jī)床說(shuō)明書,取f=0.5mm/r 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:取n=80r/min,則其切削速度v=3.54m/min 機(jī)動(dòng)工時(shí) =0.815(min) 工序90:車螺紋 1 車螺紋 Rc3/4 2. 切削速度的計(jì)算 刀具壽命T=60min,采用高速鋼螺紋車刀,規(guī)定粗車螺紋=0.25,走刀次數(shù)i=4;精車螺紋=0.05走到次數(shù)i=2 。
21、
22、 所以粗車螺紋時(shí): 精車螺紋時(shí) 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 粗車螺紋時(shí) 按機(jī)床說(shuō)明書取 n = 235r/min 實(shí)際切削速度 19.18m/min 精車螺紋時(shí) 按機(jī)床說(shuō)明書取
23、 n=750r/min 實(shí)際切削速度 v=61.23m/min 4 切削工時(shí) 取切入長(zhǎng)度 粗車工時(shí) =0.21(min) 精車工時(shí) 所以車螺紋總工時(shí)t==0.27min 工序100:鏜槽 1 鏜溝槽φ16.8 確定鏜溝槽的切削用量 選用鏜桿,采用手動(dòng)進(jìn)給,主軸轉(zhuǎn)速n=40r/min=0.67r/s,切削速度v=0.14m/s 工序110:粗、精銑135槽 1. 計(jì)算切削用量 所選用刀具為高速鋼直柄立銑刀。銑刀直徑d=5mm,寬度L=5mm,齒數(shù)z=3 2. 決定每
24、齒進(jìn)給量Fz 根據(jù)表3.3 X52型臥式銑床的功率為7.5kw,工藝系統(tǒng)剛性為中等,粗辭銑刀加工鋼料,查得每齒進(jìn)給量Fz0.03~0.15mm/z?,F(xiàn)取Fz=0.1mm/z。 3 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)幾耐用度 根據(jù)表3.7,直柄立銑刀粗加工鋼料,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.5mm;銑刀直徑d=5mm,耐用度T=60min(表3.8)。 4 決定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Fmz 根據(jù)表3.27公式計(jì)算: 式中: 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速,選擇 n=475r/min=7.9r/s 實(shí)際切
25、削速度 v=1.57m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 Fmz=0.1660mm/min=36mm/min 根據(jù)X62型銑床工作臺(tái)進(jìn)給量,選擇 Fmz=36mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為:Fz= =0.2mm/z 5 效驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)計(jì)算公式,銑削時(shí)的功率(單位KW)為 , , ,, , =2.36KW X62銑床主電動(dòng)機(jī)的功率為7.5KW,故所選切削用量可以采用。 所確定的切削用量為 6 基本時(shí)間 根據(jù)公式
26、 式中 =1.1min=66s 7 切削用量 所選刀具為高速鋼直柄立銑刀。D=5mm,L=4mm,z=4.機(jī)床選用X62型銑床。 8 確定每齒進(jìn)給量Fz 根據(jù)表每轉(zhuǎn)進(jìn)給量Fr=0.2~0.4mm/r,現(xiàn)取Fr=0.3mm/r,則 9 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 銑刀后齒刀面最大磨損量為0.3mm;耐用度T=60min 10 決定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Fmz 計(jì)算,得 v=40
27、.72m/min n=597r/min=9.95r/s 根據(jù)X62銑床主軸轉(zhuǎn)速,選擇 N=600r/min=10r/s 實(shí)際切削速度v=1.98m/s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 Fmz=18mm/min 根據(jù)X62銑床工作臺(tái)進(jìn)給量,選擇 Fmz =20mm/min 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 Fz=0.1mm/z 11 基本時(shí)間
28、 Tj=0.8min/=48s 3夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配,決定設(shè)計(jì)第30道工序鉆Φ22孔的的車床夾具。 3.1問(wèn)題的提出 本夾具主要用于鉆Ф22孔,本道工序加工精度要求不高,為此,只考慮如何提高生產(chǎn)效率上,精度則不予考慮。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 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?;鶞?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
29、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)。此道工序后面只是和地面接觸,沒(méi)有位置度要求,因此加工精度不高因此本次銑沒(méi)有較高的技術(shù)要求,也沒(méi)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。我們采用Φ63的外圓面作為定位基準(zhǔn),即采用一固定V型塊,一可調(diào)V型塊來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的定位。 3.3定位元件的設(shè)計(jì) 本工序選用的定位基準(zhǔn)為外圓,所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是V型塊。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)V型塊的設(shè)計(jì)。 根據(jù)加工要求和基準(zhǔn)重合原則,則以Φ63外圓定位,定位元件采用一固定V型塊,一可
30、調(diào)V型塊。 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和定位方案,工件在夾具通過(guò)手動(dòng)加緊即可滿足要求。 3.4切削力及夾緊力計(jì)算 (1)刀具: 采用麻花鉆 φ22mm 機(jī)床: CA6150臥式車床 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(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= 其中:為基本安全系數(shù)1.5
31、 為加工性質(zhì)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(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 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=6mm,材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限: 極限應(yīng)力幅: 許用應(yīng)力幅: 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5~4 取[s]=4
32、 得 滿足要求 經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠。 3.5 定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時(shí),各個(gè)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(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。 形成原因有兩個(gè),一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知,T=0.28mm, Td=0.25mm,,。 已知外圓的形狀公差為0.28,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,易知此結(jié)果符合。 3.6平衡塊的計(jì)算 平衡塊的計(jì)算 對(duì)移動(dòng)式結(jié)構(gòu)
33、不對(duì)稱的車床夾具,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取平衡措施,以減少由離心力產(chǎn)生的振動(dòng)和主軸軸承的磨損。 離心力Fj的計(jì)算公式為 Fj=0.01mjR(nn) 式中 mj-----工件和夾具不平衡部分的合成質(zhì)量(kg); R-----工件和夾具不平衡部分的合成質(zhì)量中心至回轉(zhuǎn)中心的距離(m); n----主軸轉(zhuǎn)速(r/min)。 由離心力引起的力矩Mj為 Mj=FjL 平衡塊引起的離心力Fp(N)為 Fp=0.01mpr(nn) 式中 mp-----平衡塊的質(zhì)量
34、 r------平衡塊中心至回轉(zhuǎn)中心的距離(m) 由Fp引起的力矩Mp為 Mp= Fpl 在綜合考慮徑向位置和軸向位置平衡的情況下,滿足平衡關(guān)系式 Mp=Mj 即 0.01mjR(nn)L=0.01mpr(nn)l 化簡(jiǎn)后得 Mp=mjRL/rl 為了彌補(bǔ)估算法的誤差,平衡塊上應(yīng)開(kāi)有環(huán)形槽或徑向槽,以便夾具裝配時(shí)調(diào)整其位置。 長(zhǎng)寬高=體積 體積密度=質(zhì)量 Mj=(0.230.110.1)
35、71000+(0.0680.0980.10671000) =17.71+4.944688 =22.6kg mp=mjRL/rl=22.67255/10212.5=70.36kg 3.7夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于操作,降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)檐嚧矈A具選擇了兩移動(dòng)壓板的夾緊機(jī)構(gòu)。本工序?yàn)殂@Φ22孔,切削力小,所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。 夾具裝配圖如下 夾具體附圖如下 4機(jī)床夾具概述 4.1 機(jī)
36、床夾具的作用及其分類 4.1.1 機(jī)床夾具的作用 夾具是機(jī)械加工中的一種工藝設(shè)備,它在機(jī)械加工中起著十分重要的作用,主要有以下的幾個(gè)方面。 1)便于工件的正確定位,以保證加工精度 工件裝夾在夾具上后,工件上各有關(guān)的幾何元素(點(diǎn)、線、面)之間的相互位置精度在一定程度上就由夾具保證。當(dāng)夾具在機(jī)床上正確定位及固定以后,工件在夾具中又得到正確定位并被夾緊,這樣就保證了再加工過(guò)程中“同批”工件對(duì)刀具和機(jī)床保持確定的相對(duì)位置,使加工得以順利進(jìn)行。 2)提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和降低加工成本 采用夾具以后,可以省去即十分費(fèi)時(shí)又不很緊缺的劃線、找正工序,減少了輔助時(shí)間。若采用聯(lián)動(dòng)夾具裝置、
37、快速夾緊裝置,既能降低勞動(dòng)強(qiáng)度,又能提高生產(chǎn)效率。例如采用氣壓、液壓等傳動(dòng)裝置,只需要幾秒鐘舊可以完成夾緊動(dòng)作。 3)改善工人的勞動(dòng)條件 采用夾具后,工件的裝卸比不用夾具要方便、省力、安全。如果生產(chǎn)規(guī)模較大,還可以采用機(jī)械化傳動(dòng)裝置和自動(dòng)裝卸工件的自動(dòng)化夾具,以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化,進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率和改善工人的勞動(dòng)條件。 4)擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 在單件小批量生產(chǎn)的條件下,工件的種類、規(guī)格多,而機(jī)床的數(shù)量、品種卻有限。為了解決這種矛盾,可以設(shè)計(jì)制造專用的夾具,使機(jī)床“一機(jī)多用”。例如,可以采用專用的夾具,在車床上實(shí)現(xiàn)拉削。 夾具在機(jī)械加工中的作用是重要的,但是在不
38、同的生產(chǎn)規(guī)模和不同的生產(chǎn)條件下,夾具的功用也有所側(cè)重,其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也有很大的不同。例如,在單件小批生產(chǎn)條件下,宜于使用通用的可調(diào)夾具,若采用專用的夾具,其結(jié)構(gòu)也應(yīng)求簡(jiǎn)單。在大批量生產(chǎn)的條件下,夾具的作用則主要是在保證加工精度的前提下提高生產(chǎn)效率,因此夾具的結(jié)構(gòu)更完善些是必要的。雖然此時(shí)夾具的制造費(fèi)用大一些,但由于生產(chǎn)效率的提高,產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定,技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果還是好的。 4.1.2. 機(jī)床夾具的分類 夾具的分類方法比較多,一般可分為通用夾具和專用夾具。近年來(lái)為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展,還發(fā)展了通用可調(diào)夾具、成組夾具和組合夾具等類型。 1) 通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、在
39、一定范圍內(nèi)可以用于加工不同工件的夾具。如三爪或四爪卡盤、機(jī)器虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、磁力工作臺(tái)等。這些夾具已經(jīng)作為機(jī)床的附件,由專門的工廠制造供應(yīng)。 2)專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而設(shè)計(jì)制造夾具。 3)通用可調(diào)夾具和成組夾具 著兩種夾具的結(jié)構(gòu)很相似,它們的共同點(diǎn)是:在加工完多種工件。但通用可調(diào)夾具的加工對(duì)象并不是很明確,其通用范圍較大,如滑柱鉆模、帶各種鉗口的機(jī)器虎鉗等即是這類夾具。而成組夾具則是專門為成組加工工藝中某一組零件而設(shè)計(jì)的,針對(duì)性強(qiáng),加工對(duì)象和適用范圍明確,結(jié)構(gòu)更為緊湊。 4)組合夾具 組合夾具是指按照某一工件的某道工序的加工要
40、求,由一套事先準(zhǔn)備好的通用的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具。這種夾具用完之后可以拆卸存放,或重新組裝成新的夾具。由于組合夾具是由各種標(biāo)準(zhǔn)元件、部件組裝而成,故具有組裝迅速、周期短、能反復(fù)使用等特點(diǎn),所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。 若按夾具所適用的機(jī)床來(lái)分類,可分為車床夾具,銑床夾具,鉆床夾具,鏜床夾具和其他機(jī)床夾具等類型。 若按驅(qū)動(dòng)夾具工作的力源來(lái)分類,還可以分為手動(dòng)夾具,氣動(dòng)夾具,液壓夾具,電磁和電動(dòng)夾具等等。不顧一般多按夾具的使用特點(diǎn)和使用機(jī)床進(jìn)行分類。 4.2 機(jī)床夾具的組成 夾具的種類雖然很多,但是他們的工作原理基本上相同,一般有如下幾個(gè)組成部分。 (
41、1) 定位元件 是用來(lái)確定工件再夾具中的位置的元件,它包括元件或元件的組合。 (2) 夾緊裝置 這種裝置包括夾緊元件或其組合及動(dòng)力源。其作用是將工件壓緊夾牢,保證工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過(guò)程中不因外力而破壞。 (3) 確定夾具對(duì)機(jī)床相互位置的元件 此類的元件是為了用來(lái)確定夾具對(duì)機(jī)床工作臺(tái)、導(dǎo)軌或主軸的相互位置。 (4) 對(duì)刀—導(dǎo)引元件 這類元件的共同作用是保證工件和刀具之間的正確加工位置。 (5) 其他裝置或元件 這類裝置或元件主要有:為使工件在依次裝夾中多次轉(zhuǎn)位而加工不同位置上的表面所設(shè)置的分度裝置,為了便于卸下工件而設(shè)置的頂出
42、器;以及標(biāo)準(zhǔn)話了的連件元件等。 (6)夾具體 夾具體是夾具的基座和骨架。其他裝置都安在夾具體上使之成為一個(gè)夾具的整體。 當(dāng)然上述的各組成部分,不是每個(gè)夾具都必須完全具備的。但一般來(lái)說(shuō),定位元件、夾緊裝置、夾具體則是夾具的基本組成部分。 4.2.1 專用夾具的組成 (1)定位裝置 這種裝置包括定位元件及其組合,其作用是確定工件在夾具中的位置,即通過(guò)它使工件加工時(shí)相對(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)處于正確的位置,如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。 (2)夾緊裝置 它的作用是將工件壓緊夾牢,保證工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過(guò)程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位
43、移,同時(shí)防止或減小振動(dòng)。它通常是一種機(jī)構(gòu),包括夾緊元件(如夾爪、壓板等),增力及傳動(dòng)裝置(如杠桿、螺紋傳動(dòng)副、斜楔、凸輪等)以及動(dòng)力裝置(如氣缸、油缸)等。 (3)對(duì)刀—引導(dǎo)裝置 它的作用是確定夾具相對(duì)于刀具的位置,或引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工,如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套等。 (4)其他元件及裝置 如定向件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置,如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。 (5)夾具體 用于連接夾具各元件及裝置,使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件,并與機(jī)床有關(guān)部位連接,以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置。 4.3工件夾緊的基本要求 工件在定位后,因加工中還要受切削力
44、、慣性力及工件自重等影響,將使工件產(chǎn)生位移或振動(dòng),破壞工件已有的正確定位,故必須用夾緊機(jī)構(gòu),將工件固定在定位元件上。在設(shè)計(jì)夾具時(shí),確定夾緊方法一般與定位問(wèn)題應(yīng)同時(shí)考慮。夾緊方案通常需滿足以下要求: (1) 夾得穩(wěn)——夾緊時(shí)不能破壞工件穩(wěn)定的正確定位;夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)作應(yīng)平穩(wěn),有足夠的剛度和強(qiáng)度。 (2) 夾得牢——夾緊力要合適,過(guò)小易使工件移動(dòng)或振動(dòng),過(guò)大也會(huì)使工件變形或損傷,影響加工精度。此外,夾緊機(jī)構(gòu)要有自鎖作用,即原始作用力除后,工件仍能保持夾緊狀態(tài)而不松開(kāi)。 (3) 夾得快——夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、緊湊、操作時(shí)安全省力,迅速方便,以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。 為了
45、達(dá)到以上要求,正確設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu),首先必須合理確定夾緊力的三要素:大小、方向和作用力(數(shù)量和位置)。 4.4 夾具發(fā)展的趨勢(shì): 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件,在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下,夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 結(jié) 論 這次設(shè)計(jì)使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論,并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí),獨(dú)立的分析和解決工藝問(wèn)題,初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件(油閥座)的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法,擬訂夾具設(shè)計(jì)方案,
46、完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力,培養(yǎng)了我的熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力,進(jìn)一步培養(yǎng)了我的識(shí)圖、制圖、圖表和編寫技術(shù)文件等基本技能,為未來(lái)從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 致 謝 在這里,對(duì)于幫助我完成這次課程設(shè)計(jì)的同學(xué)和指導(dǎo)老師表示真誠(chéng)的謝意。沒(méi)有你們的幫助,我很難完成這篇課程論文,再一次表示我最真誠(chéng)的謝意。 謝 謝! 參考文獻(xiàn): [1] 李洪主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京出版社 [2] 鄭修本主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 [3] 劉友才,肖繼德主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) [4] 孟少農(nóng)主編 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) [5] 第一汽車制造廠職工大學(xué)編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊(cè) 上??萍汲霭嫔? 21
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