內(nèi)齒圈 內(nèi)齒輪工藝和鉆6-M10螺紋孔夾具設(shè)計(jì)【三維零件圖】【含CAD圖紙、文檔全套】【GJ系列】
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夾具定位規(guī)劃中完整性評(píng)估和修訂CAM實(shí)驗(yàn)室,機(jī)械工程學(xué)系,伍斯特理工學(xué)院研究院,100路,伍斯特,碩士01609,美國(guó)2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表摘 要幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而,如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中,提出了一種方法來(lái)描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下?tīng)顟B(tài),如果它存在,可以識(shí)別給定定位計(jì)劃??梢宰詣?dòng)識(shí)別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃,并為修訂提供指引,以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。 關(guān)鍵詞:夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過(guò)約束1.介紹夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過(guò)程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步,夾具設(shè)計(jì)需要,以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則,在一般情況下,是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷(xiāo)孔定位原則也常用。一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是,必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出,定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置,工件不能移動(dòng),而至少有一個(gè)定位不會(huì)失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一,許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明,工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類(lèi)別:1、良好的約束(確定性):工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合,工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。 2、限制約束:不完全約束工件的自由度。 3、過(guò)約束:工件自由度超過(guò)6定位的制約。 在1985年,淺田1提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等2在1989年制定了在確定性定位問(wèn)題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過(guò)無(wú)數(shù)的研究。王等3考慮定位工件的接觸的影響,而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣,并指出,兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的,但在接觸點(diǎn)曲率相反??柹?認(rèn)為,可能沒(méi)有足夠的應(yīng)用,如一些不是非棱柱的表面或相對(duì)誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開(kāi),其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉5應(yīng)用周對(duì)3-2-1的位置擬訂,制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無(wú)阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片,可微函數(shù)是gi(見(jiàn)圖1)。 表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的解決方案為下列所有定位方程組。gi(q)=0,i=1,2,.,n (1)其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處:淺田表明 (2) hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣,矩陣式所示(3)。確定定位如果雅可比矩陣滿秩,可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法 (3)在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中,一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6,工件是限制約束的,即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩,但定位大于6定位,工件是過(guò)約束,這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等6已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對(duì)這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。圖1 .夾具系統(tǒng)模型。表1 等級(jí) 數(shù)量的定位 地位 6 Over-constrained康等7遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來(lái)確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人8提出的等級(jí)檢查方法的定位矩陣WL(見(jiàn)附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差X和位置誤差r的工件定位相關(guān)如下: Under-constrained:X=WLr, (4)Well-constrained :X=(WTLWL)-1WLTr, (5)Over-constrained:X=WLT(WTLWL)-1r+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL), (6)是任意一個(gè)向量。 他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo),評(píng)價(jià)定位配置,其次是通過(guò)約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而,他們的研究分析,不涉及非確定性定位的修訂。目前,還沒(méi)有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。 2.定位完整性評(píng)價(jià)如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求,設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么,以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過(guò)度約束,是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí),所有有關(guān)知識(shí)約束工件的議案,可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評(píng)價(jià)狀態(tài)(見(jiàn)附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL:如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量ai,bi,ci和定位的位置xi,yi,zi每一個(gè)定位器,i=1,2,.,n,n*6定位矩陣可以確定如下: (7)當(dāng)?shù)燃?jí)(WL)=6,n=6時(shí),是工件良好約束。 當(dāng)?shù)燃?jí)(WL)=6,n6時(shí);是工件過(guò)約束。這意味著(n-6)有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制(n-6)定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是(n-6)在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。 圖2 幾何約束狀態(tài)描述 圖3一個(gè)簡(jiǎn)化的定位方案。定位方案,提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國(guó)家的算法使用下列方法確定不必要的定位:1、找到所有的(n-6)組合定位的。2、為每個(gè)組合,從(n-6)定位器確定定位方案。3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。4、如果等級(jí)不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過(guò)約束狀態(tài)。這種方法可能會(huì)產(chǎn)生多種解決方案,并要求設(shè)計(jì)師來(lái)決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。 當(dāng)?shù)燃?jí)(WL)6,工件的限制約束。參考文獻(xiàn)1 Asada H, By AB.。自動(dòng)重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 IEEE J機(jī)器人autom1985; RA-1:86-93。2 zhou YC,Chandru V,Barash MM。加工裝置的自動(dòng)配置的數(shù)學(xué)方法分析和綜合。反ASME J英工業(yè)1989;111:299-306。3 Wang MY, Liu T, Pelinescu DM.。夾具運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上充分接觸剛體模型。 J制造業(yè)科學(xué)與工程2003;125:316-24。4 Carlson JS。剛性零件的裝夾和定位計(jì)劃的二次靈敏度分析“。 ASME J制造業(yè)2001年科學(xué)與工程;123(3):462-72。5 Marin R, Ferreira P.確定性3-2-1定位計(jì)劃的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和綜合加工裝置。 ASME J制造業(yè)科學(xué)與工程2001年;123:708-19。6 Hu W.設(shè)置規(guī)劃和公差分析。博士論文中,伍斯特理工學(xué)院;2001年。7 Kang Y, Rong Y, Yang J, Ma W.計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)驗(yàn)證。大會(huì)Autom2002;22:350-9。8 Rong KY, Huang SH, Hou Z.先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)。波士頓:愛(ài)思唯爾;2005年。學(xué)院機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱(chēng)內(nèi)齒圈零件名稱(chēng)內(nèi)齒圈共1頁(yè)第1頁(yè) 車(chē)間工序號(hào)工序名稱(chēng)材 料 牌 號(hào)80、90鉆孔攻絲45毛 坯 種 類(lèi)毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)型材4518511設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)鉆床Z525Z5251夾具編號(hào)夾具名稱(chēng)切削液JIAJU001專(zhuān)用夾具乳化液工位器具編號(hào)工位器具名稱(chēng)工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件QIJU001專(zhuān)用器具工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助80鉆6-M10螺紋孔底孔8.5鉆床8005002200160.512190攻絲6-M10螺紋孔鉆床2001000.5200160.5121117.7117.7機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱(chēng)內(nèi)齒圈零件名稱(chēng)內(nèi)齒圈共1頁(yè)第1頁(yè)材 料 牌 號(hào)45毛 坯 種 類(lèi)型材毛坯外形尺寸45185每毛坯件數(shù)1每 臺(tái) 件 數(shù)1備 注 工 序 號(hào) 工序 名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容車(chē)間 工段設(shè) 備工 藝 裝 備 工時(shí)/min 準(zhǔn)終 單件10開(kāi)料型材開(kāi)料物料倉(cāng)一20車(chē)端面夾毛坯外圓,車(chē)180端面金工二臥式車(chē)床CA6140硬質(zhì)合金車(chē)刀,游標(biāo)卡尺30粗車(chē)夾毛坯外圓,粗車(chē)180外圓,留1mm加工余量金工二臥式車(chē)床CA6140硬質(zhì)合金車(chē)刀,游標(biāo)卡尺40精車(chē)精車(chē)180外圓及倒角,達(dá)到圖紙尺寸公差要求金工二臥式車(chē)床CA6140硬質(zhì)合金車(chē)刀,外徑千分尺50車(chē)端面掉頭,夾180外圓,車(chē)另一端面及倒角金工二臥式車(chē)床CA6140車(chē)刀,外徑千分尺60鉆孔鉆中心孔金工二臥式車(chē)床CA6140硬質(zhì)合金內(nèi)孔車(chē)刀,內(nèi)徑千分尺70車(chē)內(nèi)孔車(chē)內(nèi)孔129金工二臥式車(chē)床CA6140麻花鉆,游標(biāo)卡尺80鉆底孔鉆6-M10螺紋孔底孔8.5金工二立式鉆床Z525麻花鉆,擴(kuò)孔刀,游標(biāo)卡尺90攻絲攻絲6-M10螺紋孔金工二立式鉆床Z525擴(kuò)絲錐,游標(biāo)卡尺100插內(nèi)齒輪插內(nèi)齒輪金工二插床游標(biāo)卡尺110熱處理熱處理RCRC金工二淬火爐12鉗去毛刺,清洗金工鉗工臺(tái)絲錐,銼刀,游標(biāo)卡尺13終檢入庫(kù) 設(shè) 計(jì)(日 期) 校 對(duì)(日期) 審 核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì) 簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期XX大學(xué) 課程設(shè)計(jì)論文內(nèi)齒圈工藝加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 所在學(xué)院專(zhuān) 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)老師 年 月 日摘 要內(nèi)齒圈零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析,了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu),并選擇好零件的加工基準(zhǔn),設(shè)計(jì)出零件的工藝路線;接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算,關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量;然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì),選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件;計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差,分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處,并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞:工藝,工序,切削用量,夾緊,定位,誤差目 錄摘 要II目 錄III第1章 序 言1第2章 零件的分析22.1零件的形狀22.2零件的工藝分析2第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)33.1 確定毛坯的制造形式33.2 基面的選擇33.3 制定工藝路線33.3.1 工藝路線方案一43.3.2 工藝路線方案二43.3.3 工藝方案的比較與分析53.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備53.4.1 機(jī)床選用53.4.2 選擇刀具63.4.3 選擇量具63.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定63.6確定切削用量及基本工時(shí)7第4章 夾具設(shè)計(jì)154.1設(shè)計(jì)要求154.2夾具設(shè)計(jì)154.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇154.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算154.3 定位誤差的分析164.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明16設(shè)計(jì)心得體會(huì)18參考文獻(xiàn)1919 第1章 序 言內(nèi)齒圈零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下,進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)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(wèn)題,并設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具,保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論,又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要,只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品,并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用,也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備,社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè),因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè),是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講,機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。本次設(shè)計(jì)水平有限,其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤,敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。第2章 零件的分析2.1零件的形狀題目給的零件是內(nèi)齒圈零件,主要作用是起連接作用。零件的實(shí)際形狀如上圖所示,從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸,公差如下圖所示。2.2零件的工藝分析由零件圖可知內(nèi)齒圈零件主要加工表面為:1.車(chē)外圓及端面,表面粗糙度值為3.2。2.車(chē)外圓及端面,表面粗糙度值3.2。3.鉆中心孔,表面粗糙度值3.2。4.半精車(chē)側(cè)面,及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5,法蘭面粗糙度值6.3。內(nèi)齒圈共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求?,F(xiàn)分述如下:(1)左端的加工表面: 這一組加工表面包括:左端面,180外圓,倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求,。其要求并不高,粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。(2).右端面的加工表面: 這一組加工表面包括:右端面;并帶有倒角;其要求也不高,粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)假設(shè)年產(chǎn)量為10萬(wàn)臺(tái),每臺(tái)車(chē)床需要該零件1個(gè),備品率為19%,廢品率為0.25%,每日工作班次為2班。該零件材料為45,考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性,所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=100000件/年,n=1件/臺(tái);結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率和 廢品率分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+)(1+)=238595件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為45,考慮到零件在使用過(guò)程中起連接作用,分析其在工作過(guò)程中所受載荷,最后選用45,以便使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平,而且零件輪廓尺寸不大,這從提高生產(chǎn)效率,保證加工精度,減少生產(chǎn)成本上考慮,也是應(yīng)該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇,對(duì)像內(nèi)齒圈這樣的零件來(lái)說(shuō),選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來(lái)說(shuō),如果外圓的端面做基準(zhǔn),則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱(chēng),按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí),應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn),若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí),則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。對(duì)于精基準(zhǔn)而言,主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算,此處不在重復(fù)。3.3 制定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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具,并盡量使工序集中來(lái)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。3.3.1 工藝路線方案一工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容10開(kāi)料型材開(kāi)料20車(chē)端面夾毛坯外圓,車(chē)180端面30粗車(chē)夾毛坯外圓,粗車(chē)180外圓,留1mm加工余量40精車(chē)精車(chē)180外圓,達(dá)到圖紙尺寸公差要求50車(chē)端面掉頭,夾180外圓,車(chē)另一端面60鉆孔鉆中心孔70車(chē)內(nèi)孔車(chē)內(nèi)孔12980鉆底孔鉆6-M10螺紋孔底孔8.590攻絲攻絲6-M10螺紋孔100插內(nèi)齒輪插內(nèi)齒輪110熱處理熱處理RCRC120鉗去毛刺,清洗130終檢入庫(kù)3.3.2 工藝路線方案二工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容10開(kāi)料型材開(kāi)料20車(chē)端面夾毛坯外圓,車(chē)180端面30粗車(chē)夾毛坯外圓,粗車(chē)180外圓,留1mm加工余量40精車(chē)精車(chē)180外圓,達(dá)到圖紙尺寸公差要求50車(chē)端面掉頭,夾180外圓,車(chē)另一端面60鉆孔鉆中心孔70車(chē)內(nèi)孔車(chē)內(nèi)孔12980鉆底孔鉆6-M10螺紋孔底孔8.590攻絲攻絲6-M10螺紋孔100插內(nèi)齒輪插內(nèi)齒輪110熱處理熱處理RCRC120鉗去毛刺,清洗130終檢入庫(kù)3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于:方案一的定位和裝夾等都比較方便,但是要更換多臺(tái)設(shè)備,加工過(guò)程比較繁瑣,而且在加工過(guò)程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù),但是要及時(shí)更換刀具,因?yàn)橛行┕ば蛟谲?chē)床上也可以加工,鏜、鉆孔等等,需要換上相應(yīng)的刀具。而且在過(guò)程有一定難度,要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。因此綜合兩個(gè)工藝方案,取優(yōu)棄劣,具體工藝過(guò)程如下:工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容10開(kāi)料型材開(kāi)料20車(chē)端面夾毛坯外圓,車(chē)180端面30粗車(chē)夾毛坯外圓,粗車(chē)180外圓,留1mm加工余量40精車(chē)精車(chē)180外圓,達(dá)到圖紙尺寸公差要求50車(chē)端面掉頭,夾180外圓,車(chē)另一端面60鉆孔鉆中心孔70車(chē)內(nèi)孔車(chē)內(nèi)孔12980鉆底孔鉆6-M10螺紋孔底孔8.590攻絲攻絲6-M10螺紋孔100插內(nèi)齒輪插內(nèi)齒輪110熱處理熱處理RCRC120鉗去毛刺,清洗130終檢入庫(kù) 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用.工序和工序是粗車(chē)、粗鏜和半精車(chē)、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多,成批量生產(chǎn),故選用臥式車(chē)床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大,精度要求屬于中等要求,選用最常用的CA6140臥式車(chē)床。參考根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-7。.工序是鉆孔,選用Z525搖臂鉆床。3.4.2 選擇刀具.在車(chē)床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車(chē)刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類(lèi)硬質(zhì)合金車(chē)刀,它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車(chē)刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆,參考機(jī)械加工工藝手冊(cè)(主編 孟少農(nóng)),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。.磨具的選用:磨具通常又稱(chēng)為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)(主編 徐圣群) 表12-47,選擇雙斜邊二號(hào)砂輪。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn),一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計(jì)量器具的不確定度選擇;二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“內(nèi)齒圈” 零件材料為45,查機(jī)械加工工藝手冊(cè)(以后簡(jiǎn)稱(chēng)工藝手冊(cè)),表2.2-17 各種45的性能比較,45的硬度HB為143269,表2.2-2345的物理性能,45密度=7.27.3(),計(jì)算零件毛坯的重量約為2。表3-1 機(jī)械加工車(chē)間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類(lèi)別同類(lèi)零件的年產(chǎn)量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)輕型(零件重100kg)單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書(shū)上的數(shù)據(jù),該零件的月工序數(shù)不低于3050,毛坯重量211.18013.20151101表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值(根據(jù)GB6137-85) ()d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度(1)后刀面最大磨損限度mm刀具材料加工材料鉆頭直徑d0(mm)20高速鋼鑄鐵0.50.8(2)單刃加工刀具耐用度T min刀具類(lèi)型加工材料刀具材料刀具直徑d0(mm)1120鉆頭(鉆孔及擴(kuò)孔)鑄鐵、銅合金及合金高速鋼60鉆頭后刀面最大磨損限度為0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.確定進(jìn)給量查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為f=0.250.65,根據(jù)表4.13中可知,進(jìn)給量取f=0.60。.確定切削速度 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,表10.4-17高速鋼鉆頭在球墨鑄鐵(190HBS)上鉆孔的切削速度軸向力,扭矩及功率得,V=12,參考機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,表10.4-10鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K=1.0,R=0.85。 V=12=10.32 (3-17)則 = =131 (3-18) 查表4.2-12可知, 取 n = 150則實(shí)際切削速度 = = =11.8.確定切削時(shí)間查機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編,表10.4-43,鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式: T= (3-19)其中 l= l=5 l=23則: t= =9.133.6.5.2 確定鉆孔的切削用量鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床,刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆,機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.200.35。 則取確定切削速度,根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷表10.4-9切削速度計(jì)算公式為 (3-20)查得參數(shù)為,刀具耐用度T=35則 =1.6所以 =72選取 所以實(shí)際切削速度為=2.64確定切削時(shí)間(一個(gè)孔) =6)滾齒由艾興,肖詩(shī)綱主編.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社表10-174V=312/T0.33S0.5N=0.124s0.9m1.7/D又由文獻(xiàn)2表10-175,10-177S=2.5,T=240min,m=4代入上式得V=32.4m/min,N=0.27kw第4章 夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn),保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。下面即為鉆6-M10孔的專(zhuān)用夾具,本夾具將用于Z525搖臂鉆床。4.1設(shè)計(jì)要求本夾具無(wú)嚴(yán)格的技術(shù)要求,因此,應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,面精度不是主要考慮的問(wèn)題。4.2夾具設(shè)計(jì)4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知,6孔中,6M10在圓周上均勻分布尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為兩對(duì)稱(chēng)孔中心距,由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一,只能以129內(nèi)孔面作為定位基準(zhǔn)。為了提高加工效率及方便加工,決定鉆頭材料使用高速鋼,用于對(duì)6孔進(jìn)行加工,準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具:高速鋼麻花鉆頭,尺寸為8.5。 則軸向力:見(jiàn)工藝師手冊(cè)表28.4F=Cdfk1 式中: C=420, Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420轉(zhuǎn)矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=KKKK式中 K基本安全系數(shù),1.5; K加工性質(zhì)系數(shù),1.1;K刀具鈍化系數(shù), 1.1;K斷續(xù)切削系數(shù), 1.1則 F=KF=1.5鉆削時(shí) T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。4.3 定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為孔銷(xiāo)配合,而該定位元件的尺寸公差為,而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求,可滿足加工要求。定位誤差分析129H7/f8:根據(jù)配合公差129H7 /f8 由以上可知 1max=0.074,2max=0.071分析定位誤差:基準(zhǔn)不重合誤差: 因鉆孔時(shí),定位基準(zhǔn)為心軸的中心線,工序基準(zhǔn)也為心軸的中心線。 故:jb=04.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明由于是大批大量生產(chǎn),主要考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí),需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì),用平面定位三個(gè)自由度,短心軸定位兩個(gè)自由度,用鍵槽定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。手動(dòng)螺旋夾緊設(shè)計(jì)心得體會(huì) 緊張而辛苦的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了。當(dāng)我快要完成老師下給我的任務(wù)的時(shí)候,我仿佛經(jīng)過(guò)一次翻山越嶺,登上了高山之巔,頓感心曠神怡,眼前豁然開(kāi)朗。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練,這是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過(guò)程?!扒Ю镏惺加谧阆隆?,通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義。我今天認(rèn)真地進(jìn)行課程設(shè)計(jì),學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地地邁開(kāi)這一步,就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。說(shuō)實(shí)話,畢業(yè)設(shè)計(jì)真是很累人。然而,當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計(jì)成果,仔細(xì)回味這一周的心路歷程,一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消。雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一步,是我人生中的一點(diǎn)小小的勝利,然而它令我感到自己成熟了許多,令我有了一種“春眠方覺(jué)曉”的感悟。通過(guò)課程設(shè)計(jì),使我深深體會(huì)到,干任何事都必須有耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,許多計(jì)算優(yōu)勢(shì)不免令我感到心煩意亂;有兩次因?yàn)椴恍⌒奈矣?jì)算出錯(cuò),只能毫不情愿地重來(lái)。但一想起老師平時(shí)對(duì)我們耐心教導(dǎo),想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任,想到世界上應(yīng)為某些細(xì)小失誤而出現(xiàn)的令人無(wú)比震驚的事故,我不禁時(shí)刻提醒自己,一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。這次課程設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練。做完畢業(yè)設(shè)計(jì),使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正如此的貧乏,自己綜合應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力是如此不足,幾年來(lái)學(xué)習(xí)了這么多的課程,今天才知道自己并不會(huì)用。想到這里,我真的有點(diǎn)心急了。老師卻對(duì)我說(shuō),這說(shuō)明課程設(shè)計(jì)確實(shí)使你有收獲了。老師的親切勉勵(lì)像春雨注入我的心田,使我更加自信了。最后,我要衷心地感謝老師。是您的嚴(yán)厲批評(píng)喚醒了我,是您的敬業(yè)精神感動(dòng)了我,是您的諄諄教誨啟發(fā)了我,是您的殷切期望鼓舞了我。我感謝老師您今天又為我增添了一副堅(jiān)硬的翅膀。參考文獻(xiàn)1、 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