K089-異形杠桿工藝及鉆兩孔夾具設(shè)計[杠桿臂鉆10和11兩孔]
K089-異形杠桿工藝及鉆兩孔夾具設(shè)計[杠桿臂鉆10和11兩孔],杠桿臂鉆10和11兩孔,k089,異形,杠桿,工藝,鉆兩孔,夾具,設(shè)計,10,以及,11,十一
摘要
本設(shè)計的零件為杠桿零件,選用⒋⒌號鋼。根據(jù)零件的形狀、尺寸精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟效益等各方面的詳細分析其加工工藝,多采鉆床加工。通過對零件的分析,此工件外形輪廓尺寸小,重量輕,加工要求不高,生產(chǎn)批量不大。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)濟合理。
關(guān)鍵詞:鉆床加工,杠桿零件,尺寸精度。
Abstract
The design of parts for the lever parts of 45 steel. According to parts of shape, dimensional accuracy, cost-effective production areas such as a detailed analysis of its manufacturing processes, Most Drilling. Part of the analysis, the shape of the workpiece contour small size, light weight, low-processing, not mass production. Therefore the quality assurance and productivity, under the premise of the structure as simple as possible, so economically rational.
Keywords : Drilling, leveraged parts, dimensional accuracy 。
目 錄
摘要: 1
前 言 3
緒 言 4
1 畢業(yè)設(shè)計的目的 4
2 畢業(yè)設(shè)計的基本任務(wù)與要求 4
2.1 設(shè)計基本任務(wù) 4
2.2 設(shè)計要求 4
3 畢業(yè)設(shè)計說明書的編寫 5
杠桿零件工藝設(shè)計與工裝設(shè)計 5
1. 基本任務(wù): 5
2. 設(shè)計要求: 6
3. 方法和步驟: 6
3.1 生產(chǎn)綱領(lǐng) 6
3.2 零件圖審查 6
4. 鉆床夾具設(shè)計 7
4.1 設(shè)計任務(wù) 7
4.2 設(shè)計方法和步驟 8
4.3 夾緊裝置的設(shè)計 12
4.4 導(dǎo)向裝置的設(shè)計及其他裝置結(jié)構(gòu).夾具體的確定 15
4.5 繪制夾具結(jié)構(gòu)圖 17
4.6 確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸,公差配合 17
4.7 夾具精度分析與計算 18
4.8 繪制夾具非標準零件 18
4.9 工藝卡 19
結(jié) 論 20
致 謝 21
參考文獻項目 21
前 言
本設(shè)計的課題,不僅讓我們系統(tǒng)全面的鞏固了三年來所學(xué)的的理論知識,還使我們把所學(xué)的理論知識運用到實際操作中。理論結(jié)合實際從而達到對理論知識更加的鞏固與理解,為我們走向社會打下堅實的基礎(chǔ)。
二十一世紀機械制造業(yè)的競爭,其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。
數(shù)控加工本身而言,具有設(shè)定數(shù)控程序后大批大量加工、效率高、質(zhì)量控制穩(wěn)定等優(yōu)點,是加工的必然趨勢。關(guān)鍵是你承接的工件,是否適合你的數(shù)控機床,價格是否具有贏利。數(shù)控技術(shù)是一種集機、電、液、光、計算機、自動控制技術(shù)為一體的知識密集型技術(shù),它是制造業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ),同時也是提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段。
本次設(shè)計主要步驟:杠桿零件夾具設(shè)計:設(shè)計夾具裝置,導(dǎo)向裝置,確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸,公差配合,夾具精度分析和計算;杠桿零件工藝設(shè)計:確定毛坯,確定工藝內(nèi)容。
緒 言
1.畢業(yè)設(shè)計的目的
機械制造技術(shù)課程設(shè)計是培養(yǎng)機械工程類專業(yè)學(xué)生應(yīng)職應(yīng)崗能力的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),它要求學(xué)生能全面綜合地運用所學(xué)的理論和實踐知識,進行零件機械加工工藝規(guī)程和工藝裝備的設(shè)計。其基本目的是:
(1)培養(yǎng)工程意識。
(2)訓(xùn)練基本技能。
(3)培養(yǎng)質(zhì)量意識。
(4)培養(yǎng)規(guī)范意識。
2 畢業(yè)設(shè)計的基本任務(wù)與要求
2.1設(shè)計基本任務(wù)
(1)繪制零件工作圖一張
(2)繪制毛坯零件圖一張
(3)編制機械加工工藝規(guī)程卡片一套
(4)編寫設(shè)計說明書一份
(5)收集資料,為夾具設(shè)計做好準備
(6)繪制草圖,進行必要的理論計算和分析以及夾具的結(jié)構(gòu)方案(7)繪制總圖和主要非標準件零件圖,編寫設(shè)計說明書
(8)編制夾具的使用說明或技術(shù)要求
2.2、設(shè)計要求
2.2.1、工藝設(shè)計的設(shè)計要求
(1)保證零件加工質(zhì)量,達到圖紙的技術(shù)要求
(2)在保證加工質(zhì)量的前提下,盡可能提高生產(chǎn)效率
(3)要盡量減輕工人的勞動強度,生產(chǎn)安全
(4)在立足企業(yè)的前提下,盡可能采用國內(nèi)技術(shù)和裝備
(5)工藝規(guī)程應(yīng)正確.清晰,規(guī)范化,標準化的要求
(6)工藝規(guī)程應(yīng)滿足規(guī)范化、標準化要求。
3 畢業(yè)設(shè)計說明書的編寫
說明書要求系統(tǒng)性好、條理清楚、語言簡練、文字通順、字跡工整、圖例清晰、圖文并茂,充分表達自己的見解,力求避免抄書.
杠桿零件工藝設(shè)計與工裝設(shè)計
1.基本任務(wù):
(1)繪制零件工件圖一張;
(2)繪制毛坯—零件合圖一張;
(3)編制機械加工工藝規(guī)程卡片一套;
(4)編寫設(shè)計說明書一份;
(5)收集和研究原始資料,為夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計做好技術(shù)準備。
(6)初步擬定夾具結(jié)構(gòu)方案,繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖,進行必要的理論計算和分析。選擇最佳的夾具結(jié)構(gòu)方案,確定夾具精度和夾具總圖尺寸、公差配合與技術(shù)要求。
(7) 繪制夾具總圖和主要非標準件零件圖,編寫設(shè)計說明書。(8)編制夾具特殊使用維護、操作、制造方面的說明或技術(shù)要求。
2.設(shè)計要求:
(1)應(yīng)保證零件的加工質(zhì)量,達到設(shè)計圖紙的技術(shù)要求;
(2)在保證加工質(zhì)量的前提下,盡可能提高生產(chǎn)效率;
(3)要盡量減輕工人勞動強度,必須考慮生產(chǎn)安全、工業(yè)衛(wèi)生等措施;
(4)在立足本企業(yè)的生產(chǎn)條件基礎(chǔ)上,盡可能采用國內(nèi)外新技術(shù)、新工藝、新裝備;
(5)工藝規(guī)程應(yīng)正確、完整、簡潔、清晰;
(6)工藝規(guī)程應(yīng)滿足規(guī)范化、標準化要求;
(7)夾具設(shè)計保證工件的加工精度;
(8)提高生產(chǎn)效率;
(9)工藝性好;
(10)使用性好;
(11)經(jīng)濟性好
3.方法和步驟:
3.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)
生產(chǎn)綱領(lǐng)的計算與生產(chǎn)類型的確定
生產(chǎn)類型
生產(chǎn)綱領(lǐng)(件/年)
小批生產(chǎn) 中型零件(0.5~150kg)
10~200
3.2零件圖審查
3.2.1了解零件的功用及技術(shù)要求
熟悉用途、性能及工作條件,明確被加工零件在產(chǎn)品中的位置和功用,審查圖樣的完整性和正確性
3.2.2分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性
零件的結(jié)構(gòu)工藝分析主要應(yīng)考慮以下幾個方面:
(1)零件的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的要求應(yīng)經(jīng)濟合理;
(2)各加工表面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單;
(3)有相互位置要求的表面應(yīng)盡量在一次裝夾中加工;
零件的工藝過程如下(具體參考各工序卡)(另附頁):
(1) 模鍛成形,(Φ28鍛成Φ22)其余實心;
(2) 退火,消除殘余內(nèi)應(yīng)力;
(3) 數(shù)控銑,銑左邊兩平面,再鉆鉸Φ28H7孔,用平虎鉗定位和裝夾;
(4) 數(shù)控銑,銑右邊兩平面,用平虎鉗定位和裝夾;
(5) 鉆孔,用專用鉆夾具加工Φ10H9和Φ11孔;
(6) 數(shù)控銑,銑36準;
(7) 數(shù)控銑,割開4.75槽;
(8) 去毛刺.檢驗。
4.1設(shè)計任務(wù)
(1)加工工件零件圖如圖4-1所示(見零件圖),完成設(shè)計鉆、擴、較杠桿Φ10H9孔和Φ11孔的鉆床夾具。
(2)生產(chǎn)類型:中批量生產(chǎn)。
(3)毛胚:模鍛件。
模鍛是利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法.模鍛與自由鍛相比,具有生產(chǎn)率高,鍛件外形復(fù)雜,尺寸精度高,表面粗糙度值小,加工余量小等優(yōu)點,但模鍛件質(zhì)量受設(shè)備能力的限制一般不超過150kg,鍛模制造成本高.模鍛適合中小鍛件的大批量生產(chǎn).模鍛方法較多,常用的有錘上模鍛.
(4)工藝內(nèi)容:先銑端面,后完成鉆、擴、較Φ10H9孔和Φ11孔,工序如圖4-2所示。該工序所用設(shè)備為Z525立式鉆床。
圖4—2
(5)工序的加工要求:Φ10H9孔和Φ28H7孔的中心距為(80±0.20)mm;平行度允差Φ0.30mm;Φ11孔與Φ28H7孔中心距為(15±0.25)mm。
4.2 設(shè)計方法和步驟
1.夾具類型的確定
由設(shè)計任務(wù)及條件可知,工件的外形輪廓尺寸小,重量輕,加工要求不高,生產(chǎn)批量不大.因此,設(shè)計的夾具不宜復(fù)雜,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)濟合理.根據(jù)被加工部位 的分布情況,擬采用翻轉(zhuǎn)式鉆夾具(快換鉆套).
2.定位裝置的設(shè)計
(1)確定定位方案
根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點,其定位方案有兩種:
方案一:如圖4-3所示,以Φ28H7孔及一組合面(K面與Φ10H9孔下端面組合)為定位面,限制工件的五個自由度,以Ф10H9孔端外緣毛胚一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面,限制工件Z自由度.該方案由于尺寸88MM的公差大,定位不穩(wěn)定,定位誤差大.
方案二:如圖4-4所示,以孔Ф28H7及端面K定位,限制工件5個自由度,以Ф11孔外緣定位,限制Z自由度.為增強剛性,在Ф10H9孔下端,增設(shè)一輔助支承.由于定位精度未受尺寸88MM的影響,定位誤差小.
比較上述兩個方案,方案二為最佳方案.
圖4-3 方案一
圖4-4 方案二
(2)選擇定位元件
1)選用帶臺階面的定位銷,作為Ф28H7孔及其端面定位的定位元件(見夾具總圖4-8).其結(jié)構(gòu)和尺寸按要求確定.
2)以Ф10H9孔端面外緣定位,采用的定位元件有兩種形式(如圖4-5所示):
①選用可調(diào)支承釘作為以Ф10H9孔外緣定位的定位元件,其結(jié)構(gòu)和尺寸按表3-19和表3-20確定,它可限制Z自由度.該方案可克服毛胚精度對定位精度的影響,在使用過程中根據(jù)每批毛胚的精度進行調(diào)整,結(jié)構(gòu)如圖4-5(a)所示.
②采用移動V形塊為定位元件,如圖4-5(b)所示,限制了Z自由度,其定位精度不受毛胚精度的影響,但受夾具結(jié)構(gòu)限制,并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,布局較難.V形塊除定位作用外,還有夾緊作用,根據(jù)本工件的結(jié)構(gòu)特點,易引起工件的變形.
比較上述兩種形式,確定采用第一種形式.
圖4-5 定位件的選擇
(3)定位誤差分析計算
1)加工Ф10H9,要求保證中心距尺寸(80±0.20)mm及兩孔軸線平行度0.30mm.
①計算中心距尺寸(80±0.20)mm定位誤差△ο為
△ο=△B+△ν
由圖4-4可知,△B=0
基準位移誤差△ν等于定位銷與定位孔的最大間隙值Xmax,銷孔配合代號為Ф28H7,Ф28H7為Ф28,Ф28g6為Ф28 .
于是 Xmax=Dmax-dmin=28.021—27.98=0.041(mm)
△D=△Y=Xmax=0.041(mm)
其中:δG=0.4mm
△D允=1/3δG=0.13(mm)
則 △D∠△D允
該定位方案滿足要求。
②計算Φ10H9與Φ28H7兩孔軸線的平行度定位誤差。
同理 △D=△B+△Y,△B=0
由基準位位移誤差定義可知 △Y=△1+△2
△1是定位銷圓柱部分與臺階面的垂直度誤差。由于此兩表面是在一次安裝中加工出的,其誤差很小,也是可忽略不計△2=0。
因此 △D=△B+△Y=0
定位誤差的允許值△D允=1/3δG=1/3*0.3=0.10(mm)
顯然 △D〈△D允
因而該定位方案也能滿足兩孔軸線平行度0.3mm的加工要求。
2)加工Φ11孔,要求保證孔距尺寸(12±0.25)mm的定位精度。
同理 △D=△B+△Y,△B=0
而△Y與加工Φ10H9孔時相同,只是方向沿加工尺寸15mm方向。
△D=△Y=0.41(mm)
其中:δG=0.5mm
△D允=1/3δG=1/3*0.5=.0.167(mm)
顯然 △D〈△D允
該定位方案滿足要求。
由于上分析可知,該定位方案與定位裝置是可行的。
4.3 夾緊裝置的設(shè)計
1.夾緊機構(gòu)
根據(jù)生產(chǎn)類型,此夾具的夾緊機構(gòu)不宜復(fù)雜,采用螺旋夾緊方式。螺栓直徑暫用M12,為縮短裝卸工件的時間,采用開口墊圈。
2.夾緊力的計算
(1)加工Φ10H9時受力分析如圖4—6所示,加工時,鉆削軸向力F與夾緊力F1同向,作用在定位支承上,而鉆削扭距T1則有使工件緊靠于可調(diào)支承之勢,所用鉆頭直徑小,切削力矩不大。因此,對加工此孔來說,夾緊是可靠的,不必進行夾緊力校核。
圖4-6 加工Φ10H9孔時工件受力圖
圖4-7 加工Φ11孔時工件受力圖
(2)加工Φ11孔時受力分析如圖4—7所示,加工時,鉆削軸向力F有使工件繞O點旋轉(zhuǎn)的趨勢,而鉆削扭矩T2又有使工件翻轉(zhuǎn)的趨勢,為防止上述兩種趨勢的發(fā)生,夾具的夾緊機構(gòu)具有足夠的夾緊力和摩檫力矩,為此需進行夾緊的校核。
1)鉆削軸向力F
F=9.81Cd
設(shè)f=0.25mm,已知d0=11mm其余參數(shù)查文獻[5]得:
F=9.81×61.2×11×0.250.7×0.866=2167.15(N)
2)鉆削力距T2
T=9.81=9.81×0.0311×11×0.25×0.866=9.866(N·m)
3)使工件轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)距T3和使工件翻轉(zhuǎn)的力距M0
由圖4-7知
T3=FL
M0=F0L1
式中:F0為翻轉(zhuǎn)力,F(xiàn)0=T2/L1,L1為翻轉(zhuǎn)力臂,L1=L=d0/2—D0/2
得T3=FL=2167.15×0.015=32.51(N·m)
M0=F0L1=9.866/0.011(0.015+0.011/2-0.040/2)=0.48(N·m)
4)防轉(zhuǎn)夾緊力F3和防轉(zhuǎn)夾緊力F3
根據(jù)力學(xué)平衡原理,由圖4-7知:
F3fr+2Fnfr≥KT3 F3D/2≥FM0
其中,r為當(dāng)量摩檫半徑,查表3-3得:
r=1/3(D1-D3/D1-D)=1/3(0.04-0.028/0.04-0.028)=0.018(mm)
得
F3=KT3/2rf=1.5×32.51/2×0.018×0.15=9.30.56(N)
F3=2KM0/D=2×1.5×0.48/0.028=51.42(N)
5)夾緊機構(gòu)產(chǎn)生的夾緊為F3。
根據(jù)初步選用螺栓直徑為M12mm,由參考文獻[9]查得,采用M12的螺栓十,許用夾緊力F3=5800N。F3〈F3”,顯然M12螺栓無法滿足要求?,F(xiàn)改用M16螺栓,許用夾緊力F3=10500N,F(xiàn)3〉F3”。M16螺栓可滿足夾緊要求,同時,M16螺母的最大直徑也小于定位孔Φ28H7的尺寸,不妨礙工件的裝卸。
4.4 導(dǎo)向裝置的設(shè)計及其他裝置結(jié)構(gòu).夾具體的確定
1.加工Φ10H9孔導(dǎo)向裝置的確定
為適應(yīng)鉆、擴、鉸的要求,現(xiàn)選用快換鉆套及與之相適應(yīng)的襯套,它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由表3—57和表3—58選取.
具體尺寸如表4—1所示。
表4—1 快換鉆套及襯套尺寸
鉆套端面至加工面間的距離一般?。?.3~1)d(d為鉆頭直徑),取8mm.
2.加工Φ11孔的導(dǎo)向裝置的確定
為維修方便,不采用固定鉆套,而選用可換鉆套,它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由參考文獻[1]選取。其主要尺寸如表4—2所示。
表4—2 可換鉆套及襯套尺寸
鉆套端面至加工表面的距離,選取原則與ΦH9孔相同,因加工精度低,為排屑方便取12mm.
各導(dǎo)向件至定位元件(Φ28H7孔中心)間的位置尺寸公差按工件相應(yīng)公差的1/2~1/5選取。因此,它們分別為(15±0.05)mm,(80±0.05)mm,10H9孔鉆套軸心線對基準面垂直度允差Φ0.05mm,Φ11孔鉆套軸心線對基準面平行度允差Φ0.05mm.
3.其他裝置的確定
為便于排屑,輔助支承采用螺旋套筒式;為便于夾具的制造和維修,鉆模板與夾具體的聯(lián)接采用裝配式。夾具體采用開式,使加工、觀察、清理切屑均方便。
4.5 繪制夾具結(jié)構(gòu)圖
繪制夾具結(jié)構(gòu)圖一般分兩步,首先繪制草圖,待對夾具精度進行分析和計算后,若需修改的,修改后再按國際正式繪制夾具總裝圖,如圖4-8所示。
4.6 確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸,公差配合
夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸,公差配偶和是根據(jù)教材和、有關(guān)資料,手冊規(guī)定的原則和方法確定的,本例的技術(shù)要求和公差配合如下:
1.技術(shù)要求
⑴定位元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.03mm。
⑵導(dǎo)向元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.05mm
⑶導(dǎo)向元件(件11)與夾具底面(F)的平行度誤差允許值為0.05mm
2.公差配合
⑴Φ10H9孔鉆套,襯套,鉆模板上內(nèi)孔之間的配合代號及精度分別為:
Φ26H7/n6(襯套—鉆模板) Φ18H7/g6(鉆套—襯套)
⑵Φ11孔鉆套,襯套,鉆模板上內(nèi)孔之間的配合代號及精度分別為:
Φ26H7/n6(襯套—鉆模板) Φ18H7/g6(鉆套—襯套)
⑶其余部分的公差配合代號及精度如圖4-8所示。
4.7 夾具精度分析與計算
由圖4-1可知,所設(shè)計夾具需保證的加工要求有:尺寸(15±0.25)mm,尺寸(80±0.2)mm,尺寸14mm及Φ10H9孔和Φ28H7孔軸線間平行度誤差0.30mm等四項。其中尺寸14mm和尺寸(15±0.25)mm要求較低,不必驗算,其余各項精度要求分別驗算如下:
⑴尺寸(80±0.2)mm;
⑵定位誤差△D,由前計算可知△D=0.041mm;
⑶定位元件對底面的垂直度誤差△A=0.03mm;
⑷鉆套與襯套間的最大配合間隙△T1=0.033mm;
⑸襯套孔的距離公差△T2=0.1mm;
⑹襯套軸線對底面(F)的垂直度誤差為△T3=0.05mm;
⑺麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙X=0.050;
有式3-2可得:
△ J=△D+△A+△T1△+△T2+△T3+X
=0.0412+0.03+0.033+0.1+0.05+0.050
=0.131∠2/3δG=2/3X0.4=0.26
因而夾具能保證尺寸這項加工要求。
同理可完成Φ10H9孔軸線對Φ25H7孔軸線的平行線誤差為0.30mm的精度校核。
由于夾具設(shè)計的各部分分析與計算已進行,結(jié)果符合要求,在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上,繪制正式的總裝配圖。
4.8 繪制夾具非標準零件(見圖)
4.9 工藝卡(見后表)
結(jié) 論
經(jīng)過兩個月的分析零件、在設(shè)計時通過查閱資料使得了解的知識面更廣、范圍更大,在查閱時了解有關(guān)機械方面的書,從而切實地感受到機械行業(yè)的范圍涉及面之廣,它能指導(dǎo)實際,理論知識有待實際的檢驗。
經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計,讓我鞏固了以前所學(xué)的知識它的全面性和系統(tǒng)性,使我對機械加工產(chǎn)生了更進一步的興趣,并讓我主觀上認識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)。這篇畢業(yè)設(shè)計雖然已經(jīng)完成了,但由于本人缺少實際經(jīng)驗,在實際利用中次設(shè)計肯定還存在不少的問題,需要改進。希望老師能給我提點意見和建議從而切實地感受到機械行業(yè)的范圍涉及面之廣,它能指導(dǎo)實際,理論知識有待實際的檢驗,理論知識與實際操作是相輔相。
在 謝
在這里,在這本設(shè)計即將完成之際,我要感謝嘉興恒諾微電子有限公司的領(lǐng)導(dǎo),是他們給了我設(shè)計的空間;我還要感謝一直幫助我的楊偉超、繆飛軍兩位導(dǎo)師,他們在我的設(shè)計中給了我很多的指導(dǎo),在一些對我來說比較艱深,比較把握不了方向的地方,給予了我指明,幫我除去了許多不必要的麻煩;感謝我的同學(xué),是他們不遺余力的幫助,才使我有充足的時間來完成本設(shè)計,謝謝,謝謝你們,因為有你們才有本設(shè)計的實現(xiàn),謝謝?。?!
參考文獻項目
[1]主編:吳熊彪,《機械制造技術(shù)課程設(shè)計》,浙江大學(xué)出版社,2005
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