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0 畢業(yè)設計(論文) 題 目:連桿零件加工工藝及專用鉆床夾 具設計 學習中心: 年級專業(yè): 學生姓名: 學 號: 指導教師: 職 稱: 講 師 導師單位: 論文完成時間: 1 畢業(yè)設計(論文)任務書 發(fā)給學員 邢幫志 1設計(論文)題目:連桿零件加工工藝及專用鉆床夾具設計 2學生完成設計(論文)期限: 2009 年 2 月 20 日至 2009 年 5 月 10 日 3設計(論文) 課題要求: 1、主題鮮明,內容豐富,積極圍繞主題進行闡述,SMT 技術在當今電子產品生產更新 的革命中發(fā)揮了至關重要的作用。 2、邏輯性思維強,內容理論聯(lián)系實際,涉及他人觀點,對本設計有全面的論證。 4實驗(上機、調研)部分要求內容:1、在學校規(guī)定的時間,利用所學的電路設計 軟件(PROTEL 99SE、EDA 等),去設計圖形。 2、在貼片元件貼裝實驗中,動手操作了貼片元件的焊接,對焊接工藝質量的檢測等。 5文獻查閱要求:1、到網上或圖書管查閱相關資料作為參照,不得抄襲。 2、參考文獻反映畢業(yè)設計的取材來源、材料的廣博程度和材料的可靠程度。要有自己 明確的思路,疑惑之處向指導老師詢問、探討。 6發(fā) 出 日 期: 2009 年 2 月 20 日 7學員完成日期: 2009 年 2 月 27 日 指導教師簽名: 學 生 簽 名: 2 摘 要 本設計是關于連桿零件的加工工藝規(guī)程和專用夾具的設計,以介紹設計方法為宗 旨,著重實力,力圖做到內容完整、詳實。這次設計將我以前學過的機械制造工藝與 裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來,鞏 固了所學知識的作用。首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定,工件機械加工工藝規(guī) 程的制定是至關重要的。設計零件的工藝規(guī)程以及對典型夾具進行結構分析與精度分 析;通過本課程的設計使學生具有一定的設計專用夾具的能力和分析生產中與夾具有 關的技術問題的能力。 本書共有兩章,第一章為機械制造工藝規(guī)程設計的基本要求、內容、方法和步驟; 第二章詳細的論序了對專用機床夾具的基本要求和設計步驟以及簡要的說明夾具體的 設計要求和步驟。夾具是機械制造廠使用的一種工藝裝備,分為機床夾具、焊接夾具、 裝配夾具及檢驗夾具等。在這次畢業(yè)設計中,還有一個重要的就是關于專用夾具的設 計,因為機床夾具的設計在學習的過程中只是作為理論知識講的,并沒有親自設計過, 通過畢業(yè)設計真正做到了理論聯(lián)系實際。 關鍵詞: 專用鉆床夾具, 工藝規(guī)程, 切削用量, 加工余量 3 目 錄 第 1 章 引 言 1 第 2 章 連桿零件機械加工工藝規(guī)程的編制 2 2.1 計算生產綱領,確定生產類型 2 2.2 零件的分析 3 2.3 選擇毛坯及毛坯制造方法 3 2.4 工藝規(guī)程設計 4 2.4.1 定位基面的選擇 4 2.4.2 連桿零件表面加工方法的選擇 5 2.4.3 制定工藝路線 5 2.4.4 選擇加工設備及工藝裝備 6 2.5 加工工序設計、工序尺寸及切削用量的計算 6 2.6 時間定額計算 9 第 3 章 連桿零件的夾具設計 11 3.1 機床夾具設計的基本要求和一般步驟 11 3.1.1 對專用夾具的基本要求 11 3.1.2 專用夾具設計步驟 11 3.2 連桿零件的鉆床夾具設計 12 3.2.1 零件本工序的加工要求分析 12 3.2.2 確定夾具類型 13 3.3 擬訂定位方案和選擇定位元件 13 3.4 繪制夾具總裝圖 14 第 4 章 總 結 16 參考文獻 17 致 謝 18 0 第 1 章 引 言 工作對于每一位即將畢業(yè)的畢業(yè)生來說都是非常重要的,它對我們以后走上工作 崗位很有幫助。對于我們機電專業(yè)來說,在以后的工作中經常要做關于夾具的設計工 作,在這里,我以連桿零件為例,對它的工藝過程和夾具進行設計。做畢業(yè)設計可以 把以前所學的知識加以綜合運用,起到鞏固學到的知識的作用,從而提高分析,解決 問題的能力。因此,認真的完成畢業(yè)設計是很有必要的。機械制造工藝規(guī)程的制定需 選擇機械加工余量,機械加工余量的大小,不僅影響機械零件的毛坯尺寸,而且也影 響工藝裝備的尺寸,設備的調整,材料的消耗,切削用量的選擇,加工工時的多少。 因此,正確的確定機械加工余量,對于節(jié)約金屬材料,降低刀具損耗,減少工時,從 而降低產品制造成本,保證加工質量具有十分重要的意義。在這次設計過程中,廣泛 的收集各種資料及標準,課程設計中另一個重要的設計為專用夾具的設計。專用夾具 的設計是為了特殊加工工序的技術要求的加工。夾具是機械制造廠使用的一種工藝裝 備,分為機床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗夾具等。各種金屬切削機床上用于裝夾 工件的工藝裝備,稱機床夾具,如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口 虎鉗等。 1 第 2 章 連桿零件機械加工工藝規(guī)程的編制 2.1 計算生產綱領,確定生產類型 生產綱領的大小對生產組織和零件加工工藝過程起著重要的作用,它決定了各工 序所需專業(yè)化和自動化的程度,以及所選用的工藝方法和工藝裝備。 零件生產綱領可按下式計算。 N=Qn(1+a%) (1+b%) 根據(jù)教材中生產綱領與生產類型及產品大小和復雜程度的關系,確定其生產類型。 圖 2-1,為某產品上的一個連桿零件。該產品年產量為 5000 臺。設其備品率為 25%, 機械加工廢品率為 0.2%,每臺產品中該零件的數(shù)量為 1 件,現(xiàn)制定該連桿零件的機械 加工工藝規(guī)程。 圖 2-1 連桿零件工件 N=Qn(1+a%) (1+b%) =5000*1*(1+25%) (1+0.2% ) =6262.5 件/年 連桿零件的年產量為 6262.5 件,現(xiàn)已知該產品屬于輕型機械,根據(jù)生產類型與生 產綱領的關系查閱參考文獻 ,確定其生產類型為大量生產。 大量生產的工藝特征: 零件的互換性:具有廣泛的互換性,少數(shù)裝配精度較高處,采用分組裝配法和調 整法。 2 1.毛坯的制造方法和加工余:廣泛采用金屬模機器造型,鑄或其他商效方法。毛 坯精度高,加工余量小。 2.機床設備及其布置形式:廣泛采用商效專用機床及自動機床,按流水線和自動 排列設備。 3.工藝裝備:廣泛采用高效夾具,復合刀具,專用量具或自動檢驗裝置,靠調整 法達到精度要求。 4.對工人的技術要求:對調整工的技術水平要求高,對操作工的技術水平要求較 低。 2.2 零件的分析 (1)加工表面的尺寸精度和形狀精度。 (2)主要加工表面之間的相互位置精度。 (3)加工表面的粗糙度及其他方面的表面質量要求。 (4)熱處理及其他要求。 連桿零件的圖樣的視圖正確,完整,尺寸,公差及技術要求齊全。但基準孔 14H8mm 要求 Ra1.6m 比較高,需要絞孔。本零件的兩大小頭孔的加工并不困難。 根據(jù)零件的技術要求,其大小頭孔的兩中心的平行度要求比較高,達 0.08mm,因此 在加工時應設計一夾具來保證兩孔中心的平行度要求。另外就是該零件的油槽加工, 分析該小孔是做油孔之用,位置精度不需要太高,只要鉆至溝槽之內,即能使油路暢 通就行。再就是銑小頭孔上十字形通槽,需要設計一夾具來加工。 2.3 選擇毛坯及毛坯制造方法 (1) 根據(jù)零件用途確定毛坯類型。 (2)根據(jù)批量(生產綱領)確定毛坯制造方法。 (3)根據(jù)手冊查定表面加工余量及余量公差。 根據(jù)技術要求,零件材料為 ZG310570,即鑄造碳鋼。如表 2-1。按 GB/T5613 1995 規(guī)定,鑄鋼牌號用“鑄”和“鋼”兩字漢語拼音首位字母“ZG”后加工兩組數(shù)字 表示。 毛坯的制造方法: 根據(jù)毛坯的材料,生產類型,生產綱領及零件的復雜程度,毛坯可采用鑄成型。 零件并不復雜,因此毛坯可以與零件的形狀盡量接近。兩孔可不必鍛出,直接加 3 工。 通過查加工余量表,得兩端面的總加工余量為 3mm,毛坯尺寸可以通過加工余量 確定。 ZG310570 表示 s310MPa,B570MPa 的鑄鋼。鑄造碳鋼的碳質量分數(shù) 一般為 0.15%0.6%,其鑄造性能比鑄造鐵差,但力學性能比鑄造鐵好。主要用于制 造形狀復雜,力學性能要求高,而在工藝又很鍛壓等方法成形的比較重要的機械零件, 例如機車車輛的車銷和聯(lián)軸器等。鑄造碳鋼的牌號,化學成分,力學性能見表 2-1 。 表 2-1 鑄造碳鋼熱處理及機械性能 主要化學成分 W% 主要特性 用途舉例 C Si Mn P S 不大于 0.40 0.50 0.90 0.04 0.04 有較好強度、塑性、 焊接、性能尚好。 軌剛機架模 具、箱體、缸體 連桿、曲軸等。 正火或退火溫度 回火溫度 870890 620680 bN/mm sN/mm s% % kJ/cm 570 310 15 21 30 選擇毛坯鑄的主要依據(jù):鑄可鍛造形狀復雜的毛坯,尺寸精度較高,尺寸偏差 0.1mm0.2mm,表面粗糙度 Ra 為 12.5m,毛坯的釬維組織好,強度高,生產率較高, 但需要專用鍛模及鍛錘設備。 大批量生產,適于鍛造碳素鋼,合金鋼。 鍛件加工表面直線度,平面度公差。 鑄件長度為 160mm,熱處理為調質時,直線度和平面度公差的普通級為 1.1mm, 精密度為 0.7mm。 2.4 工藝規(guī)程設計 2.4.1 定位基面的選擇 定位基面的選擇是擬定零件的機械加工路線,確定加工方案中首先要做的重要工 作?;孢x擇得正確、合理與否,將直接影響工件的加工質量和生產率。 在選擇定位基面時,需要同時考慮以下三個問題: (1)以哪一個表面作為加工時的精基面或統(tǒng)一基準,才能保證加工精度,使整個 4 機械加工工藝過程順利地進行。 (2)為加工上述精基面或統(tǒng)一基準,應采用哪一個表面作為粗基面。 (3)是否有個別工序為了特殊的加工要求,需要采用統(tǒng)一基準以外的精基面。 精基面的選擇:根據(jù)精基面的選擇原則,選擇精基面時,首先應考慮基準重合的 問題,即在可能的情況下,應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準。 2.4.2 連桿零件表面加工方法的選擇 零件各表面加工方法和方案的選擇,首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙 度的要求,還須考慮生產率和經濟性方面的要求,在選擇時,應根據(jù)各種加工方法的 特點及其經濟加工精度和表面粗糙度,結合零件的特點和技術要求,慎重決定。 本零件的加工面有:大小頭孔兩端面,小頭孔外圓,大小頭孔,十字形槽,大小 孔端槽及螺紋孔。 零件各表面加工順序的確定 機械加工順序安排 根 據(jù) 機 械 加 工 順 序 安 排 時 應 遵 循 的 原 則 , 考 慮 到 該 工 件 的 具 體 特 點 , 先 安 排 大 小 頭 孔 兩 端 面 的 加 工 , 接 著 安 排 鉆 大 小 頭 兩 孔 , 再 就 是 銑 十 字 型 通 槽 , 再 鉆 大 頭 端 6mm、 8mm 的 孔 , 攻 M8 的 螺 紋 , 銑 大 頭 端 槽 , 最 后 鉆 大 頭 端 5mm 的 油 孔 。 熱 處 理 工 序 的 安 排 由 于 毛 坯 為 鑄 件 , 在 機 械 加 工 之 前 , 首 先 安 排 正 火 處 理 , 以 消 除 鍛 造 應 力 , 改 善 金 屬 組 織 , 細 化 晶 粒 , 改 善 切 削 性 能 。 輔 助 工 序 的 安 排 。 檢 驗 工 序 : 在 熱 處 理 工 序 后 安 排 中 間 檢 驗 工 序 , 最 后 安 排 終 結 檢 驗 。 2.4.3 制定工藝路線 制定工藝路線主要是確定加工方法和劃分加工階段。 (1)選擇加工方法應以零件加工表面的技術條件為依據(jù),主要是加工面的尺寸精度、 形狀精度、表面粗糙度,并綜合考慮各個方面工藝因素的影響。一般是根據(jù)主要表面 的技術條件先確定終加工方法,接著再確定一系列準備工序的加工方法,然后再確定 其他次要表面的加工方法。 (2)在各表面加工方法選定以后,就需進一步考慮這些加工方法在工藝路線中的大 致順序,以定位基準面的加工為主線,妥善安排熱處理工序及其他輔助工序。 5 (3)排加工路線圖表。 當生產批量不同時零件的工藝路線也會有較大的差別,先在列出連桿零件大量生 產時的工藝路線。 2.4.4 選擇加工設備及工藝裝備 (1)根據(jù)零件加工精度、輪廓尺寸和批量等因素,合理確定機床種類及規(guī)格。 (2)根據(jù)質量、效率和經濟性選擇夾具種類和數(shù)量。 (3)根據(jù)工件材料和切削用量以及生產率的要求,選擇刀具,應注意盡量選擇標準 刀具。 (4)根據(jù)批量及加工精度選擇量具。 由于生產類型為大批生產,故加工設備宜以通用機床為主,輻以少量專用機床的 流水生產線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 2.5 加工工序設計、工序尺寸及切削用量的計算 (1)用查表法確定工序余量。 (2)當無基準轉換時,工序尺寸及其公差的確定應首先明確工序的加工精度。 (3)當有基準轉換時的工序尺寸及其公差應由解算工藝尺寸鏈獲得。 (4)確定工序尺寸一般的方法是,由加工表面的最后工序往前推算,最后工序的 工序尺寸按零件圖樣的要求標注。當無基準轉換時,同一表面多次加工的工序尺寸只 與工序(或工步)的加工余量有關。有基準轉換時,工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。 單件小批生產時,一般可由操作工人自定,大批生產條件下,工藝規(guī)程必須給定 切削用量的詳細數(shù)值,選擇的原則是確保質量的前提下具有較高的生產率和經濟性, 具有選用可參考各類工藝人員手冊。 工序 10 粗銑及半精銑大小頭孔兩端面 查有關手冊平面加工余量表,得半精加工余量 Z 為 1 mm,已知端面總余量 Z 總為 3 mm,故粗加工余量 Z 粗=(3-1)mm=2 mm。 如表 2-2 所示,半精銑右端面以左端面定位,工序尺寸為: 表 2-2 鉆、擴、大頭端 30H11 mm 的孔的加工余量表 加工表面 加工方法 余量 公差等級 工序尺寸 30H11 鉆孔 14.1 28.2 30H11 擴孔 0.9(單邊) H11 30+0.13 參考 Z25140 機床技術參數(shù)表, 6 取鉆孔 30H11 mm 的進給量取 f=0.4 mm/ r。 參考有關資料,得鉆孔 28.2 mm 的切削速度 Vc=0.445m/s=126.7m/min。 由此可算出轉速為: n=1000v/d=1000*26.7/3.14*28.2 r /min=301.5 r /min 按機床實際轉速取 n=300 r /min,則實際切削速度為: Vc=d n/1000=3.14*28.2*300/1000=26.56 m/min 查有關資料得: Ff=9.81*42.7dof0.8KF(N) M=9.81*0.021 dof0.8KM(NM) 所以 30 的 Ff 和 M 如下: Ff=9.81*42.7*28.2*0.40.8*1 N=5675.4 N M=9.81*0.021*28.2*0.40.8*1 NM=78.71NM 擴 30H11 mm 的孔,參考機床實際進給量取 f=0.4 mm/ r。 參考有關資料 擴孔切削速度為鉆孔時的 1/21/3,故取擴孔時=1/2*26.56 m/min =13.28m/min。 由此可算出轉速為: n=1000v/d=1000*13.28/3.14*30 r /min=140.98 r / min 按機床實際轉速取 n=400 r /min。 確定銑槽時的工序尺寸。粗銑就可達到零件圖樣的要求,則該工序尺寸:槽寬 4mm、8mm、深 12mm。其工序余量既等于總余量 12 mm。 鉆大頭端 12 mm 深 20 的孔及攻 M8 的螺紋:本工序用鉆孔就可以達到零件的 圖樣要求。 本工序的切削用量及其余次要工序設計略。 圖 2-3 半精銑右端面以左端面定位 X 小精=61-0.5mm, X 大精=23mm 7 則粗銑右端面工序尺寸 X 小精為 62mm,X 大精為 24mm。 查教材表 316 平面加工方法,得粗銑加工公差等級為 IT1113,取 IT11,其公 差 T 小精=0.13mm,T 大精=0.19mm,所以 X 小精=(620.065)mm, X 大精 =(240.095)mm,如表 2-3。 Z 小精=X 小精 min X 小精 max=(62 0.13)(61+0)mm=0.87mm Z 大精=X 大精 min X 大精 max=(24 0.19)23mm=0.81mm 故余量足夠。 查閱有關資料手冊,取粗銑的每齒進給量 fz=0.2mm/z;半精銑的每轉進給量 f=0.05mm/z,粗銑走刀 1 次,ap =2mm;半精銑走刀 1 次,ap=1mm。 取粗銑的主軸轉速為 150r/min,取半精銑的主軸轉速為 300r/min,又前面已選定 銑刀直徑 D 為 50 mm,故相應的切削速度分別為: 粗加工 Vc=Dn 粗/1000=3.14*50*150/1000m/min=23.55m/min 半精工 Vc=Dn 粗/1000=3.14*50*300/1000 m/min=47.1 m/min 表 2-3 加工端面的工步余量和工序尺寸及公差 加工表面 工序邊余量/mm 工序尺寸及公差/mm 表面粗糙度/um 小頭孔右端面 2 1 620.065 610.037 6.3 3.2 大頭孔右端面 2 1 240.095 230.026 6.3 3.2 小頭孔左端面 2 1 590.065 58-0.5 6.3 3.2 大頭孔左端面 2 1 210.095 200.026 6.3 3.2 工序 20:鉆、擴、鉸 10 的孔到 14H8 14H8 的孔鉆、擴、鉸余量參考有關資料手冊 Z 擴=0.9mm,Z 鉸=0.1 mm,由此可 推算出 Z 鉆=(14/2-0.9-0.1)=6 mm。 參考 Z25140 機床技術參數(shù)表,取鉆孔 14H8 的進給量 f=0.3 mm/ r,參考有關資 料得鉆孔 12 的 v=0.435m/s=26.1m/min。由此算出轉速為: n=1000v/d=1000*26.1/3.14*12 r /min=692.68 r /min 8 按機床實際轉速取 n=630 r /min,則實際切削速度為: Vc=d n/1000=3.14*12*630/1000 m/min= 23.74m/min 擴孔 13.8 mm,參考有關資料,并參考機床實際進給量,取 f=0.3 mm/ r, 參考有關資料,擴孔切削速度為鉆孔是的 1/2-1/3,故取擴孔時=1/2*23.74 m/min=11.87 m/min。 由此算出轉速為: n=1000v/d=1000*11.87/3.14*13.8 r /min=273.93 r /min。 按機床實際轉速取 n=300 r /min。 參考有關資料,取鉸孔的切削速度為 Vc=0.3 m/s=18 m/min。 由此算出轉速為: n=1000v/d=1000*18/3.14*14 r /min =409.46 r /min。 按機床實際轉速取為 n=400 r /min。則實際切削速度為: Vc=d n/1000=3.14*14*400/1000 m/min=17.58 m/min。 工序 30:鉆、擴大頭端 30H11 mm 的孔。 30H11 mm 的孔,擴余量參考有關手冊取 Z 擴=0.9 mm。 由此可算出 Z 鉆=(30/2-0.9)=14.1 mm。 2.6 時間定額計算 1.計算工序 20 的時間定額 (1) 機動時間。 參考有關資料,得鉆孔的計算公式為: Tj=(l+l1+l2)/fn L1=D/2cotkr+(12) L2=14,鉆盲孔時 l2=0。 對鉆 12 mm 的孔有: L1=D/2cotkr+(12)=12/2cot(118/2)+1.5 mm5.1mm L=40mm,取 l2=0 mm。 參考有關資料,得擴孔的計算公式為: Tj=(l+l1+l2)/fn L1=(D-d1)/2cotkr+(12) 擴盲孔和鉸盲控時 l2=0。 9 對擴孔 13.8 mm 有: L1= (D-d1)/2cotkr+(12)=(13.8-12)/2cot60+1.5 mm2 mm L=40mm,取 l2=0 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得: Tj=(40+2+0)/0.3*300 min0.47min 對鉸孔 14 mm 有: L1= (D-d1)/2cotkr+(12)=(14-13.8)/2cot45+1.5 mm1.6 mm 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得: Tj=(40+1.6+0)/0.3*400 min0.35min (2) 總機動時間 Tj(既基本時間 tb)為: Tb=(0.24+0.47+0.35)=1.06 min。 2.計算工序 30 的時間定額 (1)機動時間。 參考有關資料得鉆孔的計算公式為: Tj=(l+l1+l2)/fn L1=D/2cotkr+(12) L2=14,鉆盲孔時 l2=0。 對鉆 28.2 mm 的孔有: L1=D/2cotkr+(12)=28.2/2cot(118/2)+1.5 mm9.96mm L=21.5mm,取 l2=3 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得: Tj=(21.5+9.96+3)/0.4*300 min0.29min 參考有關資料,得擴孔的計算公式為: Tj=(l+l1+l2)/fn L1=(D-d1)/2cotkr+(12) 擴盲孔時 l2=0。 對擴孔 30 mm 有: L1= (D-d1)/2cotkr+(12)=(30-28.2)/2cot60+1.5 mm2 mm L=21.5mm,取 l2=3 mm。 將以上數(shù)據(jù)及前面已選定的 f 及 n 代入公式得: 10 Tj=(21.5+2+3)/0.4*140 min0.47min (2)總機動時間 Tj(既基本時間 tb)為:Tb=(0.29+0.47)=0.76 min。 第 3 章 連桿零件的夾具設計 3.1 機床夾具設計的基本要求和一般步驟 3.1.1 對專用夾具的基本要求 1.保證工件的加工精度 專用夾具應有合理的定位方案,標注合適的尺寸、公差和技術要求,并進行必要 的精度分析,確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 2.提高生產效率 應根據(jù)工件生產批量的大小設計不同復雜程度的高效夾具,以縮短輔助時間,提 高生產效率。 3.工藝性好 專用夾具的結構應簡單、合理,便于加工、裝配、檢驗和維修。 4.使用性好 專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠,排屑應方便,必要時可設置排屑結構。 3.1.2 專用夾具設計步驟 1.明確設計任務與收集設計資料 夾具設計的第一步是在已知生產綱領的前提下,研究被加工零件的零件圖、工序 圖、工藝規(guī)程和設計任務書,對工件進行工藝分析。其內容主要是了解工件的結構特 點、材料;確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準和夾緊表面及所 用的機床、刀具、量具等。 2.擬訂夾具結構方案與繪制夾具草圖 確定工件的定位方案,設計定位裝置。 1 確定工件的夾緊方案,設計夾緊裝置。 2 確定對刀或導向方案,設計對刀或導向裝置。 3 確定夾具與機床的連接方式,設計連接元件及安裝基面。 4 確定和設計其它裝置及元件的結構形式。如分度裝置、預定位裝置及吊裝元件 5 等。 11 確定夾具體的結構形式及夾具在機床上的安裝方式。 6 繪制夾具草圖,并標注尺寸、公差及技術要求。 1.進行必要的分析計算 工件的加工精度較高時,應進行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具,需計算 夾緊力。當有幾種夾具方案時,可進行經濟分析,選用經濟效益較高的方案。 2.審查方案與改進設計 夾具草圖畫出后,應征求有關人員的意見,并送有關部門審查,然后根據(jù)根據(jù)他 們的意見對夾具方案作進一步修改。 3.繪制夾具裝配總圖 夾具的總裝配圖應按國家制圖標準繪制。繪圖比例盡量采用 1:1。主視圖按夾具 面對操作者的方向繪制??倛D應把夾具的工作原理、個種裝置的結構及其相互關系表 達清楚。 3.2 連桿零件的鉆床夾具設計 如圖 3-1 所示為連桿類零件 圖 3-1 連桿工件圖 3.2.1 零件本工序的加工要求分析 鉆 12 孔和鉆 7 螺紋底孔; 鉆 12 孔,其深為 20;再用 7 鉆通,攻為 M8; 鉆出的 12 孔和 7 螺紋底孔的總長度為 40mm。 本工序前已加工的表面如下: 12 同時銑大小一端面(兩工件一起加工) ; 1 同時銑大小一端面(兩工件一起加工) ; 2 鉆,鉸 30H11 孔并倒角; 3 鉆,鉸 14H8 孔并倒角。 4 本工序使用機床為 Z5125 立鉆;刀具為通用標準刀具。 3.2.2 確定夾具類型 本工序所加工兩孔(12 孔和 7 螺紋底孔) ,位于一條直線上,孔徑不大,工件 質量較小,輪廓尺寸也不是很大,因此采用移動式鉆模。 3.3 擬訂定位方案和選擇定位元件 定位方案 根據(jù)工件結構特點,其定位方案如下。 以 30H11 的大頭端孔及 14H8 的小頭端孔作為定位基準。再選 30H11 的大 頭端孔左端面為定位基準,限制工件的 6 個自由度,如圖所示: 如圖所示:用小頭端孔作定位基準,用心軸定位限制 x、y、x、y。 用大頭端孔作定位基準,用螺紋心軸定位,限制 z。 用大頭端左端面作為定位基準,限制了 z。 以大頭端 30H11 的孔及小頭端 14H8 的孔作為定位基準,再選大小頭端左端 2 面作為定位基準。也限制了工件的 6 個自由度。如圖 3-2 所示: 圖 3-2 兩種定位方案 如圖所示: 13 以大頭孔作為定位基準限制了 z 轉動; 以小頭孔作為定位基準限制了 x 的移動和 y 的移動及 x 的轉動和 y 的轉動。 以大、小頭孔作為定位基準限制了 z 移動。 方案此定位方案有效制了工件的 6 個自由度,且定位合理。 方案此定位方案有效制了工件的 6 個自由度,但定位元件比較浪費,且有過定 位現(xiàn)象。 因此,從以上的分析比較,采用方案比較經濟合理,且又能保證要求。 選擇定位元件 根據(jù)定位方式,選用帶臺階的心軸安裝在工件部分為小頭端,14H8 的孔選用螺 紋心軸安裝在工件部分為大頭端 30H11 的孔。選擇可調支承釘。 定位誤差計算 加工 12 孔時 30H11 孔的最大間隙的定位誤差的計算。 由于零件是一面兩銷定位,由于孔與心軸存在最大配合間隙,因此在 鉆 12 孔時會產生直線位移誤差。 計算如下: 經表查得:30H11 孔的上下偏差分別為+0.13,0; 29.96h6 軸的上下偏差分別為 0,-0.013。 D= B+ Y = d1+ D1+X1min =X1max =30.13-29.947 =0.1831/3 K 加工 7 的螺紋底孔與加工 12 孔在一條直線上,因此 7 的螺紋底孔的定位誤 差的計算與 12 孔定位誤差的計算相同。 由于加工要求不高,其他精度可以不必計算。 3.4 繪制夾具總裝圖 (1)對 12 孔,鉆套采用可換鉆套。當工件為單一鉆孔工步,大批量生產時,為便 于更換磨損的鉆套,選用可換鉆套。鉆套與襯套(GB/T6623-91)之間采用 F7/K6 或 F7/m6 配合,襯套與鉆摸板之間采用 H7/n6 配合。當鉆摸磨損后,可卸下螺釘 (GB/T2268-91) ,更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時轉動及退刀時脫落。 14 鉆孔時鉆套內徑 12 mm,外徑 18 mm;襯套內徑 18 mm,外徑 2 034.16012. 034.16 6 mm;鉆套端面至加工面的距離取 12。028.15 麻花鉆選用 11.8 。027._ (2)對 7 的螺紋底孔。鉆套采用可換鉆套。 麻花鉆選用 6.8 。027. 各引導元件至定位元件間的位置尺寸分別為(150.03)和(180.05), 各鉆套軸線對基面達到直線允差為 0.02。 15 第 4 章 總 結 在這次設計過程中,使我真正的認識到自己的不足之處,以前上課沒有學到的知 識,在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材 料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來,起到了穿針引線的作用,鞏固了所學知識 的作用。在畢業(yè)設計中,首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定,這樣在加工工件就 可以知道用什么機床加工,怎樣加工,加工工藝裝備及設備等,因此,工件機械加工 工藝規(guī)程的制定是至關重要的。 在這次畢業(yè)設計中,還有一個重要的就是關于專用夾具的設計,因為機床夾具的 設計在學習的過程中只是作為理論知識講的,并沒有親自設計過,因此,在開始的設 計過程中,存在這樣那樣的問題,在老師的細心指導下,我根據(jù)步驟一步一步的設計, 畫圖,查閱各種關于專用夾具的設計資料,終于將它設計了出來,我感到很高興,因 為在這之中我學到了以前沒有學到的知識,也懂得了很多東西,真正做到了理論聯(lián)系 實際。 在這次畢業(yè)設計中,我學到了很多知識,有一點更是重要,就是我能作為一個設 計人員,設計一個零件,也因此,我了解了設計人員的思想,每一個零件,每件產品 都是先設計出來,再加工的,因此,作為一個設計人員,在設計的過程中一點不能馬 虎,每個步驟都必須有理有據(jù),不是憑空捏造的。 。 在這次畢業(yè)設計中,對我來說有所收獲也存在著不足之處。 收獲: (1)能把以前所學的各種知識,綜合的運用的這次設計中,鞏固了所學的知識。 (2)學會了參閱各種資料及查各種余量、切削用量等手冊。 (3)學會了,分析問題,解決問題的能力。 不足之處: (1)有些步驟,問題解決的方法不是很好,需在以后的學習、實踐中進一步改進。 (2)有些工藝路線制定的不是太好,而且余量、切削用量設計不是很精確,需在 以后的實踐中積累經驗,進一步改進。 綜上所述:這次的畢業(yè)設計對我以后的工作起了很大的幫助,我認識到,無論是 工作還是學習都必須做到認真、謹慎,時時處處細心。 16 參考文獻 1 顧崇衍.機械制造工藝學.陜西.科技技術出版社.1981 年 2 倪森壽.機械制造工藝與裝備.化學工業(yè)出版社.2001 年 3 張進生.機械制造工藝與夾具設計指導.北京.機械工業(yè)出版社.1994 年 4 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少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助,在這里請接受我誠摯的謝 敬禮! 18 中國石油大學(華東)現(xiàn)代遠程教育 畢業(yè)設計(論文)評語 指導教師 : 譚彥立 職稱: 講 師 工作單位: 重慶信息工程專修學院 學 員: 高二山 年級專業(yè)層次 0509 機械自動化 高起本 評語: 該同學從下達任務開始時就非常認真的查找準備資料,態(tài)度非常端 正。 該文結構完整,語言比較流暢,各部分符合畢業(yè)論文的寫作規(guī)范。 該文不但選題具有較為重要的理論意義與應用價值,而且論文的結論有一 定的創(chuàng)新性,是一偏難得的好論文。 指導教師簽名: 手寫 2009 年 5 月 25 日