氣缸套法蘭耳零件的工藝規(guī)程及鉆4-φ12孔的工裝夾具設計【鉆4-φ12孔】【說明書+CAD】
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機械加工工藝卡片
工件名稱
軸承杠桿
工序號
零件名稱
軸承杠桿
零件號
零件重量
同時加工件數(shù)
1
材料
毛坯
牌號
硬度
型號
重量
45
鍛件
設備
夾具
輔助工具
名稱
型號
專用夾具
鉆床
Z252
安裝
工步
安裝及工步說明
刀具
量具
走刀長度mm
走刀次數(shù)
切削深度mm
進給量mm/r
主軸轉速r/min
切削速度m/min
基本工
時min
1
鉆4-Ф12孔
鉆床
游標卡尺
20
4
6
0.62
280
17
0.600
設計者
指導老師
共 1 頁
第 1 頁
機械加工工藝過程卡片
零件號
工序號
工序名稱
設備
夾具
刀具
量具
名稱
型號
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
Ⅰ
鍛造
Ⅱ
退火
Ⅲ
粗車,半精車,精車內孔
車床
CA6140
專用夾具
內孔車刀
游標卡尺
Ⅳ
Φ210外圓及其端面,車退刀槽R5
車床
CA6140
專用夾具
外圓車刀,端面車刀,車槽刀
游標卡尺
Ⅴ
Φ220外圓及其端面,車退刀槽R5
車床
CA6140
專用夾具
外圓車刀,端面車刀,車槽刀
游標卡尺
Ⅵ
銑臺階面
銑床
X51
專用夾具
套式立銑刀
游標卡尺
Ⅶ
銑平臺面
銑床
X51
專用夾具
套式面銑刀
游標卡尺
VIII
銑平臺面周邊
銑床
X51
專用夾具
立銑刀
游標卡尺
IX
鉆4-Ф12孔
鉆床
Z525
專用夾具
麻花鉆
游標卡尺
X
質檢、入庫
設計說明書
題目:氣缸套法蘭耳零件的工藝規(guī)程及鉆4-Ф12孔的工裝夾具設計
學 生:
學 號:
專 業(yè):
班 級:
指導老師:
摘 要
本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
氣缸套法蘭耳零件的加工工藝規(guī)程及其鉆4-Φ12孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析,了解零件的工藝再設計出毛坯的結構,并選擇好零件的加工基準,設計出零件的工藝路線;接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算,關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量;然后進行專用夾具的設計,選擇設計出夾具的各個組成部件,如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件;計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差,分析夾具結構的合理性與不足之處,并在以后設計中注意改進。
關鍵詞:工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing ¢ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
目 錄
序言…………………………………………………………………1
一. 零件分析 ……………………………………………………2
1.1 零件作用 ………………………………………………2
1.2零件的工藝分析 …………………………………………3
二. 工藝規(guī)程設計…………………………………………………3
2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………3
2.2基面的選擇傳 ……………………………………………3
2.3制定工藝路線 ……………………………………………3
2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………4
2.5確定切削用量及基本工時………………………………5
三 夾具設計……………………………………………………17
3.1問題的提出………………………………………………17
3.2夾具設計…………………………………………………17
3.3切削力及夾緊力計算……………………………………17
3.4定位誤差分析……………………………………………18
3.5夾緊誤差…………………………………………………18
3.6夾具設計及操作簡要說明………………………………18
總 結………………………………………………………………21
致 謝………………………………………………………………22
參考文獻 …………………………………………………………23
序 言
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品,并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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,社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè),因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè),是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講,機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。
氣缸套法蘭耳零件的加工工藝規(guī)程及其鉆4—Ф12孔的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位,夾緊以及工藝路線安排,工藝尺寸確定等問題,并設計出專用夾具,保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論,又要注意生產(chǎn)實踐的需要,只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合,才能很好的完成本次設計。
本次設計水平有限,其中難免有缺點錯誤,敬請老師們批評指正。
一、 零件的分析
1.1 零件的作用
氣缸套法蘭耳的作用,待查
1.2 零件的工藝分析
氣缸套法蘭耳有2組加工面他們有位置度要求。
這2組加工面的分別為
1,以外圓為基準的加工面,這組加工面包括,外圓自身和端面,和內圓,
2:一個是以內圓為基準的加工面,這個主要是外圓的加工和各個孔的鉆削。
二. 工藝規(guī)程設計
2.1 確定毛坯的制造形式
零件的材料為45,根據(jù)生產(chǎn)綱領以及零件在工作過程中所受的載荷情況,選用鍛造。
2.2 基面的選擇的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?;孢x擇的正確合理,可以使加工質量得到保證,生產(chǎn)率得到提高。否則,加工工藝過程中會問題百出。
粗基準的選擇:對法蘭這樣的回轉體零件來說,選擇好粗基準是至關重要。對回轉體零件我們通常以外圓作為粗基準。
精基準的選擇:精基準 的選擇要考慮基準重合的原則,設計基準要和工藝基準重合。因此我們采用孔做為精基準
2.3 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后,制定以下兩種工藝方案:
方案一
工序Ⅰ:鍛造
工序Ⅱ:退火
工序Ⅲ:粗車,半精車,精車內孔
工序Ⅳ:Φ210外圓及其端面,車退刀槽R5
工序Ⅴ:Φ220外圓及其端面,車退刀槽R5
工序Ⅵ:銑臺階面
工序Ⅶ:銑平臺面
工序Ⅷ:銑平臺面周邊
工序Ⅸ:鉆4-Ф12孔
工序X:質檢、入庫
方案二
工序Ⅰ:鍛造
工序Ⅱ:退火
工序Ⅲ:Φ210外圓及其端面,車退刀槽R5
工序Ⅳ:Φ220外圓及其端面,車退刀槽R5
工序Ⅴ:粗車,半精車,精車內孔
工序Ⅵ:銑臺階面
工序Ⅶ:銑平臺面
工序Ⅷ:銑平臺面周邊
工序Ⅸ:鉆4-Ф12孔
工序X:質檢、入庫
工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一把內孔加工放到了前面,根據(jù)粗基準選擇原則,我們知道方案一相對合理。
具體的工藝路線如下
工序Ⅰ:鍛造
工序Ⅱ:退火
工序Ⅲ:粗車,半精車,精車內孔
工序Ⅳ:Φ210外圓及其端面,車退刀槽R5
工序Ⅴ:Φ220外圓及其端面,車退刀槽R5
工序Ⅵ:銑臺階面
工序Ⅶ:銑平臺面
工序Ⅷ:銑平臺面周邊
工序Ⅸ:鉆4-Ф12孔
工序X:質檢、入庫
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
法蘭零件材料為45,
生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛造。
1、 法蘭的外圓和端面
因軸套的外圓和端面的精度要求都不是很高,其加工余量為2.5mm。
3、法蘭的內孔
毛坯為空心,鍛造出孔??椎木纫蠼橛贗T7—IT8之間,參照參數(shù)文獻,確定工藝尺寸余量為單邊余量為2.5
表面粗糙度均1.6
1、 孔4-Φ12端面
采用2次走刀完表面加工,表面粗糙度為3.2,根據(jù)參考文獻,其余量為Z=2.5mm
2.5確定切削用量及基本工時
工序I:鍛造
工序II:退火
工序III:粗車,半精車,精車內孔
工步一:粗車Φ198的內圓
粗車Φ198內圓柱面
1) 切削深度 單邊余量為Z=1.5mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉速
ns== 753r/min
與753r/min相近的機床轉速為750r/min?,F(xiàn)選取=750r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時,
t=i ;其中l(wèi)=140mm; =1.5mm; =2mm;
t=i==0.239(min)
工步二:半精車Φ199.4內圓
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.7mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r
3) 計算切削速度
其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=96m/min
4) 確定機床主軸轉速
ns== 585r/min
與585r/min相近的機床轉速為600r/min?,F(xiàn)選取=600r/min。
所以實際切削速度
==
5)切削工時,按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=140mm; =0.7mm; =2mm;
t=i==2.378(min)
工步三:精車Φ200內圓
1) 切削深度 單邊余量為Z=0.3mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.2mm/r
3) 計算切削速度
其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=96m/min
4) 確定機床主軸轉速
ns== 585r/min
與585r/min相近的機床轉速為600r/min?,F(xiàn)選取=600r/min。
所以實際切削速度
==
5)切削工時,按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=140mm; =0.3mm; =2mm;
t=i==2.372(min)
工序Ⅳ:車Φ210外圓及其端面,車退刀槽R5
工步一:車Φ210端面
1) 車削深度,選擇ap=2.5mm
2)機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3) 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7,后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8,壽命T=180min
4) 計算切削速度 按《切削手冊》,查得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。
6)計算基本工時
tm=L/ Vf=(5+2.5)/475=0.016min。
工步二:車Φ210外圓
選擇硬質合金車刀
1) 車削深度,因為尺圓弧面沒有精度要求,故可以選擇ap=2.5mm,一次走刀即可完成所需長度。
2)機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3) 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7,后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8,壽命T=180min
4) 計算切削速度 按《切削手冊》,查得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。
6)計算基本工時
tm=L/ Vf=(70+2.5)/475=0.153min。
工步三:車退刀槽R5
工序Ⅴ:車Φ220外圓及其端面,車退刀槽R5
工步一:車Φ220端面
1) 車削深度,選擇ap=2.5mm
2)機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3) 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7,后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8,壽命T=180min
4) 計算切削速度 按《切削手冊》,查得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。
6)計算基本工時
tm=L/ Vf=(10+2.5)/475=0.026min。
工步二:車Φ220外圓
選擇硬質合金車刀
1) 車削深度,因為尺圓弧面沒有精度要求,故可以選擇ap=2.5mm,一次走刀即可完成所需長度。
2)機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14 mm/z。
3) 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊》表3.7,后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊》表3.8,壽命T=180min
4) 計算切削速度 按《切削手冊》,查得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)CA6140臥式車床
車床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。
最終確定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。
6)計算基本工時
tm=L/ Vf=(40+2.5)/475=0.089min。
工步三:車退刀槽R5
工序Ⅵ:銑臺階面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式立銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
1) 決定銑削深度
因為加工余量不大,一次加工完成
2) 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標準選?。?50
當=750r/min時
按機床標準選取
3) 計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
總的工時T=2=1.006min
工序Ⅶ:銑平臺面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
4) 決定銑削深度
因為加工余量不大,一次加工完成
5) 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標準選?。?50
當=750r/min時
按機床標準選取
6) 計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
總的工時T=2=0.606min
工序Ⅷ:銑平臺面周邊
1. 選擇刀具
刀具選取立銑刀
,,,。
2. 決定銑削用量
7) 決定銑削深度
因為加工余量不大,故可在一次走刀內銑完,則
8) 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標準選?。?450
當=1450r/min時
按機床標準選取
9) 計算工時
切削工時:l=70mm ,,則機動工時為
總的工時T=2=0.780min
工序Ⅸ:鉆4-Ф12孔
1、鉆頭選擇:
鉆頭幾何形狀為:雙錐修磨具刃,刀具材料YG8,鉆頭參數(shù):
d=Ф12mm β=30°,2Φ=118°,2Φ=70°,bε=3.5mm ,ao=12°,
Ψ=55°,b=2mm,=4mm。
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28—1確定f=0.4—0.8mm
2、按機床進給強度決定進給量: ,當σb=210MPa
d0=12mm 可確定f=0.75。
按C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n.
3、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命,當do=12mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.
4、切削速度
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》表28—2切削速度公式V=(CVd0zv/Tmapxvfyv)kv
CV=22.2 Zv=0.45 Xv=0 yv=0.3 m=0.2
確定修正系數(shù):KTV=1.0 KMV=1.0 KWV=0.8 Ktv=1.0 kov=1.2 klv=1.0 kapv=1.0
V=21m/min
n=1000V/D=334.4n/min 由機床技術資料得和334.4接近的有280n/min和400n/min 取280n/min
取n=280m/min. 實際V=17 m/min
5、 基本工時:
入切量及超切量查出Ψ+△=6mm
Tm=L/nf=(20+6)/280x0.62=0.150(min)
總的工時T=4=0.600min
工序X:質檢、入庫
三、 夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質量,降低勞動強度,需要設計專用夾具。
由指導老師的分配第IX道工序的鉆4-Ф12孔的鉆床夾具。
3.1問題的提出
本夾具主要用于鉆4-Ф12孔,粗糙度為3.2,保證尺寸70,270
3.2定位基準的選擇
本道工序加工4-Ф12孔,精度不高,因此我們采用已加工 好的Φ200孔定位,因為孔徑自身較小,切削力較小,因此不在采用其他的輔助定位,壓板的壓緊力即可以滿足要求
3.3切削力和夾緊力的計算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工,鉆削力。由《切削手冊》得:
鉆削力 式(5-2)
鉆削力矩 式(5-3)
式中:
代入公式(5-2)和(5-3)得
本道工序加工工藝孔時,夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。
3.4定位誤差分析
本工序選用的工件以心軸定位,工序基準和設計基準重合。
3.5鉆套設計
Φ12的加工需鉆,當鉆套磨損后,為了方便更換,選用快換鉆套(其結構如下圖所示)以減少更換鉆套的輔助時間。
圖 5.3 快換鉆套圖
快鉆套結構參數(shù)如下表:
表 5.1 擴工藝孔鉆套數(shù)據(jù)表
d
H
D
公稱尺寸
允差
12
16
18
-0.006
-0.018
30
26
10
4
11
11
3.6夾具設計及操作的簡要說明
使用心軸定位,采用鉸鏈壓板快速夾緊,即可指定可靠的卡緊力。同時我們采用快換鉆套,當導向的鉆套磨損后,我們松開螺釘可以快速地換下鉆套。保證導向的精度,這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率,適合于大批量生產(chǎn)
裝配圖附圖:
夾具體附圖如下
總 結
設計即將結束了,時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的,通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計,使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領,使我們更好的利用圖書館的資料,更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏入設計打下了好的基礎。
設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的,還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導,使我們學到了好多,也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會,它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。
致 謝
這次設計使我收益不小,為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時,數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊,由于經(jīng)驗不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題,不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見,在我遇到難題時給我指明了方向,最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。
這次設計成績的取得,與指導老師的細心指導是分不開的。在此,我衷心感謝我的指導老師,特別是每次都放下她的休息時間,耐心地幫助我解決技術上的一些難題,她嚴肅的科學態(tài)度,嚴謹?shù)闹螌W精神,精益求精的工作作風,深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成,她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜,她不僅在學業(yè)上給我以精心指導,同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷,除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外,她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣,并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻
1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版,1994年
2.機械制造工藝設計簡明手冊,李益民主編,機械工業(yè)出版社出版,1994年
3.機床夾具設計,哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編,上??茖W技術出版社出版,1983年
4.機床夾具設計手冊,東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編,上海科學技術出版社出版,1990年
5.金屬機械加工工藝人員手冊,上??茖W技術出版社,1981年10月
6.機械制造工藝學,郭宗連、秦寶榮主編,中國建材工業(yè)出版社出版,1997年
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數(shù)控車薄片件夾具及加工
李宏
(廣東機電職業(yè)技術學院廣東廣州510515)
摘要:本文就薄片工件在加工中存在的裝夾、車劉方法、面表高光.及車刀選擇的技術問越,就自己在實際加工中的夾具設計,加工方法及刁其選擇解決問題方面,作一敘述。
關健詞:數(shù)拉車床;薄片件;夾具;加工;刀具
引言
利用數(shù)控車床加工薄片零件,因裝夾問題經(jīng)常需要設計加工夾具及根據(jù)圖紙要求選擇合理的刀具。如(圖一)所示,材料為防銹鋁合金(LFS),外徑8100毫米,內徑a34毫米.片厚僅4毫米。為音箱裝飾圈,
技術要求:(1)R4的圓弧面、內孔及斜口位高光; (2)表面無刮傷和毛刺; (3)其它面噴細砂氧化香檳金色。
工件的毛坯尺寸,厚度4.5毫米,中間有一直徑為32毫米的孔,外徑為102毫米,在半徑44毫米處均布4個直徑4.5毫米的孔的薄圈,用沖床一次沖出。
2.難度分析及工藝流程分析
2.1從零件圖樣要求及材料來看,主要因為是薄片零件,其厚度僅有4毫米,材料為鋁合金,硬度不高,并且批量較大,既要考慮如何保證工件在加工時的定位精度,又要考慮裝夾方便、可靠、并且不能損傷表面,因此關鍵是解決零件的定位裝夾問題。
2.2根據(jù)零件圖樣,經(jīng)過工藝分析后,制定出以下加工工藝流程:
2.2.1沖床下料
2.2.2銑床銑R4的圈弧深為2毫米
2.2.3數(shù)控車床車平一側端面控制厚度4毫米
2.2.4表面噴細砂氧化香檳金色
2.2.5數(shù)控車床車R4弧面和直徑88毫米的外圓
2.2.6數(shù)控車床惶內孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位。
從上述工藝流程來看,在第S步加工時,如用一般三爪撐著內孔的裝夾方法來加工,因為材料較薄,車削受力點與加緊力作用點相對較遠,剛性不足,引起讓刀和展動,而造成R4的圓弧及直徑88毫米處外圓的表面達不到要求。在第6步加工時,因為以加工了R4的圓弧面,表面不允許劃傷,不可以再裝夾了,就算可以裝夾也會因為剛性不足的原因造成內孔和斜口位表面達不到要求。因此在這兩步加工工序中要考慮如何裝夾定位的問題。
3.夾其設計
如何保證零件定位準確、裝夾方便和加緊可靠呢?根據(jù)運動學可知,剛體在空間的任何運動都可看成是相對于三個互相垂直的坐標平面,共有六種運動合成。這六種運動的可能性稱為六個自由度·要使工件在空間處于相對固定不變的位里,就必須限制六個自由度。限制的方法,用相當于六個支承點的定位元件與工件定位基準面接觸來限制。我根據(jù)工藝流程的分析經(jīng)過一番考慮.決定該工件采用一面兩銷的定位方案,因一面兩銷定位具有支承面大,支承鋼度好,定位精度高,裝卸工件方便等優(yōu)點,夾具體平面為第一定位基準,限制了工件的三個自由度;圓銷為第二定位基準,限制了工件的兩個自由度;另一個根據(jù)六點定位原理,在實際中我設計了如(圖二)所示夾具。
3.1夾具結構(圖二)在第5步用數(shù)控車床車R4弧面和直徑BS毫米的外回時.設計了如(圖二)所示的夾具:
3.1.1件1為夾具主體,材料為A3鋼板.最大直徑為I00趕米的臺階型工件; 3.1.2件2為定位銷,材料為45號鋼,直徑為4.45毫米,4個定位銷圓周均布,剛好與薄片工件上的4個直徑4.5毫米的孔對應配合,使工件在夾具中定位及傳遞切削力;
3.1.3件4,5,6為改裝特制后的壓板組合休,其中件4為軟膠板,直徑80毫米,厚度3毫米,件5用A3鋼板制成,直徑80毫米,厚度l2毫米,件6為活動頂尖,件4與件5用強力貓結劑粘合,然后在與件6的活動頂尖頭聯(lián)接并在聯(lián)接處焊接固定。
3.2零件定位裝夾方法及原理(圖二)件1夾持在數(shù)控車床的三爪卡盤上.臺階處靠卡爪,用百分表打表校正夾具體的外圓及端面,本夾具體以右端面為基準定位,限制了三個自由度;工件3的4個直徑4.5毫米的孔與夾具體上的4個定位銷對正套人,一個定位銷限制了兩個自由度,對稱的一個定位銷限制另一自由度,另兩個定位銷重復限制了兩個自由度,從六點定位原理來看,以上定位出現(xiàn)了重復定位,但因為工件上的各定位孔和夾具定位銷的中心距精度很高,為了提高定位支承的穩(wěn)定性,采用了一面四銷定位,通過實踐加工證明,這樣的
重復定位可以相容。工件在夾具中定位后一般應加緊,使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞,本夾具通過壓板壓峨(尾座).使工件3得到較好的定位和夾緊。
3.3夾具結構在第6步用數(shù)控車床車內孔直徑34毫米和孔口直徑39毫米斜口位時,設計了夾具:
3.3.1件I為夾具的主體,用A3鋼板制成,最大直徑為200毫米,厚度為20毫米的圓餅型工件,右端面有一直徑36毫米,深為7毫米的孔(零件在惶孔時以便鎮(zhèn)孔刀可以徨通孔).左端面有一直徑170毫米,深為IO毫米的孔(可用正爪撐夾);
3.3.2件6為定位銷,材料為45號鋼,直徑為4.45毫米,4個定位銷圓周均布;
3.3.3件4為軟膠板,外回直徑88毫米.內孔直徑勸毫米,厚度1毫米,件5為壓板,用A3鋼板制成,最大直徑為170毫米,厚度為12毫米,中間有一錐孔,小端直徑40毫米,大端直徑70毫米左右.件4與件5用強力貓結劑粘合;
3.3.4件3為螺絲(對稱兩個)中心距120毫米,用于件1夾具主體與件5壓板的聯(lián)接。
3.4零件定位裝夾方法及原理件1夾具主體在數(shù)控車床的三卡盤上用反爪夾持,靠卡爪臺階處,用百分表打表校正夾具體的外圈及端面.本夾具體以右端面為基準定位,限制了三個自由度;工件2的4個直徑4.5毫米的孔與夾具體上的4個定位銷對正套人,一個定位銷限制了兩個自由度,對稱的一個定位銷限制另一自由度,另兩個定位銷重復限制了兩個自由度,從六點定位原理來看.以上定位出現(xiàn)了重復定位,但因為工件上的各定位孔和夾具定位銷的中心距精度很高,為了提高定位支承的穩(wěn)定性,采用了一面四銷定位,通過實踐加工證明,這樣的重復定位可以相容。工件在夾具中定位后一般應加緊,使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞,本夾具通過螺絲將壓板連接夾具主體,用壓板壓緊,使工件2得到較好的定位和夾緊。
4.實際操作
4.1切削用盤及走刀路線選擇
4.1.1外圓粗車時,主軸轉速每分鐘1100-1200轉,進給速度F200-F350,反偏刀橫裝與刀架上,采用橫向走刀一次加工完成,留梢車余量0.1-0.2毫米。
4.1.2外圓精車時,主軸轉速每分鐘1100-1200轉,為取得較好的表面粗糙度選用較低的進給速度F30-F45,采用縱向走刀一次加工完成。
4.1.3內孔及斜口粗車時,主軸轉速每分鐘1100-1200轉,進給速度F200-F350,采用橫向走刀由里向外一次加工完成.留精車余量0.1-0.2毫米。
4_1.4內孔及料口精車時.主軸轉速每分鐘1100-1200轉。進給速度F30-F45,采用縱向走刀由外向里一次加工完成。
4.2零件加工時的特殊處理
4.2.1見(圖一)中A,B兩處的倒角去毛刺利用刀具的固有幾何形狀輕碰0.3-0.5毫米。
4.2.2所有刀具均無卷屑植,切屑能順前刀面排離工件,以防切屑纏繞工件而刮傷加工表面。
4.3加工時的注意事項
4.3.1工件要夾緊,以防在車削時打滑飛出傷人和扎刀;
4.3.2在車削時要加注柴油潤滑冷卻,以防沮度過高燒壞刀具,使加工表面大不到要求;
4.3.3遵守安全文明生產(chǎn)。
5.結束
通過實際加工生產(chǎn).證明加工生產(chǎn)工藝流程、夾具設計、刀共及切削用量選用合理.減少了裝夾校正的時間.減輕了操作者的勞動雙度,提高效率.保證了加工后零件的質f,平均兩臺數(shù)控車床每周可加工成品五千件左右。
.考文欲
[1]張恩生主編:《車工實用技術手冊》,江蘇科學技術出版社.1999.
f2〕白成軒主編:《機床夾具設計新原理》,機械工業(yè)出版社.1997.
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