3113 溜板工藝極其掛架式雙引導鏜床夾具設計

3113 溜板工藝極其掛架式雙引導鏜床夾具設計,工藝,極其,極為,掛架,引導,引誘,鏜床,夾具,設計 第 １ 頁 共 17 頁畢業(yè)設計說明書設計題目溜板工藝極其掛架式雙引導鏜床夾具學生姓名 指導教師 張 良 職稱 講 師評閱教師 ________________ 職稱_____________________ 職稱_______年 月 日第 ２ 頁 共 17 頁目錄前言 ------------------------------------------------- 3第一章 零件的分析 ---------------------------------- 41.1 零件的工藝分析 ------------------------------------------ 4 1.2 零件的安裝過程 ----------------------------------------- 4第二章 確定零件毛坯的制造形式------------------------- 6第三章 制定工藝路線 ------------------------------ 63.1 各主要表面的工序安排 ------------------------------- 6 3.2 確定工藝路線 -------------------------------------------- 6 3.3 零件加工工藝過程分析 ------------------------------------ 83.4 擬定工藝路線 -------------------------------------------- 9第四章 夾具設計 ----------------------------------- 134.1 對夾具機構的具體分析 -------------------------------------- 134.2 鏜孔的夾具設計方案------------------------------------------- 154.3 計算夾緊力并確定螺桿直徑 -------------------------------- 15 第五章 致謝 ----------------------------------------- 16第六章 參考文獻 ------------------------------------- 17第 ３ 頁 共 17 頁前言畢業(yè)設計是在完成了制造工藝學(含機床夾具設計)和大部分專業(yè)課,并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個重要環(huán)節(jié).這次設計使我能夠綜合的運用機械制造工藝學中的基本理論,并結合生產(chǎn)實習中學道的實踐理論知識,獨立地分析和解決工藝問題,初步具備了設一個中等復雜程序的工藝規(guī)程能力和運用夾具設計的基本原理和方法.擬訂夾具設計方案,完成夾具結構設計的能力,也是熟悉和運用有關手冊,圖表等技術資料及編寫技術文件等技能的 一次全面實踐的機會,為今后從事的工作打下良好的基礎由于我能力所限,經(jīng)驗不足,設計中還有許多不足之處,敬請各位老師多多指教.第 ４ 頁 共 17 頁第一章 零件的分析1.1 零件的工藝分析由圖可知，零件的材料為 HT20-40，該材料總的來說比具有同類型基體的灰口鑄鐵或可鍛鑄鐵具有更高的機械性能，特別是球墨鑄鐵的拉伸屈服極限是較高的，這是其寶貴的性能，球墨鑄鐵也具有灰口鑄鐵的許多優(yōu)點， （如鑄造性好、減磨性好、切削加工性好，缺口敏感性……等）并且某些性能優(yōu)于灰口鑄鐵或鍛鋼。如疲勞強度比灰口鑄鐵大 0.5-1 倍以上，而與中碳鋼相近，耐磨性比灰口鑄鐵好，而大大優(yōu)于表面淬火鋼。在經(jīng)濟方面則比鋼顯著優(yōu)越。此外，球墨鑄鐵還比普通灰口鑄鐵有較好的熱處理工藝性，鋼的各種熱處理到達都能適用于球墨鑄鐵，并能獲得顯著效果。該零件的主要加工為：溜板上的孔 45H9、φ42H9、φ56mm、φ70mm 和臺階面。1.2 零件的安裝過程先將工件下平面 A 置于鏜床工作臺上，再將鏜模放在工件 H 面上，挪正相對位置后，將兩定位銷 4 分別插入工件兩定位孔 φ62H7 中。擰緊四個螺釘 9，使鏜模固定于工件上，此時必須檢查兩定位銷 4 在孔 φ62H7 和 φ62H7 的槽中能否輕輕轉動，如果任何一定位銷不能轉動，說明工件安裝時移位，必須重新調(diào)整。工件安裝后，需找正鏜模支架上的校正面 G，使其與鏜床主軸平行，再用壓第 ５ 頁 共 17 頁板將工件固定在回轉工作臺上。由于工件同軸上的四孔間距較大，為縮短鏜桿長度，采用調(diào)頭鏜鉸的方式加工。1、孔的加工溜板大小有空的加工是溜板加工中的關鍵工序，尤其是大頭孔的加工是溜板個部位加工中要求最高的部位，直接影響溜板成品的質(zhì)量，一般先加工小頭孔，后加工大頭孔，合裝后再同時精加工大、小孔，小頭孔小，鍛坯上不鍛出預孔，所以小頭孔首道工序為鉆削加工。加工方案多為：鉆—擴（拉）--鏜（鉸）無論采用整體鍛還是分開鍛，大頭孔都會鍛出預孔。因此大頭孔首選工序都是粗鏜（或）擴，大頭孔的加工方案多為：（擴）粗鏜—半精鏜—精鏜在大、小頭孔的加工中，鏜孔是保證精度的主要方法。因為鏜孔能夠修正毛坯和上道工序造成的孔的歪斜，易于保證空與其它孔或平面的相互位置精度，雖然鏜桿尺寸受到孔徑大小的限制，但是溜板的孔徑一般不會太小，且孔深與孔徑比皆在 1 左右，這個范圍鏜孔工藝性最好，鏜桿懸伸短，剛性也好。2、臺階面的加工溜板的兩端面是溜板加工過程中最主要的定位基準面，而且在許多工序中使用，所以應該先加工它，而且隨著工藝過程的進行要逐漸精化其幾轉，以提高其定位精度。大批大量生產(chǎn)多采用拉削和磨削加工；成批生產(chǎn)多采用銑削和磨削。銑兩端時，為保證兩端面對稱于桿身軸線，應以桿身定位。銑削時候多采用下面銑削方法：一種是在專用銑床上裝兩把硬質(zhì)合金端銑刀盤，工件裝夾在回轉工作臺上做低速回轉進給運動，粗精銑同時進行，只是切深不同，加工完另一個面，轉過 180 度再加工另一端面；另一種銑削方法是在專用的四軸龍門銑床上用四把端銑刀從兩端方向同時銑削大、小頭兩端面。兩端面的磨削加工，一般在立軸平面磨床上用砂輪端面進行磨削，生產(chǎn)率較高。在大量生產(chǎn)中，可采用雙端面磨床進行磨削，以保證兩端面懂得平行度和高的生產(chǎn)率。第 ６ 頁 共 17 頁第二章 確定零件毛坯的制造形式由于溜板要求有較高的強度和剛度，以及良好的耐磨性和疲勞強度，材料選為球墨鑄鐵。因為球墨鑄鐵，價格較低，容易加工，同時保證良好的化學成分和機械性能，均勻性及表面質(zhì)量，塑性和韌性都比較高。由于溜板在工作中承受沖擊性的動載荷，為了使金屬纖維盡量不被切斷，非加工表面對稱均勻，使零件工作可靠。所以應選擇鍛件。由于該零件的輪廓尺寸不大，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，又考慮到零件的加工條件要求較高。為了保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、減少工人的勞動強度，確定采用模鍛成型。第三章 制定工藝路線3.1 各主要表面的工序安排1) 兩端面：粗銑、精銑、磨。2) 小頭孔：鉆孔、粗鏜、半精鏜、精鏜。3) 大頭孔：粗鏜兩次、半精鏜、精鏜、珩磨。4) 螺栓孔：鉆、擴、鉸、推。3.2 確定工藝路線序號 工序名稱1、 鍛造、調(diào)質(zhì)、酸洗、探傷2、 粗銑大小頭兩端面3、 精銑大小頭兩端面4 鉆鏜小頭孔、锪小頭孔倒角5 銑大頭孔兩側定位面6 粗銑螺栓臺面7 精銑螺栓臺面8 檢查9 切開本體和蓋及打字頭10 粗鏜大頭孔及單面倒角11 去毛刺及去磁第 ７ 頁 共 17 頁12 鉆、擴、鉸螺栓孔13 螺栓孔倒角14 清洗、檢查15 裝配工藝螺栓16 磨大頭端面17 半精鏜大頭孔18 大頭孔倒角19 鉆小頭油孔20 精鏜小頭孔及半精鏜大頭孔21 松開螺栓，消除內(nèi)應力22 去毛刺，壓裝銅套23 精鏜銅套孔及大頭孔24 滾壓小頭孔25 珩磨大頭孔26 檢查27 卸下工藝螺栓，裝配成品螺栓28 稱重量分組配對及打印字頭29 人工清理，成品檢查此種方案具有以下特點：安排工藝過程時把各主要的粗、精加工工序分開，即把粗加工安排在前，半精加工安排在之間，精加工安排在后面，這樣避免了由于粗加工工序切削余量大，切削力、夾緊力必然大，加工后容易產(chǎn)生變形，如：內(nèi)應力引起的變形；夾緊力較大引起的變形；切削溫度過高引起的變形；工藝系統(tǒng)的熱變形等的影響。粗、精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的編寫可以在半精及精加工中達到修正，就能最后達到零件的技術要求。同時，還能合理的使用設備，保證加工質(zhì)量。在粗加工各表面后可以及早的發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷。避免損失更多的工時和費用。定位基準的選擇：溜板加工作為精基準的邊面是大端面、小頭空以及兩側定位面，而作為精基第 ８ 頁 共 17 頁準的邊面應該提前加工完。在選擇粗基準時候考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面的尺寸、位置符合圖紙要求。因此按照粗基準來加工兩端面——精基準。溜板大、小頭端面與同側小頭端面不在一個平面上，用這樣的不等高作定位基準，必然會產(chǎn)生定位誤差，制定工藝時候，可以先把大小頭作成一樣厚度，這樣避免了上述缺點，而且由于定位面積大，使得定位更加可靠。而到加工的最后階段才銑出這個接替面。在溜板的加工過程中定位基準滿足基準重合原則，減少了因基準不重合而產(chǎn)生的定位誤差，提高了定位精度。定位基準的選擇還滿足基準統(tǒng)一原則，簡化了工藝過程的制定，使夾具的設計、制造簡單、降低成本。3.3 零件加工工藝過程分析（一）加工階段的劃分和加工工序的劃分（二）溜板本身的剛度比較低，在外力作用下容易變形；溜板是木煅件，孔的加工余量比較大，切削加工時易產(chǎn)生殘余應力，有殘余應力存在，就會有變形的傾向，因此安排加工工序時，應把個表面的粗，精加工表面分開。這樣粗加工的變形就可以安排在半精加工中得到修正；半精加工中的變形就可以在精加工中得到修正，最后達到零件的技術要求。如大頭孔進行粗鏜加工原則，溜板和體加工后半精鏜大頭孔，在工序安排上先加工基準，去端面的銑，磨工序放在加工過程的前面。（三）溜板加工工藝可分為以下三個階段：1. 粗加工階段粗加工階段有是合并前的加工階段，基準面的加工，包括輔助基準面加工，準備溜板體及蓋合并所進行的加工，如兩者對口面的銑，磨等。2. 半精加工階段半精加工階段也是溜板體和蓋合并的加工，如精磨兩平面，半精鏜大頭孔幾孔口的倒角等，總之，是為精加工大小，小頭孔做準備的階段。3. 精加工階段精加工階段重要是保證最終溜板體重要表面—大，小頭孔全部達到圖紙要求的階段，如珩磨大頭，精鏜小頭孔等。第 ９ 頁 共 17 頁3.4 擬定工藝路線溜板的加工過程中，各加工工序的組合基本上是按照工序分散的原則進行的，由于溜板的形狀復雜，要加工表面不便于集中加工，為了適應大批量生產(chǎn)的快節(jié)奏，必須在各工序采用高效率的專用機床和夾具，以提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量。使各工序的時間趨于平衡，按一定的節(jié)拍組織流水生產(chǎn)。雖然現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展趨于工序集中，但工序分散在大批量生產(chǎn)中仍應用廣泛。五、確定機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸溜板的材料為球墨鑄鐵，毛坯重量為 6.95K g 機械加工余量對工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質(zhì)量。余量過大，不但增加機械加工的勞動量，而且增加了材料、刀具、能源的消耗，從而增加了成本。所以必須合理的安排加工余量。本設計采用查表法確定各表面的加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸。（1） 大頭孔加工余量及工序尺寸的確定由[1]表 5——69 珩磨 a=0.08mm由表 5——68 精鏜 a=0.4mm由[1]表 5——60 及[2] 表 1——31 參考取粗鏜 a=3 mm 半精鏜 ai=2mm a2=0.52mm工序名稱 工序間余量 最小極限尺寸 工序尺寸及偏差珩磨 0.08 81 81+0.0210精鏜 0.4 70.92 70.92+0.0220半精鏜 0.52 70.52 70.52+0.054半精鏜 2 70 70+0.14粗鏜 3 78 78+0.35毛坯孔 75以上各序公差等級由[2]表 2——1 查的（2）小頭孔余量及工序尺寸的確定由[2]表 5——68 精鏜 a=0.2mm第 １０ 頁 共 17 頁半精鏜參考工廠取 a=1.8mm工序尺寸及公差的計算；工序名稱 工序間余量 最小極限尺寸 工序尺寸及偏差精鏜 0.2 20 20+0.030半精鏜 1.8 19.8 19.8+0.12鉆孔 18（盲孔）毛坯孔（2） 大、小頭端面的加工余量及工序尺寸的確定由[2]表 1——52 查總余量 A=2.75-2=5.5mm[1]表 5——72 精磨 a=0.2mm精銑 a=1.0mm粗銑 大頭 A－2×0.2－2 ×1.0=3.1 取 a=3.6 mm 小頭 A －2 ×1.0=3.5mm 取 a=3.5mm工步 1.鏜小頭孔至 φ20 +0.0230 Vw=3.14×53×90/60×1000=0.25m/sa)刀具:YT15 鏜刀b)量具:塞規(guī)c)切削用量:ap=0.9mmf=0.4mm/rv=0.95m/sns=60*1000*0.95/3.14*54.8=331.25r/min按專用機床選取nw=330r/minvw=3.14*54.8*330/60*1000=0.95m/s工序 2.锪小頭孔倒角(1)機床:立式磚床 z235(2)夾具:專用夾具(3)刀具:56*60 锪鉆 w18cr4v第 １１ 頁 共 17 頁(4)切削用量:f=0.3mm/r(表 3-38)v=0.25m/s(表 3-42)n=60*1000*0.25/3.14*56=90.13r/min表查 4-5-1取 nw=100r/minvw=3.14*56*100/60*1000=0.29m/s工序 3.銑大頭兩側面(1)機床:臥銑 x62w(2)夾具:專用夾具(3)量具:卡板(4)刀具:鑲齒套式面銑刀 yt15,d=100 z=6(5)切削用量:ap=1.735mm 表 3-25af=0.1mm/z 表 3-28v=1.5m/s 表 3-30n=1000*60*1.5/3.14*100=286r/min按機床取 nw=300r/min 表 4-17-1vw=3.14*100*300/60*1000=1.57m/sfm=af.z.nw=0.1*6*300=180mm/min工序 4.粗銑螺栓臺面(1)機床:臥銑 x62w(2)夾具:專用夾具(3)量尺:卡板(4)刀具:硬合金三面刃銑刀 yt15,d=100,z=8(5)切削用量:ap=2.25mmaf=0.20mm/zv=1.8m/sn=1000*60*1.8/3.14*100=1.96m/s工作臺進給速度 fm=af.z.nw=0.2*8*375=600mm/min工序 5.精銑螺栓臺面(1)機床:臥銑 x62w第 １２ 頁 共 17 頁(3)夾具:專用夾具(4)量板:卡板(5)切削用量:ap=0.5mmaf=0.13mm/zv=1.8m/sn=1000*60*1.8/3.14*100=343r/min按機床選取nw=375r/min 表 4-17-1vw=3.14*1000*375/60*1000=1.96m/s工作臺進給速度:fm=af.z.nw=0.13*8*375=390mm/min工序 6.切開本體和蓋及打字頭(1)機床:臥式銑床 x62w(2)夾具:專用夾具(3)量具:卡板(4)刀具:切口銑刀 160*4w18cr4vz=50(5)切削用量:ap=4mmaf=0.08mm/z 表 3-28v=1.2m/s 表 3-30n=1000*60*1.2/60*1000=143.3r/min按機床取nw=150r/min 表 4-17-1vw=3.14*160*150/60*1000=1.25m/sfm=af.z.nw=0.08*50*150=600mm/min工序 7.粗鏜大頭孔及單面倒角(1)機床:大頭孔粗鏜床(2)夾具:專用夾具(3)量具:塞尺(4)刀具:鏜刀 yt15(5)切削用量:ap=1.5mm第 １３ 頁 共 17 頁f=0.4mm/rv=1.2m/sn=1000*60*1.2/3.14*88=260.56m/s根據(jù)機床取nw=260r/minvw=3.14*88*260/60*1000=1.2m/s工序 8.鉆,擴,鉸螺栓孔(1) 機床:五工位組合機床夾具:專用夾具量具:塞尺 16.5*27 測棒刀具:16.5 鉆 14.7 鉆頭 14.5 鉆頭 15.8 擴鉆 16+0.027 絞刀切削用量:鉆 2-10.5 孔ap=8.25mmf=0.30mm/rv=0.25m/sn=1000*60*0.25/3.14*16.5=289.5m/s根據(jù)機床取nw=290r/minvw=3.14*16.5*290/60*1000=0.25m/s鉆 2-11 孔ap=7.35mmf=0.30mm/rnw=290r/minvw=3.14*14.7*290/60*1000=0.22m/s鉆 2-11.5 孔ap=7.25mmf=0.30mm/rnw=290r/minvw=3.14*14.5*290/60*1000=0.22m/s擴 2-12.5 孔第 １４ 頁 共 17 頁ap=0.65mmf=0.30mm/rv=(1/2-1/3)v 鉆=0.1m/sn=1000*60*0.1/3.14*15.8=120.9m/s取 nw=290/2=145r/minvw=3.14*15.8*145/60*1000=0.12m/s鉸 2-12 孔ap=0.1mmf=0.30mm/rnw=290r/minvw=3.14×16×290/60×1000=0.25/第四章 夾具設計4.1 夾具機構的具體分析1、開口墊圈的技術要求.(1)銳角倒鈍(2)表面發(fā)藍或其他防銹處理(3)熱處理 20 滲碳 0.8—1.2mm 淬火 HRC50—552、對刀塊采用圓形對刀塊(1)材料:20 按 GB699—65> (2)熱處理 :滲碳深度 0.8—1.2mm HRC58—64 (3)其他技術條件按 GB2259—80>3、調(diào)整螺釘(1)材料:45 按 GB699—65> (2)熱處理 HRC40—50 (3) 其他技術條件按 GB2259—80>4、定位銷材料：T10A。按 GB1298-77《碳素工具鋼技術要求》熱處理：T10A。HRC60—64，20，滲碳深度 0.8—1.2HRC60-64第 １５ 頁 共 17 頁其他技術要求按 GB2259—80《機床夾具零件及部件技術要求》4.2 鏜孔的夾具設計方案方案 1. 采用一面兩銷定位,一個圓柱銷和一個削邊銷可以限制六個(自由度即一面兩孔定位)這種定位方式簡單,夾具結構也很簡單,夾緊比較方便, 削邊銷還可消除過定位帶來的危害,這種方法只增大連心線方向的間隙,不增大關鍵的轉角誤差,因而定位精度高,所以選用這種方案較好.方案 2. 采用雙 V 塊夾兩個耳朵,可以限制五個自由度，這種方案從原理上分析是合理的,但是雙 V 塊所夾的都是非加工表面,這樣定位精度不高,影響加工精度,故不宜采用這種方案. 4.3 計算夾緊力并確定螺桿直徑因夾具的夾緊力與切削力方向大體相同,實際所需的夾緊力 F 夾與切削力 F 之間的關系為F 夾 =KF式中 K 為安全系數(shù)，由于夾緊力與主切削力方向一致，所以取 K=2由前面的公式可知 F=1452N，所以 F 夾=1452*2=2904N，由于有兩個壓板同時壓緊，所以每個壓板承受 F 夾=1452N，又因為每個壓板是對稱分布，所以 F=F 夾/2，=1452/2=726N，根據(jù)參考文獻[3]表 1—24，從強度考慮，因一個 M10 的螺釘能承受 3924N 的許用應力，所以用 M10 的螺釘完全能滿足強度要求 ，因此，選用 M10 的螺釘。根據(jù)參考文獻[3]表 1-10-6。取襯套與夾具體模板的配合為 H7/r6；第 １６ 頁 共 17 頁致謝我能順利完成這次畢業(yè)設計我要感謝我的指導老師張良，他在我做畢業(yè)設計的過程中給了我很多幫助，原本他的事情就多，但他還是在百忙中抽出空余時間來指導我。正是由于他的悉心指導和耐心的教導才使我這么順利地完成這次畢業(yè)設計，因此我要對他說一聲“感謝” 。對于班級的同學我也要向他們說一聲謝謝，是他們在我遇到困難時給我無償?shù)奶峁椭?，我能這么順利地完成畢業(yè)設計多虧了他們的幫助。通過這次畢業(yè)設計我的各方面的能力都得到了提高，這對我以后找工作非常有幫助。第 １７ 頁 共 17 頁參考文獻1、李洪主編《機械加工工藝手冊》 ，北京：北京出版社 19902、徐圣群主編《簡明機械加工工藝手冊》 ，上海科學技術出版社、19903、《機床夾具設計手冊》 ，上?？茖W技術出版社、20024、林建榕 主編 《機械制造基礎》 ，上海交通出版社5、機械制造工藝學課程設計指導用書（第二版） 機械工業(yè)出版社，1994趙家齊 主編6、 《機床夾具設計》 上海：上海科學技術出版社，1983哈爾濱工業(yè)大學，上海工業(yè)大學主編