3402 手柄座機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

3402 手柄座機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì),手柄,座機(jī),加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì) 1序言綜合模塊（機(jī)制工藝及夾具）課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的課程設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。這次課程設(shè)計(jì)中，我所選的零件是“手柄套” ，完成該零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制及工藝裝備的設(shè)計(jì)。在加工時(shí)，零件的配合部分需進(jìn)行精加工，保證其配合準(zhǔn)確，提高車床的綜合性能，又因?yàn)楸患庸ち慵慕Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工難度大，需進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)與裝配。由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望老師多加指教。一、 零件的分析及生產(chǎn)類型的確定1、零件的生產(chǎn)類型依設(shè)計(jì)題目知：Qn=5000 件/年；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率 和廢品率 可以取為??=5%, =0.5%。由此可得，該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)??2年件 /513 0.5%)(1 )5(0+) Qn=N??????查表可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類型為中大批量生產(chǎn)。二、 零件毛坯的設(shè)計(jì)1、 選擇毛坯根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)可知，手柄套屬中大批量生產(chǎn)，零件形狀為全圓柱體，可選零件材料為 45，毛坯制造選用鑄造毛坯，這樣毛坯與成品相似，加工方便，省工省料。為了提高生產(chǎn)率，鑄造方法選用砂型鑄造，且為機(jī)器造型。 2、 確定毛坯尺寸適用于機(jī)械加工表面粗糙度 Ra 1.6 m。Ra 6.3 m 的表????面，余量要適當(dāng)增大。分析零件，各加工表面均為 Ra 1.6 m，因此這些表面的毛坯尺寸只需要將零件的尺寸加上余量值即可。3圖 2：根據(jù)零件尺寸計(jì)算的毛坯尺寸三、 零件的加工工藝設(shè)計(jì)1、 定位基準(zhǔn)的選擇本零件是不規(guī)則多孔零件體，其右端面是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)） ，為了避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選右端面為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。2、 零件表面加工方法的選擇本零件有平面、內(nèi)孔、外圓柱面、螺紋等加工，材料為 45。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考本指南有關(guān)資料，其加工方法選擇如下：（1） 、右端面右端面為精基準(zhǔn)加工其它表面，表面粗糙度為 Ra3.2 ，加工m?方法為先粗車后精車。（2） 、左端面未注公差尺寸，根據(jù) GB1800-79 規(guī)定其公差等級(jí)按 IT14，表面粗糙度為 Ra6.3 ，由于毛坯上已經(jīng)鑄造出孔留出加工余量，所m?以選擇先擴(kuò)孔再鉸孔即可達(dá)到要求。（3） 、2- 6 孔?未注公差尺寸，根據(jù) GB1800-79 規(guī)定其公差等級(jí)按 IT14，表面粗糙度為 Ra3.2 ，只需用 6mm 麻花鉆直接在其位置鉆孔即m??可。（4） 、 12?4公差等級(jí)為 IT6，表面粗糙度為 Ra1.6，加工方法可采用粗車——精車——精磨。（5） 、 14?這兩個(gè)孔用于聯(lián)接油管，用于輸通油液，密封性需要比較高。連結(jié)部分采用螺紋聯(lián)接。由于毛坯中這兩孔是鑄為實(shí)心，所以此部分的加工為先锪沉頭孔，然后在其位置鉆 13 孔，接著擴(kuò)?孔到 14 深 13mm。?3、 擬訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使其零件的幾何形狀，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)中已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，除此之外，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。濾油器體加工包括各圓柱面、孔及端面的加工。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行。工序ⅰ 機(jī)器砂型鑄造毛坯；工序ⅱ 檢驗(yàn)，清砂；工序ⅲ 熱處理；工序ⅳ 粗車外圓；工序ⅴ 粗車左端面；工序ⅵ 粗車右端面；工序ⅶ 擴(kuò) 6 孔；?工序ⅷ 擴(kuò) 2- 4 孔；5工序ⅸ 擴(kuò) 10 孔；?工序ⅹ 精車外圓。工序ⅹⅰ 锪平 26；工序ⅹⅱ 精車內(nèi)孔 10；?工序ⅹⅲ 精車內(nèi)孔 13；工序ⅹⅳ 銳邊倒角。工序ⅹⅴ 檢驗(yàn)。4、工藝方案的比較與分析四、 是分散工序，工藝安排合理，能滿足用通用機(jī)床加工并達(dá)到精度的要求，除了選擇萬能性通用機(jī)床加工外，還要設(shè)計(jì)一些專用夾具，提高加工要求和質(zhì)量工序設(shè)計(jì)1、 選擇加工設(shè)備與工藝裝備（1） 、選擇機(jī)床根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。① 工序ⅰ、ⅱ、ⅲ屬于備坯階段，不屬于切削加工，由專門的 車間負(fù)責(zé)。② 工序ⅸ粗車左端面，選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，根據(jù)工廠內(nèi)的現(xiàn)有設(shè)備一般最常用CA6140 型臥式車床加工。③ 工序ⅴ6先锪 30 內(nèi)孔面，再擴(kuò) 38 內(nèi)孔，精度要求不高，選用立式??鉆床進(jìn)行加工。④ 工序ⅵ粗車 48 外圓柱面，在切退刀槽。加工中需要換刀具，刀架?最好是換位的，所以選擇 CA6140 最經(jīng)濟(jì)。⑤ 工序ⅶ鉸 38 內(nèi)孔，內(nèi)孔倒角，選鉆床進(jìn)行加工。?⑥ 工序ⅷ精車 48 外圓，選用 CA6140 進(jìn)行加工。⑦ 工序ⅸ鉆 3- 9 通孔，由于是通孔，刀具進(jìn)給深度可以不嚴(yán)格控制，?在其位置鉆通孔即可。選用立式加工中心，只要在專用夾具上設(shè)計(jì)好對(duì)刀塊，然后執(zhí)行程序就可以加工出 3 個(gè) 9 通孔了。?⑧ 工序 x磨左端面，表面粗糙度 Ra1.6mm，沒有要求與中心線的垂直度，所以選用普通的端面磨床即可加工達(dá)到要求。⑨ 工序ⅹⅰ、ⅹⅱ加工進(jìn)（出）油口孔，選用搖臂鉆床進(jìn)行加工。⑩ 工序ⅹⅳ精磨 48 外圓，公差等級(jí)為 IT6，表面粗糙度為 Ra1.6mm，?精度要求比較高，所以這里選用外圓磨床進(jìn)行加工。7（2） 、選擇夾具工序ⅳ 選用三爪自定心卡盤。工序ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ、ⅸ、ⅹ、ⅹⅰ、ⅹⅱ、ⅹⅳ 都選用專用夾具。（3）選擇刀具根據(jù)不同的工序選擇刀具。①在車床上加工的工序一般選用硬質(zhì)合金車刀。切刀槽宜選用高速鋼。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)選用可轉(zhuǎn)位車刀架。②在鉆床上機(jī)加工的工序麻花鉆，锪頭鉆，倒孔鉆等。（3） 選擇量具① 加工部分的量具工序ⅳ 卡尺；工序ⅴ 卡尺；工序ⅵ 卡尺；工序ⅶ 卡尺；工序ⅷ 卡尺；工序ⅸ 卡尺；工序ⅹ 卡尺； ；工序ⅹⅰ 卡尺，螺紋塞規(guī)；8工序ⅹⅱ 卡尺，螺紋塞規(guī)； 工序ⅹⅳ 千分尺。② 檢驗(yàn)部分的量具檢查內(nèi)容 測(cè)量工具砂眼、清砂是否干凈、裂縫 觀察表面及磁力探傷；軸向尺寸 卡尺；外圓徑向尺寸 外徑千分尺；角度 角度卡尺；孔內(nèi)徑 內(nèi)徑千分尺；檢查粗糙度 專用儀器；檢查配合表面精度 專用儀器。 確定工序尺寸根據(jù)各原始資料及制定的零件加工工藝路線，采用計(jì)算與查表相結(jié)合的方法確定各工序加工余量，中間工序公差按經(jīng)濟(jì)精度選定，上下偏差按入體原則標(biāo)注，確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：“手柄套”零件材料為 45，毛坯的重量約為 1.1 千克。生產(chǎn)類型為中批或大批，采用機(jī)械砂型鑄造毛坯。（1）、確定圓柱面的工序尺寸① 38， 30， 11，3- 9 由于無特殊加工精度等，在滿足其表??面粗糙度的條件下直接鉆孔或擴(kuò)孔來完成。②外圓柱面 46h6 和 46：946 粗糙度為 Ra6.3,精度等級(jí)為 IT14，考慮其長(zhǎng)度為 14mm,因?為砂型鑄造等級(jí)為 IT14 左右，能滿足加工需求，因此直接鑄造成型。48h6 所需精度要求高，需進(jìn)行粗車—精車—精磨。精車此時(shí)?直徑余量為 0.9mm，精磨此時(shí)直徑余量為 0.1mm， 剩下的粗車時(shí)直徑余量為 52.4- 48-0.9=3.4mm，能滿足加工要求，考慮 48h6 長(zhǎng)度?為 40，精度等級(jí)為 14，由鑄造直接完成。 48h6 的外圓柱面的加工?余量表如下。表 3: 48h6 外圓柱面的加工工序尺寸（單位：mm）?工序名稱 工序雙邊余量 工序公差 工序基本尺寸 工序尺寸及公差精磨 0.1 IT6(0-0.016) 48?016.48??精車 0.9 IT7(0-0.025) 48.1 025.粗車 3.4 IT11(0-0.160) 49 16.9?毛坯 F(0-3.6) 52.4?84??(2)確定軸向工序尺寸如圖 4 所示，圖中尺寸均未標(biāo)注公差，均按毛坯公差等級(jí)確定為IT14.10圖 4：工序軸向尺寸L2 工序尺寸按 L1 的工序尺寸確定。粗車余量為 2.8mm，工序尺寸為 102.5mm，粗糙度精度為 Ra6.3；精磨端面余量為 0.5mm，工序尺寸為 102mm,粗糙度為 Ra1.6。L3 和 L4 由鑄造直接完成，L3=40mm,L4=14mm。L6 由 锪 30 孔工序一次加工 ，L6=70mm。?L5 由第一次擴(kuò) 38 孔完成，L5=65mm 。五、 夾具的設(shè)計(jì)本夾具是工序 XI 的專用夾具，所設(shè)計(jì)的夾具裝配圖如附圖3 所示，夾具體零件圖如附圖 4 所示。有關(guān)說明如下：1、工件的定位（1） 、定位方案所加工的 11 孔是一斜孔，本工序加工要求保證的位置精度主?要是 11 中心線與 26 沉頭孔平面的交點(diǎn) F 到 A 面的尺寸 94IT14；即 。根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選端面 A 為主要定位基準(zhǔn)。m435.09?該工序鉆斜孔時(shí)受力不大，但受力不平衡，所以要實(shí)現(xiàn)完全定位，在此可以用“一面兩孔”定位原則，已知端面 A 為主要定位基準(zhǔn)，然11圖 6：工件的定位與夾緊后可以再選 38 孔和下面的 9 孔作為定位孔。端面 A 可以限制 3 個(gè)??自由度， 38 孔與定位銷配合可以限制 2 個(gè)自由度， 9 孔與定位銷?配合可限制 1 個(gè)自由度，即實(shí)現(xiàn)完全定位。（2） 計(jì)算定位銷尺寸（a） (b)圖 7：定位銷38 孔選用圓柱銷定位， 9 孔選用菱形銷定位。下面只計(jì)算定??位銷的配合尺寸，其余尺寸按標(biāo)準(zhǔn)查表。①、確定兩銷中心距按 IT14 查表，得 9 孔的公差為 0.36mm， 38 孔的公差為??0.62mm。取孔的中心偏差等于孔的公差的 1/5，則 9 孔的中心偏差為 ， 38 孔的中心偏差為 。那么兩m072.5136.?? m124.056.??孔中心距偏差為 。兩孔偏差較大，那么兩mLD098.214.07.???銷中心距的偏差為 。Ld 33?②、確定圓柱定位銷直徑尺寸 1d取 mk08.2162???③、確定菱形銷寬度 b 和 B 值如圖 7（b）所示的菱形銷。查表可得12b=4mm ， B=7mm④計(jì)算菱形銷的直徑尺寸 2dmDbL 16.09)3.08.(4)(22min ????????d 84.16.min22 ?????取偏差為 g6，查表得 mm21.0305.284.???d上述式中的：——削邊銷與孔配合的最小間隙，單位為 mm;min2?b——削邊銷的寬度，單位為;——分別為工件上兩孔中心距公差和夾具上兩銷中心距公差，LdD?,單位為 mm；——工件上削邊銷定位孔直徑，單位為 mm；2——削邊銷直徑尺寸，單位為 mm。d2、 夾緊裝置入圖 8 所示，這是專門設(shè)計(jì)的夾緊元件。參見夾具裝配圖，把夾緊元件套入零件的外圓柱面，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)將套筒的兩翼卡入夾具體的契形口中，契形口是按一定角度設(shè)計(jì)的，可讓兩翼受力時(shí)產(chǎn)生摩擦力而自鎖，達(dá)到夾緊作用。圖 8：契形雙翼套筒133、 定位誤差分析如圖 6 所示。所加工的是 11 斜孔，本工序加工要求保證的位置精度主要是?11 孔中心線與沉頭孔平面的交點(diǎn)到左端面 A 的尺寸 。? m435.09?由于左端面 A 是主要定位基準(zhǔn)，那么定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合 ；0??jb由于定位副制造誤差引起的定位誤差是受兩定位銷影響的；在左端面 A 平面方向移動(dòng)的定位誤差由 38 圓柱銷確定，由于圓柱?銷與 38 孔為過盈配合，所以 。繞端面 A 的垂直線旋轉(zhuǎn)? 01??jw方向的定位誤差由 9 菱形銷確定， 9 孔的尺寸為 ，菱? m180.9??形銷為 mm，那么 。由上述得12.039?jw3..82?，由三角函數(shù)關(guān)系換算成mjwjjw31.0.21????尺寸方向得 。那么m45.0?jw7.?，該方案的定位誤差小于該工序尺jwjbdw7.寸制造公差 087mm 的 1/3 （ ） ，該定位方案可行。m29.038.?4、 對(duì)刀裝置如裝配圖所示，由專用夾具的定位與夾緊， 11 變?yōu)樨Q直孔，?只要讓鉆頭豎直進(jìn)給加工就可以了。由于零件是斜著安裝到夾具上的，為了方便裝卸工件，把鉆模板設(shè)計(jì)成鉸鏈翻開式的。14已知生產(chǎn)類型為中大批量生產(chǎn)，而且鉆好 11 孔后好要進(jìn)行擴(kuò)?孔與攻絲，就需要更換刀具，所以選用快換鉆套比較合適。5、 夾具體工件的定位是由夾具體的斜面和兩個(gè)可換定位銷連接起來的。然后通過雙翼套筒卡在夾具體的契形口里實(shí)現(xiàn)夾緊。通過鉆模板連接套筒和夾具體，實(shí)現(xiàn)對(duì)刀。這樣該夾具便有機(jī)連接起來，實(shí)現(xiàn)了定位、夾緊、對(duì)刀等功能。6、 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。自鎖實(shí)現(xiàn)的，而鉆模板用鉸鏈翻開式，解決了空間問題，使工件裝卸變得方便。本夾具更換鉆套后，又可以進(jìn)行 16 擴(kuò)孔和 M18X1.5mm 攻絲?的工位。六、 設(shè)計(jì)小結(jié)這是我大學(xué)期間，在學(xué)完全部課程和生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的又一次實(shí)踐性學(xué)習(xí)。經(jīng)過了 3 個(gè)星期努力，我終于完成了任務(wù)。在這次課程設(shè)計(jì)中，使我懂得了運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)，把理論融入到實(shí)踐中。以前在課本中不明白的很多問題，也得到了徹底的解決。這次課程設(shè)計(jì)主要是根據(jù)要求設(shè)計(jì)工藝和某道工序的專用夾具。設(shè)計(jì)工藝與設(shè)計(jì)夾具，我都是第一次實(shí)踐，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，我都15順利完成了。在課程設(shè)計(jì)中，我懂得了解決問題并不是只有一種方法的道理，要實(shí)事求是，要以花錢少辦好事為原則，這樣才能成為一名優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人員。在此，感謝學(xué)校和各位老師給了我這個(gè)難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，我將會(huì)更努力地完成我的學(xué)業(yè)，為校爭(zhēng)光！2008 年 12 月 18 日七、 參考文獻(xiàn)〈〈機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南〉 〉主編：宗凱 化學(xué)工業(yè)出版社〈〈機(jī)械制造工藝學(xué)〉 〉主編：陳明 機(jī)械工業(yè)出版社〈〈機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程〉 〉主編：鄒青 機(jī)械工業(yè)出版社〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)〉 〉主編：吳宗澤、羅圣國(guó) 高等教育出版社