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I XX 大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 固定耳板的加工工藝與鉆夾具設(shè)計(jì) 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 老 師 年 月 日 II 摘 要 固定耳板零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì) 工序設(shè)計(jì)以 及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分 在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析 了解零件的工藝再 設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu) 并選擇好零件的加工基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)出零件的工藝路線 接著對(duì)零件 各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算 關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量 然后 進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì) 選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件 如定位元件 夾緊元件 引 導(dǎo)元件 夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件 計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差 分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處 并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn) 關(guān)鍵詞 工藝 工序 切削用量 夾緊 定位 誤差 III Abstract The fixed lug parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design including machining process design and fixture three In process design should first of all parts for analysis to understand part of the process to design blank structure and choose the good parts machining datum design the process routes of the parts then the parts of each step in the process to the size calculation the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design then the special fixture the fixture for the various components of the design such as the connecting part positioning devices clamping element a guide element fixture and machine tools and other components positioning error calculated by the analysis of fixture jig structure the rationality and the deficiency pay attention to improving and will design in Keywords Process Cutting dosage Clamping Positioning IV 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第 1 章 序 言 6 第 2 章 零件的分析 7 2 1 零件的形狀 7 2 2 零件的工藝分析 7 第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 3 1 確定毛坯的制造形式 8 3 2 基面的選擇 8 3 3 制定工藝路線 8 3 3 1 工藝路線方案一 8 3 3 2 工藝路線方案二 9 3 3 3 工藝方案的比較與分析 9 3 4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 10 3 4 1 機(jī)床選用 10 3 4 2 選擇刀具 10 3 4 3 選擇量具 10 3 5 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 3 6 確定切削用量及基本工時(shí) 12 第 4 章 加工 4 11 夾具設(shè)計(jì) 21 4 1 夾具設(shè)計(jì)要求說明 21 4 2 定位原理及其實(shí)現(xiàn) 21 4 3 定位原件選擇 21 4 4 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇 22 4 5 零件的夾具的加工誤差分析 22 4 6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 23 V 4 7 零件的專用夾具簡(jiǎn)單使用說明 24 總 結(jié) 26 致 謝 27 參 考 文 獻(xiàn) 28 6 第 1 章 序 言 機(jī)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(jī)械 裝備的行業(yè) 機(jī)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(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)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(jì)發(fā)展的重要行業(yè) 是一個(gè)國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支 柱 從某中意義上講 機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué) 技術(shù)水平的重要指標(biāo) 固定耳板零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下 進(jìn)行的一個(gè)全面的考核 正確地解決一個(gè)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(shè)計(jì)出專用夾具 保證尺寸證零件的加工質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力 因此本次設(shè) 計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng) 涉及知識(shí)面廣 所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念 基本理論 又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要 只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合 才能很好的完成本次 設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)水平有限 其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤 敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正 7 第 2 章 零件的分析 2 1 零件的形狀 題目給的零件是固定耳板零件 主要作用是起連接作用 零件的實(shí)際形狀如上圖所示 從零件圖上看 該零件是典型的零件 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn) 單 具體尺寸 公差如下圖所示 2 2 零件的工藝分析 由零件圖可知 其材料為 Q235 適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件 固定耳板零件主要加工表面為 1 銑削底面 表面粗糙度 值為 12 5 aRm 2 銑削左端面 表面粗糙度 值 12 5 aRm 3 銑削右端面 表面粗糙度 值 12 5 4 鉆擴(kuò)鉸 45 和鉆擴(kuò)鉸 11 及表面粗糙度 值 3 2 aR 固定耳板共有兩組加工表面 他們之間有一定的位置要求 現(xiàn)分述如下 1 端面的加工表面 這一組加工表面包括 端面 內(nèi)孔 這一部份只有端面有 6 3 的粗糙度要求 其 要求并不高 粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求 2 45 和 11 的加工表面 這一組加工表面包括 鉆擴(kuò)鉸 45 和 11 孔 8 第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 本固定耳板假設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬臺(tái) 每臺(tái)車床需要該零件 1 個(gè) 備品率為 19 廢 品率為 0 25 每日工作班次為 2 班 該零件材料為 Q235 依據(jù)設(shè)計(jì)要求 Q 100000 件 年 n 1 件 臺(tái) 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際 備品率 和 廢品率 分別取 19 和 0 25 代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N 2XQn 1 1 238595 件 年 3 1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 Q235 年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平 而且零件輪廓尺寸不大 可以采用 型材 這從提高生產(chǎn)效率 保證加工精度 減少生產(chǎn)成本上考慮 也是應(yīng)該的 3 2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一 基面選擇的正確與合理 可以使加工 質(zhì)量得到保證 生產(chǎn)效率得以提高 否則 不但使加工工藝過程中的問題百出 更有 甚者 還會(huì)造成零件大批報(bào)廢 使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)像固定耳板這樣的零件來說 選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的 對(duì)本零 件來說 如果外圓的端面做基準(zhǔn) 則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱 按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則 即當(dāng)零件有不加工表面時(shí) 應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn) 若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí) 則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工 表面做為粗基準(zhǔn) 對(duì)于精基準(zhǔn)而言 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題 當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí) 應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算 這在以后還要專門計(jì)算 此處不在重復(fù) 3 3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn) 應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀 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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下 可以考慮采用萬能 性機(jī)床配以專用夾具 并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率 除此以外 還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì) 效果 以便使生產(chǎn)成本盡量下降 3 3 1 工藝路線方案一 9 10 開料 型材開料毛坯 20 銑 銑大端面 30 銑 銑四周側(cè)面 40 車 車 R193 圓弧面 50 鉆 鉆擴(kuò)鉸 45 60 鉆 鉆擴(kuò)鉸 4 11 70 去毛刺 鉗工去毛刺 80 終檢 按圖樣要求檢驗(yàn) 90 入庫 入庫 3 3 2 工藝路線方案二 10 開料 型材開料毛坯 20 銑 銑大端面 30 銑 銑四周側(cè)面 40 車 車 R193 圓弧面 50 鉆 鉆擴(kuò)鉸 45 60 鉆 鉆擴(kuò)鉸 4 11 70 去毛刺 鉗工去毛刺 80 終檢 按圖樣要求檢驗(yàn) 90 入庫 入庫 3 3 3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于 方案一的定位和裝夾等都比較方便 但是要更換多臺(tái)設(shè) 備 加工過程比較繁瑣 而且在加工過程中位置精度不易保證 方案二減少了裝夾次 數(shù) 但是要及時(shí)更換刀具 因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸?鏜 鉆孔等等 需要 換上相應(yīng)的刀具 而且在磨削過程有一定難度 要設(shè)計(jì)專用夾具 因此綜合兩個(gè)工藝 方案 取優(yōu)棄劣 具體工藝過程如下 10 開料 型材開料毛坯 20 銑 銑大端面 10 30 銑 銑四周側(cè)面 40 車 車 R193 圓弧面 50 鉆 鉆擴(kuò)鉸 45 60 鉆 鉆擴(kuò)鉸 4 11 70 去毛刺 鉗工去毛刺 80 終檢 按圖樣要求檢驗(yàn) 90 入庫 入庫 3 4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3 4 1 機(jī)床選用 工序 40 用 6140 車床加工 各工序的工步數(shù)不多 成批量生產(chǎn) 故選用臥式車 床就能滿足要求 本零件外輪廓尺寸不大 精度要求屬于中等要求 選用最常用的 CA6140 型臥式車床 參考根據(jù) 機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 4 2 7 工序 50 60 是鉆孔 選用 Z525 搖臂鉆床 工序 20 30 是銑削加工 這兩個(gè)面的要求精度不高 從經(jīng)濟(jì)角度看 采用 X52K 銑 床 3 4 2 選擇刀具 在車床上加工的工序 一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀 加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì) 合金車刀 它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵 冷硬鑄鐵 高溫合金的精加工和半精加工 為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性 可選用可轉(zhuǎn)位車刀 GB5343 1 85 GB5343 2 85 鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆 參考 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 主編 孟少農(nóng) 第二卷 表 10 21 47 及表 10 2 53 可得到所有參數(shù) 3 4 3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn) 一般均采用通常量具 選擇量具的方法有兩種 一是按計(jì) 量器具的不確定度選擇 二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇 采用其中的一種方 法即可 11 3 5 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 固定耳板 零件材料為 Q235 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 以后簡(jiǎn)稱 工藝手冊(cè) 表 2 2 17 各種鐵的性能比較 鐵的硬度 HB 為 143 269 表 2 2 23 鐵的物理性能 HT200 密度 7 2 7 3 計(jì)算零件毛坯的重量約為 2 3cmg kg 表 3 1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 同類零件的年產(chǎn)量 件 生產(chǎn)類別 重型 零件重 2000kg 中型 零件重 100 2000kg 輕型 零件重 100kg 單件生產(chǎn) 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產(chǎn) 5 100 10 200 100 500 中批生產(chǎn) 100 300 200 500 500 5000 大批生產(chǎn) 300 1000 500 5000 5000 50000 大量生產(chǎn) 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù) 該零件的月工序數(shù)不低于 30 50 毛坯重量 2 11 80 13 20 151 101 表 3 7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值 根據(jù) GB6137 85 d mm 2 f 8 6 18 00 30 118 12 40 60 表 3 8 鉆頭 擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 1 后刀面最大磨損限度 mm 鉆頭 直徑 d0 mm 刀具材料 加工材料 20 高速鋼 鑄鐵 0 5 0 8 2 單刃加工刀具耐用度 T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑 d0 mm 18 11 20 鉆頭 鉆孔及擴(kuò) 孔 鑄鐵 銅合金及 合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為 0 5 0 8mm 刀具耐用度 T 60 min 確定進(jìn)給量 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 第二卷表 10 4 高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量 為 f 0 25 0 65 根據(jù)表 4 13 中可知 進(jìn)給量取 f 0 60 zm rm 確定切削速度 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 表 10 4 17 高速鋼鉆頭在灰口鑄鐵 190HBS 上鉆孔的切削速度軸向力 扭矩及功率得 V 12 參考 機(jī)械加工in 工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 表 10 4 10 鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù) K 1 0 R 0 85 mvtv V 12 10 32 3 85 0 min 17 則 131 3 nir 18 查表 4 2 12 可知 取 n 150 minr 則實(shí)際切削速度 11 8v實(shí) 確定切削時(shí)間 查 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編 表 10 4 43 鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算 公式 T 3 ifn llw1 19 其中 l l 5 l 2 3f2mdRKcot wm1m 則 t 9 13 s 確定鉆孔的切削用量 鉆孔選用機(jī)床為 Z525 搖臂機(jī)床 刀具選用 GB1436 85 直柄短麻花鉆 機(jī)械加工工 藝手冊(cè) 第 2 卷 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第 2 卷表 10 4 2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆孔進(jìn)給m 量為 0 20 0 35 rm 則取 rf30 23 1 0dn 054 3 6 0573 19 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 第 2 卷表 10 4 9 切削速度計(jì)算公式為 3 min0kfaTdcvvyxpmzv 20 查得參數(shù)為 刀具耐用度 T 3515 0 25 1 8 zcvvvv min 則 1 65 0125 0 2 337 in 所以 72n4 6mir 選取 i120 所以實(shí)際切削速度為 2 64 7 3 vin 確定切削時(shí)間 一個(gè)孔 t s20 8 工序 60 鉆擴(kuò)鉸 4 11 孔兩端倒角 機(jī)床 立式鉆床 Z525 刀具 根據(jù)參照參考文獻(xiàn) 3 表 4 3 9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭 鉆孔 4 11mm 鉆孔 4 11mm 時(shí)先采取的是鉆 10 8mm 孔 再鉸孔到 11 所以 10 8Dm 切削深度 pa5 4m 進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 38 取 f rmf 3 0 切削速度 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 41 取 V48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 100 486539 in31vrd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 31 取 0n 所以實(shí)際切削速度 v 1 86 5 dms 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l42m 刀具切入長(zhǎng)度 1 17 205 96rDlctgkctgm 20 刀具切出長(zhǎng)度 取2lm4 1 ml32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt60 5in 3jLfn 2 鉸孔 11 刀具 根據(jù)參照參考文獻(xiàn) 3 表 4 3 54 選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀 切削深度 且 pa0 15m 10D 進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 58 取 f rmf 0 2 rf 0 2 切削速度 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 60 取 V sV3 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n100 3265 7 in14rD 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 31 取 mn 實(shí)際切削速度 v 0 63 0s 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l42 刀具切入長(zhǎng)度 10019 7 20 9rDdlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 取2lm4 l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 3jt 09 7in315jLnf 該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是 jt 2016 70 48minj 21 第 4 章 加工 4 11 夾具設(shè)計(jì) 4 1 夾具設(shè)計(jì)要求說明 夾具是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的 它是用于實(shí)現(xiàn)被加 工零件的準(zhǔn)確定位 夾壓 刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時(shí)的限位等作用 因此 該臂板 孔加工鉆夾具的設(shè)計(jì)要求主要有以下幾個(gè)方面 1 滿足尺寸精度要求 長(zhǎng)短臂板主要保證芯板組件組合后的產(chǎn)品安裝連接尺寸 H1 H2 四個(gè)孔之間的 相對(duì)位置關(guān)系 長(zhǎng)短臂板與芯板連接后的 H3 尺寸 還要保證鉸制孔與長(zhǎng)短臂板兩個(gè)側(cè) 面的垂直度 鉸制孔與鉸制孔之間的相對(duì)位置 鉸制孔到芯板部件圓心的的距離 鉸 制孔與萬向套孔之間的相對(duì)位置 2 夾具具備通用性 由于離合器的類型多樣性與各個(gè)廠家的要求不一樣 所以加工類型屬于多品種 小批量生產(chǎn) 為降低夾具的制作成本 要求一副夾具加工范圍涵蓋各個(gè)規(guī)格品種 在 更換不同類的工件后夾具不需要大幅度調(diào)整 操作需要簡(jiǎn)單方便快捷 通用性也是本夾具考慮的重點(diǎn) 是本夾具的核心所在 通過觀察圖紙發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)短臂 板有一個(gè)共同的特點(diǎn) 就是都有一個(gè)萬向套孔 而且它的精度要求 形位公差要求都 比較高適合以這個(gè)孔定位 所以一面兩銷的定位方法比較適合本工件 也能實(shí)現(xiàn)夾具 的通用性 3 安裝調(diào)試方便 夾具要具有安裝方便 調(diào)試簡(jiǎn)單 通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) 4 2 定位原理及其實(shí)現(xiàn) 根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特征 選擇 一面兩銷 的定位原理 其定位基準(zhǔn)如圖 3 所示 根據(jù)六點(diǎn)定位原理 即以工件的內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)面 約束了 Z 向的移動(dòng) x 向 的轉(zhuǎn)動(dòng) Y 向的轉(zhuǎn)動(dòng) 3 個(gè)自由度 套在萬向套孔上的芯軸約束了 X 向的移動(dòng) y 向的 移動(dòng) 2 個(gè)自由度 軸承與工件上接觸的兩點(diǎn)形成一條線約束了 Z 向的 1 個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 這樣工件的 6 個(gè)自由度被完全被消除 獲得到了完全定位 所以本夾具完全符合六點(diǎn) 定位原理 4 3 定位原件選擇 如圖 3 所示 定位套臺(tái)階面與定位頂塊臺(tái)階面來保證工件的水平 定位套的定位 22 外圓和定位頂塊上的兩個(gè)軸承來保證工件 XY 平面上的位置 定位套選用 Cr12 淬火件 來增加使用壽命 軸承屬于標(biāo)準(zhǔn)件采購方便也容易更換 4 4 夾緊機(jī)構(gòu)的選擇 夾緊裝置中產(chǎn)生源動(dòng)力的部分叫做力源裝置 常用的力源裝置有氣動(dòng) 液壓 電 動(dòng)等夾緊裝置中直接與工件的被夾壓面接觸并完成壓夾作用的元件稱為夾緊元件 本 設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)螺母壓板夾緊 夾緊點(diǎn)如圖 3 黑色加粗點(diǎn)所示 因?yàn)楸井a(chǎn)品不是大批 量單一性的工件 所以如果采用氣動(dòng)或者液壓夾緊方式的話有點(diǎn)大材小用 浪費(fèi)人力 物力財(cái)力顯得有點(diǎn)劃不來 本工件只需要加工四個(gè)孔 切削力實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)手動(dòng)夾緊方 式完全滿足要求 綜合考慮手動(dòng)壓板壓緊機(jī)構(gòu)是最優(yōu)的選擇 5 使用說明 工件安裝時(shí) 用壓板或者螺栓將夾具固定在工作臺(tái)上 用百分表校準(zhǔn)夾具的平行 度 這樣就可以保證長(zhǎng)短臂板的萬向套孔與加工后的四個(gè)鉸制螺釘孔的圓弧中心在一 直線上 從而保證芯板部件的技術(shù)尺寸要求 本套夾具的使用首先要根據(jù)長(zhǎng)短臂板的萬向套孔選擇合適的定位套 然后根據(jù)長(zhǎng) 短臂板的大小調(diào)整定位楔塊的前后距離留一定的微調(diào)距離 最后微調(diào)夾緊 4 5 零件的夾具的加工誤差分析 工件在夾具上加工時(shí) 加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差 夾具誤差D 夾具在主軸上的安裝誤差 和加工方法誤差 的影響 J A G 如夾具圖所示 在夾具上加工時(shí) 尺寸的加工誤差的影響因素如下所述 根據(jù)上述 一面兩銷 定位原理 產(chǎn)生的定位誤差的的原因有兩個(gè) 一個(gè)是由于 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差 B 由于定位芯軸的基準(zhǔn)為軸線與 工件內(nèi)孔的定位基準(zhǔn)軸線重合 此項(xiàng)誤差為零 二是由于定位副制造誤差引起的定位 基準(zhǔn)的位移 稱為基準(zhǔn)位移誤差 Y min0min0maxmax XdDXYdD 式中 X max 定位副最大的配合間隙 Dmax 工件定位孔最大直徑 d0min 芯軸的最小直徑 工件定位孔的直徑公差 D 芯軸的直徑公差 0d 定位所需的最小間隙 minX 23 已知 定位內(nèi)孔的直徑公差為 0 018mm 最小間隙 Xmin取 0 1mm 最大的配合間隙 為 0 2mm 因此 只需要將芯軸的制造公差控制在 0 08mm 以內(nèi) 即可保證定位精度 1 定位誤差 D 由于底面既是工序基準(zhǔn) 又是定位基準(zhǔn) 基準(zhǔn)不重合誤差 為零 工件在夾具上B 定位時(shí) 定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的 基準(zhǔn)位移誤差 為零 因此 尺寸的定位誤Y 差 等于零 D 2 夾具誤差 J 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差 以及限位基面相對(duì)安裝基面 C 的平行 度誤差是 0 01 3 安裝誤差 A 因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合 夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì) 4 加工方法誤差 G 如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差 主軸的徑向跳動(dòng) 車床溜 板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等 它的大小取決于機(jī)床的制造精度 夾具 的懸伸長(zhǎng)度和離心力的大小等因素 一般取 3 0 05 3 0 017mmG K 零件的夾具總加工誤差是 2A2JDG 062 17 0 精度儲(chǔ)備 238 6 5 0 CJ 故此方案可行 4 6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 1 應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面 如安裝定位元件的表面 安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉?及夾具體的安裝基面 應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?度 24 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定 鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理 焊接和鍛造夾具體要 進(jìn)行退火處理 2 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力 切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和 振動(dòng) 夾具體應(yīng)有足夠的壁厚 剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋 3 應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 而且各表面間的相互位置精度要求高 因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性 應(yīng)做到裝卸工件方便 夾具維修方便 在滿足剛度和 強(qiáng)度的前提下 應(yīng)盡量能減輕重量 縮小體積 力求簡(jiǎn)單 4 應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械加工過程中 切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍 如不及時(shí)排除 切削熱量 的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度 切屑的拋甩可能纏繞定位元件 也會(huì)破壞定位精度 甚至發(fā)生安全事故 因此 對(duì)于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況 可適當(dāng)加大定位元 件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間 對(duì)于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情 況 一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽 5 在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或 配合實(shí)現(xiàn)的 當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí) 夾具的重心應(yīng)盡量低 支承面積應(yīng)足夠 大 安裝基面應(yīng)有較高的配合精度 保證安裝穩(wěn)定可靠 夾具底部一般應(yīng)中空 大型 夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸 然后繪制夾具總圖 詳見繪制的夾具裝配圖 4 7 零件的專用夾具簡(jiǎn)單使用說明 由于長(zhǎng)短臂板的品種比較多 又是小批量生產(chǎn) 以前都是采用配做的方式來加工 所以造成了更換不易 加工困難 維護(hù)維修復(fù)雜同時(shí)也造成了極大的浪費(fèi) 本夾具考 慮到雖然長(zhǎng)短臂板尺寸大小各有不同但是外形基本類似的特點(diǎn) 通過現(xiàn)有的萬向套孔 和圓弧上兩點(diǎn)一線的一條邊來定位 通用性的實(shí)現(xiàn)是通過更換定位套來配合長(zhǎng)短臂板上的萬向套孔 萬向套的尺寸規(guī) 格較少 完全可以每個(gè)尺寸配個(gè)定位套 然后前后移動(dòng)中間可以移動(dòng)的梯形滑塊來控 制能加工長(zhǎng)短臂板的大小 這個(gè)方法非常方便 而且梯形滑塊靠定位插銷來定位可以 節(jié)省調(diào)節(jié)夾具的時(shí)間 擰動(dòng)蝶形螺母來微調(diào)楔塊找正長(zhǎng)短臂板的中心線 定位頂塊上 與長(zhǎng)短臂板接觸的是兩個(gè)小軸承更加方便找正中心 消除了定位不準(zhǔn)確的可能 最后 25 通過壓板壓緊 本夾具實(shí)現(xiàn)了一副夾具可以加工所有長(zhǎng)短臂板的夾具設(shè)計(jì)要求 而且夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單 調(diào)試方便 更換零件容易 便于維修等優(yōu)點(diǎn) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 保證加工質(zhì)量 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 需要設(shè)計(jì)專用夾具 本次 設(shè)計(jì)的長(zhǎng)短臂板通用夾具可以加工各個(gè)型號(hào)規(guī)格的長(zhǎng)短臂板 大大提高了生產(chǎn)效率 降低了勞動(dòng)強(qiáng)度 從而降低了零件的加工成本 同時(shí)采用 一面一銷一邊 的定位方 式和手動(dòng)壓板夾緊方法 保證了加工精度 提高了加工效率 并且在設(shè)計(jì)之中 盡量 選用通用件 進(jìn)一步減少了制造成本 從而增加了經(jīng)濟(jì)效益 本長(zhǎng)短臂板通用夾具設(shè) 計(jì)合理 符合實(shí)際應(yīng)用 滿足加工要求 且較大部分采用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件 制造成本 合理 操作簡(jiǎn)單 設(shè)備調(diào)整 維修方便 1 夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊 輕便 懸臂尺寸要短 重心盡可能靠近主軸 2 當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí) 將產(chǎn)生較大的離 心力和振動(dòng) 影響工件的加工質(zhì)量 刀具的壽命 機(jī)床的精度和安全生產(chǎn) 特別是在 轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大 因此 對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具 要有平衡要求 平衡的 方法有兩種 設(shè)置平衡塊或加工減重孔 在工廠實(shí)際生產(chǎn)中 常用適配的方法進(jìn)行夾 具的平衡工作 3 為了保證安全 夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外 因此 還 應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題 必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩 26 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了 時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的 通過這次的 設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié) 合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì) 使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng) 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(shè)計(jì)手冊(cè)和 AUTOCAD 等制圖軟件 為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的 還應(yīng)該更好的做到 理論和實(shí)踐的結(jié)合 因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo) 使我們學(xué)到了很多 也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì) 它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵 一步 27 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小 為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ) 但是 查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí) 數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊 由于經(jīng) 驗(yàn)不足 在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題 不過我的指導(dǎo)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(shí)給我指明了方向 最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的取得 與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的 在此 我衷心感 謝我的指導(dǎo)老師 特別是每次都放下他的休息時(shí)間 耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些 難題 她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神 精益求精的工作作風(fēng) 深深地感染和激 勵(lì)著我 從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成 他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持 多少個(gè)日日夜夜 他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo) 同時(shí)還在思想 生活上給我以無 微不至的關(guān)懷 除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外 他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也 是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣 并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作 在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠 摯的謝意和崇高的敬意 28 參 考 文 獻(xiàn) 1 東北重型機(jī)械學(xué)院 洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院 長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手 冊(cè) M 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1980 2 張進(jìn)生 機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 機(jī)械工業(yè)出版社 1995 3 李慶壽 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 4 李洪 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京出版社 1996 5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 金屬切削手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2544 6 黃如林 劉新佳 汪群 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 2544 7 余光國 馬俊 張興發(fā) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) M 重慶 重慶大學(xué)出版社 1995 8 周永強(qiáng) 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) M 北京 中國建材工業(yè)出版社 2542 9 劉文劍 曹天河 趙維 夾具工程師手冊(cè) M 哈爾濱 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 1987 10 王光斗 王春福 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2542 11 東北重型機(jī)械學(xué)院 洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院 長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手 冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 1984 12 李慶壽 機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè) M 銀州 寧夏人民出版社 1991 13 廖念釗 莫雨松 李碩根 互換性與技術(shù)測(cè)量 M 中國計(jì)量出版社 2540 9 19 14 王光斗 王春福 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) M 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2540 15 樂兌謙 金屬切削刀具 機(jī)械工業(yè)出版社 2545 4 17