拨叉夹具机械的设计方案.doc

(49页)

'拨叉夹具机械的设计方案.doc'

《拨叉夹具机械的设计方案.doc》由会员分享,提供在线免费全文阅读可下载,此文档格式为doc,更多相关《拨叉夹具机械的设计方案.doc》文档请在天天文库搜索。

1、拨叉夹具机械的设计方案第1章 绪论随着科学技术的高速发展,机械产品不断更新换代,其产品型号越来越多,质量要求越来越高,更新周期越来越短,使机械制造工程飞速的发展。在机械加工过程中,夹具占有非常重要的地位。它可靠地保证了工件的加工精度,提高了加工效率,减轻了劳动的强度。夹具的设计过程中,应深入生产实际,对工件的图纸、工艺文件,生产纲领等分析,精心调查研究,吸取国外的先进技术,制订出合理的设计方案[1]。机械加工必须保证零件的加工质量,达到设计图纸规定的各项技术要求,同时还应该具有较高的生产率和经济性。因此,机械加工工艺规程设计就是一项重要的工作。它要求设计者必须具有丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。在指定工艺规程时,应根据零件的产量和现有的设备条件,综合考虑加工质量、生产率和经济性的要求,经过反复分析比较,确定最优方案。1.1 夹具设计的意义零件在工艺规程制定之后就要按工。

2、艺规程顺序进行加工。加工中除了需要机床、刀具、量具之外,成批生产时还要用机床夹具。他们是机床和工件之间的连接装置,使工件相对于机床或刀具获得正确的位置,机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度,所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作,是加工过程中最活跃的因素之一[2]。因此,好的夹具设计可以提高产品劳动生产率,保证和提高加工精度,降低生产成本等,还可以扩大机床的使用围,从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率,降低成本。在当今激烈的市场竞争和企业信息化要求下,满足企业对夹具的设计制造的更高要求。CA6140车床拨叉铣、钻等工序使用的专用夹具设计应针对加工零件,应达到结构紧凑、操作简便、生产率高。所以对CA6140车床拨叉加工工艺及夹具设计,不但是我们对大学所学的知识的一个整合,而且是对结构设计和工艺设计方面的一次训练。1.2 夹具设计研究概述1.2.1 夹具的定义夹具是一种装夹工。

3、件的一种工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工,热处理装配,焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具,在现代生产过程中,机床夹具不可缺少。它直接影响着加工的精度,劳动生产率和产品的制造成本等,故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工件[3]。1.2.2 夹具发展概况随着科学技术的不断进步,夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。改革开放以来,机械工业充分利用国外两方面技术资源,有计划的进行企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术、产品质量以及经济效益有了很大的提高,为繁荣国市场,扩大出口创汇,推动国民经济的发展起了重要作用。夹具最早出现在1787年,至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低,机械产品工件的制造质量主要依赖。

4、劳动者个人的经验和手艺,而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具;第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展,夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向(或对刀)元件的结构也日趋完善,逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一;第三阶段,即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高,夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。我国的机械制造业经过50多年,特别是近20年的发展,已形成了品种繁多、门类齐、布局合理的机械制造工业体系。许多科研院所、大专院校和企业研制出了一大批成套技术装备和多种高精尖产品,有些已接近或达到国际先进水平。现代机床夹具的发展为了适应现代机械工业向高、精,尖方向发展的需要和多品种、中小批生产的特点,机床夹具的主要发展方向表现为精密化[4]。目前中国制造业发展迅猛,以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件,导致改型和。

5、生产个零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增,加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。 目前,除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外,在数控机床上,尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置,充分发挥了数控机床的效率。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要,扩大夹具的柔性化程度,改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构,发展可调夹具结构,将是当前夹具发展的主要方向,使机械产品不断更新换代,品种型号越来越多.质量越来越高,更新周期越来越短[5]。1.2.3 夹具设计要解决的主要问题夹具设计最关键是要求对工件定位正确,且满足定位精度要求。首先得了解影响定位精度的因素,然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度,那么可以提高夹具的制造精度,减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。除此之外,选择夹具的类型。

6、与结构型式必须与零件生产批量大小相适应,夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度,从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间[6]。1.3 夹具的功能机床夹具的主要功能是定位和加紧。定位是确定工件在夹具中占有正确位置的过程。通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合实现的,而夹紧则是工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。机床夹具的特殊功能是对刀和导向,通过调整工件切削刃相对工件或夹具的正确位置。而导向则是如钻床夹具中的钻模板和钻套,能迅速的确定钻头的位置,并引导其进行钻削。机床夹具能够降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度。由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧,这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度[7]。1.4 夹具组成1.4.1 夹具的基本组成部分虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分。

7、析。机床夹具的基本组成部分是定位元件,夹紧装置和夹具体三个部分,这也好似夹具体的主要容。定位元件是夹具的主要功能元件之一 ,通常当工件定位基准面的形状确定后,定位元件的结构也就确定了。夹紧装置也是夹具的主要元件之一,一般铰链压板、螺钉、夹紧装置等。通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构,形状有回转体形和底座等多种定位元件,夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。1.4.2 夹具的其他组成部分1. 连接元件根据机床的工作特点,夹具在机床上的安装。连接常有的两种方式:一种是安装在机床工作台上,另一种是安装在机床主轴上,连接元件用于确定夹具本身在机床上的位置。2. 对刀与导向装置对刀装置常见在铣床夹具中,用以对刀块。调铣刀对刀前的位置,对刀时,铣刀不能与对刀块直接相连,以免碰伤铣刀的切削刃和对刀块工作表面。导向装置钻模板、钻套、镗模的镗模支架。镗套,它们能确定刀具的位置,并引导刀具进行切削。3.。

8、 其他元件和装置根据加工的需要,有些夹具分别采用分度装夹,靠模装置上下料加工工艺机器人等[8]。1.5 夹具的分类1.5.1 按夹具的通用特性分类这是一种基本的分类方法,主要反应夹具在不同生产类型中的通用特性,故也是选择夹具主要依据。目前,我国常用的夹具有通用夹具、专用夹具和自动化生产夹具等五大类。1.5.2 按夹具使用的机床分类这是专用夹具设计使用的分类方法,如车床、铣床、刨床、钻床、数控车床等夹具,如图1-1,1-2,1-3所示:图1-1 钻床夹具 图1-2 铣床夹具图1-3 工装夹具设计专用夹具时机床的类别、组别、型别主要参数均以确定。它们不同点是机床切削成型运动不同、故夹具与机床的连接方式不同它们的加工精度要求也各不相同[9]。1.6 夹具使用优点夹具的使用一般包括两个过程,其一是夹具本身在机床上的安装和调整,其二是被加工工件在夹具中的安装。加工过程中,工件与刀具的相对位置容易得到。

9、保证,并且不受各种主观因素的影响,因而工件的加工精度稳定可靠。1. 所保证加工精度用夹具装夹工件时工件相对刀具及机床的位置由夹具保证不受工人技术的影响,使一批工件的加工精度趋于一致。2. 提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速工件不需划线找正,可显著的减少辅助工时,提高劳动生产率,工件在夹具装夹后提高了工件的刚性,因此可加大切削用量,提高劳动生产率,可使用多工位夹具,并可采用高小夹紧机构,进一步提高劳动生产率。3. 能扩大机床的使用围4. 能降低成本在批量生产后使用夹具后,由于劳动生产率的提高,使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因,明显的降低了成本夹具制造成本分摊在一批工件上,没个工件制造的成本是极少的,远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本,元件批量越大使用夹具所取得的经济效应就越大。5. 改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全[10]。1.7 夹具设计要求1.7.。

10、1 夹具设计基本要求设计夹具时,应满足下列四项基本要求:1. 保证工件的加工精度。2. 保证工人的造作安全。3. 达到加工的造作生产率要求。4. 满足夹具一定的使用寿命和经济效应。1.7.2 生产对其提出的新要求现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代,以适应市场激烈竞争,现代生产对夹具提出了如下新的要求:1. 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期。2. 能装夹一组相似性特征的工件。3. 用于精密加工的高精度的机床。4. 适用于各种现代化制造技术的新型技术。5. 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置,进一步提高劳动生产率[11]。 1.8 夹具设计特点 机床夹具设计与其他装备设计比较有较大的差别,主要表现在以下五个方面:1. 要有较短的设计和制造周期,一般没有条件对夹具进行原理性实验和复杂的计算工作。2. 夹具的精度一般比工件的精度变了三倍。3. 夹具在一般情况下是单体制造的,。

11、重复制造的机会通常要求夹具在投产时一次成功。4. 夹具和操作工人的关系非常的密切,要求夹具与生产条件和操作密切结合。5. 夹具的社会协作制造条件较差,特别是商品化的元件较少,设计者要熟悉夹具的制造方法,以满足设计的工艺要求。1.9 现代夹具的发展发向现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面。随着机械产品精度的日益提高,精密化夹具势必也相应提高。高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的,以提高劳动生产率,减少工人劳动强度。夹具的柔性化与机床的柔性化相似,它是通过调组合等方式,以适应工艺可变因素的能力[12]。夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制造典型夹具结构的基础上,首先进行夹具元件和部件的通用化,建立典型尺寸系列或变型,以减少功能用途相近的夹具元件。舍弃一些功能低劣的结构,通用化方法包括:夹具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用。

12、化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件[13]。第2章 工艺规程的编制2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给的是CA6140车床主轴箱拨叉的工艺规程编制和夹具设计。CA6140车床的拨叉位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用[14]。零件图如图2-1所示:图2-1 拨叉零件图零件上方的mm孔与操纵机构相连,而下方的mm半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮实现变速。两件零件铸为一体,加工时分开。2.1.2 零件的工艺分析零件的材料为HT200,为了满足其性质要求,由参考文献[15]表2-3铸件制造方法选取金属型铸造方法,由参考文献[16]表2.2-4 灰铸铁件的硬度分级可知灰铸铁的硬度为190~210HBS,具有较高的强度和耐磨性,适于承受较大应力和耐磨性的要求。CA6140车床拨叉有多处加工面,其。

13、中有两处加工表面,其间有一定位置要求。分述如下:1. 以mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:mm的孔,以及40mm的圆柱上表面,其中主要加工表面为mm通孔,其粗糙度要求为1.6。2. 以mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:mm的孔,以及75mm的两个端面。其中mm孔的粗糙度要求为3.2,75mm的两端面有垂直度0.1的要求。3. 将两件铣断这一组加工表面包括:铣断面的粗糙度要求为6.3。4. 铣mm的槽这一组加工表面包括:此槽端面的粗糙度要求为3.2,槽的底面的粗糙度要求为6.3。5. 铣40mm外圆柱面上的平台这一组加工表面包括:粗糙度要求6.3,其余为尺寸要求,精度不高。该零件加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:mm孔的中心与mm孔的中心有位置要求mm。mm的槽与mm的孔表面有垂直度公差为0.08。C、D两端面之间相对于的mm的孔表面有垂直度公差为0.1。由以上分析:对。

14、于以上加工表面,根据加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度,可先加工其中某一重要表面,然后借助于专用夹具加工其它表面,并保证各种尺寸和位置的精度要求。2.2 确定毛坯的制造形式根据零件的材料和形状确定毛坯为铸件,考虑零件在机床运行过程中可以承受较大载荷和冲击载荷,且零件结构又比较简单,采用金属型铸造的方法来加工,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作可靠。这样不但提高生产率,而且可以保证零件的加工精度。毛坯零件图如图2-2所示: 图2-2 毛坯图毛坯的铸造方法:选用金属型造型的方法。毛坯的热处理:热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当,是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置,根据材料和热处理的目的而定。本次加工中热处理为预备热处理安排在机械加工之前,采用正火、调质处理来改善材料的加工性能。此外,为了消除残余应力,铸造后应安排人工时效。2.3 。

15、基面的选择  基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,过程中会问题百出,甚至会造成大批废品,使生产无常运行。1. 粗基准的选择对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准[17]。根据这个基准选择原则,现以拨叉的底面和40mm的外圆表面为粗基准,利用V型块夹紧达到完全定位,然后进行钻55mm孔的加工。2. 精基准的选择为了保证定位基准和加工工艺基准重合,所以选择零件的25mm圆表面为精基准,并且以“基准重合”和“基准统一”为原则,来保证加工精度和装夹准确方便。2.4 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工。

16、序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。1. 工艺路线方案一工序一:铸造毛坯工序二:将两件铣断工序三:钻、扩、铰、精铰25mm孔工序四:粗车、半精车、精车55mm孔工序五:粗铣、精铣C、D面保证垂直度误差不大于0.1工序六:粗铣B面工序七:铣16mm的槽,垂直度误差不大于0.08工序八:铣40mm外圆上的平台工序九:检验入库上面的工序加工不太合理,因为如果先将两件铣断,破坏了零件的整体性,这样就达不到两个孔之间的位置要求,影响整个工件的加工要求,从而降低了零件的使用价值。由此得出下面一个方案。2. 工艺路线方案二工序一: 铸造毛坯工序二:以底平面D面为粗基准,用V型块定位,粗车、半精车、精车mm孔,使其达到精度要求工序三:以40mm圆柱外表面为基准,用V型块定位,并以mm的圆心为基准钻、扩、粗铰、精铰mm的孔,达到精度要求工序四:将两件铣断工序五:以mm的。

17、孔为精基准,以定位挡销和一压板实现定位,进行C、D两面的粗铣、精铣加工,使C、D两面满足垂直度误差不大于0.1工序六:以mm的孔为精基准,以D面和一辅助支撑实现定位,进行B面的粗铣加工工序七:以mm的孔为精基准,铣mm的槽,保证槽的侧面相对于孔的垂直度误差是0.08工序八:以mm的孔为精基准,铣40mm外圆上的平台工序九:去除毛刺工序十:检验入库 比较两种工序加工方案,考虑到加工的合理性及精度的要求,我们选择方案二的设计。2.5 选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为中批,故加工机床设备等以通用机床为主,其生产方式以通用机床加专用夹具为主,工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均有人工完成。根据加工零件的具体工序,满足加工需求,根据文献[15]选择以下机床、刀具和量具:1. 机床的选择铣面、铣槽、铣平台时均采用立式铣床X52K; 钻、扩、铰孔均采用立式钻床Z550; 车孔时采用卧式车床。

18、C620-1。2. 夹具的选择该拨叉的生产纲领为中批生产,所以采用专用夹具。3. 刀具的选择铣上下表面时采用硬质合金端铣刀,可以保证加工零件的精度要求; 铣槽时采用直柄立铣刀; 铣断时采用铣断铣刀; 钻孔时采用高速钢锥柄麻花钻;扩孔时采用高速钢锥柄扩孔钻;铰孔时采用硬质合金锥柄机用铰刀; 车孔时采用YG6硬质合金车刀。4. 量具的选择极限量规或塞规、对角度尺寸采用专用夹具保证,其它尺寸采用通用量具即可。2.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 CA6140车床拨叉零件材料为HT200,硬度190~210HBS,抗拉强度,生产类型为中批量,铸造毛坯。由文献[18]表2—17灰铸铁铸件预计的力学性能及应用举例及以上原始资料及加工工艺,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:(1) 求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸,长315mm,宽75mm,高80mm,故最大轮廓尺寸。

19、为315mm。(2) 选取公差等级CT由文献[15]表5-1 大批量生产的毛坯铸件的公差等级得铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁,得公差等级CT围8~10级,取为10级。 (3) 求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT,由表5-3铸件尺寸公差[15]得:公差带相对于基本尺寸对称分布。(4) 求机械加工余量等级由文献[15]表5-5 毛坯铸件典型的机械加工余量等级得铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁,得机械加工余量等级围D~F级,取为F级。(5) 求RMA(要求的机械加工余量)对所有加工表面取同一个数值,由文献[15]表5-4 要求的铸件机械加工余量(RMA)得最大轮廓尺寸为315mm、机械加工余量等级为F级,得RMA数值为2.5mm。(6) 求毛坯基本尺寸为方便加工,键槽处铸成实心。C面、D面属双侧加工,应由文献[15]式(5-2)求出,即R=F+2RMA+CT/2=。

20、12+22.5+2.2/2=18.1mm B面为单侧加工,毛坯基本尺寸由文献[15]式(5-1)求出,即R=F+RMA+CT/2=80+2.5+3.2/2=84.1mm 25mm孔属腔加工,应由文献[15]式(5-3)求出,即R=F-2RMA-CT/2=25-22.5-2.6/2=18.7mm 55mm孔属腔加工,应由文献[15]式(5-3)求出,即R=F-2RMA-CT/2=55-22.5-2.8/2=48.6mm式中 R——毛坯基本尺寸;F——毛坯的铸件轮廓尺寸;RMA——要求的机械加工余量;CT——公差等级。拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量见如下表2-1表2-1 拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量项目C面D面B面25mm孔55mm孔·键槽公差等级CT 10101010—加工面基本尺寸12802555—铸件尺寸公差2.23.22.62.8—机械加工余量等级FFFF—RMA2.52.52.52。

21、.5—毛坯基本尺寸18.184.118.74501. C面、D面的加工余量为6.1mm(为双边加工)查文献[15]表5-49 平面精加工余量得精加工余量1mm,故粗加工余量为Z=4.1mm,则单边加工余量为Z=2.05mm。2. B面的单边总加工余量为Z=4.1mm查文献[15]表5-49 平面精加工余量得精加工余量故粗加工余量为Z=3.1mm。3. 孔(25mm的孔已铸成18.7mm的孔)查文献[15]表5-42 基孔制7、8、9级(H7、H8、H9)孔的加工余量得工序尺寸加工余量:钻孔至23mm 余量为4.3mm; 扩孔至24.8mm余量为1.8 mm; 粗铰孔至24.94mm余量为0.14 mm; 精铰孔至25mm余量为0.06 mm。4. 孔55mm孔(55mm的孔已先铸初45mm的孔)查文献[15]表5-42 基孔制7、8、9级(H7、H8、H9)孔的加工余量: 粗车45mm的孔。

22、至51mm余量为6mm;半精车51mm孔至53.8mm余量为2.8mm; 精车至55mm余量为1.2 mm。5. 铣16mm的槽由文献[15]表5-41 凹槽加工余量及偏差得粗铣后半精铣宽度余量Z=3mm,粗铣后公差为+0.18~+0.27mm,半精铣后公差为+0.11mm。工序尺寸加工余量: 粗铣至11.5mm; 半精铣至14.5mm余量为3mm; 精铣至16mm余量为1.5mm。2.7 确立切削用量及基本工时工序一:铸造毛坯。工序二:底平面B为粗基准,粗车、半精车、精车55mm的孔,使其粗糙度达到3.2(已铸成45mm)。1. 粗车45mm的孔至51mm(1) 选择主轴转速选择C620-1车床,正转n=10~1400r/min,反转n=14~1580r/min;纵向f=0.028~6.33mm/r,横向f=0.014~3.16mm/r。(2) 选择进给量决定进给量,由文献[15]表5-。

23、57 卧式车床刀架进给量得:f=0.028~6.33mm/r,取f=1.59mm/r(3) 计算切削速度由文献[15]表2-8 车削时切削速度的计算公式得:式中 使用寿命T=60min;=158;=0.15;=0.40;m=0.2由文献[15]表2-9车削过程中使用条件改变时的修正系数得=1.0则: m/min m/min由文献[15]表5-56卧式车床主轴转速得转速n=305 r/min则实际切削速度 m/min(4) 计算基本工时min式中 ——机动时间,min;L——刀具或工作台行程长度,mm;n——机床主轴转速,r/min;f——主轴每转刀具的进给量,mm/r。2.半精车51mm的孔至53.8mm,切削余量为2.8mm(1) 确定背吃刀量 mm。(2) 确定进给量、计算切削速度由文献[15]表5-121用YG6硬质合金车刀车削灰铸铁时的得:v=90m/min, f=0.42mm/r。

24、。 r/min采用C620-1卧式车床,由文献[15]表5-56 卧式车床的主轴转速得主轴转速n=48。 由此算出转速 按机床实际转速,取 n=125r/min则实际切削速度 。(4) 计算基本工时,3. 粗铰24.8mm孔至24.94mm(1) 确定背吃刀量 mm,由文献[15]表5—136 硬质合金铰刀铰孔时的切削用量得被吃刀量mm,符合被吃刀量的围。(2) 确定进给量由文献[15]表5—128 高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量f=0.3 ~0.5mm/r,所以取f=0.36mm/r。(3) 计算切削速度由文献[15]表2—13钻、扩和铰孔时切削速度的计算公式得: 由文献[15]表5—130 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及寿命得钻头后刀面最大磨损量为0.6~0.8mm,取0.6mm,寿命。式中 ;;; ;。由文献[15]表2—14 钻、扩及铰孔是使用条件改变时切削速度的修正。

25、系数得所以 由文献[15]表5—65 立式钻床主轴转速取转速n=185r/min所以,实际切削速度 (4) 计算基本工时由文献[15]表2-27 铰圆柱孔的超出长度得:4. 精铰24.94mm孔至mm(1) 确定背吃刀量mm。由文献[15]表5—136 硬质合金铰刀铰孔时的切削用量得被吃刀量mm,符合被吃刀量的围。(2) 确定进给量由文献[15]表5—128 高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量f=0.9 ~1.4mm/r,所以取 f=0.9mm/r(3) 由文献[15]表5-131 高速钢钻头钻碳钢及合金钢时的切削速度得理论转速为: 由文献[15]表5—56立式钻床主轴转速取转速n=185r/min所以,实际切削速度 (4) 计算基本工时由文献[15]表2-27铰圆柱孔的超出长度得mm工序四:将两件铣断(1) 进给量的确定由文献[15]表5—98 铣刀直径选用切断刀,铣刀直径应小。

26、于63mm,取63mm,齿数为6,可选用X52k立式升降台铣床。功率为7.5 kw,由文献[15]表5-145 高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀、和切断铣刀加工钢时的进给量得每齿进给量,。铣削宽度为: (2) 铣削速度的确定由文献[15]表2-17 铣削时切削速度的计算公式得: 式中 =10.5;=0.2;=0.2;=0.4;=0.5;=0.1;m=0.15由文献[15]表5-72 立式铣床主轴转速及文献[15]表5-98 铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速,取立式铣床主轴转速n=150r/min切削速度 。(3) 切削工时,由文献[15]表5-73 立式铣床工作台进给量得则 工序五:粗铣和半精铣C、D两面。1. 粗铣C、D两面(1) 背吃刀量的确定因为切削余量较小,故以此就可以切除全部加工余量,则 。(2) 进给量的确定选用硬质合金端铣刀,材料为YG6。端铣刀直径应小于8。

27、0mm,由文献[15]表5—98 铣刀直径选择取直径80mm,齿数为6。可选用X52K立式升降台铣床,功率为7.5kw,由文献[15]表5-146 硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得:每齿进给量。(3) 铣削速度的确定由文献[15]表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速得:式中 =245;=0.2;=0.15;0.35;=0.2;=0;m=0.32。取立式铣床主轴转速n=118r/min,则切削速度 (4) 切削工时由文献[15]表5-73 立式铣床工作台进给量取=126mm/min,2. 半精铣C、D两面(1) 背吃刀量的确定由文献[15]表5-49 平面精加工余量得:半精加工铣削用量为1mm,取。(2) 进给量的确定 选用硬质合金端铣刀,材料为YG6。端铣刀直径应小于80mm,由文献[15]表5-144高速钢。

28、端铣刀、圆柱铣刀、盘铣刀加工时的进给量取表面粗糙度为3.2,表5-146硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量=0.14~0.24mm/z,取=0.2mm/z。(3) 铣削速度的确定由文献[15]表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速得:式中 =245;=0.2;=0.15;0.35;=0.2;=0;m=0.32。取立式铣床主轴转速n=150r/min,则切削速度 (5) 切削工时由文献[15]表5-73 立式铣床工作台进给量取=126mm/min,工序六:粗铣B面(1) 背吃刀量的确定因为切削余量较小,故一次切削就可切除全部加工余量,则。(2) 进给量的确定选用硬质合金端铣刀,材料为YG6,铣刀直径应小于80mm,由文献[15]表5—98 铣刀直径选择60mm,齿数为6。可选用X52K,立式升降台铣床,功。

29、率为7.5kw,由文献[15]表5-146 硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量,(3) 铣削速度的确定由文献[15]表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速得:式中 =245;=0.2;=0.15;0.35;=0.2;=0;m=0.32。取立式铣床主轴转速n=118r/min,则切削速度 (4) 切削工时由文献[15]表5-73 立式铣床工作台进给量取=126mm/min所以 工序七:粗铣、半精铣mm的槽,使其达到精度要求1. 粗铣12mm的槽,粗加工后,公差为+0.18~+0.27(1) 选择机床刀具选择立式铣床X52K,直柄立铣刀(2) 切削用量由文献[15]表5-145 高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀和切断铣刀加工时的进给量得进给量为任意,取。由文献[15]表5-148 铣刀磨钝标准取铣刀。

30、磨钝标准最大磨钝限度粗加工时为1.0~1.2,粗加工时为0.3~0.5。由文献[15]表5-149 铣刀平均寿命取平均寿命为T=60min,槽宽16mm,槽深10~25mm,,n=279r/min, 。(3) 计算基本工时,;则 2. 精铣槽mm本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半精铣工步,此工序精铣槽必须满足各种技术要求包括:槽宽16H11,槽深8H12,槽两侧粗糙度为3.2,槽底面粗糙度为6.3。(1) 选择机床和刀具机床:X52K立式铣床。刀具:直柄立铣刀,铣槽=16mm。查文献[15]表8铣刀参数的选择取国家标准GB1118,D=160mm,d=40mm,L=16mm,齿数z=24(2) 计算切削用量由文献[15]表5-145 高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀和切断铣刀加工时的进给量得铣削宽度为16mm时,每齿进给量任意,取=0.67mm/r由文献[15]表5-148 铣刀磨。

31、钝标准取铣刀磨钝标准和耐用度,磨钝标准为0.20~0.25,由文献[15]表5-149 铣刀平均寿命取铣刀平均寿命 T=60min。(3) 切削速度由文献[15]表2-17 铣削时切削速度的计算公式得:式中 修正系数k=1.0;=10.5;=0.2;=0.2;0.4;=0.5;=0.1;m=0.15。,,代入上式,得 。(4) 确定机床主轴转速由文献[15]表5-72 立式铣床主轴转速得主轴转速为n=190r/min,则实际切削速度 (5) 计算切削工时由文献[15]表5-73 立式铣床工作台进给量取=127mm/z 则: 工序八:粗铣半精铣40mm外圆上的平台由于整个加工余量为6mm,且精铣的加工余量为1mm。则粗细过程5mm,分两步加工1. 第一次粗铣、第二次粗铣(1) 背吃刀量的确定,。(2) 确定进给量选用硬质合金端铣刀,材料为YG6,由文献[15]表5—98 铣刀直径选择得铣刀直。

32、径应小于80mm,取直径为40mm。齿数为6。可选用X52K立式升降台铣床功率为7.5kw,由文献[15]表5-146 硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量(3) 确定铣削速度由文献[15]表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直径选择和表5-7 立式铣床主轴转速得:式中 =24;=0.;=0.1;0.3;=0.2;=0;m=0.32。取立式铣床主轴转速n=150r/min,则切削速度 (4) 切削工时由文献[15]表5-73立式铣床工作台进给量取=126mm/min,;同理2. 半精铣(1) 背吃刀量的确定。(2) 进给量的确定选用与粗铣刀同样的刀具和机床,由文献[15]表5-144高速钢端铣刀、圆柱铣刀、盘铣刀加工时的进给量取:表面粗糙度为6.3, 文献[15]表5-146硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进。

33、给量=0.14~0.24mm/z 取=0.2mm/z(3) 铣削速度的确定由文献[15]表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速得:式中 =245;=0.2;=0.15;0.35;=0.2;=0;m=0.32。取立式铣床主轴转速n=190r/min则切削速度 (4) 切削工时由文献[15]表5-73 立式铣床工作台进给量取=126mm/minmm,工序九:去除毛刺工序十:检验入库第3章 工序70的夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计夹具。本次夹具设计对槽的加工,其夹具为专用夹具,利用X52K立式升降台铣床,三面刃铣刀,实现对槽的加工,使其达到精度要求。3.1 问题的提出本夹具主要用来精铣的槽,其侧面的粗糙度要求为3.2,底面的粗糙度要求为6.3,相较于基准的孔有垂直度0.1的要求。由于槽的加工精度要求不是很高,因。

34、此,在本道工序加工时在考虑精度的前提下,还应考虑到降低劳动强度,提高劳动生产率。3.2 夹具设计1. 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理,否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。铣的槽的夹具定位如图3-3所示:图3-3 铣的槽的夹具定位因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求,所以我们应考虑如何提高劳动效率,降低劳动强度,提高加工精度。25mm和55mm的孔已完成了加工,达到很高的精度,以其做定位面可以保证加工要求。我们以25mm的孔为精基准,以一定位销定位夹紧,另外,在55mm处加一可调支撑实现六点定位,实现对零件的加工。铣刀材料为硬质合金,利用手。

35、动加紧方式。2. 切削力的计算刀具:直柄立铣刀,尺寸为16mm。圆周力由文献[15]表2—18铣削时切削力、转矩及功率的计算式]得: 式中 ;;;;;; ;。则 转矩由文献[15]表2—18铣削时切削力、转矩及功率的计算公式得: 式中 ;。则 功率由文献[15]表2—18铣削时切削力、转矩及功率的计算公式得: 式中 ;。 则 在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数式中 为基本安全系数1.5;为加工性质系数1.1; 为刀具钝化系数1.1;为断续切削系数1.1。所以 3. 夹紧机构根据零件的定位方案,加工方法,生产要求,运用手动夹紧即可满足条件。通过定位销实现定位夹紧并配以一可调动的定位支撑,使工件达到设计的位置,既能准确的定位加工又方便操作、提高了工作效率。手动夹紧是可靠的,可去除夹紧力的计算。3.3 定位误差的分析本夹具的主要定位面是25mm孔的表面和一可调动的定位支撑实现定位作用。本。

36、次设计夹具的工序尺寸公差为,垂直度误差为1.0,可加工满足。3.4 夹具设计及操作的简要说明综上所述,在夹具设计时,首先应考虑到降低成本,方便加工,采用手动夹紧的固定方法,夹具底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有确定的安装位置,以利于加工。在装夹时,先将工件在夹具体中完全定位,以一定位销实现固定夹紧,并配以一可调定位支撑,使其达到完全定位,对刀块与铣削面之间有1mm的间距,方便对刀,提高加工的精确性。设计的夹具体结构简单、操作方便、容易完成零件的加工,方便实现定位及夹紧。第4章 机床夹具优化设计及经济效益现代夹具(如成组夹具、通用可调夹具、组合夹具)的结构共性,大都由通用基体和可调、可换元件两部分组成。可调、可换元件一般是随夹具适用对象数的多少而变化的,因此,在现代夹具设计时,适用对象种数选择得是否合理,将直接关系到可调、可换元件的数量和夹具的整体经济性[18]。 4.1 优化设。

37、计分析这种优化设计的特点是可以正确确定适用对象种数。 根据优化设计的结果,对可调、可换元件和通用基体的结构设计从成本比例的角度进行调整,从而使之满足优化设计,达到整体经济性的目的[19]。 4.1.1成组夹具成本成组夹具的成本: Cc=Ct+PN 式中 Ct——成组夹具上通用基体的成本,元; P——成组夹具上可调、可换元件平均单件成本,元/种; N——成组夹具适用零件种数,种;T——对整套夹具来说是一常数。PN则随着N的增减而变化(其中P为常数)。从成组夹具适用对象种数所分摊的夹具成本看,可以认为:适用对象在成组夹具满负荷的围,对象种数愈多则夹具分摊到适用对象种数上的单位成本就愈低。 从夹具上的可调、可换元件看,随着夹具适用对象种数的增加,则夹具上的可调、可换元件也随着增加,这时,可调、可换元件的设计、制造费用以及夹具的调整次数和调整、保管费用也随之相应增加[20]。 以上2个不同容有些矛。

38、盾的因素,从不同的角度影响着成组夹具的经济性。4.1.2 优化设计的现实意义当所设计的成组夹具,其适用对象零件种数等于或接近NK值时,可以认为这套成组夹具符合经济性的原则;反之,从经济的角度可以认为是不合理的。这时,应该从各方面采取调整措施,如修改通用基体或可调、可换元件的结构设计,使之Ct值与P值的比例关系得到调整,最终符合经济性的原则。 在成组夹具设计中,根据夹具的复杂程度,从已积累的统计资料中取得Ct值与P值的当量值,以预定成组夹具适用对象零件种数,然后对实际的Ct值与P 值进行评价,这样可以达到减少过程损失的目的。 按照此方法进行通用化工装设计,可大大降低工装成本,缩短产品开发周期。由于通用夹具在产品开发中的占总体工装的1/5~1/10,其制造可由本企业的机修单位来完成,工装夹具的到货周期由原来的几个月缩短为几天。 可以大大减少夹具库存量。以工装库存的最低储备量来估算,库存量为现场。

39、用量的2~3 倍,而通用工装夹具会使原来现场使用的夹具由几百种下降为几十种,库存量可降至1/2~1 倍的生产用量[21]。 4.2 机床夹具柔性化加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上,因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然,在满足了柔性的条件下、也有着不同的解决方案,如:模块化、可变换化、可重新配置化、在线兼容性等。不论采用哪种方案,使用高性能的液压夹具都显得尤为重要,现在,柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用,使得发动机零件的加工变得越来越柔性化,具体情况取决于每个加工项目的产量配额使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省90%~95%的时间,缩小了生产循环周期,从而增加了产量也就意味着降低了成本[22]。当加工一长型铝合金零件时,刀具通过时旋转油缸可快速让开,刀具通过后可。

40、快速复位。液压夹具系统的第二项重要特点是可实现非常高的定位精度。关键在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变。从而确保了同一道工序下的加工质量一致性。由于变形造成的废品率将会微乎其微,机械加工工艺技术正在向着高效、高速、智能复合、绿色环保的方向发展。合理利用资源及原材料、降低零件制造成本,最大限度地减少时环境的污染程度[23]。4.3 机床夹具经济效益分析对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾,但只要把它们处理好,就会成为一个统一体。在三个要求中,质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标,质量不能保证,根本谈不上数量;质量和生产率之间是密切联系的,在保证质量的前提下,应该不断地最大限度地提高生产率,满足生产量的要求。如果两者矛盾,则生产率要服从于质量,应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下,应尽可能的节约耗费,减少投资,降低制造成。

41、本,这就是经济性。机械加工工艺是实现产品设计、保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段,是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据,也是企业上品种、上质量、上水平、加速产品更新,提高经济效益的技术保证。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准:GB/T2148~T2259-91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化,有利于夹具的商品化生产,有利于缩短生产准备周期,降低生产总成本。 随着机械产品精度的日益提高,势必相应提高了对夹具的精度要求。高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间,以提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度[24]。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如,在铣床上使用电动虎钳装夹工件,效率可提高5倍左右;在车床上使用高速三爪自定心卡盘,可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢。

42、固地夹紧工件,从而使切削速度大幅度提高。减少停工检修期是提高生产力、使生产能力利用系数最大化的一项重要因素。因此,CA6140车床后托架的工艺规程研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一,达到经济合理及可行的最优方案[25]。结 论通过这次毕业设计,我有了很大的收获,学到了很多的东西。就我个人而言,通过本次毕业设计,我对自己在大学中所学的知识进行一次良好的回顾,并在此基础上有所提高,对自己将来从事的工作进行一次适应性的训练,从而锻炼自己发现问题、思考问题解决问题的能力。并培养认真、严谨的专业精神,为以后参加国家的工业化建设打下一个良好的基础。经过这次设计之后使我掌握了机械加工工艺规程的制定容和顺序:分析被加工零件—选择毛坯设计—工艺过程—工序设计—编制工艺文件。通过专用夹具的设计让我了解了设计夹具时的大致过程,针对不同的机床和零件的被加工表面设计不同结构形式的夹具。在整个设计过程中遇到了。

43、很多的问题,通过各种途径想方设法的解决,从遇到问题到解决问题的过程中,不仅仅只解决了问题相关的知识还学到了很多。这次的毕业设计主要是工艺和专用夹具的设计,综合了我所学的专业知识,对我以后在工作中起到相当大的作用,对我们毕业生来说是一次相当大的锻炼。夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济的方向发展。致 我要首先感我的指导老师志平老师,他对我的毕业设计和人生的指导有着深刻的影响。在毕业设计期间,我完成了拨叉零件夹具的设计。本论文的所有研究工作,从论文的选题、实现条件到论文的写作等阶段都是在志平老师的悉心指导下完成的。老师在毕业设计期间严谨的治学态度、渊博的学术知识、诲人不倦的敬业精神以及宽容的待人风使我获益颇多,更在老师的身上学到了许多为人处事的道理。同时,论文的顺利完成,离不开其它各位老师。

44、的教导和同学的帮助。在他们的帮助下,论文得以不断的完善,最终我完整的完成了整个论文。另外,要感在大学期间所有传授我知识的老师,是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识,这也是论文得以完成的基础。由于本人所掌握的知识技能水平有限,在设计中难免存在一些问题,在此恳请广大的老师和同学们给予批评与指正,以便我在今后的工作和学习中获得更大的提高。参考文献1 康民.机械加工技术[M].:电子科技大学,2005:351.2 青.机床夹具的设计[J].机械工程与自动化,2004,(6):56-67.3 辛安.机械制造装备设计[M].:机械工业,2005.4 机械工艺管理协会.实用机械技术问答.:人民,1993.5 余光国.机床夹具设计[M].:大学,1995:228.6 王素琴,钱瑾红.组合夹具的研究状况与应用[J].电子机械工程,2004,(5) :56.7 王凤鲜.浅谈组合夹具的重要作用[J] .科技。

45、情报开发与经济,2008,(34) :4.8 王隆太.先进制造技术[M].:机械工业,2003:133.9 易家琛.机床夹具类型的选择[J].机械工人冷加工,1993,(1):156.10 捷.机械制造技术基础[M].:西南交通大学,2006.11 金永昕,王沛民.试论设计方法学的畴和体系[J].大学教育研究1986,(1).12 恒高,田金.机械夹具设计原理[M].:工程大学,1998:248.13 建平.通用可调夹具[J].机械工人冷加工,1982,(2).14 守勇.机械制造工业与机床夹具[M].:机械工业,2000:249.15 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南.:化学工业,2007.16 春胜,黄德彬.机械工程材料手册[M].:电子工业,2007.17 树森.机械制造工程学[M].:东北大学, 2003.18 骆素君,朱诗顺.机械课程设计简明手册[M].:化学工业,2006,8.19 田春霞.数控加工工艺[M].:机械工业,2006:254-315.20 吴锡英.论成组技术在机械工业技术改造中的作用[J].组合机床与自动化加工技术,1983:24-35.21 友宝,吴竹.夹具夹紧方案优化设计[M].现代制造工程,2005,(6) :78-105.22 王黎明.适应现代机床要求的新型夹具[M].世界制造技术与装备市场,1999,(4) .23 于维民.浅论绿色制造理念下的机械制造工艺[J].装备制造,2009,(6):4-15.24 Eddy ,Michael S.Greener Fixtures[p].Live Design,2009.25 Frederick M Proctor James S Albums.Open-arcthitecture Controllers[J] .IEEE SOECTRUM JUNE,1997.。

关 键 词:
设计 方案 夹具 机械
 天天文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:拨叉夹具机械的设计方案.doc
链接地址: https://www.wenku365.com/s-58490340.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服点击这里,给天天文库发消息,QQ:1290478887 - 联系我们

本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有【成交的100%(原创)】。本站是网络服务平台方,若您的权利被侵害,侵权客服QQ:1290478887 欢迎举报。

1290478887@qq.com 2017-2027 https://www.wenku365.com 网站版权所有

粤ICP备19057495号 

收起
展开