拨杆加工工艺及钻M8孔夹具设计【中心距65高度45】60【含6张cad图纸+文档全套资料】
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文件编号
机械加工工艺过程卡
产品型号
零(部)图号
共 1 页
产品名称
拨杆
零(部)名称
拨杆
第 1 页
材料牌号
HT200
毛坯种类
铸件
毛坯外形尺寸
每毛坯件数
1
每台件数
1
备注
工序号
工序
名称
工 序 内 容
车 间
设 备
工 艺 装 备
工 时
刀具
检具
准终
单件
1
铸造
木模,手工造型
2
冷作
清砂,浇冒口
3
热处理
人工时效
4
油漆
非加工表面涂红色底漆
5
车
(1) 夹ø40外圆,找正不加工表面B。钻扩铰、ø孔至图纸要求,保证尺寸1mm;
(2) 翻面车总长45mm,倒角至图纸要求
机加工
车床CA6132
YG6硬质合金端面车刀、划针盘,麻花钻,扩孔钻,铰刀,翻面心轴
钢板尺,光滑极限量规,游标卡尺
6min
7min
6
铣
以ømm孔和端面定位铣台阶,将尺寸14mm加工到图纸要求
机加工
铣床X62
YG6硬质合金三面刃铣刀
游标卡尺
5min
6min
7
钻
以ømm孔和端面定位,钻铰ømm孔
机加工
钻床Z3040
麻花钻,铰刀
光滑极限量规
5min
6min
8
钻
划M8螺孔位置线,钻、攻螺孔至图纸要求
机加工
钻床Z3040
钻头,丝锥
钳工划线工具
5min
6min
9
检验
按图纸要求检验各部尺寸及形位公差
10
入库
清洗,加工表面涂防锈油,入库
描图
描校
底图号
装订号
编制(日期)
校对(日期)
标准化(日期)
审核(日期)
会签(日期)
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处号
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签字日期
设计(论文)说明书
作 者: 学 号:
系 部:
专 业:
题 目: 拨杆加工工艺及夹具设计
指导者:
评阅者:
2014 年 05 月
毕业设计(论文)中文摘要
拨杆零件加工工艺及钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。
关键词 工艺,工序,切削用量,夹紧,定位,误差
毕业设计(论文)外文摘要
Title: The deflector rod and the fixture design process
Abstract:
The deflector rod 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
I
目 录
目 录 II
1 序 言 4
2 零件的分析 4
2.1零件的形状 4
2.2零件的工艺分析 5
3 工艺规程设计 6
3.1 确定毛坯的制造形式 6
3.2 基面的选择 6
3.3 制定工艺路线 6
3.3.1 工艺路线方案一 7
3.3.2 工艺路线方案二 7
3.3.3 工艺方案的比较与分析 7
3.4 选择加工设备和工艺装备 8
3.4.1 机床选用 8
3.4.2 选择刀具 8
3.4.3 选择量具 8
3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8
3.6确定切削用量及基本工时 10
4 钻孔专用夹具设计 22
4.1问题的指出 22
4.2定位基准的选择 22
4.3夹具方案的设计 22
4.4.切削力和夹紧力计算 17
4.5夹紧力的计算 17
4.6定位误差分析 18
5 零、部件的设计与选用 19
6 确定夹具体结构尺寸和总体结构 21
总 结 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 序 言
机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
拨杆零件加工工艺及钻床夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下,进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。
本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。
2 零件的分析
2.1零件的形状
题目给的零件是拨杆零件,主要作用是起传动连接作用。
零件的实际形状如上图所示, 从零件图上看,该零件是典型的零件,结构比较简单。具体尺寸,公差如下图所示。
2.2零件的工艺分析
由零件图可知,其材料为HT200,该材料为灰铸铁,具有较高强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力和要求耐磨零件。
拨杆零件主要加工表面为:1.车端面,表面粗糙度值为3.2。2.车端面,表面粗糙度值3.2。3.车配合面,表面粗糙度值3.2。4.两侧面粗糙度值、12.5,法兰面粗糙度值6.3。
拨杆共有两组加工表面,他们之间有一定的位置要求。现分述如下:
(1).左端的加工表面:
这一组加工表面包括:左端面。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高,粗车后半精车就可以达到精度要求。
(2).右端面的加工表面:
这一组加工表面包括:右端面;粗糙度为12.5;其要求也不高,粗车可以达到精度要求。。
3 工艺规程设计
本拨杆来自假设年产量为12000台,每台车床需要该零件1个,备品率为19%,废品率为0.25%,每日工作班次为1班。
该零件材料为HT200,考虑到零件在工作时要有高的耐磨性,所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=12000件/年,n=1件/台;结合生产实际,备品率α和 废品率β分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领
N=Qn(1+α)(1+β)=17850件/年
3.1 确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200,铸件的特点是液态成形,其主要优点是适应性强,即适用于不同重量、不同壁厚的铸件,也适用于不同的金属,还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用,分析其在工作过程中所受载荷,最后选用铸件,以便使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平,而且零件轮廓尺寸不大,可以采用砂型铸造,这从提高生产效率,保证加工精度,减少生产成本上考虑,也是应该的。
3.2 基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。
粗基准的选择,对像拨杆这样的零件来说,选好粗基准是至关重要的。对本零件来说,如果外圆的端面做基准,则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称,按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面做粗基准,若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。
对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不在重复。
3.3 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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
3.3.1 工艺路线方案一
1
铸造
木模,手工造型
2
冷作
清砂,浇冒口
3
热处理
人工时效
4
油漆
非加工表面涂红色底漆
5
车
(1) 夹ø40外圆,找正不加工表面B。钻扩铰、ø孔至图纸要求,保证尺寸1mm;倒角C1;
(2) 翻面车总长45mm,倒角至图纸要求
6
铣
以ømm孔和端面定位铣台阶,将尺寸14mm加工到图纸要求
7
钻
以ømm孔和端面定位,钻铰ømm孔至图纸要求
8
钻
划M8螺孔位置线,钻、攻螺孔至图纸要求
9
检验
按图纸要求检验各部尺寸及形位公差
10
入库
清洗,加工表面涂防锈油,入库
3.3.2 工艺路线方案二
1
铸造
木模,手工造型
2
冷作
清砂,浇冒口
3
热处理
人工时效
4
油漆
非加工表面涂红色底漆
5
车
(3) 夹ø40外圆,找正不加工表面B。钻扩铰、ø孔至图纸要求,保证尺寸1mm;倒角C1;
(4) 翻面车总长45mm,倒角至图纸要求
6
铣
以ømm孔和端面定位铣台阶,将尺寸14mm加工到图纸要求
7
钻
以ømm孔和端面定位,钻铰ømm孔至图纸要求
8
钻
划M8螺孔位置线,钻、攻螺孔至图纸要求
9
检验
按图纸要求检验各部尺寸及形位公差
10
入库
清洗,加工表面涂防锈油,入库
3.3.3 工艺方案的比较与分析
上述两个方案的特点在于:方案一的定位和装夹等都比较方便,但是要更换多台设备,加工过程比较繁琐,而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数,但是要及时更换刀具,因为有些工序在车床上也可以加工等等,需要换上相应的刀具。因此综合两个工艺方案,取优弃劣,具体工艺过程如下:
1
铸造
木模,手工造型
2
冷作
清砂,浇冒口
3
热处理
人工时效
4
油漆
非加工表面涂红色底漆
5
车
(5) 夹ø40外圆,找正不加工表面B。钻扩铰、ø孔至图纸要求,保证尺寸1mm;倒角C1;
(6) 翻面车总长45mm,倒角至图纸要求
6
铣
以ømm孔和端面定位铣台阶,将尺寸14mm加工到图纸要求
7
钻
以ømm孔和端面定位,钻铰ømm孔至图纸要求
8
钻
划M8螺孔位置线,钻、攻螺孔至图纸要求
9
检验
按图纸要求检验各部尺寸及形位公差
10
入库
清洗,加工表面涂防锈油,入库
3.4 选择加工设备和工艺装备
3.4.1 机床选用
①.工序30、40、50、60、70是粗车、精车。各工序的工步数不多,成批量生产,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大,精度要求属于中等要求,选用最常用的CA61401型卧式车床。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表4.2-7。
②.工序80、90是钻孔,选用Z525摇臂钻床。
3.4.2 选择刀具
①.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀,它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.钻孔时选用高速钢麻花钻,参考《机械加工工艺手册》(主编 孟少农),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。
3.4.3 选择量具
本零件属于成批量生产,一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。
3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“拨杆” 零件材料为HT200,查《机械加工工艺手册》(以后简称《工艺手册》),表2.2-17 各种铸铁的性能比较,灰铸铁的硬度HB为143~269,表2.2-23 灰铸铁的物理性能,HT200密度ρ=7.2~7.3(),计算零件毛坯的重量约为2。
表3-1 机械加工车间的生产性质
生产类别
同类零件的年产量[件]
重型
(零件重>2000kg)
中型
(零件重100~2000kg)
轻型
(零件重<100kg)
单件生产
5以下
10以下
100以下
小批生产
5~100
10~200
100~500
中批生产
100~300
200~500
500~5000
大批生产
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生产
1000以上
5000以上
50000以上
根据所发的任务书上的数据,该零件的月工序数不低于30~50,毛坯重量2<100为轻型,确定为大批生产。
根据生产纲领,选择铸造类型的主要特点要生产率高,适用于大批生产,查《工艺手册》表3.1-19 特种铸造的类别、特点和应用范围,再根据表3.1-20 各种铸造方法的经济合理性,采用机器砂模造型铸件。
表3-2 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级
铸造方法
公差等级CT
灰铸铁
砂型手工造型
11~13
砂型机器造型及壳型
8~10
金属型
7~9
低压铸造
7~9
熔模铸造
5~7
根据上表选择金属型公差等级为7级。
3-3 铸件尺寸公差数值
铸件基本尺寸
公差等级CT
大于
至
8
63
100
220
100
220
250
1.6
1.8
2.0
根据上表查得铸件基本尺寸大于100至220,公差等级为8级的公差数值为1.8。
表3-4 铸铁件机械加工余量(JB2854-80)如下
铸件基本尺寸
加工余量等级 6
浇注时位置
>120~250
6.0
4.0
顶、侧面
底 面
铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。
根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
3.6确定切削用量及基本工时
切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量,再确定切削速度。现根据《切削用量简明手册》(第三版,艾兴、肖诗纲编,1993年机械工业出版社出版)确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号,与《机械制造设计工工艺简明手册》的表区别。
3.6.1 工序5
夹ø40外圆,找正不加工表面B。钻扩铰、ø孔至图纸要求,保证尺寸1mm;倒角C1;
翻面车总长45mm,倒角至图纸要求
所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1,由于CA6140机床的中心高为200(表1.30),故选刀杆尺寸=,刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃倾角=,刀尖圆弧半径=。
①.确定切削深度
由于单边余量可在一次走刀内完成
②.确定进给量
根据《切削加工简明实用手册》可知:表1.4
刀杆尺寸为,,工件直径~400之间时,
进给量=0.5~1.0
按CA6140机床进给量(表4.2—9)在《机械制造工艺设计手册》可知:
=0.7
确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验根据表1—30,CA6140机床进给机构允许进给力=3530。
根据表1.21,当强度在174~207时,,,=时,径向进给力:=950。
切削时的修正系数为=1.0,=1.0,=1.17(表1.29—2),故实际进给力为:
=950=1111.5 (3-2)
由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选=可用。
③.选择刀具磨钝标准及耐用度
根据《切削用量简明使用手册》表1.9,车刀后刀面最大磨损量取为,车刀寿命=。
④.确定切削速度
切削速度可根据公式计算,也可直接有表中查出。
根据《切削用量简明使用手册》表1.11,当硬质合金刀加工硬度200~219的铸件,,,切削速度=。
切削速度的修正系数为=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(见表1.28),故:
==63 (3-3)
===120 (3-4)
根据CA6140车床说明书选择
=125
这时实际切削速度为:
== (3-5)
⑤.校验机床功率
切削时的功率可由表查出,也可按公式进行计算。
由《切削用量简明使用手册》表1.25,=~,,,切削速度时,
=
切削功率的修正系数=0.73,=0.9,故实际切削时间的功率为:
=1.7=1.2 (3-6)
根据表1.30,当=时,机床主轴允许功率为=,,故所选切削用量可在CA6140机床上进行,最后决定的切削用量为:
=3.75,=,==,=
⑥.倒角
为了缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与钻孔相同
换车刀手动进给。
⑦. 计算基本工时
(3-7)
式中=++,=
由《切削用量简明使用手册》表1.26,车削时的入切量及超切量+=,则=+=
== (3-8)
工序6 以ømm孔和端面定位铣台阶,将尺寸14mm加工到图纸要求
已知工件材料为HT200,选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm,齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,r=10°,a=12°,β=45°已知铣削宽度a=2.5mm,铣削深度a=50mm故机床选用X52K立式铣床。
1.确定每齿进给量f
根据资料所知,X52K立式卧式铣床的功率为7.5kw,工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.22~0.24mm/z、现取f=0.22mm/z。
2.选择铣刀磨损标准及耐用度
根据资料所知,铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm,铣刀直径d=60mm,耐用度T=180min。
3.确定切削速度
根据资料所知,依据铣刀直径d=60mm,齿数z=10,铣削宽度a=2.5mm,铣削深度a=50mm,耐用度T=180min时查取Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s。
根据X52K立式铣床主轴转速表查取,nc=300r/min,Vfc=475mm/s。
则实际切削:
Vc =
Vc==56.52m/min
实际进给量:
f=
f==0.22mm/z
3.校验机床功率
根据资料所知,铣削时的功率(单位kw)为:当f=0.22mm/z, a=50mm,
a=2.5mm, Vf=490mm/s时由切削功率的修正系数k=1,则P= 3.5kw,P=0.8 kw。
根据X52K型立式铣床说明书可知:机床主轴主电动机允许的功率P= P×P
P=7.5×0.8=6>P= 3.5kw
因此机床功率能满足要求。
基本时间
根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为:
t=
t==3.6min
工序7 以ømm孔和端面定位,钻铰ømm孔至图纸要求
钻孔选用机床为Z525摇臂机床,刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻,《机械加工工艺手册》第2卷。
根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.20~0.35。
则取
确定切削速度,根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-9
切削速度计算公式为 (3-20)
查得参数为,刀具耐用度T=35
则 ==1.6
所以 ==72
选取
所以实际切削速度为=2.64
确定切削时间(一个孔) =
工序8划M8螺孔位置线,钻、攻螺孔至图纸要求
本工序采用计算法。
表3-5高速钢麻花钻的类型和用途
标准号
类型
直径范围(mm)
用途
GB1436-85
直柄麻花钻
2.0~20.0
在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔
GB1437-85
直柄长麻花钻
1.0~31.5
在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔
GB1438-85
锥柄麻花钻
3.0~100.0
在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔
GB1439-85
锥柄长麻花钻
5.0~50.0
在各种机床上,用钻模或不用钻模钻孔
选用Z525摇臂钻床,查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编,查《机》表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得,耐用度为4500,表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长,麻花钻,则螺旋角=30,锋交2=118,后角a=10,横刃斜角=50,L=197mm,l=122mm。
表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度(摘自GB6137-85) mm
直径范围
直柄麻花钻
l
l1
>11.80~13.20
151
101
表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值(根据GB6137-85) (º)
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6~18.00
30
118
12
40~60
表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度
(1)后刀面最大磨损限度mm
刀具材料
加工材料
钻头
直径d0(mm)
≤20
高速钢
铸铁
0.5~0.8
(2)单刃加工刀具耐用度T min
刀具类型
加工材料
刀具材料
刀具直径d0(mm)
11~20
钻头(钻孔及扩孔)
铸铁、铜合金及合金
高速钢
60
钻头后刀面最大磨损限度为0.5~0.8mm刀具耐用度T = 60 min
①.确定进给量
查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编,第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.25~0.65,根据表4.13中可知,进给量取f=0.60。
②.确定切削速度
查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编,表10.4-17高速钢钻头在灰铸铁(190HBS)上钻孔的切削速度轴向力,扭矩及功率得,V=12,参考《机械加工工艺手册》 孟少农 主编,表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0,R=0.85。
V=12=10.32 (3-17)
则 = =131 (3-18)
查表4.2-12可知, 取 n = 150
则实际切削速度 = = =11.8
③.确定切削时间
查《机械加工工艺手册》 孟少农 主编,表10.4-43,钻孔时加工机动时间计算公式: T= (3-19)
其中 l= l=5 l=2~3
则: t= =9.13
第三章 专用夹具设计
3.1定位基准的选择
在加工M8孔工序时,Φ22孔端面已经加工到要求尺寸。因此选用和Φ22孔及Φ22孔下表面加上Φ40端面的作为定位基准。选择Φ22孔限制了工件的2个自由度,选择Φ40端面定位时,限制了3个自由度。即一面一销定位。工件以一面一销定位时,夹具上的定位元件是:一面一销。
3.2定位元件的设计
本工序选用的定位基准为一面2销定位,所以相应的夹具上的定位元件应是一面2销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和菱形销进行设计
根据参考文献[11]表2-1-2固定定位销的结构及主要尺寸如图3.13所示。
图3.13 固定定位销
主要结构尺寸参数如表3.8所示。
表3.8 固定定位销的结构尺寸
22
24
30
44
1
15
6
3.3定位误差分析
机械加工过程中,产生加工误差的因素有很多。在这些因素中,有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时,加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求,必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。
本夹具选用的定位元件为一面一销定位。其定位误差主要为:
销与孔的配合0.05mm,钻模与销的误差0.02mm,钻套与衬套0.029mm
由公式e=(H/2+h+b)×△max/H
△max=(0.052+0.022+0.0292)1/2
=0.06mm
e=0.06×30/32=0.05622
可见这种定位方案是可行的。
3.4钻削力与夹紧力的计算
由于本道工序主要完成工艺孔的钻、攻螺纹加工,而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献[9]得:
钻削力
钻削力矩
式中:
本套夹具采用移动压板夹紧,移动压板主要靠移动压板上的螺母来实现夹紧。
根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即:
安全系数K可按下式计算有::
式中:为各种因素的安全系数,查参考文献[5]表可得:
所以有:
螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有:
式中参数由参考文献[5]可查得:
其中:
螺旋夹紧力:
该夹具采用螺旋夹紧机构,用螺栓通过弧形压块压紧工件,受力简图如下:
图 移动压板受力简图
由表得:原动力计算公式
即:
由上述计算易得:
由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。
3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计
选用快换钻套(其结构如下图所示)以减少更换钻套的辅助时间。
根据参考文献[11]表2-1-47可查得钻套孔径结构如图3.14所示。
图3.14 快换钻套
钻套结构参数如表3.9所示。
表3.9
d
H
D
公称尺寸
允差
6.8
20
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
7
7
22
50°
根据参考文献[11]表2-1-58可得衬套选用固定衬套其结构如图3.15所示。
图3.15 固定衬套
其结构参数如表3.10所示。
表3.10
d
H
D
C
公称尺寸
允差
公称尺寸
允差
12
+0.034
+0.022
20
18
+0.023
+0.012
0.5
2
根据参考文献[11]夹具U型槽的结构如图3.22所示。
图3.22 U型槽
主要结构尺寸参数如表3.11所示。
表3.11
螺栓直径
12
14
30
20
3.6夹紧装置的设计
夹紧装置采用移动的A型压板来夹紧工件,采用的移动压板的好处就是加工完成后,可以将压板松开,然后退后一定距离把工件取出。
根据参考文献[11]移动压板(GB2175-80),其结构如图3.17所示。
图 移动压板
主要结构尺寸参数如表所示
表
120
30
11
36
50
8
22
4
1.5
12
3.7夹具设计及操作的简要说明
本套夹具用于加工M8孔。定位采用常见的一面两销定位方案。以Φ22孔下表面(一面)及其内孔(带大端面的长圆柱销),下平台(固定定位销)来实现完全定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用移动压板夹紧。工件加工完成后,移动压板向后退一定距离,工件就可以很方便的取出。工件装夹时,先将工件放到带大端面的长圆柱销,然后将移动压板前移,压在工件上,将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离,就可以把工件直接取出。
总 结
毕业设计即将结束了,时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件,为我们踏入社会打下了好的基础。
毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了很多,也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会,它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。
致 谢
这次毕业设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业设计。
这次毕业设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下他的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从题目的选择到项目的最终完成,他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,他不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业水平外,他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
参 考 文 献
[1] 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学,机床夹具设计手册[M],上海:上海科学技术出版社,1980。
[2] 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导[M]。机械工业出版社,1995。
[3] 李庆寿。机床夹具设计[M]。机械工业出版社,1991。
[4] 李洪。机械加工工艺手册[M]。北京出版社,1996。
[5] 上海市金属切削技术协会。金属切削手册[M]。上海科学技术出版社,2544。
[6] 黄如林,刘新佳,汪群。切削加工简明实用手册[M]。化学工业出版社,2544。
[7] 余光国,马俊,张兴发,机床夹具设计[M],重庆:重庆大学出版社,1995。
[8] [周永强,高等学校毕业设计指导[M],北京:中国建材工业出版社,2542。
[9] 刘文剑,曹天河,赵维,夹具工程师手册[M],哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1987。
[10] 王光斗,王春福。机床夹具设计手册[M]。上海科学技术出版社,2542。
[11] 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学。机床夹具设计手册[M].上海科学技术出版社,1984。
[12] 李庆寿,机械制造工艺装备设计适用手册[M],银州:宁夏人民出版社,1991。
[13] 廖念钊,莫雨松,李硕根,互换性与技术测量[M],中国计量出版社,2540:9-19。
[14] [王光斗,王春福,机床夹具设计手册[M],上海科学技术出版社,2540。
[15] 乐兑谦,金属切削刀具,机械工业出版社,2545:4-17
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