彈簧夾頭說(shuō)明書(shū)

機(jī)械制造工程學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：彈簧夾頭零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)院 系：學(xué) 號(hào)：設(shè) 計(jì) 者：日 期：目 錄1零件工藝分析31.1零件的作用31.2零件的工藝分析32工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及計(jì)算52.1毛坯制造52.2基準(zhǔn)選擇52.3工藝路線(xiàn)擬定52.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定62.5切削用量的確定72.6工藝文件填寫(xiě)103夾具設(shè)計(jì)113.1設(shè)計(jì)要求113.2夾具的設(shè)計(jì)113.3該夾具的簡(jiǎn)要說(shuō)明114總結(jié)12參考文獻(xiàn)131零件工藝分析1.1零件的作用本次課程設(shè)計(jì)所采用的零件為彈簧夾頭其作用如下：(1)能精確的定位與夾緊工件（或刀具），具有抵抗扭矩和承受來(lái)自多方向切削力的功能。(2)具有增大驅(qū)動(dòng)力（拉力）和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)力為工件（或刀具）夾緊力的功能。(3)具有快速松開(kāi)工件（或刀具）的功能。(4)具有在不降低加工精度和使工件不受損害前提下的高重復(fù)精度。(5)具有能在較寬的主軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作與只有極小的夾緊力損失的能力。(6)在高速切削中的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小。彈簧夾頭通常在裝有機(jī)床主軸的孔內(nèi)使用，在工作中彈簧夾頭必須保持與工件(或刀具)的定位基準(zhǔn)相同如主軸。彈簧夾頭和工件（或刀具）之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致不正確的零件加工。彈簧夾頭與工件（或刀具）的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或相對(duì)軸向移動(dòng)都會(huì)使加工工件尺寸的一致性和幾何精度受到影響。彈簧夾頭采用彈性較好的優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，并經(jīng)熱處理使頭部外錐與夾爪內(nèi)壁有較高硬度以保證堅(jiān)硬耐磨。每種規(guī)格的彈簧夾頭所能夾緊工件的尺寸范圍很小，所以它的應(yīng)用范圍很廣，消耗量較大，適用于自動(dòng)車(chē)床、萬(wàn)能銑床、螺紋磨床等各類(lèi)設(shè)備。1.2零件的工藝分析假設(shè)生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，由生產(chǎn)類(lèi)型可知該零件的工藝特點(diǎn)為：毛坯的制造方法部分鑄件用金屬模，部分鍛件用模鍛，毛坯精度中等，加工余量中等；機(jī)床通常采用通用機(jī)床，部分采用專(zhuān)用機(jī)床；夾具廣泛使用專(zhuān)用夾具和可調(diào)夾具；刀具和量具按零件產(chǎn)量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用專(zhuān)用刀具和量具；工件的裝夾方法部分采用劃線(xiàn)找正，廣泛采用通用或?qū)Ｓ脢A具裝夾。彈簧夾頭為了保證其精度,它的52的孔與38的外圓表面與圖中30外圓錐表面及回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)有一定的要求?，F(xiàn)分述如下:a.應(yīng)保證52的孔與圖中外圓錐表面及回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的圓跳動(dòng)為0.02。A面的表面粗糙度為3.2。b. 38的外圓表面與圖中外圓錐表面及回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的圓跳動(dòng)為0.05，38外圓表面粗糙度為0.8。 由以上分析可知,應(yīng)先加工A面的外圓錐表面，,再以該圓和回轉(zhuǎn)軸B為基準(zhǔn),加工52的孔與38的外圓表面。2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及計(jì)算2.1毛坯制造選取彈簧夾頭的制造材料為65Mn，其具有優(yōu)良的綜合性能，如力學(xué)性能(特別是彈性極限、強(qiáng)度極限、屈強(qiáng)比)、抗彈減性能(即抗彈性減退性能，又稱(chēng)抗松弛性能)、疲勞性能、淬透性、物理化學(xué)性能(耐熱、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕等)。假設(shè)生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，所以毛坯采用模鍛件。2.2基準(zhǔn)選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，可能還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。a.粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)閺椈蓨A頭的毛坯屬于軸類(lèi)零件,所以應(yīng)選擇外圓為粗基準(zhǔn)。b.精基準(zhǔn)的選擇： 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)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。2.3工藝路線(xiàn)擬定制定工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn)是應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到妥善保證，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(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，除此之外還應(yīng)當(dāng)盡量考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線(xiàn)方案：工序1: 備料（經(jīng)過(guò)模鍛的毛坯料）。工序2: 夾外圓分別車(chē)外圓各部及錐面（須精加工的留磨量0.5mm），孔除須配合的孔留0.5mm磨量外，其余干到圖紙尺寸。工序3：銑四等份槽達(dá)到圖紙要求。工序4: 粗鏜細(xì)鏜內(nèi)孔,達(dá)到圖紙要求.工序5: 粗車(chē)、精車(chē)M33的外螺紋。工序6: 銑三等份槽但不銑通，端面留45mm量。工序7: 去毛刺。工序8:對(duì)27 淬火HRC50，發(fā)藍(lán)。其余HRC為43。工序9: 兩端倒角。工序10: 頂兩端倒角處磨外圓及錐面至尺寸。工序11: 夾外圓磨內(nèi)孔至尺寸。工序12: 上磨床割開(kāi)三條均布槽,去銷(xiāo)子。工序13: 去毛刺。工序14: 刻標(biāo)記。工序15: 終檢、入庫(kù)。2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定彈簧夾頭所使用的材料為65Mn，硬度為HV500,生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，采用模鍛毛坯3級(jí)精度組（成批生產(chǎn)）。 根據(jù)上述原材料及加工工藝分別對(duì)各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定如下：1.外圓表面（35，38及錐面）35的外圓長(zhǎng)度為45mm，結(jié)合38的外圓為了簡(jiǎn)化模鍛毛坯的外形，現(xiàn)直接取外圓毛坯直徑為50。35表面為自由尺寸公差，其表面粗糙度要求為3.2，只要求粗加工，此時(shí)留模量0.5mm可以滿(mǎn)足要求。38外圓表面是需要保證的尺寸，需要進(jìn)行精加工，精度等級(jí)為4，此時(shí)留模量為0.4mm 可以滿(mǎn)足要求。結(jié)合錐面的最大直徑及加工方法，考慮模鍛毛坯外形的簡(jiǎn)化，可以去毛坯直徑為70，長(zhǎng)度取為35mm?？紤]到節(jié)省材料及零件尺寸要求，由以上分析可確定毛坯圖（見(jiàn)附圖“彈簧夾頭毛坯圖”）。2.外圓表面沿軸線(xiàn)長(zhǎng)度方向的加工余量（38的端面）結(jié)合零件圖查表，長(zhǎng)度余量及公差分別取0為上偏差，-0.011下偏差3.內(nèi)孔毛坯是帶有20孔的棒料，其中30的內(nèi)孔精度要求不高，其中20和52的內(nèi)孔及M33的螺紋孔精度要求較高，精度等級(jí)介于IT9IT11之間，參照機(jī)械制造工藝手冊(cè)表1-29及表1-34確定工序尺寸及余量。對(duì)于52的孔：擴(kuò)鉆51.5 2Z=1精鏜51.8 2Z=0.1細(xì)鏜52上偏差+0.074下偏差0 2Z=0.1對(duì)于26的孔：擴(kuò)鉆25.6 2Z=1精鏜25.9 2Z=0.1細(xì)鏜26上偏差+0.13下偏差0 2Z=0.1對(duì)于30的孔：鉆孔28 2Z=7擴(kuò)鉆30 2Z=2對(duì)于M33的螺紋：直接用攻絲刀攻螺紋即可。2.5切削用量的確定工序2：車(chē)外圓及端面本工序采用計(jì)算法 加工條件： 工件材料65Mn，模鍛。 加工要求：車(chē)70及33端面，粗車(chē)外圓38、35及圓錐面。 機(jī)床：CA6140普通車(chē)床 刀具： 斷面車(chē)刀：刀片材料YT15，刀桿尺寸16X25平方毫米,Kr=90度,0=15，0=12，r=0.05mm 計(jì)算切削用量：粗車(chē)端面：根據(jù)零件圖及加工要求直接加工到尺寸：走刀量f=0.4mm/r(表3-13):計(jì)算切削速度（表3-18）耐用度t=45min V=163m/min：確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 Ns=13.3r/s按機(jī)床選取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速760r/min（表14-3）所以實(shí)際切削速度v=2.57m/s(154.4m/min)粗車(chē)外圓：根據(jù)機(jī)械制造工藝手冊(cè)表1-34確定工序尺寸及余量。 對(duì)于38的外圓面：粗車(chē)39 2Z=8精車(chē)38上偏差+0.016下偏差0 2Z=0.1細(xì)鏜52上偏差+0.074下偏差0 2Z=0.1：走刀量f=0.4mm/r(表3-13):計(jì)算切削速度（表3-18）耐用度t=45min V=163m/min：確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 Ns=13.3r/s按機(jī)床選取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速760r/min（表14-3）所以實(shí)際切削速度v=2.57m/s(154.4m/min)工序3：銑四槽此四槽由于也不與別的零件配合,故可用1mm的成型銑刀直接加工出來(lái)。工序4：內(nèi)孔加工(52mm，30mm，26mm) 鉆內(nèi)孔為26 mm,鉆通.f=0.42mm/r,Klf=0.42*0.9=0.38mm/r(表3-38)v=0.25m/s(15m/min)(表3-42)Ns=1000v/Dw=250/31.4=7.96r/s按機(jī)床選取Nw=7.65r/s所以實(shí)際切削速度V=（107.65）1000=0.24m/s切削加工時(shí)：切入L1=20mm,切出L2=5mm L=110mmTm=(L+L1+L2)（Nwf）=46.44s 由于26mm的孔要與別的零件(也就是刀具)相配合,故其精度要求比較高，所以得留下0.05mm的精磨余量.也就是在本工序把此孔加工到25.55mm f=0.1mm/r Nw=1000r/min(16.6r/s) v=122.2m/min(2.03m/s)切削工時(shí)（一個(gè)孔）：（表7-1）L=52mm,L1=2mm,L2=1mmTm=(L+L1+L2)（Nwf）=3.31s精鏜孔至26上偏差+0.13下偏差0選用一個(gè)刀桿，利用M120W外圓磨床同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行精磨孔，故切削用量及工時(shí)都與前面相同即：f=0.1mm/rNw=1000r/min(16.6r/s)Tm=3.31s 加工孔30mm,此孔由于不與別的零件配合,故粗糙度要求不高,直接車(chē)出來(lái)要求尺寸30mm就行了。加工方法粗車(chē)。由于67mm的孔精度要求最高,所以得留下0.05mm的精磨余量.也就是在本工序把此孔加工到51.95mm f=0.1mm/r Nw=1000r/min(16.6r/s) v=122.2m/min(2.03m/s)切削工時(shí)（一個(gè)孔）：（表7-1）Tm=(L+L1+L2)（Nwf）=1.24s。工序5：攻M33的螺紋v=0.123m/s(表3-42)所以Ns=4.89r/s(293r/min)按機(jī)床選取Nw=272r/min則實(shí)際切削速度v=0.113m/s。注：以上所出現(xiàn)的表都見(jiàn)參考文獻(xiàn)4。2.6工藝文件填寫(xiě)依據(jù)以上分析與計(jì)算，完整填寫(xiě)工藝卡片，具體內(nèi)容參見(jiàn)工藝規(guī)程共11張附后。3夾具設(shè)計(jì)為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。在編制完工藝規(guī)程后，經(jīng)過(guò)反復(fù)的思考和大量的資料搜集整理后，擬設(shè)計(jì)第6道工序銑三等份槽但不銑通，端面留45mm余量。本夾具將用于臥式銑床。刀具為一把厚為2mm，直徑為100mm的成型銑刀。3.1設(shè)計(jì)要求本夾具用來(lái)車(chē)出3個(gè)寬為3mm，相差120的槽，這就要求夾具不但得起加緊作用，而且還應(yīng)有準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)過(guò)120角的作用。3.2夾具的設(shè)計(jì)1.定位基準(zhǔn)選擇由零件圖可知，30的錐面要求與A面同心度為0.02，故其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)為A表面的軸心線(xiàn)。為了使定位誤差為零，應(yīng)選擇以A面孔自動(dòng)定心的夾具。2.夾具的尺寸分析經(jīng)分析，要滿(mǎn)足以上的要求，可選用帶有等分槽口的轉(zhuǎn)與與一配套的夾持裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體尺寸分析如下：(1)彈簧夾頭的總長(zhǎng)有135mm，用夾持裝置固定的是彈簧夾頭的四等份槽的位置。由于被加工零件的尺寸不是很大，故選用的夾持裝置的長(zhǎng)度尺寸也不是很大。用中心高為mm的夾持裝置，裝置的厚度為mm，直徑為mm，爪長(zhǎng)mm，整個(gè)裝置固定在一塊長(zhǎng)495mm，寬200mm的夾具底座上。夾具底座由于具有兩塊固定肋板的作用，保證了穩(wěn)定性。(2該夾持裝置的心軸上有一個(gè)帶螺紋的對(duì)定銷(xiāo)，用來(lái)控制卡盤(pán)的旋轉(zhuǎn)，并且還有鎖緊固定的功能。當(dāng)卡心軸轉(zhuǎn)過(guò)規(guī)定的角度（這里就是指120）時(shí)，此鎖緊機(jī)構(gòu)能把加工零件鎖緊，以待加工。(3)夾持裝置上也有一個(gè)鎖緊裝置，用來(lái)鎖緊固定在其上的彈簧夾頭，使其在加工時(shí)不會(huì)因?yàn)檎饎?dòng)而松脫。3.3該夾具的簡(jiǎn)要說(shuō)明本夾具利用了頂尖的上搖桿，可實(shí)現(xiàn)快速加緊或松開(kāi)加工零件（彈簧夾頭），因此，提高了加工效率。4總結(jié)為期1周的工藝、夾具課程設(shè)計(jì)基本結(jié)束，回顧整個(gè)過(guò)程，我覺(jué)得受益匪淺。課程設(shè)計(jì)使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了金工實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)過(guò)了兩個(gè)階段。第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。第一階段中本人認(rèn)真復(fù)習(xí)了有關(guān)書(shū)本知識(shí)學(xué)會(huì)了如何分析零件的工藝性，學(xué)會(huì)如何查有關(guān)手冊(cè)，選擇加工余量、確定毛坯的類(lèi)型、形狀、大小等，繪制出了毛坯圖。又根據(jù)毛坯圖和零件圖構(gòu)想出兩種工藝方案，比較確定其中較合理的方案來(lái)編制工藝。其中運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算等方面的知識(shí)。還結(jié)合了我們生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所看到的實(shí)際情況選定設(shè)備，填寫(xiě)了工藝文件。夾具設(shè)計(jì)階段，運(yùn)用工件定位、夾緊及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我基本掌握了一個(gè)中等復(fù)雜零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)查閱手冊(cè)，選擇使用工藝裝備等?？偟膩?lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。