插入耳環(huán)夾具設(shè)計說明書概論

1、零件的分析1.1零件的作用本次設(shè)計我們小組的任務(wù)是針對生產(chǎn)實際中的一個零件一一 接入耳環(huán)。其用于晾衣架的上端固定，當然接入耳環(huán)并不僅僅 用于此，還有很多功能。對插入耳環(huán)零件圖進行工藝審核后，可 知該零件圖視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全，加工 要求合理，零件的結(jié)構(gòu)工藝性較好。零件圖如下：1.2零件的工藝分析從零件圖上可以看出，標有表面粗糙度符號的表面有平面、 退刀槽、內(nèi)孔、鍵槽等。其中，表面粗糙度要求最低的是表面D、 E,粗糙度為Ra50,粗糙度要求最高的是外圓035,表面粗糙度為 RJ.6。該外圓也是接入耳環(huán)的主要設(shè)計基準。從工藝上看，鍵槽 對35軸線的對稱度公差為0. 1,孔32軸

2、線對35軸線的垂直 度公差為0.5/50,可以通過使用專用機床夾具來保證。35的公 差等級為IT7級，表面粗糙度為&1. 6,可以通過精車來保證。表 面D、E精度要去不高可以通過粗銃來完成，32孔的內(nèi)孔粗糙度 為Ra6. 3可以通過鉆床，鉆后再擴鉆就可以達到精度。C面通過粗 銃就可以達到要求。A面因為在零件丄作過程中不起作用所以也 通過粗銃。二工藝規(guī)程設(shè)計2. 1確定毛坯的制造形式按設(shè)計任務(wù)書，插入耳環(huán)年產(chǎn)量為4000件；每日3班，若插 入耳環(huán)備品率為8 %,機械加工廢品率為1 %,則該零件的年生產(chǎn) 綱領(lǐng)為 N=Qn(l+a%+p%)=4000xlx (1+8%+1%)件=4360 件/年;

3、可見，插入耳環(huán)的年生產(chǎn)量為4360件。插入耳環(huán)可看成獨立的一 部分，屬輕型機械。因此，根據(jù)A表5-8,由生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類 型的關(guān)系可確定該零件的生產(chǎn)為中批生產(chǎn)，其毛坯制造、加工設(shè) 備及工藝裝備的選擇應(yīng)呈現(xiàn)中批生產(chǎn)的工藝特點。2. 2 基面的選擇粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求：(1) 粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。LI的是為了保證 加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好 兒個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度 要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾 等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如: 機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重

4、要表面。因而在加工時選 擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加 工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而 細致的組織，以增加耐磨性。（3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證 該面有足夠的加工余量。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基 準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表 面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5）粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗 糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的 生產(chǎn)是非常重要的。先選取端面作為定位基準，。精基準

5、的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1）“基準重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定 位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基 準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差, 簡化夾具設(shè)計與制造。（3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工 余量小而均勻，應(yīng)選擇該加丄表面本身為精基準，該表面與其他 表面之間的位置精度山先行工序保證。(4) “互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、 形狀精度都要求較高時，可釆用“互為基準”方法，反復(fù)加工。(5) 所選的精基準應(yīng)能保證定位準確、夾緊可黑、夾具簡單、 操作方便。以已經(jīng)加工

6、好的頂尖為定位精基準，加工其它表面及孔。主 要考慮精基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合的 時候，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算， 在此不再重復(fù)。2. 3 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的兒何形狀、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)已確定 為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具， 并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效 果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。制定以下兩種工藝方案：方案一工序I :鑄造工序II：時效處理工序III：粗銃兩端面，鉆中心孔工序IV：粗車外圓，車27外圓，車24退刀槽，倒角工序V：半精

7、車35外圓工序VI：精車35外圓工序訓(xùn)：粗銃R25兩側(cè)面表面工序VIII：鉆，擴，較32孔工序IX：鉆5孔工序X：車M27xl. 5外圓工序XI：銃25鍵槽工序XII：粗銃A面工序XIII：車錐面2. 4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件材料為45生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鍛造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自山度公差，由鍛造可直 接獲得。2、接入耳環(huán)的端面山于端面要與其他接觸面接觸，查相關(guān)資料知余量留2. 5比較合 適。3、接入耳環(huán)的孔毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7-IT8之間，參照 參數(shù)文獻，確定工藝尺寸余量為2mm。2. 5確定切削用量

8、及基本工時工序：粗銃兩端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銃刀，刀片采用YG&竹=1.5mm ,= 30?？，v = 25m/ min , z = 4。2. 決定銃削用量1）決定銃削深度因為加工余量不大，一次加工完成 a p = 1.5 mm2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X51型銃床說明書，其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出f. = 0.2/齒，貝9lOOOv 1000x25“ z = 576廠 / minnd 兀 x 30按機床標準選取nw =600廠/min1000x 30x600W00=128/?z / min第20頁共24貞當 nw =600r/min 時fm

9、 = f .znw = 0.2x4x600 = 4S0mm/r按機床標準選取fin = 480/n/n / r3）計算工時切削工時:I = 50mm 9 /j = 9mm , l2 = 3mm ,則機動工時為/ + /日54 + 9 + 3600.v0.2= 0.52 min工序:半精車35外圓1.確定背吃刀量由前述可知，切削單邊加工余量為0.4mm,即背吃刀 量 a r 二0 4mm2 確定進給量:根據(jù)金屬加工工藝及工裝設(shè)計第96頁表4-54可知，當 加工45鋼時,背吃刀量ap=0. 4mm,則進給量f二0. 45、0. 8mm/r, 根據(jù)金屬加工工藝及工裝設(shè)計笫91頁表4-43進給量值可知

10、, 取 f 橫向二0. 5mm/r。3. 確定切削速度根據(jù)金屬加工工藝及工裝設(shè)計第98頁表4-58切削速度 參考值可知，V二1.52.0m/s,則所需車床主軸轉(zhuǎn)速范圉n二上坐-二511682r/min根據(jù)金屬加工工藝及工裝設(shè)計第91頁表4-43可 知，n=560r/min, V,二 34沁二98. 4m/min1000T=l/fn=0. 189min工序:精車35外圓1.確定背吃刀量由前述可知，切削單邊加工余量為0. 1mm,即背吃刀量a,二0.1mm2 確定進給量：根據(jù)金屬加工工藝及工裝設(shè)計第96頁表4-54可知，當加工45鋼時，背吃刀量a p =0. 1mm ,則進給量 f=0. iro.

11、 15mm/r,根據(jù)金屬加工工藝及工裝設(shè)計第91 頁表4-43進給量值可知，取f橫向=0. llmm/ro3.確定切削速度：根據(jù)金屬加工工藝及工裝設(shè)計第98頁表4-58切削速度參考值可知，V廣0. 50833m/s,n=粘如.42沁19根據(jù)金屬加工丄藝及工裝設(shè)計第91頁表4-43可知2320Vc二 3.14陽二35. 36m/min 1000T=l/fn二1 5min工序：鉆，擴絞32孔工步一鉆孔至“31確定進給量/：根據(jù)參考文獻IV表2-7,當鋼的(rh SOO MPa ,0=031曲日寸，/=039047也/廠。由于本零件在加工31孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng) 乘以系數(shù)0.75,則f =

12、(0.39 0.47 )x 0.75 = 0.29 0.35訕 / r根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取f = 0.25”/r切削速度：根據(jù)參考文獻W表2-13及表2-14,查得 切削速度v = 18?/min所以n -1000 v 1000 x 18z =152/7 nun7alw ttx3根據(jù)機床說明書，取nw = 175r/min ,故實際切削速度為1000二叫絆N顧/仙切削工時:1 = 100，/ = 9nvn , /2 = 3irun ,則機動工時為100+9 + 3375 x0.25= 1.19nin工步二:擴孔31.85mm利用鉆頭將03孔擴大至03185?八根據(jù)有關(guān)手 冊規(guī)定，擴鉆的

13、切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取f = (1.2 1.8)/.：li = (1.2 1.8)x 0.65 x 0.75=0.585 0.87/w/n/r根據(jù)機床說明書，選取f = 0.57mm/r則主軸轉(zhuǎn)速為=51.634min ,并按車床說明書 取nb,=68r/nin ,實際切削速度為加 y x31.85x68 ao / v = 一匚亠=6.8;?/ min1000 1000切削匚時:/ = 100mm 9人=6mm , l2 = 3mm ,則機動工時為I + / + /7100 +6 + 3.= 一!一= 2.81 minnwf68 x 0.57工步3：較 032H1孔根據(jù)參考文獻W表2

14、-25 , f = 0.20.4mm/r , y = 8 12/7?/min ,得nx = 169.8 254.65廣/min查參考文獻V表4.2-2,按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速, f = 0.35mm/r , nw = 198/-/niin ,實際切削速度v = 9.33m/min。切削工時:/ = 100mm t /)= 9mm $ l2 = 3nun ,則機動工時為U = 10093=1616n.n nwf 198x0.35三、夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要 設(shè)計專用夾具。山指導(dǎo)老師的分配第VI道工序的鉆32孔的鉆床夾具。3.1問題的提出本夾具主要用于鉆32

15、孔，精度要求高，和其他面沒有任何 為主度要求，為此，主要考慮如何提高生產(chǎn)效率上和精度要求。3. 2定位基準的選擇本道工序加工32孔，我們采用32孔所在外圓定位，因為 孔徑自身較大，切削力較大，因此釆用固定V型塊，擋銷定位， 釆用移動壓板夾緊即可以滿足要求。3. 3切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切 削手冊得：鉆削力F = 26y 08HB06 式(5-2)鉆削力矩T = 10D* 9/08HB06 式(5-3)式中：D = 32HB = HB_-|(/B_-/7Bnun) = 187-|(187-149)= 174f = 0.20mm - r-1 代入公式（

16、52）和（5-3）得F = 26x32x0.20” x 174 & = 4256NT = 1Ox32,9xO.2O8x17406 =45867N.m本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因 此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、 剛度適當即能滿足加工要求。3. 4定位誤差分析本工序選用的工件以外圓作為定位基準，釆用固定V型塊和 擋銷定位，擋銷為水平放置，III于定位副間存在徑向間隙，因此 必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間 隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位 移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。= 0.015 + 0.024 + 0.033 = 0.072k 2式中定位副間的最小配合間隙（mm）；Td工件圓孔直徑公差（mm）；Td定位銷外圓直徑公差（mm）。3. 5夾具設(shè)計及操作