機(jī)床支架的工藝工裝設(shè)計（有全套圖紙）（可編輯）

1、機(jī)床支架的工藝工裝設(shè)計（有全套圖紙） 優(yōu)秀設(shè)計摘 要 本篇說明書中,主要是介紹了我這次設(shè)計的主要設(shè)計思路及設(shè)計過程。包括了兩套專用夾具的設(shè)計和刀具、量具的設(shè)計思路和設(shè)計過程,以及在致謝和參考文獻(xiàn)。 我的設(shè)計課題是機(jī)床支架的工藝工裝設(shè)計。設(shè)計的主要內(nèi)容有:繪制零件圖、設(shè)計夾具、刀具、量具等。由目錄可詳細(xì)了解論文的內(nèi)容。此次設(shè)計,綜合運用了本專業(yè)的各方面的專業(yè)知識,如機(jī)械制圖、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計在這整個設(shè)計過程中進(jìn)一步加深并鞏固了我這兩年所學(xué)的知識,令我感到受益匪淺,收獲頗豐。 由于個人能力和經(jīng)驗有限,設(shè)計中會出現(xiàn)很多不足之處,希望各位老師給予指教。 關(guān)鍵詞:專用夾具;刀具;量具;機(jī)械制

2、圖 全套CAD圖紙,聯(lián)系174320523 各專業(yè)都有Abstract In brief this instruction booklet, mainly was introduced my design main design mentality and the design process. In addition two sets of jigs supposing with cutting tool, measuring instrument design mentality and design process, as well as appendix and reference b

3、ooklist, concluding remark My design topic is machine tool support, s technological design. May in detail understand the paper by the table of contents the content. This design, the synthesis has utilized this specialized various aspects of specialized knowledge, like Mechanical drawing, Machine man

4、ufacture Technology, Engine bed Jig Design. Further deepened and has consolidated the knowledge which I studied in this instituted during recent two years. Because individual ability and the experience are limited, in the design must appear very many deficiency, hoping fellow teachers give advice.Ke

5、yword:special fixture; measure; holding device; machining drawing 目 錄 引言1第1章工藝規(guī)程設(shè)計21.1零件分析 21.2確定毛坯、畫毛坯圖 21.3工藝規(guī)程設(shè)計 3第2章工藝裝備設(shè)計142.1夾具的概念 152.2夾具的基本要求 152.3夾具的設(shè)計方法和步驟 15第3章量具設(shè)計 203.1量規(guī)的種類和作用 233.2量規(guī)設(shè)計 233.3量規(guī)的技術(shù)要求 24結(jié)論 25致謝 26參考文獻(xiàn) 27附錄A(英文原文)28附錄B(中文翻譯)33引 言 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié),也是學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的最后一個重要環(huán)節(jié)。這次設(shè)計是

6、為了進(jìn)一步檢驗學(xué)生在學(xué)校期間的學(xué)習(xí)情況,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的專業(yè)知識和基礎(chǔ)理論知識的能力,獨立解決一般機(jī)械類技術(shù)問題的能力,樹立正確的設(shè)計思想和工作作風(fēng)。經(jīng)過將近歷時一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計,我學(xué)到了許多課堂上學(xué)不到的知識,使所學(xué)的理論知識與動手設(shè)計有機(jī)結(jié)合,提高了自己的設(shè)計能力和實踐能力。 本論文設(shè)計中主要包括工藝規(guī)程和專用夾具設(shè)計兩大部分。在設(shè)計時,主要以專用夾具設(shè)計為重點。此次設(shè)計,本著力求使所設(shè)計的工件實際、實用的原則來指導(dǎo)設(shè)計。在整個設(shè)計過程中,盡量是設(shè)計內(nèi)容向?qū)嶋H靠攏,使設(shè)計更具科學(xué)性,更具合理性,其中所用的很多數(shù)據(jù)與參數(shù)均來自工廠一線的工具用書。通過系統(tǒng)的動手設(shè)計,本人已初步掌握了一

7、般工藝路線的擬訂,并掌握了工藝規(guī)程和一般專用夾具的設(shè)計方法。 在此次畢業(yè)設(shè)計過程中,得到了宋書漢老師的悉心指導(dǎo)與幫助,還有很多同學(xué)對我的設(shè)計也提出了許多寶貴的意見。在此,對宋老師的指導(dǎo)以及同學(xué)的幫助一并表示衷心的感謝。 由于編者水平有限,且此次設(shè)計涉及面廣,內(nèi)容覆蓋面廣,時間倉促,錯誤和不足之處在所難免,懇請老師批評指正。 編者 機(jī)床支架工藝工裝設(shè)計 1 工藝規(guī)程設(shè)計 1.1 零件分析 本零件來源于沈陽第一機(jī)床廠,是機(jī)床上的某個重要的部件該部件通過安裝平面和側(cè)面的螺紋孔與其它部件聯(lián)接,通過支架上的55n6孔與其它部件配合,其中55孔和兩側(cè)面都作為配合表面,有很高的表面粗糙度要求和高的加工精度,

8、在加工時要特別注意以及進(jìn)行必要的熱處理來保證工件的技術(shù)要求,從而使工件達(dá)到精度要求,從而實現(xiàn)正確的聯(lián)接。 由零件圖可知,其材料為HT150,該材料強(qiáng)度較低,脆性較大抗缺口敏感性,減震性和耐磨性優(yōu)良,切削性能也極好,抗壓b565-785Mpa彈性模量E(69-98Gpa)抗拉b130 Mpa。 工作條件 1、承受中等應(yīng)力,彎曲應(yīng)力至10MPa 2、摩擦面間的壓力不大于0.5Mpa 3、較弱的腐蝕性介質(zhì),該零件上的主要加工面為55N6孔,58槽4?M6,4-M12螺紋孔,兩側(cè)面底面以及底面2-12槽,4?M6和4?M12用于聯(lián)接的表面,在加工它們時有一定的精度要求同樣有一定的精度要求,其中55N6

9、孔和兩側(cè)面是該零件中精度要求要求最高的表面,因而具有較高的加工精度要求。 4、由參考文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝手冊表1-10,表1-11表1-12有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的,零件的結(jié)構(gòu)工藝性也可行的。 1.2 確定毛坯、畫毛坯圖 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件,又由設(shè)計任務(wù)書已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)綱領(lǐng)為3000?5000件/年,該零件質(zhì)量約為3.57kg。由參考文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝人員手冊可知,其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),毛坯的鑄造方法選用礦型機(jī)器造型,又由于支件零件的內(nèi)腔孔要鑄出,故要放型芯。此外為消除系統(tǒng)參與應(yīng)力,鑄造后要安排時效處理。由參考文獻(xiàn)實用加工工藝手冊表3-1

10、2表3-13可知,該種鑄件的尺寸公差等級IT8-10級,加工余量等級為G級,故取C7為10級。 各主要表面的加工余量等級 表1.1 加工表面 基本尺寸 加工等級 加工余量 說明 底面 20 9 5 底面單側(cè)加工 55孔 47 H 4 孔降一級雙側(cè)加工 兩側(cè)面 82 G 4.5 雙側(cè)加工 注:上表已包含預(yù)留孔和被加工的平面輪廓尺寸 圖1-1 圖1-2 此圖為零件毛坯圖 具體請參看零件圖以及毛坯圖工藝規(guī)計 1 粗加工基準(zhǔn)的選擇 在選擇粗基準(zhǔn)時,要考慮到以下幾點要求: (1)保證各個加工表面均有加工余量的前提下,使主要加工表面加工余量均勻。 (2)保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求,要以不

11、加工表面為粗基準(zhǔn)。 (3)選做粗基準(zhǔn)的表面,要平整沒有澆口冒口或飛邊等缺陷,以使定位可靠,該鑄件為支架類零件同時頂面的面積較大且平整。 綜合考慮第二和第三條要求,選擇頂面為粗基準(zhǔn)。 2 精基準(zhǔn)的選擇 零件在加工時,首先以頂面的非加工表面作為粗基準(zhǔn)加工底面,因此作為底面精基準(zhǔn),由此精基準(zhǔn)加工55N6孔,進(jìn)而通過55N6孔加工了底面上槽,實現(xiàn)了互為基準(zhǔn)。. 在選擇精基準(zhǔn)時應(yīng)滿足以下幾點要求: (1)用工序基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn),實現(xiàn)基準(zhǔn)重合,以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合的誤差。 (2)當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)可以方便地加工其它表面時,應(yīng)盡可能在多次工序中采用此粗精基準(zhǔn)定位,實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一,以減少工裝設(shè)計制造費用,提高生產(chǎn)

12、率避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 (3)為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度,可遵循自為基準(zhǔn)的原則。 (4)精加工或完整加工工序要求余量盡可能小而均勻時,應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn),即自為基準(zhǔn)原則,而選擇底面為精基準(zhǔn),正是符合第一第二條要求,同時在加工底面槽時,底面又與55N6孔之間互為基準(zhǔn),滿足了加工精度。 最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是底面和兩側(cè)面,這時可能有兩種定位夾緊方案 方案一:采用側(cè)面上的通孔定位,限制四個自由度,再在D面采用兩個支承釘定位,但此種方法不適于大批量生產(chǎn),加工穩(wěn)定性不高。 方案二:在D面采用面定位限制三個自由度,而與B面配合限制了五個自由度,配合E面采用一個支承釘,從而達(dá)到完全定位

13、,且可以同時加工兩個件,這種加工方法夾緊可靠,減少了定位夾緊等方面的誤差,且結(jié)構(gòu)簡單,適宜大批生產(chǎn),因此該方案可行。具體方安請參看工序簡圖。 分析零件圖,依據(jù)各個表面加工要求精度形位公差配合關(guān)系以及技術(shù)要求,還有各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,以及基準(zhǔn)的合理選擇確定了以下兩種工藝路線方案: 方案一 工序號 工序內(nèi)容 鑄造 時效 涂漆 5 粗銑底面,精銑底面 10粗銑側(cè)面 15半精銑側(cè)面 20精銑側(cè)面 25粗銑55孔58槽,半精銑55孔 30銑底面槽 35鉆4-M12螺紋孔,攻絲 40鉆4-M6螺紋孔,攻絲 45鉆4-M10螺紋孔,攻絲 50磨55孔 55成品檢驗 方案二: 工序號 工序內(nèi)容 鑄造

14、 時效 涂漆 5 粗銑底面,精銑底面 10粗銑側(cè)面15半精銑側(cè)面20精銑側(cè)面 25粗鏜55孔,半精鏜55孔 磨55孔 30鏜58槽 35銑底面槽 40鉆4-M12螺紋孔,攻絲 45鉆4-M6螺紋孔,攻絲 50鉆4-M10螺紋孔,攻絲 55成品檢驗 方案二,雖然大部分遵循工藝路線擬訂的一般原則,但某些工序有些問題,如在磨55孔時,精加工應(yīng)安排在最后,而鏜58槽時的表面粗糙度的要求并不高,如果安排在磨55孔之后,會使精加工表面受到損傷。由于頂面為非加工表面,而且工序基準(zhǔn)為55孔的中心線,所以達(dá)不到加工精度要求,而且會產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。造成工件的加工達(dá)不到要求。 而方案一,充分考慮了這些問題,而且

15、也遵循了先面后孔,先主要表面后次要表面,先粗加工后精加工的原則,主要的是再加工兩側(cè)面時和內(nèi)孔時的基準(zhǔn)確定避免基準(zhǔn)不從合誤差的產(chǎn)生而達(dá)不到加工要求,而將鉆4?M12、4?M6、M10孔等次要表面放在后面,將磨內(nèi)孔放在最后的工藝路線擬訂原則,也保證了加工精度。因此,方案是比較合理且可行的,所以選用第一套方安。 該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為3000?5000件/年,作為年產(chǎn)量為5000件,除去休息日一年中的工作時間約為200天,那么一天產(chǎn)量為5000/200=258件,屬于大批量生產(chǎn)。故加工設(shè)備易以通用機(jī)床為主,加工刀具也以通用設(shè)備為主工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 下面分析各個主要工序中

16、選用的加工設(shè)備及刀具,夾具,量具 1、銑表面,作為本工藝方案的第一道序,考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題采用立式銑床選擇X5032式銑床,選擇d80mm的立銑刀,采用專用夾具和游標(biāo)卡尺,參考金屬切削手冊。 2、銑兩側(cè)面,兩側(cè)面的表面粗糙度為Ra1.6,且有公差要求,同時也是本工件中的一個重要表面與其它工件相配合,所以加工精度較高,我們采用X6132A式臥式銑床,選用兩把d250mm的三面刃銑刀裝在同一把刀桿上,對兩側(cè)面同時加工,而且采用設(shè)計專用夾具和用長度量規(guī)來進(jìn)行測量。 3、鏜55孔和58槽,此孔在鑄造時已預(yù)鑄出,且工件的尺寸為55N6,與其他工件配合時為小過盈,是支架與其它工件

17、配合的另一個重要表面。Ra1.6為6級精度,加工精度很高,我們在此道序中首先采用臥式鏜床T611進(jìn)行加工,同時留出磨削余量,采用專用夾具塞規(guī)進(jìn)行測量。 4、銑底面槽,本道工序需要保證兩側(cè)面中心線之間尺寸以及與側(cè)面之間等尺寸,是支架與其它工件安裝時的一個較重要部分。Ra3.2,采用立式銑床X5032,選用D8mm的高速鋼立銑刀,采用專用夾具和游標(biāo)卡尺來測量。 5、鉆、攻絲4?M6螺紋孔,加工精度一般,且均勻分布,采用搖臂鉆床Z35,選用直徑d4.9mm的椎柄麻花鉆,在鉆床上攻絲,采用M6機(jī)用絲錐、專用夾具、螺紋量規(guī)、游標(biāo)卡尺。 6、鉆、攻絲4?M12螺紋孔,加工精度一般,且均勻分布,采用搖臂鉆床

18、Z35,選用直徑d10.1mm的椎柄麻花鉆,在鉆床上攻絲,采用M12機(jī)用絲錐、專用夾具、螺紋量規(guī)、游標(biāo)卡尺。 7、鉆、攻絲4?M10螺紋孔,加工精度一般,且均勻分布,采用搖臂鉆床Z35,選用直徑d8.4mm的椎柄麻花鉆,在鉆床上攻絲,采用M10機(jī)用絲錐,專用夾具,螺紋量規(guī),游標(biāo)卡尺。 8、磨55孔,作為光整平面,本工序的加工余量小,采用內(nèi)圓磨床M2110A,加工精度可達(dá)到6級,滿足加工精度要求,采用專用夾具,磨削工具為砂輪,量具為光滑極限量規(guī)和百分表。 9、最終檢查,檢查尺寸、位置精度、磨削表面粗糙度、選擇游標(biāo)卡尺螺紋量規(guī)和角度尺等55N6孔) 根據(jù)參考文獻(xiàn)機(jī)械制圖手冊第三版表5?6表5?8金

19、屬切削手冊實用機(jī)械加工工藝手冊表3?9,3?10表4?7根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第一卷表3.2-23.2-48確定各主要工序的加工余量及偏差;由表4.1-94.1-29確定各主要工序的經(jīng)濟(jì)精度;由表4.2-4確定各種加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度。 可確定各加工表面的加工余量,公差等級和加工方法所達(dá)到的表面粗糙度: 1、銑平面: (1)粗銑底面 Ra 6.3m 加工余量2Z 4mm IT10級 半粗銑底面 Ra 3.2m 加工余量2Z 1mm IT9級 (2)粗銑兩側(cè)面 Ra 6.3m 加工余量2Z 6mm IT10?9級 (3)半精銑兩側(cè)面 Ra 3.2m 加工余量2Z 2mm IT9?8級 (4

20、)精銑兩側(cè)面 Ra 1.6m 加工余量2Z 1mm IT8?7級 2、鏜孔: 粗鏜孔至52,Ra 6.3m 加工余量2Z 5mm IT10?9級 半粗鏜孔至54,Ra 3.2m 加工余量2Z 3mm IT9?8級 精鏜孔至54.8,Ra 1.6m 加工余量2Z 2.8mm IT8?7級 鏜槽至58,Ra 6.3m 加工余量2Z 3.2mm IT10?9級 3、底面槽(銑兩次) 第一次 Ra6.3m 加工余量Z15mm IT10級 第二次 Ra3.2m 加工余量Z15mm IT9級 4、鉆攻螺紋孔 (1)鉆攻4?M6螺紋孔 Ra6.3m 加工余量Z15mm IT11級 (2)鉆攻4?M12螺紋孔

21、 Ra6.3m 加工余量Z28mm IT11級 (3)鉆攻M10螺紋孔 Ra6.3m 加工余量Z10mm IT11級 5、磨?孔 磨削?孔至55N6,Ra1.6?0.8m 加工余量2Z0.2mm IT6級 1 粗銑底面,半精銑底面 (1)選擇刀具 鑲齒套式面銑刀 d 80mm Z 10 參照金屬切削手冊第二版 (2)確定切削用量 由于表面粗糙度為3.2,我們采用粗半精加工 經(jīng)查表可知,單邊余量為5mm,這里取粗銑加工余量為4mm 確定切削深度 可走刀一次完成 粗銑 4mm 半精銑 1mm 確定進(jìn)給量f 粗銑fz 0.5r/min 半精銑fz 0.4r/min 參照金屬切削手冊第二版 表9?12

22、 (3)確定切削速度Vc 由金屬切削手冊第二版表9?14可知 粗銑時Vc 16m/min 半精銑時Vc 20m/min 由公式 (1.1) 則n粗銑 1000Vc粗/d 68r/min 由機(jī)械加工工藝手冊表4?16?1可知 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)數(shù)可取n粗銑 75r/min n半精銑 000Vc半精/d 80r/min 由機(jī)械加工工藝手冊 表4?16?1 可取n半精銑 95 r/min (4)選擇銑刀壽命 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第一卷表9.4?7 T 120min (5)銑削力功率計算 由機(jī)械加工工藝手冊 表3?25可知 (1.2) ? 銑削寬度 ? 銑削力系數(shù) ? 每齒進(jìn)給量 ? 銑刀半徑 ? 銑削深度 ?

23、齒數(shù) 由表3?25可知 50 76 0.5 80 4 10 則 11007N (6)校核機(jī)床功率(一般不校核粗加工工序) 由機(jī)械加工工藝手冊表3?25可知修正系數(shù) 銑削功率Pm為 Pm FzV(1.3) Pm 3.1Rw (7)時間定額計算 機(jī)動時間 由機(jī)械加工工藝手冊 P248 可知 基本時間(1.4) fm fzZn (1.5) ? 工作臺每分鐘進(jìn)給量(mm/min) z ? 銑刀齒數(shù) fz ? 銑刀每齒進(jìn)給量(mm/z) n ? 銑刀每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) (r/min) ? 銑削深度 ? 行程次數(shù) ? 水平進(jìn)給量(mm/min) 當(dāng)Kr主偏角90o時,根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊 (1.6) Fm fzZ

24、n 70 0.5(80-25)+128.5 2 i 1 所以 粗銑 0.284min 半精銑 0.28 故此 基本時間T粗銑+T半精銑 0.284min+0.28min 0.564min 輔助時間:由 機(jī)械加工工藝手冊表7?29 可知:工作時裝上及取下零件所需輔助時間為0.47min 再由表7?30可知有關(guān)定程的輔助時間為 0.23+0.04+1.40 2.27min 2 銑兩側(cè)面 (1)選擇刀具 選用由前面可知的d 250mm的三面刃銑刀對兩側(cè)面同時進(jìn)行加工 參見機(jī)械加工工藝人員手冊 (2)選擇切削用量 經(jīng)查表可知,由于采用兩面同時加工,所以粗銑雙邊為4mm,半精銑雙邊為1mm,精銑雙邊為0

25、.5mm 參見金屬切削手冊 (3)確定每齒進(jìn)給量f 粗銑f 0.25mm/r,半精銑f 0.15mm/r,精銑f 0.07mm/r 參見金屬切削手冊表9?12 (4)選擇銑刀壽命 T 120min 參見機(jī)械加工工藝手冊第一卷表9.4?7 (5)確定切削速度 V粗銑 16m/min V粗銑 16m/min ,V半精銑 18m/min,V精銑 20m/min 參見金屬切削手冊表9?14 (6)切削力計算(此處只計算粗銑切削力) (1.7) 其式中 ? 切削寬度 取為80 ? 切削力系數(shù) 取為50 ? 每齒進(jìn)給量 d ? 銑刀外徑 ? 銑削深度 ? 齒數(shù) 由 機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表3?25可知: 3

26、0, 80,af 0.25, 250, 4, 22 則F778N,由于是雙邊切削則F1556N 又由表3?25可知修正系數(shù)K 1.057 則實際圓周切削力為F 1644.5N (7)切削功率 Pm FzV 0.44km 校驗機(jī)床功率:由 機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊第二卷中X6132型銑床技術(shù)參數(shù)可知電動機(jī)總功率為P總10kwPm,則機(jī)床功率足夠,滿足加工要求。 3 鏜55N6孔 (1)選擇刀具 由刀具課程設(shè)計指導(dǎo)書查得 鏜桿為36200,刀頭為101036 由機(jī)械加工工藝手冊第二卷表11.2?17可知 選臥式鏜床T611,主軸轉(zhuǎn)速范圍為20?1000轉(zhuǎn) (2)選擇切削用量 由 機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊可

27、知 V粗鏜 22m/min V半精鏜 28m/min V精鏜 28m/min (3)選擇計算轉(zhuǎn)速 由公式(1.1)可得 n粗 1000V粗/d 149r/min n半精 1000V半精/d 171r/min n精 1000V精/d 383r/min 又由機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊4.7?1選擇標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速分別為 n粗 160r/min n半精 200r/min n精 400r/min 4 磨55N6孔 (1)選擇磨具 根據(jù)加工條件,選擇代號為P的平行砂輪 由機(jī)械加工工藝手冊第二卷表13.2?18可知其外徑為35mm,厚度為3.2mm (2)選擇磨削用量 合理選擇磨削用量,對磨削加工質(zhì)量生產(chǎn)率均有影響 確

28、定砂輪轉(zhuǎn)速Vs由公式(1.1)得 Vs dsns/1000 由機(jī)械加工工藝手冊第二卷表13?5 其中ds ? 砂輪直徑mm ns ? 砂輪速度r/min 又由機(jī)械加工工藝手冊第二卷表13.4?16可知 Vs 24m/s ns 1400r/min 工件速度Vw與砂輪速度有關(guān),其速度比公式為 q Vs/Vw 1.8 內(nèi)圓磨床q40?80,取q60,見機(jī)械加工工藝手冊第二卷表13?71 Vw 0.4m/s (3)縱向進(jìn)給量 一般根據(jù)經(jīng)驗公式,縱向進(jìn)給量公式 (0.7?0.8)bs (1.9) bs為砂輪寬度,bs取3.2 則 2.24mm (1.10) 則 0.09m/min (4)磨削深度 根據(jù)實

29、用機(jī)械加工工藝手冊表3?94可知, 0.4mm (5)切向磨削力F1,徑向磨削力F2 (1.11) ? 磨頭電動機(jī)實測輸出功率(取3.2) ? 電動機(jī)傳動效率(取0.98) ? 砂輪轉(zhuǎn)速r/s ? 砂輪直徑mm 2.2N 3 則 66N 參見機(jī)械加工工藝手冊第二卷表P13?6 (6)內(nèi)圓磨砂輪常用合理耐用度 T 600(s) 參見機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊表3?12 (7)校驗機(jī)床功率Pm 主運動所消耗的功率為 (1.12) 0.054kw 根據(jù)M211A型磨床的技術(shù)參數(shù), 電動機(jī)總功率 P總 4.6kw, 參見機(jī)械加工工藝手冊,所以P總Pm,因此磨削55N6孔時確定的磨削量可以采用。 2 機(jī)床夾具

30、設(shè)計(工藝裝備設(shè)計) 2.1 機(jī)床夾具概論 在機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過程中用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成切削加工,檢驗,裝配,焊接等工作,所使用的工藝裝備稱為夾具。2 1.2 工件的安裝 在機(jī)床上加工工作時,為了保證工件被加工表面的尺寸,幾何形狀及相互位置精度方面的要求,事先必須將工件正確的安裝到機(jī)床加工位置上去。工件安裝一般包括定位和夾緊兩個過程:即首先應(yīng)使工件相對于機(jī)床及刀具占有一個正確位置,這就是工件的定位。然后將工件緊固在這一即定位置上,使之不受切削力重力離心力和慣性力作用而發(fā)生位置改變,這就是工件的夾緊。工件的安裝一般用兩種方式:直接在機(jī)床工作臺或通用夾具上安裝,采用專用夾具安裝。

31、(1)保證產(chǎn)品加工精度,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量(2)提高生產(chǎn)率,降低加工成本(3)改善工人勞動條件(4)擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 機(jī)床夾具因被加工工件的加工表面不同或使用機(jī)床種類不同而用各種不同的結(jié)構(gòu)形式,但就機(jī)床夾具具體結(jié)構(gòu)而言,大致分為以下幾個部分:定位元件,夾緊裝置,導(dǎo)向?qū)Φ对?連接元件,其它裝置和元件,夾具體。2.2 夾具設(shè)計的基本要求 穩(wěn)定的保證工件的加工技術(shù)要求 提高機(jī)械加工的勞動生產(chǎn)率,降低工件成本 結(jié)構(gòu)簡單,便于制造和維修 操作安全方便2.3 夾具設(shè)計方法和步驟 銑床夾具主要用于加工工件上的平面,凹槽,直線成型面和齒輪等。而一般的銑削過程都是銑床工作臺和夾具一起做進(jìn)給運動的。根據(jù)進(jìn)給方向的方

32、向不同,通常將銑床夾具分為直線進(jìn)給式,圓周進(jìn)給式和靠模進(jìn)給式,其中以直線進(jìn)給式應(yīng)用最多。銑床夾具的特點,銑削加工過程不是連續(xù)的加工,切削用量和切削力都較大,而且切削力大小和方向都是變化的,因而,切削過程中容易產(chǎn)生震動。所以,再設(shè)計銑床夾具時,要特別注意工件在夾具上的定位穩(wěn)定性和加緊的可靠性。整個夾具要有足夠的剛性。為此,再設(shè)計和布置定位元件時,應(yīng)盡量使支撐面大些,定位元件的兩個支撐之間要盡量的遠(yuǎn)些。再設(shè)計加緊裝置時,為防止工件在加工過程中因震動而松動,夾進(jìn)裝置要有足夠的夾緊力和自鎖能力。為了提高銑床夾具的剛性,再確保夾具有足夠的排屑空間的前提下,要盡量降低夾具的高度;注意施力方向和作用點的位置

33、。只有注意了這些才能很好的進(jìn)行夾具的設(shè)計。1 、研究原始資料,明確設(shè)計任務(wù) 由任務(wù)書可知,此零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為3000?5000件/年,屬于大批量生產(chǎn),從零件圖和工藝過程簡表上知,兩側(cè)面表面要求為Ra1.6m,且用公差要求,所以需要進(jìn)行精加工,同時此表面是作為安裝配合表面,以上這些在夾具設(shè)計時都要注意,同時夾具設(shè)計時要注意到本道工序為兩把刀同時切削進(jìn)給。2 、 確定設(shè)計方案 由于該道工序并不是機(jī)械加工的第一道工序,是用以加工的表面做定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工的,無須進(jìn)行粗基準(zhǔn)的選擇,其定位表面有較高的精度夾具設(shè)計必須遵循夾具設(shè)計結(jié)構(gòu)方案的原則,即:在確保加工質(zhì)量的前提下,結(jié)構(gòu)盡可能簡單操作省力高效安全,經(jīng)濟(jì)

34、合理,并盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件,同時夾具的定位,導(dǎo)引,加緊裝置再夾具體上,成為一體,并準(zhǔn)確的并能準(zhǔn)確的。 在此前提下,要遵循以下兩點: (1)保證各加工表面均有足夠的加工余量的前提下,保證主要表面的余量盡量均勻。 (2)保證定位,夾緊可靠,操作方便。 根據(jù)以上兩點,擬定方案如下: 銑兩側(cè)面,采用雙向同時銑削,有機(jī)床工作臺進(jìn)給方向和所受切削力可知在方向不受限制,再這里首先采用底面大端面定位限制,再用定位塊上的一個支撐釘限制了,同考慮到銑床夾具在銑削加工過程中所受力的特點配合定位塊同時限制了,所以,實際實現(xiàn)了完全定位,定位方安滿足了零件的加工要求。具體定位夾緊方安請參看工序簡圖圖 2.13 、 確定設(shè)計

35、定向和對刀裝置 (1)銑床夾具采用定向鍵把夾具體安放在機(jī)床上,一般采用兩個相距較遠(yuǎn)的定向鍵,安裝在夾具體底部,通過與銑床工作臺的T行槽配合,使夾具上的定位元件的工作面相對銑床工作臺的進(jìn)給方向有確定的位置關(guān)系。本夾具采用矩形定向鍵。 (2)對刀裝置的設(shè)置,對刀裝置是用來調(diào)整和確定銑刀相對夾具位置的。為了防止對刀時碰傷切削刃和對刀塊,一般在刀具和對刀塊之間塞一規(guī)定尺寸的塞規(guī)(3mm),根據(jù)接觸的松緊程度來確定刀具的最終位置,本夾具采用板裝對刀塊,安裝在支架上,對刀時將塞規(guī)靠在對刀塊上,用塞尺來校準(zhǔn)銑刀的位置,而本道工序就是采用了在板裝對刀板上配合使用3mm的塞尺來對刀的,從而實現(xiàn)加工要求。4 、夾

36、緊力的計算 首先確定夾緊機(jī)構(gòu)和夾緊力的分析,由于工件不大,主要承受切削力,通過地面定位時,以承受其中很大部分切削力。采用手動裝置夾緊,同時遵循夾緊裝置的基本要求:加緊過程可靠,夾緊力的大小適宜,結(jié)構(gòu)性好,使用性好。同時根據(jù)夾緊力的作用點及方向的要求:夾緊力的方向應(yīng)盡可能朝向主要限位面;夾緊力的作用點應(yīng)施于工件鋼度好的方向和部位上;夾緊力的作用點應(yīng)在定位支撐范圍內(nèi)以及夾緊力的作用點應(yīng)靠近工件的加工表面。所以通過兩根螺栓和彈簧與夾板配合夾緊工件,同時在主要切削部位采用螺栓夾緊機(jī)構(gòu),通過螺桿,在圓頭部位安裝平頭的壓塊來與壓板配合夾緊工件,夾緊方便可靠同時也滿足以上要求。 夾緊力計算 分析在本工序所有

37、的銑削工序中,粗銑時,徑向切削力Py為最大 由機(jī)床夾具設(shè)計手冊查得夾緊件為螺釘時的夾緊力(螺桿端面為球面配合壓塊) (2.1) ? 夾緊力N ? 原始作用力N(一般取80?100N) ? 作用力臂mm(一般取L14d0) ? 螺紋中徑(mm) ? 螺紋角度(一般取3) ? 螺紋處摩擦角取(一般取20) ? 螺紋端部與件的摩擦角 ? 螺桿端部與工件(或壓角的當(dāng)量摩擦半徑mm) 螺桿端部為球面時r10 又由金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表9?27可知 180,f 0.1 則W 153N 當(dāng)保證工件裝夾安全可靠,根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計手冊,將理論夾緊力乘以安全系數(shù),考慮到切削力的變化程度和工藝系統(tǒng)變形等因素,一

38、般取K1.5 3,那么實際所須的夾緊力W實際K*W307N由于夾緊力為手動夾緊力提供,且夾緊力不大,工件也不大,通過以上計算所得夾緊力和手動夾緊力能夠滿足要求,故夾緊力適宜。5 、 壓板處夾緊力 由金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊P326查得 W PK1 (2.2) K1 L/L11/ (2.3) ? 各種摩擦損失的系數(shù) 由P328查得 L1/L 0.2 0.9 K 0.926 W 0.926100 92N 則實際 W為184N 由于工件尺寸不大,且夾緊力不大,同時加工方法為銑削,主要承受軸向力,在安裝時夾具底面以承受部分切削力,因此本工件由手動方式提供夾緊力,通過計算,完全能夠滿足此夾緊力的要求,故

39、夾緊力合適。6 、 夾具體設(shè)計 夾具的結(jié)構(gòu)形式在很大程度上取決于定位裝置和夾緊裝置及其元件的結(jié)構(gòu)和布置。為使夾具結(jié)構(gòu)緊湊,保證夾具之機(jī)床上安裝穩(wěn)定,并使工件的加工表面盡可能靠近工作臺面,降低夾具重心,夾具體的高度比應(yīng)限制在H/B1?1.25范圍內(nèi)。此外,還要設(shè)計耳座。同時由于工件形狀不復(fù)雜,且比較規(guī)則,夾緊選用夾緊,故選擇鑄造夾具體為主,底座設(shè)有兩個鉸鏈杠桿螺旋夾緊,用T型螺栓固定于工作臺上,在中間最遠(yuǎn)距離處裝有兩個定向鍵,用以確定夾具和刀具的正確位置。 7 、 繪制夾具裝配總圖 此銑床夾具裝配總圖上將定位元件,支承,導(dǎo)向,對刀,夾緊元件,以及輔助支承,與夾具體的聯(lián)接表達(dá)清楚,裝配總圖中的定位

40、襯套與夾具體采用過度配合,夾具裝置中一部分采用壓板通過鉸鏈杠桿夾緊,另一部分,采用螺旋夾緊,采用螺栓和螺釘與夾具體相連接,壓板采用螺栓和定位銷與鉸鏈杠桿連接通過螺釘與夾具連接。對刀快對稱放置,裝配調(diào)整的整體位置最后用螺釘緊定8 、 標(biāo)注尺寸和公差配合 定向鍵與T型槽配合H7/h6 定位銷與工件基準(zhǔn)孔配合H7/h6 固定支承釘定位銷配合精度H7/n6 定位心軸的定位基面一般按h6制造12槽夾具設(shè)計 1 、 研究原始材料,明確設(shè)計任務(wù) 分析零件圖和工序圖,根據(jù)加工內(nèi)容以及銑床夾具的特點,初步確定夾具體的形狀,定位夾緊元件,以及定位方式。2 、定位基準(zhǔn)的選擇與定位元件的確定 由于工件一般不是直接放置

41、在夾具體上的,而是放在定位元件上的,工件與定位元件直接接觸。因此,定位元件應(yīng)滿足以下要求:足夠的精度 由于工件的定位是通過定位副的接觸或配合實現(xiàn)的,定位元件限位基面的精度直接工件的定位精度,既直接影響工件的加工精度,因此,定位元件上的限位基面應(yīng)有足夠的精度。耐磨性好 定位元件上的限位基面因與工件定位基面接觸容易磨損,為此要求限位基面要耐磨,以便長期使用保持定位精度。足夠的強(qiáng)度和剛度 再工件重力,加緊力和切削力等作用下,定位元件可能發(fā)生較大的變形,從而影響加工精度,或因強(qiáng)度不夠而損壞定位元件,為此,定位元件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。對于承受教大的沖擊和外力的定位元件,一般應(yīng)內(nèi)韌外硬。工藝性好 定位元

42、件要有良好的工藝性,要容易制造,方便裝配,容易修理或更換。便于清除切削 定位元件上限位基面的形狀應(yīng)有利于清除切屑,否則,會因切屑而影響定位精度,而且切屑還會損壞工件的定位基面。 再由工序簡圖可知,支架底面槽與側(cè)面有尺寸要求,同時又對稱布置在底面上,因此選取孔和側(cè)面組合定位,采用短銷大平面的定位心軸來定位,心軸與工件為間隙配合,限制了工件的六點完全定位,增加夾緊的剛度,減少工件在加工時的沖擊,理論上可以不限制,為了避免由于剛度不夠使工件出現(xiàn)斷裂,也滿足了工件的加工要求,采用六點完全定位。夾緊方安如圖所示 圖2.2 3 、 對定裝置的選擇 在進(jìn)行機(jī)床夾具總體設(shè)計時,還要考慮夾具在機(jī)床上的定位和固定

43、,才能保證夾具(含工件)相對于機(jī)床主軸(或刀具)機(jī)床運動導(dǎo)軌由準(zhǔn)確的位置和方向。夾具在機(jī)床上的定位有兩種基本方式,一種是安裝在機(jī)床工作臺上,如銑床刨床和鏜床夾具,另一種是安裝在機(jī)床主軸上,如車床夾具。 銑床類夾具,夾具體底面是夾具的主要基準(zhǔn)面,要求底面經(jīng)過比較精密加工,夾具的各定位元件相對于此底平面應(yīng)有較高的位置精度要求。為了保證夾具具有相對切削運動的準(zhǔn)確的方向,夾具體底平面的對稱中心線上開有定向鍵槽,安裝上兩個定向鍵,家具靠著兩個定向鍵定位在工作臺面中心線上的T形槽內(nèi),采用良好配合,一般選為H7/h6,再用T形槽螺釘固定夾具。4 、夾緊裝置的確定和選擇 本道序加工為采用立式銑刀加工槽,工件主

44、要承受軸向銑削力,同時由銑床夾具結(jié)構(gòu)特點可知,在設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)時,我們綜合考慮了加緊力以及加緊方式的合理性以及夾具設(shè)計的要求,同時為了防止工件在加工過程中因振動而松動,夾緊裝置要有足夠的夾緊力和自鎖能力,所以選則基本的加緊機(jī)構(gòu)圓偏心機(jī)構(gòu)。采用偏心的擴(kuò)力和自鎖性能實現(xiàn)夾緊作用的機(jī)構(gòu),它具有夾緊動作迅速操作方便的特點,同時配以螺栓和夾緊螺釘輔助夾緊。 由于采用圓偏心夾緊機(jī)構(gòu),則圓偏心夾緊力 由金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊查得圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的加緊力為 (2.4) L ? 手柄的長度(mm) Q ? 作用于手柄上的力(取80?100) ? 回轉(zhuǎn)中心距夾緊點的距離,即回轉(zhuǎn)半徑(mm) ? 偏心輪上夾緊角的升角 ? 偏心輪對夾緊表面的摩擦角,通常取830?(此時tan0.15) ?偏心輪對回轉(zhuǎn)軸的摩擦角,通常取543?(此時tan0.15) 5 、 夾具體結(jié)構(gòu)的擬定 夾具的結(jié)構(gòu)形式在很大程度上取決于定位裝置和夾緊裝置及其元件的結(jié)構(gòu)和布置。為使夾具結(jié)構(gòu)緊湊,保證夾具之機(jī)床上安裝穩(wěn)定,并使工件的加工表面盡可能靠近工作臺面,降低夾具重心,夾具體的高度比