汽車制造工藝學課程設計報告書

/學號課程設計題目連桿蓋16012的工藝規(guī)程及鉆Φ8.5兩孔的工裝夾具設計學院汽車工程學院專業(yè)車輛工程班級姓名指導教師2017年6月13日目錄1、 連桿蓋的工藝路線2、 鉆孔工序的工序簡圖3、 所設計夾具需要滿足的加工要求4、 定位夾緊方案的選取與分析5、 夾具的結(jié)構介紹6、 分析計算7、 本設計的主要優(yōu)點缺點分析8、 參考文獻3.所設計夾具應滿足的加工要求本道工序為在連桿蓋兩側(cè)鉆模鉆2xM8.5的孔.并滿足一定的精度要求.由于生產(chǎn)類型為成批.大批生產(chǎn).要考慮生產(chǎn)效率.降低勞動強度.保證加工質(zhì)量.故需設計專用夾具。由于對加工精度要求不是很高.所以在本道工序加工時.主要考慮如何降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。夾具體：夾具的定位、引導、夾緊裝置裝在夾具體上.使其成為一體.并能正確的安裝在機床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復雜的基礎件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接.而且在零件的加工過程中.夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動.因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上.切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊.因此設計夾具體時.必須考慮結(jié)構應便于排屑。此外.夾具體結(jié)構的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等.在設計時也應加以考慮。夾具體設計的基本要求〔1應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面.如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面.應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?它們之間應有適當?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定.鑄造夾具體要進行時效處理.焊接和鍛造夾具體要進行退火處理?！?應有足夠的強度和剛度為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動.夾具體應有足夠的壁厚.剛性不足處可適當增設加強筋。〔3應有良好的結(jié)構工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大.結(jié)構比較復雜.而且各表面間的相互位置精度要求高.因此應特別注意其結(jié)構工藝性.應做到裝卸工件方便.夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下.應盡量能減輕重量.縮小體積.力求簡單?！?應便于排除切屑在機械加工過程中.切屑會不斷地積聚在夾具體周圍.如不及時排除.切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度.切屑的拋甩可能纏繞定位元件.也會破壞定位精度.甚至發(fā)生安全事故。因此.對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況.可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況.一般應在夾具體上設置排屑槽?！?在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時.夾具的重心應盡量低.支承面積應足夠大.安裝基面應有較高的配合精度.保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空.大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。工件裝夾方案確定以后.根據(jù)定位元件及夾緊機構所需要的空間范圍及機床工作臺的尺寸.確定夾具體的結(jié)構尺寸.然后繪制夾具總圖。4、定位夾緊方案的選取與分析4.1定位基準的選擇該工序要求中心線與端面〔有位置要求.因此可以得出該孔在兩個側(cè)面的正中心上.并且還要求其孔為通孔.由于端面經(jīng)過精銑.精度比較高.因而工序基準為端面A.為了便于加工.選取適當?shù)亩ㄎ换鶞?保證其加工要求。夾具設計應首先滿足這些要求.在保證較高的生產(chǎn)效率的前提下.還應考慮夾具體制造工藝性和生產(chǎn)經(jīng)濟性。加工過程中夾具的操作應方便.定位夾緊穩(wěn)定可靠.并且夾具體應具有較好的剛性。據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合.在同一工件的各道工序中.應盡量采用同一定位基準進行加工。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理.否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理.或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度〔特別是位置精度要求。因此應該根據(jù)零件圖的技術要求.從保證零件的加工精度要求出發(fā).合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求.也沒有較高的平行度和對稱度要求.所以應考慮如何提高勞動效率.降低勞動強度.提高加工精度。圓臺外圓及兩側(cè)面都已加工好.為.了使定位誤差減小.選擇已加工好的端面作為定位精基準.來設計本道工序的夾具。4.2夾具方案的設計如圖所示.為了加工通孔.必須使其完全定位。因此初步的設計方案如下,方案：首先必須明確其加工時應如圖所示.這樣水平放置.便于鉆床加工。那么要使其完全定位.可以采用:一面加固定V型塊和滑動V型塊定位.這樣既簡單又方便。如上圖所示.一底面限制的自由度有3個.一個固定V型塊限制兩個自由度.一個滑動V型塊限制限制一個自由度.為使定位可靠.加工穩(wěn)定.我所設計的定位方案.總共限制了工件的全部6個自由度.屬于完全定位。在該定位方案中.一個支撐面頂住.限制了z軸的移動.x軸的旋轉(zhuǎn).y軸的旋轉(zhuǎn)三個移動自由度。一個固定V型塊限制了y軸的移動.x軸的移動.一個滑動V型塊限制了z軸的旋轉(zhuǎn).這樣6個自由度全部被限制根據(jù)上面敘述選擇方案。5、夾具結(jié)構介紹該夾具采用了一個固定V型塊和一個活動V型塊以及下面的一個平面實現(xiàn)了對工件的完全定位。固定的V型塊用兩個定位銷實現(xiàn)了定位.同時用兩個螺栓進行夾緊定位.而活動的V型塊利用兩側(cè)的限位板實現(xiàn)了對其的引導和定位.在其右側(cè)有一個人工夾緊裝置.靠這個實現(xiàn)對工件的夾緊。夾具上部帶有鉆模板.上面有鉆套.它的定位依靠兩個定位銷實現(xiàn).并用兩個螺栓夾緊.將其設計為可拆卸式的.是為了節(jié)省夾具體的空間.降低成本.方便工件的裝夾。本道工序的目的是給工件鉆孔.所以夾具體的下部選擇為中空的.對孔的加工處還額外留了尺寸比預加工孔的直徑更大的通孔.以免未夾裝好工件而出現(xiàn)誤差.導致鉆頭破壞了夾具體。具體夾具結(jié)構詳見夾具裝配總圖。6、分析與計算6.1刀具的切削力計算〔1刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭機床：Z525機床切削力公式：式中D=8.5mm查表得：其中：,即：實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表得：有：安全系數(shù)K可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數(shù).查表可得：所以6.2夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù).取F=+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=6mm.材料鋁合金鋼螺釘疲勞極限：極限應力幅：許用應力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為[s]=2.5~4取[s]=4得滿足要求經(jīng)校核：滿足強度要求.夾具安全可靠.使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊.調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置.即可指定可靠的夾緊力6.3定位誤差分析〔1定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和V型塊間隙配合。〔2工件的工序基準為大圓軸線.本夾具是用來在臥式鏜床上加工.所以工件兩側(cè)面與夾具上的V型塊保持固定接觸。工件的定位基準為工件兩側(cè)面。該夾具以一面兩V型塊定位.兩V型塊尺寸公差為80。為了滿足工序的加工要求.必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機床夾具有關的加工誤差.一般可用下式表示：由參考文獻[5]可得：=1\*GB2⑴V型塊的定位誤差：其中得：⑵夾緊誤差：其中接觸變形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨損造成的加工誤差：通常不超過⑷夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見.所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。7、本設計的主要優(yōu)缺點分析優(yōu)點：本設計結(jié)構簡單.制造方便.成本較低.能達到較高的精度要求.且工件的裝夾方便.適合小批量的工件生產(chǎn)