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夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配,決定設(shè)計(jì)第00道工序粗銑半軸Φ38mm外左端面的銑床夾具。
1. 問(wèn)題的提出
本夾具主要用于銑左端面,精度要求不高,因?yàn)楹竺孢€有精加工,因此本道工序加工精度要求不高,為此,只考慮如何提高生產(chǎn)效率上,精度則不予考慮。
2 .定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)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?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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(zhǔn)。此道工序后面還有精加工,因此本次銑沒(méi)有較高的技術(shù)要求,也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求,所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高加工精度。我們采用Φ38外圓面為定位基準(zhǔn),為了提高加工效率,縮短輔助時(shí)間,決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。
3. 切削力及夾緊力計(jì)算
(1)刀具: 采用高速鋼立銑刀 φ50mm
機(jī)床: X51立式銑床,銑的功率4.5kw
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中: 40Cr材料的硬度在這里我們?nèi)?900HB
修正系數(shù)=1
為走刀量
為銑削深度
B為銑削寬度B=38,
Z為銑刀齒數(shù)Z=4,
D為銑刀直徑 D=50
代入上式,可得 p=1081.8N
因在計(jì)算切削力時(shí),須把修正系數(shù)考慮在內(nèi),上面我們已經(jīng)算出,修正系數(shù)為1,所以實(shí)際切削力P=1081.8N。
(2)夾緊力的計(jì)算
用壓板和V型塊夾緊工件,切削力的計(jì)算工式為
我們選用的標(biāo)準(zhǔn)V型塊a=90°
其中f為支承面上的摩擦系數(shù),支承面為平面,f=0.16~0.25,在這里我們?nèi)=0.20
K為安全系數(shù),粗加工時(shí),K=2.5~3.0,在這里取2.5
D為工件直徑,D=38
M為切削扭矩:M=PL
L==13.433mm
M=PL=14531.8N.mm
=126.7N
W遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于p,夾緊力滿足要求
經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠,
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)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
4 . 定位誤差分析
對(duì)于定位元件,因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)為外圓,故選擇長(zhǎng)V型塊作為定位元 件。
至于使用的V型塊個(gè)數(shù),應(yīng)使用2個(gè)V型塊進(jìn)行定位。一個(gè)位固定長(zhǎng)V型塊,它主要限制了y軸的旋轉(zhuǎn)、位移和z軸的旋轉(zhuǎn)、位移四個(gè)自由度,保證了孔的尺寸精度,另一塊為滑動(dòng)長(zhǎng)V型塊,防止過(guò)定位的形成。
一批工件在卡具中定位時(shí),各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致,因此使加工后,各工件加工尺寸的不一致,而形成誤差,即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。
形成原因有兩個(gè),一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。
根據(jù)零件圖可知,T=0.127mm, Td=0.20mm,,。2
已知孔的形狀公差為0.127,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,易知此結(jié)果符合。
5.定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖
根據(jù)T形槽的寬度 a=28mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下:
表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差
允差
公稱尺寸
允差D
28
-0.013
-0.033
40
16
6
9
6
27
+0.021
8
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成,用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
本工序是用來(lái)銑工件左端面的,所以選用方形對(duì)刀塊,對(duì)刀塊的圖形和尺寸如下:
塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如下圖所示:
圖 3.5 平塞尺圖
塞尺尺寸為:
表 3.2 平塞尺尺寸表
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
6 .夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于操作,降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了鉸鏈壓板的夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃?,切削力小,所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
夾具的夾緊力不大,故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用鉸鏈壓板的夾緊機(jī)構(gòu)。
銑夾具裝配圖如下:
夾具體附圖如下
總 結(jié)
課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的,通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì),使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng),使我們更好的利用圖書(shū)館的資料,更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了好多,也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì),它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致 謝
這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小,為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí),數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊,由于經(jīng)驗(yàn)不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題,不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn),在我遇到難題時(shí)給我指明了方向,最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。
這次課程設(shè)計(jì)成績(jī)的取得,與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此,我衷心感謝我的指導(dǎo)老師,特別是每次都放下她的休息時(shí)間,耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題,她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成,她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜,她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外,她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版,1994年
2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè),李益民主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版,1994年
3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編,上??茖W(xué)技術(shù)出版社出版,1983年
4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè),東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編,上海科學(xué)技術(shù)出版社出版,1990年
5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè),上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1981年10月
6.機(jī)械制造工藝學(xué),郭宗連、秦寶榮主編,中國(guó)建材工業(yè)出版社出版,1997年
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