K115-十字軸工藝及锪孔φ23孔夾具設(shè)計-版本2帶圖紙

喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，有疑問咨詢QQ:3278627871 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印目錄目錄I第1章 零件圖的分析31.1 零件的工藝分析3第2章 工藝規(guī)程設(shè)計42.1 毛坯類型42.1.1 毛坯余量確定42.2 加工方法設(shè)計52.2.1 選擇定位基準(zhǔn)52.2.2 指定工藝路線52.2.3 表面加工方法的確定62.2.4 加工階段的劃分62.2.5 工序順序的安排62.2.6 確定工藝路線72.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定72.3.1 鉆鉸8絲孔的工序尺寸72.3.2 工序計算82.3.3 時間定額的計算82.3.4 其它時間計算9第3章 夾具設(shè)計103.1 問題的提出103.2 定位、夾緊方案的選擇103.3 切削力及夾緊力的計算103.4 誤差分析與計算133.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)143.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明15結(jié)論16參考文獻17致謝18千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行第1章 零件圖的分析1.1 零件的工藝分析零件的材料為 20GrMoTi， 需要模鍛， 模鍛性能優(yōu)良， 工藝較復(fù)雜 ，但尺寸精確，加工余量少，為此以下是十字軸需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1、 四處25外圓及四個8、4的內(nèi)孔、2、右端面5060內(nèi)孔及M8絲孔。3、25外圓的同軸度為0.007，位置度為0.02，兩端的對稱度均為0.05.由上面分析可知，可以先上四爪卡盤粗車，然后上彎板采用專用夾具壓緊、找正進行加工，并且保證形位公差精度要求。 并且此 零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。第2章 工藝規(guī)程設(shè)計2.1 毛坯類型已知此 十字軸零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是083Kg/個，查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊第2頁表1.1-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鍛模鍛造毛坯。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊第41頁表2.2-5,選用鑄鍛件尺寸公差等級為CT-10。2.1.1 毛坯余量確定查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表2.2-4確定各個加工面的鍛件機械加工余量，如下表所示：表2-1簡 圖加工面代號基本尺寸加工余量等級加工余量說明a25H2雙側(cè)加工b25H雙側(cè)加工c25H5雙側(cè)加工d25H5雙側(cè)加工2.2 加工方法設(shè)計2.2.1 選擇定位基準(zhǔn)1 粗基準(zhǔn)的選擇：作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。該工件選擇25外圓面和左端面作為粗基準(zhǔn)。采用左端面作粗基準(zhǔn)加工右端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。2 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后25的軸線為主要的定位精基準(zhǔn)，采用小彎板為輔助的定位精基準(zhǔn)。2.2.2 指定工藝路線生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的準(zhǔn)備、運輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，毛坯經(jīng)過加工、熱處理而成為零件，零件、部件經(jīng)裝配成為產(chǎn)品，機械的質(zhì)量檢查及其運行試驗、調(diào)試，機械的油漆與包裝等。 工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，通過改變生產(chǎn)對象的形狀、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程。機械產(chǎn)品的工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝過程。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程，稱為直接生產(chǎn)過程，是生產(chǎn)過程的主要部分。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關(guān)的過程，如生產(chǎn)準(zhǔn)備、運輸、保管、機床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生由于零件加工表面的多樣性、生產(chǎn)設(shè)備和加工手段的加工范圍的局限性、零件精度要求及產(chǎn)量的不同，通常零件的加工過程是由若干個順次排列的工序組成的。工序是加工過程的基本組成單元。每一個工序又可分為一個或若干個安裝、工位、工步或走刀。毛坯依次通過這些工序而變成零件。 1. 工序 工序是一個或一組工人，在相同的工作地對同一個或同時對幾個工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃、成本核算的基本單元。一個零件的加工過程需要包括哪些工序，由被加工零件的復(fù)雜程度、加工精度要求及其產(chǎn)量等因素決定2.2.3 表面加工方法的確定根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查機械制造課程設(shè)計指導(dǎo)書10頁表1-6、1-7、1-8， 選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：表2-2：十字軸零件加工方案加工項目尺寸公差等級粗糙度加工方案備注25外圓IT86.3粗車-半精車表1-6左右端面IT1012.5粗 車表1-625外圓IT86.3粗車-半精車表1-8上下端面IT1012.5粗 車表1-7 23、孔IT93.2鉆-鉸表1-7、內(nèi)螺紋M8IT63.2攻螺紋表1-10 4孔IT1212.5鉆表1-78孔IT1212.5鉆表1-72.2.4 加工階段的劃分在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；首先25圓面作為粗基準(zhǔn)粗車右端面及25，然后以此圓軸線及端面為精基準(zhǔn)加工其他面和孔。在采用小彎板加工 另一部分，以保證其形位公差之要求。選用工序集中原則安排十字軸的加工工序。該零件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。2.2.5 工序順序的安排機械加工工序（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)25外圓軸線及端面 。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面（4）遵循“先面后孔”原則，先加工外圓面、端面，再加工孔，確定工藝路2.2.6 確定工藝路線表2-3：工藝路線工序工序名稱機床裝備刀具量具1粗-半精車25 兩處車床車刀游標(biāo)卡尺2粗車左右端面車床車刀游標(biāo)卡尺3粗-半精車25 兩處車床車刀游標(biāo)卡尺4粗車上下端面車床車刀游標(biāo)卡尺5鉆鉸8絲孔2360內(nèi)孔，車床鉆頭鉸刀塞規(guī).卡尺6攻螺紋M8車床絲錐塞規(guī).卡尺7鉆4、8孔鉆床鉆頭錐度鉸刀游標(biāo)卡尺8中檢游標(biāo)卡尺10熱處理淬火機等12終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等加工設(shè)備和工藝設(shè)備1 機床的選擇：采用CA6140普通車床、鉆床。磨床2 選擇夾具：該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3選擇量具：采用塞規(guī).雙用游標(biāo)卡尺。2.3 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定2.3.1 鉆鉸8絲孔的工序尺寸由表2-28課查得，精鉸余量Z=0.2mm，加工等級為IT8，公差為0.015鉆孔余量為Z鉆=4.8mm，加工等級為IT12，公差為0.15。表2-3 鉆鉸8 孔加工工序的加工余量項目內(nèi)容精度等級工序尺寸粗糙度工序余量公差8絲孔鉆IT127.812.54.80.15鉸IT883.20.20.0152.3.2 工序計算刀具：鉆頭直徑為7.8mm的高速鋼鉆頭，絲錐直徑為8mm 。機床：CA6140背刀吃量p的選擇粗加工時根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度確定p=7.8mm。進給量的確定 由表5-22，選取該工步得進量f=0.1mm/r。切削速度的計算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v=20m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=1326r/min,參照表4-9所列CA6140得主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=1360r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=20.5m/min。2.3.3 時間定額的計算工序6：鉆8絲孔鉆孔工步根據(jù)表5-51，鉆孔的基本時間可由公式：求得：,;f=0.1mm/r;n=1360r/min。則該工步的基本時間t=(22+2.4+2)/0.1mm/r x 1360r/min=10.8s。攻絲孔工步根據(jù)表5-41，鉸孔基本時間可由公式：t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn, LP=(D-d)/2*tankr, kr=15，l1=1mm，f=1mm/r，n=195r/min則該工步的基本時間t=20s。輔助時間的計算tf輔助時間tf基本時間t之間的關(guān)系為tf=（0.15-0.2）t。鉆孔輔助時間tf=0.210.8=2.2s。鉸孔輔助時間tf=0.220=4s。2.3.4 其它時間計算除了作業(yè)時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作時間、休息與生理需要時間和準(zhǔn)備與終結(jié)時間。由于該設(shè)計的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計。布置工作地時間tb是作業(yè)時間的2%-7%，休息與生理時間tx是作業(yè)時間的2%-4%，本設(shè)計均取3%，則工序的其他時間（tb +tx）可按關(guān)系式（3%+3%）（tf+t）計算。工序6的其他時間：tb +tx=6%（10.8s+20s+4s）=2s單件計算時間td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s第3章 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。并設(shè)計工序锪孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼锪孔鉆。3.1 問題的提出夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。本夾具主要用來锪23孔，沒有技術(shù)要求，在本工序加工時還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。3.2 定位、夾緊方案的選擇1、定位基準(zhǔn)選擇由零件圖可知，23孔 ，沒有技術(shù)要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇軸線為定位基準(zhǔn)保證該角度。選擇固定V型塊和支撐釘作為定位元件。 2、夾緊方案的選擇由于零件的部位為軸類形狀，為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動壓板的夾緊裝置工件快換裝置，位于零件的兩邊，使得夾緊力均衡，夾緊更加牢固。3.3 切削力及夾緊力的計算刀具：锪孔鉆。則軸向力：見工藝師手冊表28.4F=Cdfk式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 F=轉(zhuǎn)矩：T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=功率：在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)：式中 K基本安全系數(shù)，1.5; K加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;K刀具鈍化系數(shù), 1.1;K斷續(xù)切削系數(shù), 1.1則 F=KF=鉆削時： T=17.34 N切向方向所受力: 取F=4416F F所以,時工件不會轉(zhuǎn)動,故本夾具可安全工作。根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：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)，查參考文獻5表可得： 所以有： 該孔的設(shè)計基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力之間的關(guān)系F夾KF軸向力：F夾KF （N）扭距：Nm在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)由資料機床夾具設(shè)計手冊查表可得：切削力公式： 式中 查表得： 即：實際所需夾緊力：由參考文獻16機床夾具設(shè)計手冊表得： 安全系數(shù)K可按下式計算，由上式有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻16機床夾具設(shè)計手冊表 可得： 所以 ： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構(gòu)。3.4 誤差分析與計算該夾具以V型塊和支撐釘定位，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(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻5可得：銷的定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有：。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 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(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)見cad圖對夾具體的設(shè)計的基本要求（1）應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應(yīng)具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。（4）應(yīng)便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。（5）安裝應(yīng)牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。3.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構(gòu)）。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。結(jié)論本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是批量生產(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。在本次設(shè)計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設(shè)計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。參考文獻1 李 洪機械加工工藝手冊M 北京出版社，200612 陳宏鈞實用金屬切削手冊M 機械工業(yè)出版社，200513 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會金屬切削手冊M上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，20024 楊叔子機械加工工藝師手冊M機械工業(yè)出版社，20005 徐鴻本機床夾具設(shè)計手冊M 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003106 都克勤機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊M 貴州人民出版社，200347 胡建新機床夾具M 中國勞動社會保障出版社，200158 馮 道機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊M 安徽文化音像出版社，20039 王先逵機械制造工藝學(xué)M機械工業(yè)出版社，200010 馬賢智機械加工余量與公差手冊M中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，19941211 劉文劍夾具工程師手冊M黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，200712 王光斗機床夾具設(shè)計手冊M上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，20028致謝本文是在指導(dǎo)老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。在此次課程設(shè)計過程中我也學(xué)到了許多有關(guān)設(shè)計方面的知識，對其現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢有了很大的了解。通過這次模具設(shè)計，本人在多方面能力都得到了提高。通過這次課程設(shè)計，綜合運用了本專業(yè)所學(xué)課程的理論知識和結(jié)合生產(chǎn)實際知識進行一次夾具設(shè)計，通過實際設(shè)計從而培養(yǎng)和提高了自己的獨立工作能力，鞏固與擴充了夾具方面設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握夾具設(shè)計的方法和步驟，掌握加工工藝設(shè)計的基本的夾具技能，懂得了從分析零件的工藝性入手，確定工藝方案，了解了夾具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時對各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。并提高了查閱設(shè)計資料和手冊的能力，熟悉了設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計夾具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。- 17 -