十字頭加工工藝及鉆Φ20銷(xiāo)孔夾具設(shè)計(jì)【三維SW模型】【含CAD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，圖紙均為CAD原圖，有疑問(wèn)咨詢QQ:414951605 或1304139763 陜西理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 實(shí)踐環(huán)節(jié)名稱 課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 劉柯 學(xué)號(hào) 1615014215 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)自 1607 指導(dǎo)教師 朱紀(jì)躍 2020年 1 月 6 日目 錄緒論11零件分析41.1零件的作用41.2零件圖紙分析41.3零件工藝分析42工藝規(guī)程的制定62.1毛坯類型62.2毛坯余量確定62.2.1確定加工表面的加工方法62.2.2毛坯圖63機(jī)械工藝路線確定73.1定位基準(zhǔn)的選擇73.1.1粗基準(zhǔn)的選擇73.1.2精基準(zhǔn)的選擇73.2加工順序的安排73.3加工階段的劃分說(shuō)明73.4加工工序簡(jiǎn)圖73.5設(shè)備及其工藝裝備確定83.6切削用量及工時(shí)定額確定84夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)114.1 4M6的螺紋孔夾具124.1.1工序定位分析124.1.2選擇定位元件124.2鉆床夾具設(shè)計(jì)(20銷(xiāo)孔)124.2.1工序定位分析124.1.2選擇定位原件124.1.3操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明134.3擴(kuò)孔夾具164.3.1工序定位分析164.3.2選擇定位原件164.4精車(chē)外圓夾具的設(shè)計(jì)164.5銑35的方孔夾具164.5.1定位基準(zhǔn)的選擇164.5.2定位元件的設(shè)計(jì)174.5.3定位誤差分析174.5.4夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)174.2.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)194.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明19致謝20附錄21附錄26參考文獻(xiàn)28II緒論隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)械工業(yè)充分利用國(guó)內(nèi)外兩方面的技術(shù)資源，有計(jì)劃地進(jìn)行企業(yè)的技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)走依靠科技進(jìn)步的道路，使制造技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和水平以及經(jīng)濟(jì)效益有了很大的提高，為繁榮國(guó)內(nèi)市場(chǎng)、擴(kuò)大出口創(chuàng)匯、推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起了重要作用。夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過(guò)程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。目前，大批量生產(chǎn)正逐漸成為現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)新的生產(chǎn)模式。在這種模式中，要求加工機(jī)床和夾具裝備具有更好的柔性，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、降低生產(chǎn)成本，所以，按手動(dòng)夾緊的方法已不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求，而氣動(dòng)、液壓夾緊等夾具正是適應(yīng)這一生產(chǎn)模式的工裝設(shè)備。它對(duì)縮短工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造周期起到至關(guān)重要的作用。國(guó)外為了適應(yīng)這種生產(chǎn)模式，也把柔性制造系統(tǒng)作為開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，并將其作為機(jī)械制造業(yè)的主要發(fā)展。夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 a.高精隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對(duì)夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)5m，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5m以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)5m；瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)25m。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。b.高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用12秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó)Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。c.模塊、組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。d.通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。具都顯得尤為重要，6現(xiàn)在，柔性專機(jī)、可重新配置的機(jī)床及專用加工中心的組合應(yīng)用，使得發(fā)動(dòng)機(jī)零件的加工變得越來(lái)越柔性化，具體情況取決于每個(gè)加工項(xiàng)目的產(chǎn)量配額，使用液壓夾具的主要優(yōu)勢(shì)是能節(jié)省夾緊和松卸工件時(shí)所花的大量的時(shí)間。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明液壓夾緊相比機(jī)械夾緊節(jié)省90%95%的時(shí)間，縮小了生產(chǎn)循環(huán)周期，從而增加了產(chǎn)量也就意味著降低了成本。綜上，根據(jù)機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，現(xiàn)在的一般加工條件已不能滿足現(xiàn)在的技術(shù)要求。所以以后的多為數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)化。主要體現(xiàn)其高效率、高精度、高可靠性、專業(yè)化程度深。這就要求從事這方面的高科技人才，就我們現(xiàn)在所學(xué)的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。所以我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)工作中要多學(xué)習(xí)這些方面的知識(shí)，不斷的充實(shí)自己，使自己的綜合能力不斷提高，從而跟上科技發(fā)展的腳步。1零件分析1.1零件的作用十字頭是連接活塞與連桿的零件，它具有導(dǎo)向作用。壓縮機(jī)中大量采用連桿小頭放在十字頭體內(nèi)的閉式十字頭，少數(shù)壓縮機(jī)采用與叉形連桿相配的開(kāi)式十字頭。十字頭與活塞桿的連接型式分為螺紋連接、聯(lián)接器連接、法蘭連接等。螺紋連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易調(diào)節(jié)氣缸中的止點(diǎn)間隙。但是調(diào)整時(shí)需轉(zhuǎn)動(dòng)活塞，且在十字頭體上切削螺紋時(shí)，經(jīng)多次拆裝后極易磨損，不易保證精度要求。故這種結(jié)構(gòu)常用于中、小型壓縮機(jī)上。不在十字頭體上切削螺紋，而采用兩螺母夾持固定的結(jié)構(gòu)，可用于大、中型壓縮機(jī)。聯(lián)接器和法蘭連接結(jié)構(gòu)，使用可靠，調(diào)整方便，使活塞桿與十字頭容易對(duì)中。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，多用在大型壓縮機(jī)上。十字頭與連桿的連接由十字頭銷(xiāo)來(lái)完成。1.2零件圖紙分析圖1.1 十字頭零件圖由零件圖可知，該零件形狀較為復(fù)雜、外形尺寸不大。由于該零件的兩個(gè)20孔要求較高，它的表面質(zhì)量直接影響工作狀態(tài)，通常對(duì)其尺寸要求較高。一般為IT5-IT8。加工時(shí)兩20孔的同軸度應(yīng)該控制在0.01mm。85外圓的尺寸它直接影響孔在空間的位置，加工時(shí)可以將其加工精度降低，通過(guò)裝配來(lái)提高精度。1.3零件工藝分析有十字頭零件的工作環(huán)境和工作要求可知，20孔、螺紋端面為其主要工作表面，距離35mm的兩圓臺(tái)表面為重要加工表面。所以在加工的時(shí)候，這三個(gè)重要表面的位置就顯得很重要，但是十字頭外表面是面與螺紋孔的結(jié)合，所以在加工時(shí)很難定位，這就對(duì)加工這幾個(gè)特征時(shí)夾具的設(shè)計(jì)有了比較困難的要求。2工藝規(guī)程的制定2.1毛坯類型十字頭零件的材料為HT200，十字頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜是兩圓柱體相貫的結(jié)合體，常規(guī)的鑄造方式不能進(jìn)行拔模。根據(jù)零件的形狀復(fù)雜程度、適用材料、生產(chǎn)類型、精度等級(jí)等要求查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.3-1選擇熔模鑄造為毛坯的鑄造方式。2.2毛坯余量確定2.2.1確定加工表面的加工方法85圓柱面，選擇粗車(chē)及磨外圓查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.3-2及表2.3-4得加工余量為1.5mm，兩端面選擇粗銑、半精銑查表得加工余量為3mm；距離35mm兩表面選擇粗銑，半精銑查表得加工余量為2.5mm；20銷(xiāo)孔選擇擴(kuò)孔、鉸孔查遍的加工余量為1.5mm；20孔選擇鉆削加工查表得余量為2.5mm；65凹臺(tái)為簡(jiǎn)化毛坯鑄造則與55貫通鑄造；螺紋孔實(shí)心鑄出。2.2.2毛坯圖圖2.1 十字頭毛坯圖3機(jī)械工藝路線確定3.1定位基準(zhǔn)的選擇3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇以毛坯外圓為粗基準(zhǔn)。3.1.2精基準(zhǔn)的選擇選擇十字頭85外圓及螺紋孔端面作定位精基準(zhǔn)，選擇十字頭螺紋孔端面與外圓作定位基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合原則。3.2加工順序的安排十字頭零件加工順序?yàn)橄让婧罂?，這樣可以用加工好的平面定位再來(lái)加工孔，因?yàn)檩S承座孔的精度要求較高，加工難度大，先加工好平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔，這樣即能為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，同時(shí)可以使孔的加工余量較為均勻3.3加工階段的劃分說(shuō)明加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。3.4加工工序簡(jiǎn)圖表1.1 加工工序簡(jiǎn)圖工序號(hào)工 名序 稱工 序 內(nèi) 容1鑄造鑄造，清理2熱處理時(shí)效3車(chē)粗車(chē)85外圓保證尺寸85.80.10，車(chē)兩側(cè)倒角4銑粗，精銑螺紋孔端面，加工尺寸30.15鉆鉆20孔、鉆倒角6鉆、攻鉆、攻4M6螺紋孔7銑粗,精銑另一端面，保證尺寸850.18銑粗銑，精銑65內(nèi)孔9銑粗，精銑45兩圓臺(tái)面，保證對(duì)稱尺寸3510鉆鉆20銷(xiāo)孔11車(chē)半精車(chē)2-21環(huán)槽12磨粗磨85外圓13去毛刺去各部分銳邊毛刺3.5設(shè)備及其工藝裝備確定所用的設(shè)備有： CA6140、X52K、Z525、M114W、檢驗(yàn)臺(tái)、鉗工臺(tái)。夾具有：三爪卡盤(pán)、鉆2-20孔專用夾具、車(chē)床專用夾具、鉆4-M6底孔專用夾具、擴(kuò)20孔專用夾具。刀具有：45彎頭通切車(chē)刀、30直柄立銑刀、20擴(kuò)孔鉆、90直柄錐面锪鉆、平板銼、5鉆頭、M6絲錐、20鉆頭、22直柄立銑刀、16直柄立銑刀、90直頭端車(chē)刀等。量具有：游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑千分尺。3.6切削用量及工時(shí)定額確定確定切削用量及基本工時(shí)(1)工序3粗車(chē)85外圓已知工件材料： HT200，鑄造，有外皮，機(jī)床CA6140普通車(chē)床，工件用三爪卡盤(pán)固定。所選刀具為45彎頭通切車(chē)刀。確定切削深度由于單邊余量為1.1mm，可在一次走刀內(nèi)完成。確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-9得=可用。確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-8得=500；這時(shí)實(shí)際切削速度為：135m/min。 (2)工序4銑螺紋處右端面所選刀具為30直柄立刀。確定切削深度由于單邊余量為3mm，在兩次走刀完成，故粗加工吃刀量為2mm，精加工吃刀量為1mm。 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-37粗加工進(jìn)給量為60mm/min，精加工進(jìn)給量為47.5mm/min。確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-36得粗加工主軸轉(zhuǎn)速為475r/min，精加工主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，這時(shí)實(shí)際切削速度為：粗加工44.7m/min，精加工56.5m/min。(3)工序5鉆20孔所選刀具20擴(kuò)孔鉆，90直柄錐面锪鉆。確定切削深度由于單邊余量為3.5mm，采用20擴(kuò)孔鉆可在一次走刀內(nèi)完成，鉆倒角一次。 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-16加工進(jìn)給量為0.22mm/r。確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-15得主軸轉(zhuǎn)速為545r/min，這時(shí)實(shí)際切削速度為：34.2m/min。(4)工序6鉆孔，攻螺紋。所選刀具5麻花鉆，M5絲錐。確定切削深度工件無(wú)底孔，所以鉆頭半徑即為吃刀量。確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-16加工進(jìn)給量為0.22mm/r。確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-15得主軸轉(zhuǎn)速為545r/min，這時(shí)實(shí)際切削速度為：8.5m/min。(5)工序7銑另一端面。刀具選30直柄立銑刀。確定切削深度由于單邊余量為3mm，在兩次走刀完成，故粗加工吃刀量為2mm，精加工吃刀量為1mm。 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-37粗加工進(jìn)給量為60mm/min，精加工進(jìn)給量為47.5mm/min。確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-36得粗加工主軸轉(zhuǎn)速為475r/min，精加工主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，這時(shí)實(shí)際切削速度為：粗加工44.7m/min，精加工56.5m/min。(6)工序8銑65圓凹臺(tái)。刀具選22直柄立銑刀。確定切削深度由于單邊余量為5mm，在兩次走刀完成，故粗加工吃刀量為4mm，精加工吃刀量為1mm。 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-37粗加工進(jìn)給量為60mm/min，精加工進(jìn)給量為47.5mm/min。確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-36得粗加工主軸轉(zhuǎn)速為475r/min，精加工主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，這時(shí)實(shí)際切削速度為：粗加工38.2m/min，精加工41.5m/min。(7)工序9銑距離35mm兩圓臺(tái)面。刀具選22直柄立銑刀。確定切削深度由于單邊余量為2.5mm，在兩次走刀完成，故粗加工吃刀量為1.5mm，精加工吃刀量為1mm。 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-37粗加工進(jìn)給量為60mm/min，精加工進(jìn)給量為47.5mm/min。確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-36得粗加工主軸轉(zhuǎn)速為475r/min，精加工主軸轉(zhuǎn)速為600r/min，這時(shí)實(shí)際切削速度為：粗加工23.9m/min，精加工30.1m/min。(10)工序10鉆、擴(kuò)、鉸20孔。刀具選19.75麻花鉆、19.80擴(kuò)孔鉆、19.94鉸刀、20H7鉸刀。確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-16粗加工進(jìn)給量為0.22mm/r，精加工進(jìn)給量為0.17mm/r。確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-15得粗加工主軸轉(zhuǎn)速為272r/min，精加工主軸轉(zhuǎn)速為392r/min。(9)工序11車(chē)21環(huán)形槽刀具選90直頭端車(chē)刀。確定切削深度由于單邊余量為0.5mm，一次加工成型吃刀量為0.5mm。 確定進(jìn)給量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-9加工進(jìn)給量為0.05mm/r。確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-8得加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，這時(shí)實(shí)際切削速度為：32.97m/min。工序12粗磨85外圓選擇M114W磨床。確定切削深度由于單邊余量為0.4mm，一次加工成型吃刀量為0.4mm。 確定切削速度根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-30得加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速為2667r/min，這時(shí)實(shí)際切削速度為：711.8m/min。4夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4.1 4M6的螺紋孔夾具4.1.1工序定位分析由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，具體加工要求如下：鉆2-M6底孔，無(wú)其它技術(shù)要求，該工序在鉆床上加工，零件屬成批量生產(chǎn)。定位方案確定：根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工件五個(gè)自由度，即x移動(dòng)、x轉(zhuǎn)動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng)、y移動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng)，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制z移動(dòng)，因而工件的六個(gè)自由度都被限制，由分析可知要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。選85外圓、底平面作為定位基準(zhǔn)，以85外圓端面定位限制移動(dòng)。4.1.2選擇定位元件由于本工序的定位面是85外圓、底平面,所以?shī)A具上相應(yīng)的定位元件選為一個(gè)定位孔和兩個(gè)平面。定位誤差分析計(jì)算：分析計(jì)算孔的深度尺寸7的定位誤差：用85外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是85外圓面，定位基準(zhǔn)是外圓母線，當(dāng)工件外圓直徑發(fā)生變化時(shí)其中心線在定位孔內(nèi)左右移動(dòng)4.2鉆床夾具設(shè)計(jì)(20銷(xiāo)孔)4.2.1工序定位分析20銷(xiāo)孔是十字頭零件的重要工作表面，有較高的加工精度要求和位置度保證，它與螺紋孔平面有距離關(guān)系，與35mm兩平面有垂直關(guān)系，是通孔理論上需要限制四個(gè)自由度，除了沿孔軸線的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)不用限制。但是十字頭零件不是一個(gè)相對(duì)于20銷(xiāo)孔的一個(gè)回轉(zhuǎn)體零件，所以在實(shí)際中應(yīng)限制空間中所有的自由度即x移動(dòng)、x轉(zhuǎn)動(dòng)、y轉(zhuǎn)動(dòng)、y移動(dòng)、z轉(zhuǎn)動(dòng)、z移動(dòng)。4.1.2選擇定位原件本道工序選擇一面兩孔定位方式，一面是螺紋端面，兩孔即中心孔和一個(gè)螺紋孔。定位元件選擇定位銷(xiāo)，內(nèi)六角圓螺釘（螺紋孔不能直接定位，給螺紋孔裝一個(gè)內(nèi)六角螺釘，在定位平面上開(kāi)一個(gè)吊圓環(huán)槽，內(nèi)六角螺釘外圓與吊圓環(huán)槽平面相配合，限制旋轉(zhuǎn)）。圖4.1 鉆、擴(kuò)、鉸20夾具4.1.3操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明使用構(gòu)型壓板將工件夾緊，但是在切削力的方向上沒(méi)有抵抗的支撐力，所以增加一個(gè)輔助定位原件，利用楔形機(jī)構(gòu)加v型塊，在加緊之后操作旋轉(zhuǎn)螺桿，使v型塊上升，和工件接觸上剛好（不宜用力過(guò)大）。4.1.4定位誤差計(jì)算該工序十字頭零件的誤差主要由兩部分導(dǎo)致，一是沿零件軸向上銷(xiāo)空的位置度誤差，主要由鉆套與鉆模板的配合關(guān)系來(lái)保證，如下圖所示：圖4.2 夾具鉆套配合公差鉆套與鉆模板之間的配合公差為30 H7/g6，查幾何測(cè)量與公差表3-3得，該配合公差為間隙配合，孔的尺寸為30 +0.021/0，軸的尺寸為30 -0.007/-0.020。所以沿軸線的孔的位置度誤差為+0.021-(-0.020)=0.041mm。另一個(gè)誤差是，銷(xiāo)孔在徑向上的位置度誤差，徑向定位是由一面兩銷(xiāo)定位保證，所以徑向的定位誤差實(shí)際上是計(jì)算由一面兩孔定位方式帶來(lái)的定位誤差。圖4.3 一面兩銷(xiāo)定位由上圖可知，定位銷(xiāo)與零件的配合公差為20 H8/h7，定位螺釘（菱形銷(xiāo)作用）與支撐板得配合公差為10 H8/g7，查幾何測(cè)量與公差表3-3得，該配合公差均為間隙配合，定位銷(xiāo)處孔的尺寸為20 +0.033/0，軸的尺寸為20 0/-0.021；定位螺釘孔的尺寸為10 +0.022/0，軸的尺寸為10 -0.005/-0.020。則1max=0.042，2max=0.054tan=(0.054/2)/(35*0.054/0.096)=0.00137=0.079 所以，銷(xiāo)孔的定位誤差合格。4.3擴(kuò)孔夾具4.3.1工序定位分析20可一次擴(kuò)削保證.該孔在軸線方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以鉆套的中心線的，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以外圓與另一端面。工序結(jié)合面是已加工過(guò)的平面，且又是本工序要加工的孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)摹Ｒ虼?，選擇結(jié)合面與外圓作為定位比較合理。4.3.2選擇定位原件在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為降低成本，可選用手動(dòng)螺釘夾緊，本道工序的鉆床夾具就是選擇了手動(dòng)螺旋板夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢(shì)必要求工人在夾緊工件時(shí)更加吃力，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力。可以采取的措施是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。夾具上裝有對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀。4.4精車(chē)外圓夾具的設(shè)計(jì)夾具的種類很多，有通用夾具，專用夾具和組合夾具等，本夾具是用來(lái)車(chē)削粗車(chē)和半精車(chē)軸的外圓，由于本零件比較特殊，為了使定位誤差為零 ，我們?cè)O(shè)計(jì)基準(zhǔn)為軸頂尖位置，作為主要的基準(zhǔn)。在刀具方面我們選用硬質(zhì)合金車(chē)刀刀具加工。確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件：工件上的加工為車(chē)削軸的外圓，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對(duì)加工精度的影響，所以根據(jù)軸本身的加工特點(diǎn)來(lái)選擇定位的方式。我們選擇用兩邊的頂尖夾緊，來(lái)實(shí)現(xiàn)定位加工。由于兩端是頂尖裝夾，左頂尖直接裝夾在機(jī)床尾座上，右頂尖裝夾在機(jī)床主軸上，所以加緊力是滿足要求的。 當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）繪出工件，然后在各個(gè)定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標(biāo)注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。4.5銑35的方孔夾具4.5.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知工藝孔的軸線所在平面有垂直度的要求，從定位和夾緊的角度來(lái)看，本工序中，定位基準(zhǔn)是下平面與外圓，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)也是要求保證方孔應(yīng)與上,下兩平面的垂直度要求，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，不需要重新計(jì)算上下平面的垂直度，便可保證垂直度的要求。在本工序只需保證下平面放平就行，保證下平面與兩定位板正確貼合就行了。本夾具主要用來(lái)銑十字頭方孔。由于加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。銑十字頭方孔時(shí)，十字頭上平面與下平面有平行度要求,并與工藝孔軸線分別垂直度的要求，本道工序是對(duì)十字頭方孔進(jìn)行加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。4.5.2定位元件的設(shè)計(jì)本工序選用的定位基準(zhǔn)為外圓與平面定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面與V型。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)V型和壓頭進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.5.3定位誤差分析本夾具選用的定位元件為一面與V型塊定位,不存在定位誤差.可見(jiàn)這種定位方案是可行的。4.5.4夾具體槽形與對(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)U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。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。圖4.4 定向鍵圖4.5 U型槽主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表4.1所示。表4.1 U型槽的結(jié)構(gòu)尺寸螺栓直徑D1L123020對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。由于本道工序是完成傳動(dòng)箱體上平面尺寸為210315mm的粗、精銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)GB224380直角對(duì)到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖4.5所示。圖4.6 直角對(duì)刀塊塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖4.7所示。圖4.7 平塞尺塞尺尺寸如表4.6所示。表4.6 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸公稱尺寸H允差dC3-0.0060.254.2.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)夾緊裝置采用移動(dòng)的壓頭來(lái)夾緊工件，采用的移動(dòng)壓板的好處就是加工完成后，可以將壓板松開(kāi)，然后退后一定距離把工件取出。夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫(huà)出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖如上所示。4.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明本夾具用于在立式銑床上加工十字頭，工件以與此相垂直的下平面為及其側(cè)面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在V型塊與底板實(shí)現(xiàn)定位。采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓頭夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開(kāi)手柄來(lái)加工另一邊。如夾具裝配圖所示。 致謝時(shí)光如水，為期四周的課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束。課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)課程知識(shí)的總結(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以體現(xiàn)出我們?cè)谛Ｆ陂g的學(xué)習(xí)程度。從而對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)做出有力判斷。首先感謝何寧老師和朱紀(jì)躍老師在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我的幫助。拿到圖紙及任務(wù)書(shū)的第一天開(kāi)始，我們不知道怎么辦，通過(guò)何老師和朱老師給我們指導(dǎo)，讓我們從零件開(kāi)始分析，通過(guò)分析零件的作用來(lái)得出零件的重要表面，進(jìn)而更加了解自己的任務(wù)。我們以前所接觸的只是課本上的知識(shí)，對(duì)機(jī)械加工工藝只有側(cè)面的了解。是何老師和朱老師好幾次的答疑，我們才全方位的懂得了什么是機(jī)械設(shè)計(jì)，從而更加了解了我們的專業(yè)。也感謝之前教過(guò)我的每一位老師。回首大學(xué)三年半的學(xué)習(xí)內(nèi)容，我們之前所學(xué)的很多課程都在這次課程設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用，比如機(jī)械制圖幾何測(cè)量與公差機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械原理等。是他們之前的認(rèn)真教授才讓我在這次課程設(shè)計(jì)中對(duì)遇到的大部分問(wèn)題都能迎刃而解。還要感謝我們課程設(shè)計(jì)十字頭零件小組的成員，是我們之間的團(tuán)隊(duì)配合，才讓這次的課程設(shè)計(jì)進(jìn)度能穩(wěn)步推進(jìn)。在我們的過(guò)程之中，每位成員都能按時(shí)保質(zhì)完成自己的任務(wù)，這在很大程度上保證了我們組的答辯能順利通過(guò)。在以后的學(xué)習(xí)工作中，我會(huì)記住在這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到的解決問(wèn)題的方法，也要樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。附錄第一周討論內(nèi)容時(shí)間：2019年12月19日地點(diǎn)：9A305參與人員：全體成員1、 零件用途十字頭，是連接活塞與連桿的零件，具有導(dǎo)向作用，壓縮機(jī)中大量采用連桿小頭放在十字頭體內(nèi)的閉式十字頭。2、 技術(shù)指標(biāo)孔徑精度：兩20孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會(huì)造的配合不良，因此對(duì)孔的要求較高，其孔的尺寸公差為IT7。主要平面的精度：由于85外圓接影響聯(lián)接時(shí)的接觸剛度，并且加工過(guò)程中常作為定位基面，則會(huì)影響孔的加工精度，因此須規(guī)定其加工要求。3、 結(jié)構(gòu)工藝性根據(jù)十字頭的結(jié)構(gòu)、尺寸公差、粗糙度等要求對(duì)十字頭零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，使零件可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。十字頭的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜屬于一般復(fù)雜零件，在加工時(shí)要考慮它的加工先后順序，首先外圓是基準(zhǔn)，所以在加工時(shí)我們要先把基準(zhǔn)定出來(lái)，以此保證零件的尺寸要求，十字頭的組要工作面為20內(nèi)孔，底面 20孔及頂面65內(nèi)腔，外圓的尺寸公差要求不高，但粗糙度要求很高，所以在加 工中，我們應(yīng)該在保證精度的條件下勁量滿足粗糙度要求，但是同時(shí)我們也要考 慮好加工經(jīng)濟(jì)方面的問(wèn)題，以此減少加工成本。加工20內(nèi)孔是要保證其空的位置度，但是該孔加工起來(lái)不方便，由于十字頭零件屬于大批量生產(chǎn)的零件，所以在某些加工部分可以設(shè)計(jì)一個(gè)專用夾具，以 此來(lái)減少加工需要的時(shí)間，已達(dá)到降低成本的目的。十字頭的加工面有很多可以采用同一種機(jī)床進(jìn)行加工，所以，在加工中我們可以適量的工序集中，這樣可提高加工速度。第二周討論內(nèi)容時(shí)間：2019年12月24日地點(diǎn)：9A305參與人員：全體人員1、 機(jī)床選用:選擇機(jī)床時(shí),應(yīng)注意以下幾個(gè)基本原則:機(jī)床的加工尺寸范圍應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng)。機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的精度相適應(yīng)。機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。如果工件尺寸太大、精度要求過(guò)高,沒(méi)有適當(dāng)?shù)脑O(shè)備可供選擇時(shí),應(yīng)考慮機(jī)床改裝或設(shè)計(jì)專用機(jī)床。.這時(shí)需要根據(jù)具體工序提出機(jī)床改裝(或設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū),任務(wù)書(shū)中應(yīng)提出與工序加工有關(guān)的必要數(shù)據(jù)、資料。例如:工序尺寸、工序公差及技術(shù)要求、工件的定位夾壓方式,以及機(jī)床的總體布局、機(jī)床的生產(chǎn)率等。2、 工藝裝備和工藝參數(shù)工藝裝備通過(guò)工藝過(guò)程來(lái)進(jìn)行選擇，在選擇工藝裝備過(guò)程中，要嚴(yán)格按照工序卡中的要求選擇合適的工藝裝備，根據(jù)切削速度，切削用量，來(lái)選擇相應(yīng)的工藝裝備。同時(shí)，確定相關(guān)工序工藝參數(shù)。3、 夾具方案要求1.夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對(duì)于精加玉工序，應(yīng)適當(dāng)提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。2.夾具應(yīng)達(dá)到加工生產(chǎn)率的要求。特別對(duì)于大批量生產(chǎn)中使用的夾具，應(yīng)設(shè)法縮短加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間。3.夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設(shè)置必要的防護(hù)裝置、擋屑板以及各種安全器具。4.能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件的材料選擇將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力學(xué)性能較好的材料。第三周討論內(nèi)容時(shí)間：2019.12.31地點(diǎn)：9A305參與人員：全體人員1、 夾具的選擇數(shù)控加工對(duì)夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通?？紤]以下幾點(diǎn)：1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3）裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。4）夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。2、 夾具裝配圖的繪制步驟1） 用雙點(diǎn)劃線（或紅色細(xì)實(shí)線）繪出工件視圖的外輪廓線和工件上的定位、夾緊以及被加工表面。2）將工件假想為透明體，即工件和夾具的輪廓線互不遮擋，然后按照工件的形狀和位置，依此畫(huà)出定位元件、對(duì)刀導(dǎo)向元件、夾緊機(jī)構(gòu)、力源裝置及其他輔助元件（如夾緊裝置的支柱和支撐板、彈簧以及用來(lái)緊固各零件的螺釘和銷(xiāo)等）的具體結(jié)構(gòu)，最后繪制出夾具體，把夾具的各部分聯(lián)成一個(gè)整體。3）標(biāo)注總裝配圖上的尺寸和技術(shù)要求。夾具外形的最大輪廓尺寸、配合尺寸、夾具與刀具的聯(lián)系尺寸、夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸、其它裝配尺寸。4)完成夾具組成零件、標(biāo)準(zhǔn)件編號(hào)，編寫(xiě)裝配零件明細(xì)表。5)夾具零件編號(hào)、夾具裝配零件明細(xì)表。3、 對(duì)夾具體的要求1、有足夠的強(qiáng)度與剛度，在加工過(guò)程中，夾具體在切削力、夾緊力的作用下，應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)。2、尺寸穩(wěn)定，為保證夾具加工后尺寸穩(wěn)定，對(duì)鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理；對(duì)焊接夾具體要進(jìn)行退火處理，以削除內(nèi)應(yīng)力。3、結(jié)構(gòu)工藝性好，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，夾具體應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造、裝配和檢驗(yàn)；體積小、重量輕以便于操作。對(duì)于移動(dòng)或翻轉(zhuǎn)夾具，其重量一般不宜超過(guò)10kg。附錄 課程設(shè)計(jì)學(xué)生自評(píng)互評(píng)表填表人： 時(shí)間：課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：在解決工業(yè)工程問(wèn)題時(shí)，能夠在團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人的角色，培養(yǎng)一定的組織、管理和領(lǐng)導(dǎo)能力。課程目標(biāo)2：獨(dú)立承擔(dān)團(tuán)隊(duì)分配的工作任務(wù)，團(tuán)結(jié)協(xié)作在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力。定性評(píng)價(jià)能與組內(nèi)其他團(tuán)隊(duì)成員合作開(kāi)展工作。能傾聽(tīng)其他團(tuán)隊(duì)成員的意見(jiàn)。能勝任團(tuán)隊(duì)成員的角色與責(zé)任。能獨(dú)立完成團(tuán)隊(duì)分配的工作。權(quán)重0.50.50.50.5評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)非常滿意（90-100）能主動(dòng)積極地展合作。堅(jiān)持傾聽(tīng)，并能受別人的意見(jiàn)建議。能承擔(dān)角色的所有任務(wù)，并主動(dòng)幫助他人。獨(dú)立工作，效果良好。滿意（75-90）能經(jīng)常開(kāi)展合作。多數(shù)時(shí)間能接受別人的意見(jiàn)建議。能執(zhí)行角色任務(wù)。稍加提醒，既能獨(dú)立開(kāi)展工作。合格（60-74）開(kāi)展合作但很少。大部分時(shí)間以個(gè)人意見(jiàn)為主，很少接受別人的意見(jiàn)建議。執(zhí)行的角色與分派的角色不一致。需要提醒才能開(kāi)展工作。不滿意（0-59）拒絕與其他團(tuán)隊(duì)成員合作 以個(gè)人意見(jiàn)為主，不能接受別人的意見(jiàn)建議。不能執(zhí)行團(tuán)隊(duì)分派的角色任務(wù)。依賴他人完成任務(wù)。學(xué)號(hào)姓名說(shuō)明：（1）本表由學(xué)生填寫(xiě)，每位同學(xué)分別對(duì)本人和組內(nèi)其他同學(xué)就個(gè)人和團(tuán)隊(duì)合作方面如實(shí)打分；（2）每張表格第一行為本人成績(jī)；（3）每項(xiàng)成績(jī)均按百分制確定；（4）每組同學(xué)最終成績(jī)需經(jīng)指導(dǎo)老師審核確定。參考文獻(xiàn)1 劉德榮.組合夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的初步探討.組合夾具.1982. 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