聯(lián)動多件夾緊 連桿工藝及夾具設(shè)計【銑槽銑床夾具】【6張cad圖紙+說明書完整資料】

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In the process of design should first carries on the analysis to the components, parts of the process to understand the design of the structure and the choice of blank, processing base part, design part of the process route; and then on the part of every step of process dimension calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning device, clamping device, a guide element, fixture and machine tools and other components; the positioning error is calculated when the fixture, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay close attention to the improvement and design in later.Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning, error目 錄摘 要IAbstractII1 序言12 零件的分析22.1零件的作用22.2零件圖22.3零件的工藝分析32.4工藝規(guī)程設(shè)計32.5確定毛坯種類32.6基面的選擇42.7制定工藝路線42.8連桿的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定52.8.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求52.8.2連桿的偏差計算62.9確定切削用量及基本工時（機動時間）63 銑槽夾具設(shè)計153.1研究原始質(zhì)料153.2定位基準(zhǔn)的選擇153.3 切削力及夾緊分析計算153.4 誤差分析與計算163.5 零、部件的設(shè)計與選用183.5.1定位銷選用183.5.2夾緊裝置的選用183.5.3 定向鍵與對刀裝置設(shè)計183.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明20總結(jié)21參 考 文 獻22致謝23221 序言機械制造技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)是以機械制造中的工藝問題為研究對象，實踐性較強的一門學(xué)科，通過對此門學(xué)科的課程設(shè)計，使我在下述各方面得到了鍛煉：能熟練運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸的確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、既經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學(xué)會使用手冊及圖表資料。培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。通過對CA6140拔叉的工藝及夾具設(shè)計，匯總所學(xué)專業(yè)知識如一體(如互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、金屬切削機床概論、機械制造工藝學(xué)、金屬切削原理與刀具等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實用，在理論與實踐上有機結(jié)合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎(chǔ)！2 零件的分析2.1零件的作用題目所給的零件是連桿。它位于變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。2.2零件圖2.3零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鍛造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是連桿需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求1.小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔2.大頭半圓孔55 3.小頭孔端面、大頭半圓孔上下73端面，大頭半圓孔兩端面 與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線 的垂直度誤差為0.05mm。由上面分析可知，可以粗加小頭孔端面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此連桿零件沒有復(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2.4工藝規(guī)程設(shè)計2.5確定毛坯種類1零件材料為45#，零件結(jié)構(gòu)較簡單，中等批量生產(chǎn)，選擇鍛造毛坯，查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，表2-2-5，選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。2確定加工余量及形狀加工余量上端面 5上端面 525孔 實心13 實心 2.6基面的選擇定位基準(zhǔn)是影響連桿零件加工精度的關(guān)鍵因素?；鶞?zhǔn)選擇得合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工過程中將問題百出，更有甚者，造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，應(yīng)該進行尺寸互算。（3）加工階段的劃分該連桿加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。(4）工序的集中和分散本連桿選用工序集中原則安排連桿的加工工序。該連桿的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工裝、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，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證加工表面之間的相對位置精度要求。(5) 加工原則:1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)連桿下端面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. 4）遵循“先面后孔”原則.2.7制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,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夾具,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。工藝路線方案：10鍛造鍛造開料20時效處理時效處理30銑粗銑、精銑上端面40銑粗銑、精銑上端面50鉆、鉸13孔1)鉆13孔；2)鉸13孔60鉆擴鉸鉆擴鉸25孔70銑槽銑寬度為45mm的槽80鉗工去毛刺90檢驗檢驗入庫2.8連桿的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定連桿的鍛造采用的是45鋼模鍛制造，其材料是45，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用模鍛毛坯。2.8.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求連桿為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： 由于模鍛件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，模鍛件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱，盡量避免模鍛件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。 模鍛件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 模鍛件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。2.8.2連桿的偏差計算 連桿底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計算底平面加工余量的計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻4表1119。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查3可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取精銑：由參考文獻3表2.359，其余量值規(guī)定為。 小頭孔的偏差及加工余量計算參照參考文獻3表2.22，2.225,2.313和參考文獻15表18，可以查得：孔：鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。鉆孔 參照參考文獻3表2.347，表2.348。確定工序尺寸及加工余量為：加工該孔的工藝是：鉆擴鉸粗、精銑45槽參照參考文獻1表215，得其槽邊雙邊粗加工余量2Z=45mm，再由參照參考文獻1表215的刀具選擇可得其極限偏差2.9確定切削用量及基本工時（機動時間）工序30：粗銑、精銑上端面。機床：銑床X52K刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表2.473，取：根據(jù)參考文獻3表2.481，取銑削速度每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表2.473，取根據(jù)參考文獻3表2.481，取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻3表3.174，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)參考文獻3表2.481,取切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序40：粗銑、精銑下端面機床：銑床X52K刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)8，此為細齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表2.473，取根據(jù)參考文獻3表2.481，取銑削速度每齒進給量：根據(jù)參考文獻3表2.473，?。焊鶕?jù)參考文獻3表2.481，取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻3表3.131，取 實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：機動時間：所以該工序總機動時間工序3：鉆、擴、鉸13孔。機床：立式鉆床Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔13切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻3表2.438，取。切削速度：參照參考文獻3表2.441，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機動時間： 擴孔刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.331選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。片型號：E403切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻3表2.452，取。切削速度：參照參考文獻3表2.453，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度有：刀具切出長度： ，取走刀次數(shù)為1機動時間： 鉸孔刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.354，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。進給量：根據(jù)參考文獻3表2.458，取。切削速度：參照參考文獻3表2.460，取。按照參考文獻3表3.131取切削工時被切削層長度：刀具切入長度，刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機動時間：該工序的加工機動時間的總和是：工序60：鉆擴鉸25孔。機床：立式鉆床Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔25切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻3表2.438，取。切削速度：參照參考文獻3表2.441，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機動時間： 擴孔刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.331選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。片型號：E403切削深度：進給量：根據(jù)參考文獻3表2.452，取。切削速度：參照參考文獻3表2.453，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時被切削層長度：刀具切入長度有：刀具切出長度： ，取走刀次數(shù)為1機動時間： 鉸孔刀具：根據(jù)參照參考文獻3表4.354，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。進給量：根據(jù)參考文獻3表2.458，取。切削速度：參照參考文獻3表2.460，取。按照參考文獻3表3.131取切削工時被切削層長度：刀具切入長度，刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機動時間：該工序的加工機動時間的總和是：工序5：粗、精銑寬度為45mm的槽。機床：雙立軸圓工作臺銑床刀具：錯齒三面刃銑刀 粗銑槽切削深度：根據(jù)參考文獻3表查得：進給量,根據(jù)參考文獻1表查得切削速度。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.174，取實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =63mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 精銑槽根據(jù)參考文獻3表查得：進給量,根據(jù)參考文獻1表查得切削速度，機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻3表3.174，取。實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 本工序機動時間：3 銑槽夾具設(shè)計3.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來粗、精銑銑寬度為45mm的槽，該槽對孔的中心線要滿足對稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此槽時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。3.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：在對槽進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工方案：選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，用棱形銷定位，夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。通過比較分析只有方案滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。3.3 切削力及夾緊分析計算刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻55表129 可得銑削切削力的計算公式： 有：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： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻5121可知其公式參數(shù)： 由此可得： 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，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。查參考文獻51226可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻5可查得： 其中： 螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1.由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 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，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。3.4 誤差分析與計算該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為。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： 兩定位銷的定位誤差 ： 其中：， 且：L=135mm ，得 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 零、部件的設(shè)計與選用3.5.1定位銷選用本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如下表：表5.1 定位銷dHD公稱尺寸允差141816150.01122514M124 表5.2 定位棱銷dHd公稱尺寸允差40502022+0.0340.0236553816 1.53.5.2夾緊裝置的選用該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表5.3：表5.3 移動壓板公稱直徑L645208196.67M653.5.3 定向鍵與對刀裝置設(shè)計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4：表5.4 定向鍵 BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖5.3 平塞尺塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：表5.5 塞尺公稱尺寸H允差dC30.0060.253.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構(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?？偨Y(jié)加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進一步的提高。在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。完成了本次設(shè)計，通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。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上海科學(xué)技術(shù)出版社，20028致謝在畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計就會做得很困難。這次畢業(yè)設(shè)計是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設(shè)計的進展情況、細心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計。在論文工作中，得到了機電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計之時，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！23