CA6140車床手柄座[831015] 工藝和鉆M10底孔夾具設計-手動夾具【含CAD圖紙、工序卡、說明書】

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In the process design, it is necessary to analyze the parts, understand the process of the parts and then design the blank structure, select the processing benchmark of the parts, and design the process route of the parts. Then the dimension calculation of each working step of the part is carried out. The key is to determine the technological equipment and cutting amount of each working step. For the design of special fixture, then select design out of the component parts of the fixture, such as the positioning device, clamping device, led components, specific connection with machine parts and other parts; The positioning error of fixture positioning is calculated, the rationality and deficiency of fixture structure are analyzed, and the improvement should be paid attention to in future design.Key words: Cutting amount; clamping; positioning; error目 錄摘 要IIAbstractIII第1章 緒論1第2章 零件的分析22.1 零件的作用22.2零件的工藝分析22.3 毛坯制造形式及結構的確定3第3章 工藝規(guī)程設計43.1基準的選擇43.2 加工工藝路線的確定43.3 切削用量及切削時間的確定5第4章 夾具設計154.1 設計類型及機床選擇154.2 定位基準的選擇154.3 夾緊方案的確定164.4 定位誤差分析174.5 鉆模板設計184.6 切削力與夾緊力的計算18結 論21致 謝22參考文獻23第1章 緒論制造業(yè)是所有與制造有關的行業(yè)的總稱，它是一個國家經濟的支柱產業(yè)。它一方面為全社會日用消費品生產創(chuàng)造價值，另一方面為國民經濟各部門提供生產資料和裝備。據估計制造業(yè)占據了工業(yè)化國家70%80%的物質財富，約有1/4的人口從事各種形式的制造。所以，制造業(yè)是國家的經濟地位和政治地位的重中之重，于21世紀的工業(yè)生產中有決定性地位和作用。數控技術和裝備發(fā)展趨勢及對策裝備工業(yè)的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術及其產業(yè)、生物技術及其產業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產業(yè)）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區(qū)別，不在于生產什么，而在于怎樣生產，用什么勞動資料生產”。制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最為核心的技術。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。近年來，數控加工和數控設備的應用發(fā)展迅速，社會上對掌握數控技術的人才需求量越來越大，特別是對掌握數控加工技術的人才需求量最大。本次設計選擇了軸裝配零件作為設計課題。該零件屬于軸類零件，是適合數控車削的主要加工對象。從成本角度考慮，成本適中，適合數控車削加工。本課題來源于工程實踐，通過本畢業(yè)設計培養(yǎng)和提高學生綜合運用所學理論知識分析解決問題的能力；以及工藝設計、編程計算與繪圖、攥寫設計說明書的能力。此次設計是根據數控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數控加工程序編制。通過整個工藝的過程的制定，充分體現了數控設備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。23第2章 零件的分析2.1 零件的作用本次夾具設計給定的零件是車床手柄座，是車床操縱部分的組成零件之一，其主要作用是就相當于一個連桿，通過手柄座的傳遞將外部手柄的運動傳送到內部，實現人工對車床的操作。圖2.1零件圖2.2零件的工藝分析車床手柄座的加工表面分四種，主要是孔的加工，圓柱端面的加工，槽的加工，螺紋孔的加工，各組加工面之間有嚴格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特別是孔的加工，幾乎都要保證表面粗糙度，因而需精加工。經過分析可知，該零件的加工應先加45mm圓柱端面，再以端面為基準加工作為后續(xù)工序主要精基準的mm孔，進而以該孔為精基準加工出所有的孔，面，槽，螺紋孔等。2.3 毛坯制造形式及結構的確定零件材料為HT200，根據選擇毛坯應考慮的因素，該零件體積較小，形狀較復雜，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件生產類型為成批，大批生產，而砂型鑄造生產成本低，設備簡單，故本零件毛坯采用砂型鑄造。 由于零件上孔都較小，且都有嚴格的表面精度要求，故都不鑄出，留待后續(xù)機械加工反而經濟實用。圖2.2毛坯圖第3章 工藝規(guī)程設計3.1基準的選擇基準的選擇是工藝規(guī)劃設計中的重要工作之一，基準選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高，否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。1、粗基準的選擇 粗基準選擇應為后續(xù)加工提供精基準，由于該零件毛坯沒有鑄孔，故只能以45mm大端面為基準，精銑小端面，并保證尺寸43mm。 2、精基準的選擇 精基準主要考慮如何保證加工精度和裝夾方便，前面已多次提過以25mm孔為第一精基準45mm圓柱小端面作為基準先加工出25mm孔，然后作為輔助基準面配合25mm孔加工后續(xù)工序中的孔，面，槽，螺紋等。3.2 加工工藝路線的確定擬定工藝路線的內容除選擇定位基準外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設備，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理保證，成批生產還應考慮采用組合機床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應考慮加工的經濟性，以便使生產成本盡量下降。制定的工藝路線如下：1鑄造鑄造2時效處理時效處理3銑銑左端面4銑銑右端面5鉆鉆25H8的孔6鉆鉆10H7的孔7銑銑鍵槽8銑銑14小端面9鉆鉆14H7的孔10鉆鉆M10H7螺紋孔11銑銑14mm槽12鉆鉆5.5的孔13檢驗檢驗14入庫入庫3.3 切削用量及切削時間的確定工序3：銑左端面粗銑：選擇銑刀半徑為25mm，齒數Z=6（見工藝手冊表3.127） ，（切削表3.7和切削表3.8）（切削表3.9）按機床選取 實際切削速度： 查表得v=25.12 m/min 工作臺每分鐘進給量： 銑床工作臺進給量：基本工時：精銑：加工余量為Z=1mm 切削速度為 選用主軸轉速為 工作臺進給量： 基本工時：工序4：銑右端面粗銑：選擇銑刀半徑為25mm，齒數Z=6（見工藝手冊表3.127） ，（切削表3.7和切削表3.8）（切削表3.9）按機床選取 實際切削速度： 查表得v=25.12 m/min 工作臺每分鐘進給量： 銑床工作臺進給量：基本工時：精銑：加工余量為Z=1mm 切削速度為 選用主軸轉速為 工作臺進給量： 基本工時：工序5：鉆25H8的孔鉆孔： 選擇高速鋼錐柄標準麻花鉆（見工藝手冊表3.16） （切削表2.7和工藝表4.216） （切削表2.15）硬度200217 按機床選?。üに嚤?.25） 實際切削速度： 基本工時：（工藝表6.25）擴孔： 選擇高速鋼錐柄擴孔鉆（工藝表3.18）由切削表2.10得擴孔鉆擴孔時的進給量，并由工藝表4.216取，擴孔鉆擴孔時的切削速度。由切削表2.15得，故：按機床選取基本工時：鉸孔： 選擇高速鋼錐柄機用鉸刀（工藝表3.117）， 由切削表2.24得， 由工藝表4.216得， 按機床選取，則： 基本工時：工序6：鉆10H7的孔鉆孔： 選擇高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時：鉸孔： 選擇的鉸刀 按機床選取 基本工時：工序7：銑鍵槽背吃刀量：=0.2mm每齒進給量：查機械加工工藝師手冊1表30-15，取=0.15mm/z銑削速度：查機械加工工藝師手冊1表30-23，取=50m/min機床主軸速度：，查3表4-16，取=250r/min實際銑削速度：每分進給量：銑削寬度：=50mm刀具切入長度：查機械加工工藝師手冊1表30-38公式如下：具切出長度：查機械加工工藝師手冊1取=2mm機動時間：查查機械加工工藝師手冊1公式如下：工序8：銑14小端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成2） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出 ，則按機床標準選取750當750r/min時按機床標準選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序9：鉆14H7的孔鉆孔：選擇高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.56） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時：鉸孔：選擇高速鋼錐柄機用鉸刀（工藝表3.117） 由切削表2.24查得， （工藝表4216） 按機床選取 基本工時：工序10：鉆M10H7螺紋孔鉆底孔： 選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時：攻螺紋M10mm： 選擇M10mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時：工序11：銑14mm槽1)、根據機械制造工藝設計簡明手冊表3.1-27查的：粗銑 選定因 走刀次數N=8.6次 故走刀次數N為9次，最后一次=3mm 。根據零件形狀，確定那個走刀長度為37mm。2）、決定每齒進給量，根據銑床的功率為7.5KW，中等剛度。根據表3.3（ 切削用量簡明手冊（第3版） ）： 現選取 3)、決定切削速度和每分鐘進給量根據表3.27中的計算公式，也可以直接查表。根據表3.9，當，Z=8，=14mm，0.24mm/z時，=19m/min，=62r/min，=104mm/min。各修正系數為： 190.690.8m/min=10.5 m/min； =34 r/min； mm/min；根據銑床說明書，選擇 r /min； mm/min；因此實際切削速度和每齒進給量為： m/min； mm/r ； 計算基本工時式中 l =37mm，根據表3.25，入切量及超切量=27mm則= min=1.067min工序12：鉆5.5的孔選擇的高速鋼錐柄麻花鉆按機床選取基本工時：第4章 夾具設計在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。4.1 設計類型及機床選擇根據課題要求選擇一道重要工序進行夾具設計，本次要設計的夾具是鉆M10螺紋孔夾具。鉆、攻絲通過專用的鉆頭、絲錐都可以在鉆床上進行加工，鉆床廣泛應用于機械加工中，是一種成本低、操作難度低、加工范圍廣的機床，對于這道工序來說，由于一次裝夾只需要加工一個孔，故可選用如圖4-1立式鉆床進行加工。圖4-1 立式鉆床4.2 定位基準的選擇基準是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面。根據基準的不同功能，基準分為設計基準和工藝基準兩大類。1. 設計基準 在零件圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。2. 工藝基準零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。（1）裝配基準裝配時用以確定零件在部件或產品中的位置的基準，稱為裝配基準。（2）測量基準測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準，稱為測量基準。（3）工序基準在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準，稱為工序基準。（4）定位基準工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。我們選用的夾具主要被用在立式鉆床，因為零件的45的兩個端面及25的孔已完成加工。在進行定位時我們可以選擇端面和25內孔作為定位的基準。在夾具體上安裝一個墊塊進行定位，墊塊的端面限制一個移動自由度和兩個旋轉自由度，墊塊的外圓限制兩個移動自由度，用加工好的10孔為基準，菱形銷限制一個旋轉自由度，這樣就現在了空間的6個自由度。完成零件的定位。4.3 夾緊方案的確定考慮到本次設計的夾具其零件并不是十分的復雜，并且為本夾具是進行鉆孔加工，其切削力是垂直于水平面的。因此，采用的是對其垂直方向進行夾緊。從夾具圖上可以看出，零件只有在向右的移動方向有偏移的趨勢，所以我們考慮夾緊這個位置就能完成零件的夾緊。使用壓板和螺栓螺母配合夾緊，螺母擰緊的同時壓緊壓板，將工件夾緊。夾緊元件有：軸肩螺母、雙頭螺栓、壓板。圖4-2 夾緊機構4.4 定位誤差分析(1)移動時基準位移誤差 （式5-5）式中： 圓柱銷孔的最大偏差 圓柱銷孔的最小偏差 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙代入（式5-5）得： = (2) 轉角誤差 （式5-6）式中： 圓柱銷孔的最大偏差 圓柱銷孔的最小偏差 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 削邊銷孔的最大偏差 削邊銷孔的最小偏差 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙其中： 則代入（式5-6）得：則： 經檢驗合格4.5 鉆模板設計鉆模板是引導刀具在工件上鉆孔用的零件。鉆模板的作用是支撐鉆套，讓鉆套和夾具體上的定位元件保證一定的位置關系。鉆模板的精度直接影響到工件鉆孔的精度。鉆模板的結構如圖所示。圖4-3 鉆模板鉆模板的形狀為矩形板狀，可選用45鋼板材進行加工，45鋼板材在市場上購買方便，是一種廣泛使用的材料。45鋼有很好的機械性能，進行熱處理后可獲得較高硬度。作為鉆模板的材料非常合適。4.6 切削力與夾緊力的計算確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結構特點、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結構形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結構的設計起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當，方向正確才能獲得良好的效益。1. 夾緊力方向的確定（1）夾緊力方向應垂直于主要定位基準面（2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致2. 夾緊力作用點的選擇（1）應能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產生位移或偏轉。（2）應盡量避免或減少工件的夾緊變形（3）夾緊力作用點應盡量靠近加工部位3. 夾緊力大小的估算（1）首先假設系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。（2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計算。（3）對重型工件應考慮工件重力的影響。在工件做高速運動場合，必須計入慣性力。（4）分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計算夾緊力。查表1-2-3 圓周力： 徑向力： 軸向力：其中：查機床夾具手冊表1-2-4，表1-2-5表1-2-6由上得：Fc=725N，Fp=459N，Ff=695N夾緊力的計算：由機床夾具設計手冊（表1-2-25）得：用扳手的六角螺母的夾緊力：M=12mm, P=1.75mm，L=140mm,作用力：F=70N，夾緊力：W0=5380N由于夾緊力大于切削力，即本夾具可安全使用。結 論這次的設計是我們離開學校前對所學的內容進行的總結，同時讓我們對零件的數控加工有了一個更完整的了解，也提高了自己對于分析解決問題的能力。畢業(yè)設計有實踐性、綜合性、探索性和應用性等特點，是運用數控機床實際操作和理論學習的一次綜合練習。通過這次的畢業(yè)設計，使自己在理論與實際應用能力方面得到了綜合的提高，熟練了操作技能，收獲了經驗和技巧，為以后的工作奠定了良好的基礎。幾個星期以來，從開始到畢業(yè)設計完成，每一步對我們來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)，在做這次畢業(yè)設計過程中使我學到很多，我感到無論做什么事情都要真真正正用心去做，才會使自己更快的成長。我相信，通過這次的實踐，我對數控的加工能進一步了解，并能使我在以后的加工過程中避免很多不必要的錯誤，有能力加工出更復雜的零件，精度更高的產品。致 謝通過這次做畢業(yè)設計，我對數控加工的整個過程有了較全面的理解。經過本設計的實踐，真切體會到理論必須和生產實踐相結合。雖然在以前的學習中學到了許多在實踐中用到了的知識，可是那些還是遠遠不夠的，在具體操作時還是會出現一些意想不到的問題，還是得請教有經驗的師父才能完成。在整個設計的過程中，不斷地遇到新的問題，然后就必須不斷地向別人請教，請教我的指導老師，還請教一些有經驗的朋友、同學，利用一切可以利用資源，再加上不斷地從書上找一些理論的知識，總算是把我的設計弄出個模樣來了。在工藝設計好后，加工程序還是要經過多次調試、修改才能最終完成?？傊@次的設計考驗了我的綜合能力，很大程度上提高了我的綜合能力。這次的設計讓我看到了自己很多方面的不著，需要更多的實踐，也需要更多的理論知識才能成為一個更有用技術人員。這次設計也讓我學到了很多知識，最要感謝的是我的指導老師，感謝他的不厭其煩的教誨，還要感謝我的朋友、同學及所有指導過我的人，感謝他們！參考文獻1鄒新宇。數控編程M.清華大學出版社,2006年2陳子銀、徐鯤鵬.數控加工技術M.北京理工大學出版社,2006年6余英良.數控加工編程及操作M.北京:高等教育出版社,2004年第一版7黃衛(wèi).數控技術與數控編程M.北京:機械工業(yè)出版社,2004年3眭潤舟.數控編程與加工技術M.北京:機械工業(yè)出版社,2006年第一版4詹華西.數控加工技術實訓教程M.西安:電子科技大學出版社,2006年5陳富安.數控機床原理與編程M.西安:西安電子科技大學出版社,2004年第一版8李家杰.數控機床編程操作與操作實用教程M.南京:東南大學出版社，2005年9華茂發(fā).數控機床加工工藝M.北京:機械工業(yè)出版社，2000年10黃康美.數控加工實訓教程M.北京:電子工業(yè)出版社，2004年