手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì).doc

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緒論本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了相關(guān)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及大部分專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的這是我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)之前的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì)和練習(xí)，我覺(jué)得是很有必要的，它對(duì)我們的理論提高有了一定啟發(fā)，讓我們知道了學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和怎么根據(jù)具體的情況設(shè)計(jì)出可行的夾具。也讓我提高了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為以后的進(jìn)一步發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。 1 設(shè)計(jì)手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程1.1此套設(shè)計(jì)有全套CAD圖和卡片，有意者請(qǐng)聯(lián)系我索取522192623qq.com 零件工藝性分析1.1.1 手柄座的作用 題目所給的零件是CA6140車(chē)床的手柄座。它位于車(chē)床操作機(jī)構(gòu)中，可同時(shí)操縱離合器和制動(dòng)器，即同時(shí)控制主軸的開(kāi)、停、換向和制動(dòng)。操作過(guò)程如下：當(dāng)手把控制手柄座向上扳動(dòng)時(shí)，車(chē)床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒條軸往右移動(dòng)，通過(guò)撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動(dòng)，于是左離合器接合，主軸正轉(zhuǎn)；同理，當(dāng)手把控制手柄座向下扳動(dòng)時(shí)，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)手把在中間位置時(shí)，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動(dòng)斷開(kāi)，此時(shí)齒條軸上的凸起部分正壓在制動(dòng)器杠桿的下端，制動(dòng)帶被拉緊，使主鈾制動(dòng)。1.1.2 手柄座的技術(shù)要求根據(jù)手柄座的零件圖紙將該手柄座的全部技術(shù)要求列于表中。表1-1 手柄座零件技術(shù)要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等級(jí)表面粗糙度Ra(um)形位公差25孔25IT83.25.5孔5.5IT1312.5槽左表面IT1312.5槽上表面14IT812.5槽下表面14IT812.545圓柱45IT136.310孔10IT73.214孔14IT73.2槽內(nèi)表面14IT812.5鍵槽6IT512.55錐銷(xiāo)通孔5IT133.2R13外圓13IT80.8M10螺紋孔10IT712.51.1.3 審查手柄座的工藝性手柄座的加工共有兩組加工表面，它們相互之間有一定的要求?，F(xiàn)分述如下： （1）以工件的上下表面為中心加工孔和槽。鉆10H7的孔，鉆14H7的孔，鉆5.5 mm的孔，銑14mm*43mm的槽，鉆5mm，鉆M10H7并配加鉗工加工。其中主要加工孔10H7。 （2）以25 mm的孔為中心加工表面和孔。銑上下表面，鉆10H7，鉆14H7的孔，鉆5.5 mm的孔，鉆5mm，鉆M10H7并配加鉗工加工。 有以上的分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于主要能夠夾具加工另一組表面，并保證它們的精度。 1.1.4 確定手柄座的生產(chǎn)類(lèi)型由課程設(shè)計(jì)題目要求，該手柄座的生產(chǎn)類(lèi)型為中批或大批生產(chǎn)。1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.2.1 選擇毛坯由零件要求可知，零件的材料為ZG230-450，考慮到本零件在具體工作的受力情況，手柄座在使用過(guò)程中不經(jīng)常的變動(dòng)，它的只起支撐的作用，受到的沖擊不是很大，只是在縱向上受到很大的壓力。在加工過(guò)程中的精度保證很重要，它對(duì)工件的定位有一定的保證作用，我們選擇砂型機(jī)器造型及殼型鑄造，足以滿(mǎn)足要求，又因?yàn)榱慵侵信虼笈可a(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.3-5，確定此鑄造毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量如下表所示：表2-1 手柄座鑄造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量表項(xiàng)目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm備注25孔雙側(cè)加工1.01.2表2.5-5表2.3-6上下面高度43單側(cè)加工0.71.4表2.5-5表2.3-6R13外圓單側(cè)加工0.21.1表2.5-5表2.3-645軸1.6表2.5-5表2.3-61.2.3 毛坯設(shè)計(jì)1.2.3.1 確定圓角半徑鑄造圓角為35mm.。1.2.3.2 確定拔模斜度拔模斜度為：5。1.2.3.3 確定分模位置選擇在左視圖中中心平面為分模面，分模線(xiàn)為直線(xiàn)，屬平直分模線(xiàn)。 。1.2.4 繪制閘板鑄造毛坯簡(jiǎn)圖由表2-1所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖如下所示：圖3-1 閘板鑄造毛坯簡(jiǎn)圖1.3 擬定手柄座工藝路線(xiàn)1.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要過(guò)程之一。基面的選擇正確與否，可以是加工質(zhì)量的到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過(guò)程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報(bào)廢，使用無(wú)法進(jìn)行，難以在工期內(nèi)完成加工任務(wù)。定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。1.3.1.1 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，主要考慮的是基準(zhǔn)的中和問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)與工序的基準(zhǔn)不重合時(shí)，因該進(jìn)行尺寸換算。1.3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。對(duì)于一般的箱體零件而言，以外表面作為粗基準(zhǔn)是合理的。但對(duì)于零件來(lái)說(shuō)25 mm作為粗基準(zhǔn)，則可造成鉆孔的垂直度和軸的平行度不能保證。對(duì)箱體零件應(yīng)以相關(guān)的表面作為粗基準(zhǔn)，現(xiàn)選取零件的上下表面互為基準(zhǔn)，再利用四爪卡盤(pán)卡住車(chē)25 mm。利用內(nèi)孔25 mm及鍵槽定位進(jìn)行鉆10mm，在25 mm中以長(zhǎng)心軸、鍵槽及零件的下表面進(jìn)行自由定位，達(dá)到完全定位。 1.3.2 表面加工方法的確定表3-1 閘板零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等級(jí)表面粗糙度Ra/um加工方案?jìng)渥⒌酌鍵T136.3粗銑表1-825孔IT83.2精車(chē)-半精車(chē)表1-8鍵槽各面IT1112.5粗銑表1-8槽上下表面IT812.5粗銑表1-810孔IT73.2鉆-鉸表1-85.5孔IT1312.5鉆表1-814孔IT73.2鉆-鉸表1-75孔IT133.2鉆-鉸表1-8M10螺紋孔IT712.5攻螺紋表1-8R13外圓IT80.8粗磨表1-81.3.3 加工階段的劃分可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個(gè)階段。，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； 1.3.4 工序的集中與分散選用工序集中原則，生產(chǎn)類(lèi)型為大批或者中批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)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(shí)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(duì)位置精度要求。1.3.5 工序順序的安排1.3.5.1 機(jī)械加工工序1.3.5.1.1 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則1.3.5.1.2 遵循“先粗后精”原則1.3.5.1.3 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。1.3.5.1.4 遵循“先面后孔”1.3.6 確定工藝路線(xiàn)在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了閘板的工藝路線(xiàn)。表3-2 閘板工藝路線(xiàn)及設(shè)備、工裝的選用工序號(hào)工序名稱(chēng)機(jī)床裝備刀具量具1粗銑下表面臥式銑床X63端銑刀游標(biāo)卡尺2粗、精車(chē)25H8 mm立式車(chē)床C620內(nèi)圓車(chē)刀游標(biāo)卡尺3插鍵槽6H9臥式銑床X63鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺4銑槽14*43 mm立式鉆床Z525槽銑刀游標(biāo)卡尺5鉆、拉孔10H7立式鉆床Z525麻花鉆、拉刀游標(biāo)卡尺6鉆孔5.5 mm立式鉆床Z525麻花鉆游標(biāo)卡尺7鉆、擴(kuò)14H7立式鉆床Z525麻花鉆、擴(kuò)鉆游標(biāo)卡尺8鉆、鉗5 mm、M10-7H立式鉆床Z525麻花鉆游標(biāo)卡尺9粗磨R13外圓萬(wàn)能外圓磨床砂輪游標(biāo)卡尺10去毛刺11清洗清洗機(jī)12終檢1.4 工序尺寸（工序9）由零件圖及查表可得，此工序的工序尺寸為13mm，加工精度等級(jí)為IT8。1.5 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算。（工序9）1.5.1切削用量的計(jì)算由于定位基準(zhǔn)是孔的軸線(xiàn)，固為保證最小尺寸=50mm+13mm=63mm,z=0.2mm為磨削余量,則加工前的尺寸=63mm+0.2mm=63.2mm。1.5.1.1 背吃刀量的確定由于是一次加工完成，固背吃刀量即為磨削的加工余量即=z=0.2mm。1.5.1.2 進(jìn)給量的確定由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表5-35查得，取f=0.033mm/r。1.5.1.3 磨削速度的計(jì)算由表5-35，取v=16.67m/min。1.5.2 時(shí)間定額的計(jì)算1.5.2.1.作業(yè)時(shí)間的計(jì)算采用砂輪斷面粗麼的方法工件的則，磨削R13端面的作業(yè)基本時(shí)間可由該公式來(lái)計(jì)算Tj= =3.14*（13-0.2+8）*0.98/1000*/60 =38.15sa-磨削的加工余量，在這里一次走刀v-工件的運(yùn)動(dòng)速度y-磨床的機(jī)械效率w-砂輪的轉(zhuǎn)速d-砂輪的直徑r-工件的半徑1.5.2.2.輔助時(shí)間Tf的計(jì)算:輔助時(shí)間一般為作業(yè)時(shí)間的0.150.2左右，在這里取值0.2.所以，Tf=0.2*38.15=7.63s1.5.2.3.布置工作時(shí)間的計(jì)算布置工作時(shí)間一般可以由經(jīng)驗(yàn)得知為工作時(shí)間的0.020.07倍，在這里取0.5Tb=0.5*38.15=19.1s1.5.2.4.準(zhǔn)備于終結(jié)時(shí)間（1）.準(zhǔn)備時(shí)間，因?yàn)樵诠ぜ纳a(chǎn)方式是大批量生產(chǎn)方式，所以，準(zhǔn)備時(shí)間分配大每個(gè)工件上的部分可以忽略不計(jì)（2）.終結(jié)時(shí)間T為各部分時(shí)間的總和即：T=Tj+Tf+Tb+Tz=38.15+7.63+19.1+0=64.882.相關(guān)工序夾具的設(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(zhuān)用夾具。根據(jù)老師給定的題目，設(shè)計(jì)工序9。2.1 定位方案工件以下端面面及R13軸線(xiàn)為定位基準(zhǔn)，采用支撐板、定位銷(xiāo)組成定位方案，其中定位銷(xiāo)限制工件的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和兩個(gè)平動(dòng)4個(gè)自由度，支撐板限制工件的一個(gè)平動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)自由度。這些定位裝置可以保證對(duì)零件六個(gè)自由度的限制，工件在夾具中定位，若六個(gè)自由度都被限制時(shí)，稱(chēng)為完全定位。2.2 定位誤差分析零件的工序尺寸用定位銷(xiāo)定位，選工件的定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)都在圓形截面的圓心上。由于基準(zhǔn)重合，不存在基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)移位誤差=0.02mm2.3 夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)生產(chǎn)要求，選用氣動(dòng)壓板夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，利用壓板直接夾緊工件。使用氣動(dòng)夾緊裝置，適應(yīng)工件的大批量生產(chǎn)要求，并有效的提高了工作效率。確定夾緊力的基本原則，夾緊力包括大小，方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素，它們的確定是夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中首先要解決的問(wèn)題。應(yīng)依據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工要求并結(jié)合工件加工中的受力狀況及定位元件的結(jié)構(gòu)和布置方式等中和考慮。1，夾緊力方向的選擇夾緊力的方向與工件定位基準(zhǔn)所處的位置，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時(shí)注意，應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面。以保證工件夾緊的穩(wěn)定性，最好與切削力和工件重力的方向一致，這樣所需夾緊力最小，應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向一致，以減少變形。2，夾緊力作用點(diǎn)的選擇夾緊力作用點(diǎn)的選擇對(duì)夾緊的穩(wěn)定性和工件變形有很大的影響。選擇時(shí)注意：應(yīng)落在支撐元件上或幾個(gè)支撐元件所形成的支承面內(nèi)，應(yīng)落在工件剛度好的部位上，應(yīng)盡量靠近加工面。3，夾緊力的計(jì)算（1）選擇氣動(dòng)夾緊裝置的氣缸選擇氣缸類(lèi)型為QGB無(wú)緩沖的普通氣缸（查機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-196），缸徑為40mm,工作壓力為0.4Mpa,周?chē)橘|(zhì)溫度為-10 +80攝氏度，輸出力（在壓力為0.4Mpa時(shí)）。推力為50daN，拉力為42daN。行程范圍為40300mm。（2）數(shù)值計(jì)算夾緊力：: 工作缸活塞直徑：工作缸氣壓力： 動(dòng)力源氣缸活塞直徑： 動(dòng)力源氣缸活塞桿外徑（活塞桿直徑為0.25D0.2D）：動(dòng)力源氣缸壓力為0.4Mpa： 當(dāng)D小于100mm時(shí)，取=0.65 0.80，這里D=40mm，取=0.80= 30mm ，=0.25=10mm。經(jīng)計(jì)算：夾緊力： 代入數(shù)值得到：2.4 對(duì)刀裝置采用直角對(duì)刀塊及平塞尺對(duì)刀。2.5 夾具與機(jī)床聯(lián)接元件采用四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定為鍵，每?jī)蓚€(gè)定位鍵用螺釘固定在夾具體底面同一條直線(xiàn)位置上，用于確定銑床夾具相對(duì)于機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置。要保證定位鍵的寬度與機(jī)床工作臺(tái)T型槽相匹配的要求。定位鍵可以承受一定的銑削扭矩，減輕夾緊螺栓、夾具體與機(jī)床的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具加工過(guò)程的穩(wěn)定性。夾具體上設(shè)置四個(gè)坐耳，夾具在機(jī)床工作臺(tái)上定位后，用T形螺栓和螺母及墊片把夾具與機(jī)床固定夾緊。2.6 夾具體夾具體一般是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件，在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件，機(jī)構(gòu)，裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。因此夾具體的形狀和尺寸應(yīng)滿(mǎn)足一定的要求，它主要取決與工件的外廓尺寸和各類(lèi)元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等。所以在專(zhuān)用夾具中，夾具體的形狀和尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的。夾具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足一下基本要求：1 有足夠的強(qiáng)度和剛度2 減輕重量，便于操作3 安放穩(wěn)定，可靠4 尺寸穩(wěn)定，有一定的精度5 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工藝性好6 排屑方便7 使用安全2.7 方案綜合評(píng)價(jià)和總結(jié)該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。采用氣動(dòng)夾緊裝置，使工件的夾緊與卸下過(guò)程更為方便快捷。夾具上裝有直角對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。工作過(guò)程為氣動(dòng)夾緊裝置為夾緊機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力源，夾緊機(jī)構(gòu)控制夾緊元件，夾緊元件直接與工件接觸并對(duì)工件進(jìn)行夾緊。對(duì)工件的夾緊可通過(guò)控制氣動(dòng)夾緊裝置來(lái)完成，實(shí)現(xiàn)了工件的夾緊與卸下的自動(dòng)化，這樣有效的提高生產(chǎn)效率。3 設(shè)計(jì)體會(huì)在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)之后，我們經(jīng)過(guò)了為期3個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)加工工件設(shè)計(jì)夾具，我設(shè)計(jì)的零件是手柄座，相對(duì)于其他組同學(xué)設(shè)計(jì)的夾具要容易，但我并沒(méi)有因?yàn)樗娜菀锥艞墝W(xué)習(xí)更多的機(jī)會(huì)，我在設(shè)計(jì)完自己的夾具同時(shí)，和其他的同學(xué)一起探討更好的設(shè)計(jì)方法。并了解了其他相關(guān)工件的設(shè)計(jì)，在分析的過(guò)程中，讓我更深刻地了解了工藝對(duì)我們學(xué)習(xí)的重要性，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足。 一 、僅僅了解書(shū)本上的東西是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有在結(jié)合自己的實(shí)際情況，運(yùn)用于實(shí)踐，這樣才能更深地了解和學(xué)習(xí)好知識(shí)。 二 、工藝是一個(gè)很細(xì)致的工作，我們要在工作中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)用自己的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。三 、覺(jué)得自己學(xué)到的知識(shí)太有限，知識(shí)面太窄，以后還有待加強(qiáng)訓(xùn)練和實(shí)踐。 四 、同時(shí)我們要不斷地向別人學(xué)習(xí)，尤其要多想老師請(qǐng)教，他們可以讓我們少走很多的彎路，同時(shí)也讓我們知道很多優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方法和與眾不同的設(shè)計(jì)理戀。 五 、創(chuàng)新設(shè)計(jì)是我們未來(lái)生存的法寶，所以從現(xiàn)在開(kāi)始一定要有意識(shí)的鍛煉和培養(yǎng)自己在這方面能力。 由于本人的知識(shí)水平有限，錯(cuò)誤之處在所難免，希望各位老師及專(zhuān)業(yè)人士給予批評(píng)指正！參考文獻(xiàn)1哈爾濱工業(yè)大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990。2顧崇衡，機(jī)械制造工藝學(xué)，陜西科學(xué)出版社，1995。3鄒青，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程，機(jī)械工業(yè)出版社，200.8。4崇凱，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南，化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12。5周開(kāi)勤，機(jī)械零件手冊(cè)，高等教育出版社，1994。6大連組合機(jī)床研究所，組合機(jī)床設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，1978。7李云.機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.88孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.99李慶壽.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，198410于駿一.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200011薛源順.機(jī)床卡具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200012趙家奇.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.1013陶崇德.葛鴻翰.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).第二版.上海：上?？萍技夹g(shù)出版社,198914黃健求.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 機(jī)械工業(yè)出版社,200515 楊叔子. 機(jī)械加工工藝師手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社.2000