夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

PAGEPAGE2目錄序言 1一、零件的分析 11.1零件的作用 11.2零件的工藝分析 11.3零件的技術(shù)要求 2二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 32.1確定毛坯的制造形式 32.2基準(zhǔn)的選擇 32.2.1粗基準(zhǔn)的選擇 32.2.2精基準(zhǔn)的選擇 4三、制定工藝路線 4四、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8五、確定切削用量及基本工時(shí) 8六、粗銑平面夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 96.1問(wèn)題的提出 96.2定位基準(zhǔn)的選擇 96.3.切削力及夾緊力的計(jì)算 96.4誤差分析及計(jì)算 10七、總結(jié) 11參考資料 12序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程之后的一次具有總結(jié)意義的課程設(shè)計(jì)，是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前的一次較深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，就我個(gè)人而言，希望能通過(guò)此次設(shè)計(jì)來(lái)更好的鍛煉自己的能力，提升自己的綜合水平。由于能力所限，設(shè)計(jì)中尚有一些不足之處，懇請(qǐng)老師給予指教。一、零件的分析1.1零件的作用題目所給的是CA6140車(chē)床后托架。后托架在CA6140車(chē)床車(chē)身的尾部，三個(gè)孔分別裝絲杠、光杠、轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)，其加強(qiáng)固定作用。在與之間的孔為毛線孔，用于導(dǎo)通油路；旁邊的螺紋孔是連接油蓋的；正面的四個(gè)孔將后托架固定于車(chē)床尾部。1.2零件的工藝分析CA6140機(jī)床后托架的是CA6140機(jī)床的一個(gè)重要零件，因?yàn)槠淞慵叽巛^小，結(jié)構(gòu)形狀也不是很復(fù)雜，但側(cè)面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對(duì)精度要求不是很高。后托架上的底面和側(cè)面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關(guān)鍵和重要的。1.3零件的技術(shù)要求其加工有三組加工。底面、側(cè)面三孔、頂面的四個(gè)孔、以及左視圖上的兩個(gè)孔。⑴．以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。⑵．另一組加工是側(cè)面的三孔，分別為，，，其表面粗糙度要求要求的精度等級(jí)分別是，，。⑶．以底面為基準(zhǔn)加工面的四個(gè)孔，分別是以和為一組的階梯空，這組孔的表面粗糙度要求是，，以及以和的階梯孔，其中是裝配鉸孔，其中孔的表面粗糙度要求是，，是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是。⑷．CA6140機(jī)床后托架毛坯的選擇金屬鑄造，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因?yàn)镃A6140機(jī)床后托架的重量只有3.05kg,而年產(chǎn)量是5000件，由[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-3可知是中批量生產(chǎn)。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，由于后托架主要用于在加工超出床身長(zhǎng)度的細(xì)長(zhǎng)桿零件時(shí)，用來(lái)支撐工作機(jī)床附件，主要起支撐和固定作用，承受靜載荷，因此選用鑄件，有零件年產(chǎn)量較大，屬大批生產(chǎn)的水平，且零件的輪廓尺寸不大，可采用金屬模機(jī)器造型鑄造，這可大量減少切削加工的勞動(dòng)量，提高材料的利用率，降低了機(jī)械加工成本。從加工精度方面考慮，這也是可行的。2.2基準(zhǔn)的選擇2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證CA6140機(jī)床后托架在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的加工表面作為粗基準(zhǔn)）從CA6140機(jī)床后托架零件圖分析可知，選擇側(cè)面三孔作為CA6140機(jī)床后托架加工粗基準(zhǔn)。2.2.2精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則，要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證CA6140機(jī)床后托架在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從CA6140機(jī)床后托架零件圖分析可知，它的底平面與側(cè)面三孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿(mǎn)足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所以也可以用與頂平面的四孔的加工基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。三、制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在用生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮用萬(wàn)能車(chē)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，同時(shí)也要保證質(zhì)量。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。見(jiàn)下表：表1.1加工工藝路線方案比較表工序號(hào)方案Ⅰ方案Ⅱ工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)10粗銑底平面?zhèn)让婧屯鈭A粗銑底平面?zhèn)让婧屯鈭A20精銑底平側(cè)面和外圓粗鏜孔：、锪R22端面底面和側(cè)面30鉆、擴(kuò)孔：、底面和側(cè)面鉆、孔擴(kuò)、孔底面和側(cè)面40粗鉸孔：、、底面和側(cè)面鉆螺紋底孔、鉆孔底面和頂面兩孔50精鉸孔：、、側(cè)面和兩孔精銑底面A三杠孔和側(cè)面60粗銑油槽底面和側(cè)面半精鏜鏜孔：，，精鏜：底面和頂面兩孔70锪鉆孔：底面和側(cè)面去毛刺80鉆：、底面和側(cè)面攻螺紋底面和側(cè)面90擴(kuò)孔底面和側(cè)面加工油槽100精鉸錐孔：底面和側(cè)面檢驗(yàn)入庫(kù)110锪鉆孔：、底面和側(cè)面120鉆：、底面和孔130攻螺紋底面和孔140檢驗(yàn)加工工藝路線方案的論證：⑴．方案Ⅱ在120工序中按排倒角去毛刺，這不僅避免劃傷工人的手，而且給以后的定位及裝配得到可靠的保證。⑵．方案Ⅱ在10工序中先安排銑底平面，主要是因?yàn)榈灼矫媸且院蠊ば虻闹饕ㄎ幻嬷?，為提高定位精度。⑶．方案Ⅱ符合粗精加工分開(kāi)原則。由以上分析：方案Ⅱ?yàn)楹侠怼⒔?jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過(guò)程如下表：表1.2加工工藝過(guò)程表工序號(hào)工種工作內(nèi)容說(shuō)明10銑粗銑底平面工件用專(zhuān)用夾具裝夾；立式銑床（X53K）20粗鏜粗鏜鏜孔：，，锪R22端面工件用專(zhuān)用夾具裝夾；立式銑鏜床（）30鉆、擴(kuò)鉆、孔擴(kuò)、孔工件用專(zhuān)用夾具裝夾；搖臂鉆床40鉆鉆螺紋底孔、鉆孔工件用專(zhuān)用夾具裝夾；搖臂鉆床50銑精銑底平面A工件用專(zhuān)用夾具裝夾；立式銑床（X6132）60鏜半精鏜鏜孔：，，精鏜工件用專(zhuān)用夾具裝夾；立式銑鏜床（）70鉗攻螺紋鉗工80去毛刺90鏜加工油槽100檢驗(yàn)入庫(kù)清洗，涂防銹油（選工序10為工序及夾具設(shè)計(jì)對(duì)象）四、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定CA6140機(jī)床后托架的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是HT200，硬度HB為150-200，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，采用金屬模機(jī)器造型鑄造毛坯。此工序進(jìn)行底面的銑削，查[16]表4-29，粗銑的加工余量為1.5-2.0；查[16]表4-30，精銑的加工余量為0.6-0.8。所以，零件的總加工余量為2.1-2.8之間。確定切削用量及基本工時(shí)加工條件：工序10粗銑托架底面工件材料：HT200，鑄造機(jī)床：立式銑床X53K刀具：W6Mo5Cr4V2Al，刀型采用套式立銑刀，刀具尺寸D=80，z=10確定切削用量查[17]表4.2-32，取n=125r/min，實(shí)際切削速度為，此時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為，其中，查[18]表9-13，。（計(jì)算基本工時(shí)查[19]基本工時(shí)：其中，，查表3.25，入切量及超切量L=120+14=134mm所以。六、夾具設(shè)計(jì)6.1問(wèn)題的提出要用來(lái)粗銑托臺(tái)底面，因?yàn)槭堑谝坏拦ば颍瑸榇旨庸?，?duì)精度的要求并不是太高，主要考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。6.2定位基準(zhǔn)的選擇可知，托架底面在粗加工時(shí)，只能以鑄造面為基準(zhǔn)，此處選擇主視圖最右端的R21圓柱面和最左端的短平面為定位基準(zhǔn)，采用V形塊和固定支撐板定位，為了提高效率和減小勞動(dòng)強(qiáng)度，采用氣動(dòng)夾緊。6.3切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：高速鋼套式立銑刀，直徑80mm，z=10查切削手冊(cè)知：，其中所以：水平分力：Fh=1.1F=3091N垂直分力：Fv=0.3F=843N計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)K=K1K2K3K4其中：K1為基本安全系數(shù)1.5K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1K3為刀具鈍化系數(shù)1.1K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以F'=KFh=1.5x1.1x1.1x1.1x3091=5610.2。氣缸選用直徑125mm。當(dāng)壓縮空氣單位壓力為0.8MPa時(shí)，氣缸推力為9817.2N故本夾具可安全工作。6.4誤差分析與計(jì)算本夾具由于是第一步加工所用夾具，其本身的定位就是用粗基準(zhǔn)定位，所以在精度公差方面還不涉及去如何保證的問(wèn)題，只要能保證工件在加工完的基本尺寸即可。通過(guò)分析可知，在保證了定位件的位置精度后，即可保證工件的基本尺寸。七、總結(jié)通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)?shū)本的知識(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對(duì)資料的查詢(xún)與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過(guò)程的分析、銑鏜鉆夾具的設(shè)計(jì)與分析，對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。參考文獻(xiàn)[1]許曉旸，專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，2003。[2]孫已德，機(jī)床夾具圖冊(cè)[M]，北京：機(jī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