銑撥叉齒頂面銑床夾具說明書

銑撥叉齒頂面銑床夾具說明書目錄緒論機械制造加工工藝與機床夾具設(shè)計主要是對零件的加工工藝進行分析和對零件的某幾個主要的部位進行專用夾具的設(shè)計，從零件的工藝來說，它主要是分析零件在進行加工時應(yīng)該注意什么問題，采用什么方法和工藝路線進行加工才能更好的保障精度，提高勞動生產(chǎn)率，就專用夾具而言，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)率降低成品等，還可以擴大機床的使用范圍，從而可以使產(chǎn)品在保障精度的前提下提高效率，降低成本。在本次的設(shè)計中就針對撥叉的加工工藝進行分析，制定幾種加工路線，選擇一種較好的加工路線進行加工，在這過程中，制定多套夾具方案并進行分析，這次設(shè)計培養(yǎng)了編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設(shè)計的能力，這也是在進行畢業(yè)之前對所學(xué)課程的最后一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實踐的機會，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有十分重要的作用。1概述1.1選題的目的和意義機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保障產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上質(zhì)量好、水準高，加快產(chǎn)品更新的技術(shù)保障，在這當中夾具的設(shè)計是非常重要的幾個環(huán)節(jié)，好的夾具設(shè)計可以提高勞動生產(chǎn)率，保障和提高加工精度，降低成本，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品生產(chǎn)在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求，企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。2零件的分析2.1零件的作用題目所給的零件是撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運動，按照使用者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的^30的孔與操作機構(gòu)相連，下方的？55mm的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變數(shù)。兩件零件鑄為一體，加工時分開。2.2零件的工藝分析 零件的材料是QT450-10，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性良好，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求。3工藝規(guī)程的設(shè)計3.1確定毛坯的制造形式零件的材料是QT450-10。考慮到零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件的結(jié)構(gòu)有比較簡單，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選擇鑄件尺寸公差等級為CT9級，已知次撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為4000件/年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個，可確定該撥叉的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：工序應(yīng)集中，加工設(shè)備以通用設(shè)備為主。3.2基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保障，生產(chǎn)效率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。3.21粗基準的選擇:以零件的地面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。這樣就可以限制五個自由度，再加上垂直的一個加緊，就可以達到完全定位。粗基準的選擇以不加工表面作為粗基準。如果工件上有很多不需加工的表面，則以其中與加工表面的位置精度要求較高的表面作粗粗基準選擇的原則：如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)基準。如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作粗基準3.22精基準的選擇精基準的選擇原則：用設(shè)計基準作為精基準，以便消除基準不重合誤差，即所謂基準重合原則；當工件以某一組精基準定位可以較方便的加工其他各表面時，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此精基準定位，即所謂基準統(tǒng)一原則；當精加工或光整加工工序要求余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準，而該加工表面與其他表面之間的位置精度則要求由先行工序保證，即遵循自為基準原則；為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，在選擇精基準時，可遵循互為基準的原則；精基準的選擇應(yīng)使定位準確，加緊可靠，為此，精基準的面積與被加工表面相比，應(yīng)有較大的長度和寬度，以提高其位置精度。精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔內(nèi)圓柱表面為輔助的定位精基準。當設(shè)計基準和工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸的換算，這在以后會還要專門的計算，此處不再重復(fù)。3.3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當時使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求等能得到合理的保障。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本下降。工藝路線方案一工序1：粗銑中47.5mm孔的兩頭的端面。工序2：精銑中47.5mm孔的兩頭的端面。工序3：粗鏜、半精鏜。精鏜中47.5mm孔至圖樣的尺寸。工序4：鉆擴鉸兩端中30mm的孔至圖樣的尺寸。工序5：銑斷保證圖樣的尺寸。工序6：銑撥叉齒頂面。工序7：去毛刺，檢查。工藝路線方案二工序1::粗銑中47.5mm孔的兩頭的端面工序2：鉆擴鉸兩端中30mm的孔至圖樣的尺寸。工序3：粗銑中間孔上端面至中55mm。工序4：粗鏜、半精鏜中47.5mm孔至圖樣尺寸。工序5：銑斷并保證樣圖尺寸。工序6銑撥叉齒頂面.工序7：去毛刺，檢查。工藝方案的比較與分析上述兩種方案的特點在于：方案一是先加工完與中30mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二是先是加工完中30mm的孔，再以孔的中心線來定位加工與之有垂直度要求的三個面。方案一的裝夾次數(shù)少，但在加工p30mm的時候最多只能保證一個面定位面與之的垂直度要求。其他的兩個面很難保證。方案二在加工三個面的時候都但是用p30mm孔的中心軸線來定位，這樣很容易就可以保證與三個面的位置度要求。這樣也體現(xiàn)了基準重合的原則。其他的工序尤為平常簡單無需再談，通過比較最終的方案為：工序1::粗銑p47.5mm孔的兩頭的端面工序2：鉆擴鉸兩端p30mm的孔至圖樣的尺寸。工序3：粗銑中間孔上端面至p55mm。工序4：粗鏜、半精鏜p47.5mm孔至圖樣尺寸。工序5：銑斷并保證樣圖尺寸工序6：去毛刺，檢查。以上的工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“撥叉”零件材料是QT450-10，毛坯的重量約為1.6kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸4夾具的設(shè)計4.1定位、夾緊方案的設(shè)計及具體的圖形由于其他的表面已經(jīng)加工好了，那么只需要設(shè)計加工銑撥叉齒頂面的銑床夾具即可，經(jīng)分析可以利用中30h7的孔和端面來定位，其中中30h7的孔可以用一個短銷來限制2個自由度分別為X方向和Y方向，而端面可以限制3個自由度，分別為繞X方向轉(zhuǎn)動和繞Y方向的轉(zhuǎn)動，這樣就可以限制5個自由度，而我們有可以利用中47.5mm的孔限制一個繞Z方向的轉(zhuǎn)動自由度，這樣就可以實現(xiàn)6個自由度的全定位，而因為中47.5mm的孔比較大，用一個簡單的裝置不能實現(xiàn)要求或不能快速的換工件，所以要設(shè)計專用的裝置來實現(xiàn)，我們可利用內(nèi)可調(diào)夾緊的方式來實現(xiàn)防轉(zhuǎn)的效果，我的設(shè)計方法下圖：

而夾緊我們可以用螺栓夾緊螺母和開口墊圈的組合來進行夾緊，方便可靠，，具體的夾緊裝置見裝配圖。又因為與短銷相連的細柱強度和剛度會不夠，所以可以用一個頂尖的裝置來實現(xiàn)，把所有的綜合起來就是我們所要的夾具了據(jù)體的圖形如下所示:4.2夾具的具體說明和使用方法本夾具用在臥式銑床上銑削撥叉的齒頂面。工件以（p30h7的孔和端面及47.5mm圓弧面在臺階心軸1和雙推桿5上定位。向后翻開頂尖座4,裝上工件。翻上頂尖座，擰螺釘3使之鎖緊。旋轉(zhuǎn)手柄8頂住臺階心軸1，用螺釘9鎖緊頂尖。插入開口墊圈，擰螺母2輕夾工件，轉(zhuǎn)動手柄7,螺母6前端面的錐面迫使雙推桿5等速外移，對工件的R47.5mm圓弧面定心。最后擰緊螺母2夾緊工件。用頂尖頂緊心軸，增大了工藝系統(tǒng)的鋼性，使加工過程的震動減小。5切削用量及工時的計算1.加工條件：工件材料：QT450-10，硬度190-260HBS,db=0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗銑撥叉的齒頂面。保證粗糙度為Ra3.2um,機床采用的是XA5032型的立式銑床。5.1刀具的選擇因為要加工的工件材料是QT（球磨鑄鐵），所以要選擇硬質(zhì)合金的刀具來加工。而又由書《機械精度射擊與檢測技術(shù)》的表5.8可知粗糙度Ra3.2可以直接由粗銑來加工。銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具的消耗，不能任意的選擇，由《切削用量簡明手冊》，又由零件的加工深度是2.5mm，加工的寬度是80mm所以可以確定銑刀的直徑是100-125mm，因為要保證可靠度選擇直徑為125mm，又由《切削用量簡明手冊》，由于使用的是標準的的硬質(zhì)合金鋼的銑刀，由表查的齒數(shù)是Z=12。銑刀幾何形狀的選擇：由硬度為450HBS且由《切削用量簡明手冊》可知前角Y0取8°，后角a0=8°，主偏角kr=60°副偏角kr?=1°，刀齒螺旋角。=15°。5.2選擇切削用量決定銑削寬度a，由于加工的余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則a=2.5mm.決定每齒的進給量fz。由XA5032型的銑床可查《切削用量簡明手冊》中的表3.30.知道其功率是7.5kw，這時的f=0.09~0.18mm/zz可取f=0.15mm/zz選擇銑刀的磨鈍標準及刀具的壽命銑刀刀齒的后刀面最大的磨損量為0.8mm;由于銑刀直徑d0=125mm故可查表得知刀具的壽命為T=180min決定切削速度Vt和每分鐘的進給量Vf 切削速度可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》的表3.27中的公式計算，也可以直接由表中查出。當d0=125mm，Z=12，決定切削速度Vt和每分鐘進給量Vf及轉(zhuǎn)速nt?？筛鶕?jù)表3.16由ap=2.5mm,fz=0.15mm/z,查出Vt=110m/minnt=281r/minVf=378mm/min各修正系數(shù)為:kmv=kmn=0.79ksv=ksn=ksv=0.8所以Vc=vt?kv=110X0.79X0.8=69.52mm/minn=nt?kv=281X0.79X0.8=177.59r/minvf=Vft?kv=378X0.79X0.8=238.90mm/min根據(jù)XA5032型的立銑說明書（表3.30）選擇主軸轉(zhuǎn)速nc=190r/min縱向進給量Vfc=235mm/min因此實際切削速度和每齒進給量為vc=nd0nc/1000=(3.14X125X190)/1000=74.58mm/minfzc=Vf/ncZ=235/(190X12)=0」mm/z5.3校驗機床功率根據(jù)表3.23,當硬度為450HBS>285HBS,銑削寬度ae=80mm,ap=2.5mm,d0=125mm,z=12,vfc=238.9mm/min所以近似的有Pce=3.2kw根據(jù)XA5032立銑說明書(表3.30)，機床主軸允許的功率為Pcm=7.5X0.75kw=5.63kw因為3.2kw<5.63kw因此所選擇的切削用量可以采用.即ap=2.5mm vf=238.90mm/minn=190r/min vc=74.58mm/minf=0.1mm/zz5.4計算基本工時Tm=L/vf式中L=l+y+A 通過計算易知l=16.58mm根據(jù)表3.26對稱安裝銑刀,入切量及超切量y+A=17mm故T=(16.58+17)/238.9=0.141min5.5計算切削力切削力的計算選用的是硬質(zhì)合金的刀具，d0=125mm,z=12。計算公式是F=CfX"XfzX'XZ/d0fn=491X2.5X0.1X80X12/(125X0.15X190)=278見《切削手冊》表3.28)水平分力是FH=1.1F=278N垂直分力是FV=0.3F=70.65N在計算切削力的時候，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)為K=K1K2K3K4其中：K1為基本安全系數(shù)1.5；K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1;K3為刀具鈍化系數(shù)1.1;K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。K5為人力操作疲勞系數(shù)1.3所以 1.5x1.1x1.1x1.1x1.3x259.1=672.5N由于選用手動夾緊，由《機械設(shè)計手冊》查得M8螺釘?shù)目估?024.5參考文獻田克華.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社；1996王啟平.機械制造工藝學(xué)（第五版）.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社；1999李旦.機床專用夾具設(shè)計圖冊.哈工大出版社；2005孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo).冶金工業(yè)出版社；2002東北重型機械學(xué)院.機床夾具設(shè)計手冊.上海科學(xué)技術(shù)出版社；1980成大先.機械零件設(shè)計手冊（第四版）.機械工業(yè)出版社；2002王啟平.機床夾具設(shè)計（第二版）.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社；1996孟憲棟、劉彤安.機床夾具圖冊.機械工業(yè)出版社；1991戴曙.金屬切削機床.機械工業(yè)出版社；2002樂兌謙.金屬切削刀具（第二版）.機械工業(yè)出版社；2002陳日