機械制造基礎(chǔ)課程夾具設(shè)計

機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的是學(xué)生在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的此，它在學(xué)生四年的大學(xué)學(xué)習(xí)中占有重要的地位。零件分析：題目所給定的零件是解放牌汽車底盤傳動軸上的萬向節(jié)滑動叉，它位于傳動軸的端部傳遞扭矩，使汽車獲得前進的動力；二是當(dāng)汽軸的長短及其位置。零件的兩個叉頭部位上有兩個Φ39mm的孔，用以安裝該針軸承并與十字軸相連，起萬向聯(lián)軸節(jié)的作用。零件Φ65mm外圓內(nèi)為Φ50mm花鍵孔與傳動軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動力之用。萬向節(jié)滑動叉共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：(1)以Φ39mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：兩個Φ39mm的孔及其倒角，尺寸為118mm的與兩個孔Φ39mm相垂直的平面，還有在平面上的四個M8螺孔。其中，主要加工表面為Φ39mm的兩個孔。(2)以Φ50mm花鍵孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：Φ50mm十六齒方齒花鍵孔，Φ55mm階梯孔，以及Φ65mm的外圓表面和M60X16mm的外螺紋表面。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。工藝規(guī)程設(shè)計：零件材料為45鋼?？紤]到汽車在運行中要經(jīng)常加速及正、反向行交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，進行。對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對于本零件來說，如果以Φ65mm外圓(或Φ62mm外圓)表面作基準(zhǔn)(四點定位)，則可能造成這一組內(nèi)外圓柱表面與零表面時，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為粗基準(zhǔn))，現(xiàn)選取叉部兩個Φ39mm孔主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序四：鉆Rc1/8底孔；工序五：拉花鍵孔；工序六：粗銑Φ39mm二孔端面；工序七：精銑Φ39mm二孔端面；工序八：鉆、擴、粗鉸、精鉸兩個Φ39mm孔至圖樣尺寸并淴倒角2X45°;工序十二：檢查。工序二：精銑Φ39mm二孔端面；工序三：鉆Φ39mm二孔；工序四：鏜Φ39mm二孔；工序五：精鏜Φ39mm二孔；工序九：鉆Rc1/8底孔；工序十：拉花鍵孔。工序十三：沖箭頭；工序十四：檢查。上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工以花鍵孔為中心的一組表面，然后裝夾等都比較方便。但方案一中的工序八雖然代替了方案二中的工序三、四、五，減少了裝夾次于粗加工，用來在此處加工Φ39mm二孔是不合改為兩道工序加工。具體工藝過程如下：工序四：鉆Rc1/8底孔；工序五：拉花鍵孔；工序六：粗銑Φ39mm二孔端面，以花鍵孔及其端面為基準(zhǔn)；工序七：精銑Φ39mm二孔端面；工序九：精鏜并細鏜Φ39mm二孔，倒角2X45°;工序十二：沖箭頭；工序十三：檢查；以上加工方案大致看來還是合理的.但通過仔細考慮零件的技術(shù)要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)在Φ39mm兩個孔及其端面加工要求上。圖樣規(guī)定Φ39mm二孔中心線應(yīng)與可以看出；因為Φ39mm二孔的中心線要求與花鍵孔中心線相垂直，因此，加工及測量Φ3Φ39mm二孔與其外端面的垂直度(0.1mm)的技術(shù)要求在加工與測量時也應(yīng)遵循上述原則。但在已藝路線中卻沒有這樣做：Φ39mm孔加工時，以Φ55mm花鍵孔定位(這是正確的)；而孔的外端面加工時，也是以Φ55mm花鍵孔定位。這樣做，從裝夾上看似乎比較方便，但卻違反了基準(zhǔn)重合的原則，造成了不必要的基準(zhǔn)不重合誤差。具體來說，當(dāng)Φ39mm二孔的外端面以花鍵孔為基準(zhǔn)加工時，如果兩個端面與花直度公差，則39mm孔與其外端面的垂直度誤差就會很大，甚至?xí)斐沙疃隙斐傻膼汗?。為了解決這個問題，原有的加工路線可仍大致保持不變，只是在Φ39mm二孔加工完了以后，再增加一道工序以Φ39mm孔為基準(zhǔn)，磨Φ39mm二孔外端面。這樣做，可以修正成的加工誤差，同時也照顧了原有的加工路線中裝夾較方便的特點。因此，最后的加工路線確定如下：工序三：內(nèi)花鍵孔5X30°倒角。選用c620-1車床加專用夾具；工序四：鉆錐螺紋Rc1/8底孔。選用z525立式鉆床及專用鉆模。這里安排鉆Rcl／8工序拉花鍵孔時為消除回轉(zhuǎn)自由度面設(shè)置的一個定位基準(zhǔn)。本工序以花鍵內(nèi)底孔定位，并利用叉消除回轉(zhuǎn)自由度；工序六：粗銑Φ39mm二孔端面，以花鍵孔及其端面為基準(zhǔn)。選用x63臥式銑床加工；工序七：鉆、擴Φ39mm二孔及倒角。以花鍵孔及端面定位，選用z535立式鉆床加工；工序八：精鏜并細鏜Φ39mm二孔。選用T740型臥式金剛鏜床位；工序九：磨Φ39mm二孔端面，保證尺寸，以Φ39mm孔及花鍵孔定位，選用M7l30平面磨床及專用夾具加工；工序十：鉆叉部四個M8mm螺紋底孔并倒角。選用孔定位；工序十二：沖箭頭；工序十三：檢查。*以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”根據(jù)零件材料、硬度、毛坯重量及生產(chǎn)類型、鍛的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。加工，此時直徑余量2z＝3mm已能滿足加工要求。(2)外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差(M6(3)兩內(nèi)孔毛坯為實心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求2.3—12確定工序尺寸及余量為：細鏜：Φ39mm(4)花鍵孔要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。參照《工藝手冊》表2.3—9確定孔的加工余鉆孔Φ25mm鉆孔Φ41mm擴鉆Φ42mm拉花鍵孔(16—Φ50mm*Φ43mm*(5)Φ39mm二孔外端面的加工余量（數(shù)S3，則鍛件的偏差。3)銑削余量：銑削的公稱余量(單邊)為：Z＝于毛坯及以后各道二序(或工步)的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大加工余量及最小加調(diào)整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。（圖7點擊看大圖）毛坯最小尺寸：122—0.7×2＝120.6粗銑后最小尺寸：118.4—0.22＝ll8.18（表3點擊看大圖）進給量；*需用到的典型夾具機構(gòu)程綜合卡。夾具的設(shè)計：本夾具主要用來粗銑Φ39mm二孔的兩個端面，這兩個端面對Φ39mm孔及花鍵孔都有一定的技術(shù)要序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，面精度則不是主要問題。由零件圖可知，Φ39mm二孔端面應(yīng)對花鍵孔中心線有平行度線。為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵孔定位的自動定心夾具。但這種自動定心夾具復(fù)雜，因此這里只選用以花鍵孔為主要定位基面。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把鑲齒三面在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系所以F'=KFH＝1.5×1.1×1.1×1.1×3203=6395(N)為克服水平切削力，實際夾緊力N應(yīng)為：N(f1十f2)＝KFHNq＝3900i＝3900×3.42＝13338(N)此時Nq已大于所需的12790N的夾緊力，故本夾具可安全工作。(1)定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一花鍵軸，該定位花本零件在工作時與其相配花鍵軸的尺寸與公差相同，即16x43H11×50H8×5H10mm。(2)零件圖樣規(guī)定Φ50mm花鍵孔鍵槽寬中心線與Φ39mm兩孔中心線轉(zhuǎn)角公差為2°。由于Φ39mm孔中心此項技術(shù)要求主要應(yīng)由花鍵槽寬配合中的側(cè)向間隙保證。大側(cè)向間隙為：即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。(3)計算Φ39mm二孔外端面銑加工后與花鍵孔中心線的最大平行度誤差。零件花鍵孔與定位心軸外徑的最大間隙為：而引起的孔端面對花鍵孔中心線的最大平行度誤差。由于Φ39mm孔外端面以后還要進行磨削加工，故上述平行度誤差值可以允許。切削力較大，為了夾緊工