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搖臂支架的機(jī)械加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)-正文-資料下載頁(yè)

2024-10-23 06:04本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】它的主要用于保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、輔助產(chǎn)品檢測(cè)、展示、運(yùn)輸?shù)?。的工藝分析及夾具設(shè)計(jì)是工藝工程師必備的專(zhuān)業(yè)素質(zhì),對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)具有重要實(shí)踐意義。對(duì)所給零件進(jìn)行設(shè)計(jì)和建模,所給零件的工藝分析,計(jì)算、編寫(xiě)各工件加工工藝;繪制各夾具的裝配圖及部分零件圖;要求各夾具設(shè)計(jì)合理,符合工程實(shí)際;各工件具體參數(shù)見(jiàn)所給參考圖紙。第1周-第3周:查閱資料,完成基礎(chǔ)知識(shí)的積累和開(kāi)題報(bào)告;第7周-第8周:各夾具的設(shè)計(jì)計(jì)算,定位分析,設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。第9周:中期檢查。第14周-第15周:完成畢業(yè)論文。說(shuō)明:1本表一式二份,一份由學(xué)生裝訂入冊(cè),一份教師自留。要求分析,并熟悉材料種類(lèi)和用途,確定出搖臂支架毛坯的材料、大小、和形狀,用量及基本工時(shí),并且編寫(xiě)加工過(guò)程和工藝卡片。外在兩耳上分別鉆Φ2孔的夾具。確定定位元件和加緊方案,完成夾具的設(shè)計(jì)及

  

【正文】 0 0 6 .6 2 8 3 4 6 m in6 .1cs wvnrd?? ?? ? ?? 取 n=480r/min。 (2) 計(jì)算基本工時(shí): 機(jī)動(dòng)時(shí)間 tm 取 l=47, l1=3, l2=3, f=, n=480r/min 代入公式得: 12()wl l lT nf??? =(47+3+3)/( 480)= 13) 加工 Φ3mm 孔 a. 鉆 (1) 切 削用量的計(jì)算 切削深度 pa : pa = 進(jìn)給量 f :取 f=取切削速度 V=15m/min 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n : ? ? 1510001000 rx xd vn w cs ??? ?? ,取 nw=1700r/min 實(shí)際切削速度 1000ndV ???1700/1000=。 (2) 計(jì) 算基本工時(shí): 機(jī)動(dòng)時(shí)間 tm 取 l=48, l1=3, l2=0, f=, n=1700r/min 代入公式得: 12()wl l lT nf??? =( 48+3+0) /( 1700)= b. 鉸 Φ3 孔 (1) 切削用量的計(jì)算 切削深度 pa : pa = , f=取切削速度 V= 鉆 =6m/min 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n : 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 21 ? ?1 0 0 0 1 0 0 0 6 6 3 6 m i n3cs wvnrd?? ?? ? ??,取 n=600r/min (2) 計(jì) 算基本工時(shí): 機(jī)動(dòng)時(shí)間 tm 由 鉆孔的基本時(shí)間可由公式 fn lllfnLt j 21 ????求得。 式中, mml 48? , l =3mm, 因?yàn)槭敲た?,所?02?l 進(jìn)給量 f =/ r, n= 600 r/ min,所以, fn lllfnLt j 21 ????==. 輔助時(shí)間 at 的計(jì)算 at =mt == 其他時(shí)間的計(jì)算 其他時(shí)間 = xb tt ? =6%(at + mt )= 單件時(shí)間 djt 的計(jì)算 單件時(shí)間: djt =++= 14) 锪 Φ4孔 (1) 切削用量的計(jì)算: 進(jìn)給量 f :取 f=1/3f 鉆 =取切削速度 V=1/3V 鉆 =機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n : ? ?1000 1 0 0 0 9 . 1 7 2 4 m in4cs wvnrd?? ?? ? ?? 取 n=750r/min 實(shí)際切削速度 1000ndV ???4750/1000=(2) 計(jì)算基本工時(shí): 機(jī)動(dòng)時(shí)間 tm 取 l=4, l1=2, l2=0, f=, n=750r/min 代入公式得: 12()wl l lT nf??? =(4+2+0)/750= 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 22 15) 鉆 2Φ2的孔 (1) 切削用量的計(jì)算: 切削深度 pa : pa =, 進(jìn)給量 f : f=, 取切削速度 V=18m/min 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n : ? ?1000 1 0 0 0 1 8 2 8 6 6 m in2cs wvnrd?? ?? ? ?? 取 nw=3000r/min 實(shí)際切削速度 1000ndV ???21700/1000=。 (2) 計(jì)算基本工時(shí): 機(jī)動(dòng)時(shí)間 tm 取 l=, l1=3, l2=3, f=, n=3000r/min 代入公式得: 12()wl l lT nf??? =(+3+3)/3000= 16) 熱處理 17) 磨削 (1) 選擇砂輪 選砂輪選擇結(jié)果為: A46KV6P 30050230。砂輪耐用度為 1800s。 (2) 確定切削用量 砂輪轉(zhuǎn)速 =1500r/min, V 砂 =af? (~)B=20~32 af? 20mm wV =18m/min rf? (3) 計(jì)算基本工時(shí) 1 2 2 1 3 3 7 . 6 8 0 . 2 1 . 1 0 . 1 0 7 m in1 0 0 0 1 0 0 0 1 8 2 0 0 . 0 0 5 6barLb Z kt v f f ? ? ? ?? ? ?? ? ?4 鉆 Φ3mm 孔夾具設(shè)計(jì) 23 4 鉆 Φ3mm孔 夾具 設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì) 已知搖臂支架的材料為 45 鋼,毛坯為鍛件,所用機(jī)床為臺(tái)式鉆床 Z550,本夾具主要用來(lái)鉆 Φ3mm孔 , 刀具為麻花鉆。由于本工序的加工精度不高,在加工本道工序時(shí),主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 按照基準(zhǔn)重合原則確定的,用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) , 以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。有利于提高夾緊剛度,缺點(diǎn)是夾緊力大容易引 起定位元件變形。夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 單, 裝夾方便。 a. 確定定位元件 Φ3mm孔的加工精度要求不高,只需要鉆即可。根據(jù)零件圖和和規(guī)定的定位基準(zhǔn),為了減小定位誤差,按基準(zhǔn)重合原則選 Φ10 H7/h6 定位芯軸與 為定位基準(zhǔn)。選用定位芯軸限制 2 個(gè)自由度 ,分別是沿 Y 軸和 Z 軸的移動(dòng)。再 選用搖臂支架另一只耳朵,即外圓柱面為工件定位 基 面。選用 2 個(gè) V 型塊,可以限制限工件 4 個(gè)自由度,即工件在沿 X 軸和繞 X 軸 、 Y 軸和 Z 軸 方向的運(yùn)動(dòng)同時(shí)被限定,屬于完全定位。 此夾具的夾緊裝置為 螺旋夾緊 ,因?yàn)橛糜阢@小孔的夾具,常常不另外再設(shè) 夾緊裝置,這種處理方法可以縮短夾具的制造周期,降低夾具制造成本,又可以節(jié)省安裝工件的時(shí)間,提 高 生產(chǎn)率 。 b. 確定導(dǎo)向裝置 本工序選用可換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件。 c. 確定加緊方式及元器件選擇 夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點(diǎn)的確定、夾緊力大小的確定。 夾緊力作用點(diǎn)的選擇應(yīng)遵循的規(guī)則: 1) 為了使定位穩(wěn)定,夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)該落在主要的定位支承面上,活絡(luò)在主要的定位支承面上的支承點(diǎn)所圍成的面積內(nèi); 2) 夾緊力應(yīng)作用在工件剛性較好的部位上,不應(yīng)該使工件產(chǎn)生夾緊變形或使工件產(chǎn)生翻磚力矩; 3) 為了防止工件在加工過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng),夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近被加工表面; 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 24 4) 夾緊力作用點(diǎn)的數(shù)目,應(yīng)盡量在工件的整個(gè)接觸面上分布均勻,以減小夾緊變形。 該夾具為旋轉(zhuǎn)螺 母 固定,夾具為手動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺 母加緊 。在裝夾過(guò)程中方便簡(jiǎn)單,節(jié)約了大量的裝夾時(shí)間。操作方便,使用安全、可靠,且改善工人的勞動(dòng)條件,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。在夾緊過(guò)程中用不會(huì)使工件產(chǎn)生變形。 夾具誤差分析 搖臂支架材料為 45 鋼,由于產(chǎn)品外表面大部分不用加工,所以毛坯選用精密模鍛。 該種模鍛的尺寸公差等級(jí)為 6~ 7 級(jí),用查表法確定加工表面的總余量。但由 于用查表法所確定的總余量與成產(chǎn)實(shí)際情況有些差距,故還應(yīng)根據(jù)工廠具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 鉆削切削力的計(jì)算公式如表 : 表 鉆削切削力的計(jì)算公式 工件 材料 加工 方法 刀具 材料 切削扭矩 計(jì)算公式 切削力 計(jì)算公式 結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼 b? =736MPa 鉆 高速鋼 pKfDM ? Pf KDFF ? 擴(kuò)鉆 KfDaM p? pPf KfaF ? 耐熱鋼 ( HB141) 鉆 pKfDM ? Pf KDfF ? 灰鑄鐵 ( HB190) pKfDM ? Pf KDfF ? 硬質(zhì)合金 pKfDM ? Pf KfDF ? 擴(kuò)鉆 高速鋼 PKfDM .7 5p2 ? Ppf KfaF ? 可鍛鑄鐵( HB120) 鉆 PKfDM ? Pf KDfF ? 硬質(zhì)合金 PKfDM ? Pf KfDF ? 銅合金 高速鋼 pKfDM ? Pf KDfF ? 鉆削時(shí)的進(jìn)給量 f: ~,取 f=由表 可知,切削扭矩的計(jì)算公式 pKfDM ? () 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 25 由表 可知,切削力的計(jì)算計(jì)算公式如下, F= FYFXFF KfdC 0 () PK 為修正參數(shù),它的計(jì)算公式 因?yàn)?45 號(hào)鋼的 抗拉強(qiáng)度 MPa410b ?? ,取 MPa736b ?? 101073 673 673 6 ??????? ????????? bPK ? 扭矩的計(jì)算如下,帶入式 得: ? ?mNM???????? ?1 . 5.101 .5 5 切削力的計(jì)算如下,帶入式 得:其中 f=, FC =1402, 則 F= FYFXFF KfdC 0 =1402 =1444N 表 安全系數(shù) 60 ~KK 的數(shù)值 符號(hào) 考慮的因素 系數(shù)值 0K 考慮工件材料及加工余量均勻性的安全系數(shù) ~ 1K 加工性質(zhì) 粗加工 2K 精加工 3K 刀具鈍化程度(詳見(jiàn)表 3) ~ 4K 切削特點(diǎn) 連續(xù)切削 斷續(xù)切削 5K 夾緊力 的穩(wěn)定性 手動(dòng)夾緊 機(jī)動(dòng)夾緊 6K 手動(dòng)夾緊的手柄位置 操作方便 操作不方便 7K 僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí),工件與支撐面接觸的情況 接觸點(diǎn)穩(wěn)定 接觸點(diǎn)不穩(wěn)定 若安全系數(shù) K 的計(jì)算結(jié)果小于 時(shí),取 K=。 計(jì)算夾緊力時(shí),通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件受切削力、西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 26 夾緊力(大型工件還應(yīng)考 慮工件重力,運(yùn)動(dòng)的工件還應(yīng)考慮慣性力等)的作用情況,找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值,即: WKWK ? () 式 中 KW —實(shí)際所需夾緊力( N); W —在一定條件下,由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力( N); K —安全系數(shù)。 表 安全系數(shù) 2K 加工方法 切削力分力情況 K 鉆削 KM 鑄鐵 鋼 CF 粗?jǐn)U(毛坯) KM CF 精擴(kuò) KM CF 粗車(chē)或粗鏜 CF PF fF 精車(chē)或精鏜 CF PF fF 圓周銑削 (粗、精) CF ~ ~(含碳量小于 %) ~(含碳量大于 %) 端面銑削 (粗、精) CF ~ ~(含碳量小于 %) ~(含碳量大于 %) 磨削 CF ~ 拉削 F 安全系數(shù) K 可按下試計(jì)算: 6543210 KKKKKKKK ? () 式中, 60 ~KK 為各種因素的安全系數(shù),如 表 。 鉆孔時(shí) , 根據(jù)表 、表 ,帶入式 , 計(jì)算相應(yīng)的安全系數(shù)得: 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 27 2 . 3 3.. 1 6543210???????? KKKKKKKK 定位誤差分析 因零件對(duì)形位公差及尺寸公差均要求 不高,且各定位件均采用標(biāo)準(zhǔn)件,故定位誤差在此可忽略。 工裝夾具的裝配要求 1) 夾具安裝在工作臺(tái)上之前應(yīng)該講工作臺(tái)仔細(xì)清理干凈,不得有雜物、異物以及灰塵。 2) 將夾具的底座平穩(wěn)放置在鉆床工作臺(tái)上,用螺栓螺母將夾具與工作臺(tái)相連,保證夾具放置平穩(wěn),并檢查螺栓是否擰緊。 工裝夾具的使用說(shuō)明 夾具的操作步驟 1) 夾具使用前檢查夾具與工作臺(tái)是否安裝正確,聯(lián)接螺栓是否擰緊,夾具內(nèi)是否有雜物、灰塵需要清理。 2) 檢查完畢后旋轉(zhuǎn)下夾具圓柱銷(xiāo)上的旋轉(zhuǎn)螺栓,將工件正確放入夾具內(nèi),之后將旋轉(zhuǎn)螺栓擰緊夾 緊工件。 夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù) 1) 注意事項(xiàng): 使用前必須保證夾具在工作臺(tái)上安裝正確; 工件正確放入夾具后應(yīng)旋轉(zhuǎn)螺栓夾緊工件,不可錯(cuò)放、斜放工件。 2)保養(yǎng)及維護(hù): 旋轉(zhuǎn)螺栓時(shí)以?shī)A緊工件即可,不可過(guò)于用力夾緊; 工件加工完畢之后應(yīng)及時(shí)將夾具從工作臺(tái)上卸下,并妥善存放 。 5 鉆 Φ2mm 孔 夾具 設(shè)計(jì) 28 5 鉆 Φ2mm 孔 夾具 設(shè)計(jì) 擬定設(shè)計(jì)方案 Φ2mm 孔的加工精度要求不高,只需要鉆即可。 本道工序加工時(shí)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)力,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。零件中有兩個(gè) Φ2mm 孔 ,因此本夾具設(shè)計(jì)安裝在專(zhuān)用機(jī)床上,能夠同時(shí)加工兩 孔,可以大大提高生產(chǎn)效率。 確定夾具設(shè)計(jì)方案 定位元件及基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)零件圖和和規(guī)定的定位基準(zhǔn),為了減小定位誤差, Φ2mm 孔按基準(zhǔn)重合原則選 Φ10 H7/h6 定位芯軸與 孔為定位基準(zhǔn)。選用 菱形 定位芯軸限制 1個(gè)自由度 ,即沿 Y 軸的移動(dòng)。在 孔端面
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