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I XX 學院 畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 題目 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑 鞍工藝工裝設(shè)計 系 別 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學 生 姓 名 學 號 起 迄 日 期 設(shè) 計 論 文 地 點 指 導 教 師 專 業(yè) 教 研 室 負 責 人 日期 2014 年 月 日 II 摘 要 本文是在滑鞍的圖樣分析后進行滑鞍的機械加工工藝路線的設(shè)計 同時按照其 中的加工工序的要求設(shè)計夾具 滑鞍的主要加工內(nèi)容是表面和孔 其加工路線長 加工時間多 加工成本高 零件的加工精度要求也高 按照機械加工工藝要求 遵循先面后孔的原則 并將孔 與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度 基準選擇以底面作 為粗基準 以底面與兩個工藝孔作為精基準 確定了其加工的工藝路線和加工中所 需要的各種工藝參數(shù) 在零件的夾具設(shè)計中 主要是根據(jù)零件加工工序要求 分析應(yīng)限的自由度數(shù) 進而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件 再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度 確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件 最后就是確定專用夾具的結(jié)構(gòu)形式 關(guān)鍵詞 滑鞍 加工工藝 工序 專用夾具 III Abstract This is the case in the headstock pattern analysis cabinet after machining process route design while manufacturing processes in accordance with one of the requirements of the design fixture The main spindle box casing surface and hole machining content Processing route processing time higher processing costs machining accuracy requirements are also higher In accordance with the machining process requirements and follow the principles of the first surface after hole and the hole with a flat screen processing is clearly divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy Reference selection to the bottom as a crude benchmark the bottom two technical hole as a fine basis determine the route of its processing technology and processing needs of the various process parameters In the parts fixture design parts processing operations requirements analysis should be limited to the number of degrees of freedom and then selected according to the parts of the surface characteristics of the positioning element and then analysis whether the selected positioning element should be limited degrees of freedom Positioning element also need to choose the clamping element the final step is to determine the structure of the special fixture Key words Headstock processing process special fixtures 1 目 錄 摘 要 II ABSTRACT III 目 錄 IV 1 緒論 1 1 1 本課題的研究內(nèi)容和意義 1 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 2 1 3 本課題應(yīng)達到的要求 3 2 滑鞍的圖樣分析 4 2 1 滑鞍的作用 4 2 2 滑鞍的圖樣分析 6 2 3 工藝分析 7 3 工藝規(guī)程設(shè)計 9 3 1 確定毛坯的制造形式 9 3 2 定位基準的選擇 10 3 2 1 粗基準的選擇 11 3 2 2 精基準的選擇 12 3 3 擬定工藝路線 13 3 3 1 劃分加工階段 13 3 3 2 安排加工順序 14 3 3 3 擬定加工工藝路線 16 3 4 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 17 3 5 切削用量及工時定額的確定 20 4 滑鞍銑主軸導軌面夾具設(shè)計 33 4 1 指出存在的問題 33 4 2 夾具設(shè)計 33 4 2 1 夾具體設(shè)計 33 4 2 2 定位基準的選擇 34 2 4 2 3 定位方案和元件設(shè)計 34 4 2 4 定位誤差的計算 35 4 2 5 夾緊力計算 36 4 2 6 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 37 4 2 7 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 38 4 2 8 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 40 4 2 9 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 42 5 滑鞍鏜 0 15 8 65 階梯孔夾具設(shè)計 43 5 1 研究原始質(zhì)料 43 5 2 定位 夾緊方案的選擇 43 5 3 切削力及夾緊力的計算 43 5 4 誤差分析與計算 46 5 5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 47 6 結(jié)論與展望 48 6 1 結(jié)論 48 6 2 不足之處及未來展望 48 致謝 49 參考文獻 51 3 1 緒論 1 1 本課題的研究內(nèi)容和意義 工裝工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是對所學專業(yè)課知識的一次鞏固 是在進行社會實踐之 前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習 也是理論聯(lián)系實際的訓練 機床夾具 已成為機械加工中的重要裝備 機床夾具的設(shè)計和使用是促進生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措 施之一 機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù) 根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供 應(yīng) 進行機床調(diào)整 專用工藝裝備的設(shè)計與制造 編制生產(chǎn)作業(yè)計劃 調(diào)配勞動力 以及進行生產(chǎn)成本核算等 機械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn) 進行計劃調(diào)度的依據(jù) 有了它就可以制定生產(chǎn) 產(chǎn)品的進度計劃和相應(yīng)的調(diào)度計劃 并能做到各工序科學地銜接 使生產(chǎn)均衡 順利 實現(xiàn)優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn)和低消耗 機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片 是兩個主要的工藝文件 機械加工 工藝過程卡片 是說明零件加工工藝過程的工藝文件 在單件 小批量生產(chǎn)中 以機 械加工工藝過程卡片指導生產(chǎn) 過程卡的各個項目編制較為詳細 機械加工工序卡片 是為每個工序詳細制定的 用于直接指導工人進行生產(chǎn) 多用于大批量生產(chǎn)的零件和 成批生產(chǎn)中的重要零件 在機械行業(yè)中 如何去保證工件的高精度 加工的成本等實質(zhì)性問題 一直是從 事于機械行業(yè)人員研究的問題 其中在設(shè)計夾具的時候就要考慮以上問題 高效的夾 具是工件高精度的保證 如何讓夾具更高效 更經(jīng)濟 這是行業(yè)人急需要解決的 隨著社會的發(fā)展 科技的不斷提高 各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個行業(yè) 如何 利用這些高科技為人類服務(wù) 如何充分利用這些高科技在機械行業(yè)中 這還需要機械 4 行業(yè)人員不斷的努力 開拓創(chuàng)新 隨著科學技術(shù)的發(fā)展 和社會市場需要 夾具的設(shè)計在逐步的超向柔性制造系統(tǒng) 方向發(fā)展 迄今為止 夾具仍是機電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一 刀具本身已 高度標準化 用戶只需要按品種 規(guī)格選用采購 而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān) 產(chǎn) 品一有變化就需重新制作 通常是屬于專用性質(zhì)的工具 模具已發(fā)展成為獨立的行業(yè) 夾 具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機床業(yè)或獨立的小行業(yè) 組合夾具不僅具有標 準化 模塊化 組合化等當代先進設(shè)計思想 又符合節(jié)約資源的原則 更適合綠色制造 的環(huán)境保護原理 所以是今后夾具技術(shù)的一個重要發(fā)展方向單位 機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置 至于裝夾各種刀具用的裝置 則一般稱為 輔助工具 輔助工具有時也廣義地包括在機床夾具的范圍內(nèi) 按照機床夾具的應(yīng)用 范圍 一般可分為通用夾具 專用夾具和可調(diào)整式夾具等 通過這次畢業(yè)設(shè)計 對自己所學的理論知識進行一次綜合運用 也是對四年的學 習深度的一個檢驗 在這次設(shè)計過程中 充分挖掘自己分析問題 解決問題的潛力 并希望通過畢業(yè)設(shè)計能養(yǎng)成一種嚴謹 認真的態(tài)度 為以后參加工作打下一個良好的 基礎(chǔ) 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 工裝的全稱是工藝裝備 工裝是指加工機床外而需保證零件加工質(zhì)量的工藝裝備 是制造過程中所用的各種工具的總稱 它是各企業(yè)內(nèi)除生產(chǎn)設(shè)備和工具外的為配合生 產(chǎn)設(shè)備和人完成工藝制作要求的部分 大多工裝都是針對各自產(chǎn)品特點的 機械加工 過程中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置 即工裝的主要作用有 固定 定位 防止變形 夾具屬于工裝 工裝包含夾具 屬于從屬關(guān)系 不僅僅是焊裝用 在機加工方面 5 也有用 許多時候 需要裝配幾個部件并保證其定位準確的時候就需要 設(shè)計工裝夾 具要緊扣產(chǎn)品 因為工裝夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的 要保證生產(chǎn)時無干涉現(xiàn)象 定位準確 操作工操作便捷等 簡單的說 就是用于工件裝夾的工具 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在 大約可以分為三個階段 第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的 結(jié)合上 這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具 是加工過程加速和趨于完善 第 二階段 夾具成為人與機床之間的橋梁 夾具的機能發(fā)生變化 它主要用于工件的定 位和夾緊 人們越來越認識到 夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切 的關(guān)系 所以對夾具引起了重視 第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合 夾具作為機床 的一部分 成為機械加工中不可缺少的工藝裝備 由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展 對傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求 如快速 高效 安全 等 要想達到這樣的生產(chǎn)要求 就必須計算加工工序零件在加工過程中由于切削力 重力 慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩 按照夾具設(shè)計中所確定的夾緊方式進行 夾緊力的計算 為了減小夾具的具體尺寸 就需要增大夾具的定位區(qū)間 增大由夾緊 力而產(chǎn)生的摩擦力矩 正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力 以達到夾具小巧而精用的目的 同時為了減少工人的勞動強度 提高工件裝夾效率 還需要對夾具的夾緊機構(gòu)的行程 進行設(shè)計 以期以最短的夾緊行程 達到最佳的夾緊效果 1 3 本課題應(yīng)達到的要求 通過實際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù) 閱讀相關(guān)資料相結(jié)合 對滑鞍的基本結(jié)構(gòu) 及作用有個大致的了解 在此基礎(chǔ)上 經(jīng)過對金屬切削加工 金屬切削機床 機械設(shè) 計與理論等相關(guān)知識充分掌握后 分析滑鞍的加工工藝 確定滑鞍各加工表面的加工 方法 進而形成滑鞍的機械加工工藝路線 并能根據(jù)滑鞍的加工工序要求 分析滑鞍 的定位方式 金屬切削加工過程中的機床工作臺驅(qū)動 工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù) 6 結(jié)合機械機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)理論知識 完成工件的有效定位及夾緊 從而使整個滑鞍的 加工工藝路線經(jīng)濟 工件定位方案合理 來達到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計 針對實際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制 工件夾緊及工藝參數(shù)確定及 計算問題 綜合所學的機械理論設(shè)計與方法 機械加工工藝文件編制及實施等方面的 知識 設(shè)計出一套適合于實際的滑鞍加工工藝路線 從而實現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè) 夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計 為提高鉆床夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性 減輕其斷續(xù)切削可能 引起的振動 夾具體不僅要有足夠的剛度和強度 其高度和寬度比也應(yīng)恰當 一般有 H B 1 1 25 以降低夾具重心 使工件加工表面盡量靠近工作臺面 2 滑鞍的圖樣分析 2 1 滑鞍的作用 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍 如圖 2 1 及圖 2 2 所示 其主要作用是 滑鞍類零件是機器或部件的基礎(chǔ)零件 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍是將主 電機傳來的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)過一系列的變速機構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種方向的移動 同時滑鞍分出部分動力將運動傳給絲杠 同時它將機器或部件中的軸 套 齒輪等有 關(guān)零件組裝成一個整體 使它們之間保持正確的相互位置 并按照一定的傳動關(guān)系協(xié) 調(diào)地傳遞運動或動力 因而滑鞍是 VMC22200 型龍門五面體加工中心主傳動系中的關(guān) 鍵零件 因此 滑鞍的加工質(zhì)量將直接影響機器或部件的精度 性能和壽命 7 圖 2 1 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍 2 2 滑鞍的圖樣分析 在編制滑鞍機械加工工藝規(guī)程之前 首先應(yīng)研究滑鞍的工作圖樣和產(chǎn)品裝備圖樣 熟悉該產(chǎn)品的用途 性能及工作條件 明確該滑鞍在產(chǎn)品中的位置和作用 了解并研 究各項技術(shù)條件制定的依據(jù) 找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵 以便在擬定工藝規(guī)程 時采用適當?shù)拇胧┘右员ＷC 8 滑鞍的材料為 HT200 灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單 鑄造性能優(yōu)良 減震性能良好 傳 動滑鞍需要加工表面以及加工表面的位置要求 現(xiàn)分析如下 1 該零件為機床滑鞍 主要加工部位為平面和孔系 其結(jié)構(gòu)復雜 精度要求又高 加工時應(yīng)注意選擇定位基準及夾緊力 2 材料 HT200 3 鑄件人工時效處理 2 3 工藝分析 工藝分析的目的主要有兩個 一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度 相互位置精度 表面粗糙度 材料及熱處 理等的技術(shù)要求是否合理 是否便于加工與裝配 圖 2 2 箱體展開圖 9 二是通過工藝分析 對零件的工藝要求有進一步的了解 以便制定出合理的工藝 規(guī)程 鑄件必須進行時效處理 以消除應(yīng)力 有條件時應(yīng)在露天存放一年以上再加工 為了保證加工精度應(yīng)使定位基準統(tǒng)一 該零件主要定位基準 集中在 D 面和 W 面上 鏜孔時 在可能的條件下盡量采用 支承鏜削 方法 以增加鏜桿的剛性 提 高加工精度 對直徑較小的孔 應(yīng)采用鉆 擴 鉸加工方法 為保證在同一軸上各孔的同軸度 可采用在已加工孔上 安裝導向套再加工其他 孔的方法 為提高孔的加工精度 應(yīng)將粗鏜 半精鏜和精鏜分開進行 鑄造時一般 50mm 以下孔不鑄出 孔的尺寸精度檢驗 使用內(nèi)徑千分尺或內(nèi)徑百分表進行測量 軸內(nèi)孔之間距離 的測量可以通過孔與孔之間壁厚進行間接測量 同一軸線上各孔的同軸度 可采用檢驗心軸進行檢驗 各軸孔的軸線之間的平行度 以及軸孔的軸線與基準面的平行度 均應(yīng)通過檢 驗心軸進行測量 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍作為主傳動系的支承零件 各傳動軸間要 求一定的位置精度 因此 加工此滑鞍的主要任務(wù)是保證各孔系間的相互位置精度 在此滑鞍的加工中保證各孔正確位置是靠 T68 坐標鏜床手動控制坐標來完成的 為更 好地保證加工質(zhì)量 單件小批量生產(chǎn)也可采用組合夾具 專用鏜模進行加工 批量較 大時 應(yīng)采用專用鏜模進行加工 10 根據(jù) VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍零件圖可知 其主要加工面是進行導 軌面的加工 表面加工 孔加工 鉆孔 攻絲 孔的精度要求高 該零件年生產(chǎn)屬小 批量生產(chǎn) 設(shè)計加工零件所需要的專用夾具是為了提高勞動效率 降低成本 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3 1 確定毛坯的制造形式 毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費用 零件生產(chǎn)率和經(jīng)濟性 而且也與零 件的機械加工工藝和質(zhì)量密切相關(guān) 故正確選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟意義 毛坯選擇時 應(yīng)全面考慮以下因素 11 1 零件的材料及機械性能要求 2 零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸 3 生產(chǎn)類型 它在很大程度上決定采用毛坯制造方法的經(jīng)濟性 4 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 5 充分考慮利用新工藝 新材料 新技術(shù)的可能性 長期使用經(jīng)驗證明 由于灰口鑄鐵有一系列的技術(shù)上 如耐磨性好 有一定程度 的吸震能力 良好的鑄造性能等 和經(jīng)濟上的優(yōu)點 通?；安牧喜捎没铱阼T鐵 最 常用的是 HT200 400 當載荷較大時 采用 HT300 540 高強鑄鐵 滑鞍的毛坯大部分采用整體鑄鐵件或鑄鋼件 當零件尺寸和重量很大無法采用整 體鑄件 受鑄造能力的限制 時 可以采用焊接結(jié)構(gòu)件 它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后 用焊接的方法連成一整體毛坯 焊接結(jié)構(gòu)有鑄 焊 鑄 煅 焊 煅 焊等 采用焊 接結(jié)構(gòu)可以用小的鑄造設(shè)備制造出大型毛坯 解決鑄造生產(chǎn)能力不足的問題 焊前對 各種組合件進行粗加工 可以部分地減輕大型機床的負荷 毛坯未進入機械加工車間之前 為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力 對毛坯應(yīng)進行人工實效 處理 對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進行時效處理 毛坯鑄造時 應(yīng)防止沙眼 氣孔 縮孔 非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn) 特別是主要 加工面要求更高 重要的滑鞍毛坯還應(yīng)該達到規(guī)定的化學成分和機械性能要求 該零件為滑鞍類 且外型尺寸較大 材料為 HT200 零件的形狀較復雜 因此不 能用鍛造 只能用鑄件 采用砂型鑄造毛坯 如圖 3 1 滑鞍毛坯圖所示 采用小批量 造型生產(chǎn) 根據(jù)零件主要的加工表面的粗糙度查參考文獻 機械制造工藝簡明手冊 確定各表面加工余量 毛坯鑄造時 應(yīng)防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生 為了減少毛坯制造時產(chǎn)生殘余應(yīng)力 應(yīng) 12 使滑鞍壁厚盡量均勻 滑鞍澆鑄后應(yīng)安排時效或退火工序 該滑鞍的材料是 HT200 單件小批生產(chǎn) 由于結(jié)構(gòu)復雜 所以毛坯采用鑄件 為 了提高滑鞍加工精度的穩(wěn)定性 采用時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 3 2 定位基準的選擇 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一 定位基準選擇正確 合理 可以保證零件的加工質(zhì)量 提高生產(chǎn)率 否則 就會使加工工藝過程問題百出 使生 產(chǎn)無法進行 滑鞍定位基準的選擇 直接關(guān)系到滑鞍上各個平面與平面之間 孔與平面之間 孔與孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證 在選擇基準時 首先要遵守 基準統(tǒng)一 和 基準重合 的原則 同時必須考慮生產(chǎn)批量的大小 生產(chǎn)設(shè)備 特 別是夾具的選用等因素 該滑鞍的結(jié)構(gòu)復雜 壁厚不均 剛性不好 而加工精度要求又高 故滑鞍重要加 工表面都要劃分粗 精加工兩個階段 這樣可以避免粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力 切削力 夾緊力和切削熱對加工精度的影響 有利于保證滑鞍的加工精度 3 2 1 粗基準的選擇 選擇粗基準時 主要要求保證各加工面有足夠的余量 使加工面與不加工面間的位置符合圖 樣要求 并特別注意要盡快獲得精基面 具體選擇時應(yīng)考慮下列原則 重要表面原則 為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻 則應(yīng)選擇該表面為粗基準 不加工表面原則 為了保證加工面與不加工面間的位置要求 一般應(yīng)選擇不加工面為粗基準 13 余量最小原則 如果零件上每個表面都要加工 則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面為粗基準 以 避免該表面在加工時因余量不足而留下部分毛坯面 造成工件廢品 使用一次原則 因為粗基準本身都是未經(jīng)機械加工的毛坯面 其表面粗糙且精度低 若重復使用 將產(chǎn)生較大的誤差 平整光潔原則 以便工件定位可靠 夾緊方便 根據(jù)生產(chǎn)類型不同 實現(xiàn)以主軸孔為粗基準的工件安裝方式也不一樣 大批大量 生產(chǎn)時 由于毛坯精度高 可以直接用滑鞍上的重要孔在專用夾具上定位 工件安裝 迅速 生產(chǎn)率高 在單件 小批及中批生產(chǎn)時 一般毛坯精度較低 按上述辦法選擇 粗基準 往往會造成滑鞍外形偏斜 甚至局部加工余量不夠 因此通常采用劃線找正 的辦法進行第一道的工序加工 即以主軸孔及中心線為粗基準對毛坯進行劃線和檢查 必要時予以糾正 糾正后孔的余量應(yīng)足夠 但不應(yīng)定均勻 該滑鞍為單件小批量生產(chǎn) 在單件小批量生產(chǎn)時 由于毛坯精度低 所以以劃線 找正法安裝 劃線時先找正主軸孔中心 然后以主軸孔為基準找出其他需加工平面的 位置 加工該滑鞍時 按所劃的線找正安裝工件 則體現(xiàn)的是以主軸孔作為粗基準 3 2 2 精基準的選擇 選擇精基準時 主要考慮保證加工精度和工件裝夾方便可靠 一般應(yīng)考慮以下原 則 1 基準重合原則 14 即選用設(shè)計基準作為定位基準 以避免定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準 不重合誤差 2 基準統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一組基準定位加工零件上盡可能多的表面 這就是基準統(tǒng)一原則 3 自為基準原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序 選擇加工表面本身作為定位基準 稱 為自為基準原則 4 互為基準原則 5 便于裝夾原則 所選精基準應(yīng)保證工件安裝可靠 夾具設(shè)計簡單 操作方便 為了保證滑鞍零件孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的相互位置和距離尺寸精 度 滑鞍類零件精基準選擇常用兩種原則 基準統(tǒng)一原則 基準重合原則 小批生產(chǎn) 時一般采用基準重合原則 即以裝配基準作為定位基準 避免了基準不重合誤差 有 利于提高滑鞍上各表面間的相互位置精度 大批生產(chǎn)時常采用基準統(tǒng)一原則 即一面 兩孔定位 可避免由于基準變換而帶來的累積誤差 該零件以三面定位 滑鞍上的裝配基準為平面 而它們又是滑鞍上其他要素的設(shè) 計基準 因此以這些裝配基準平面作為定位基準 避免了基準不重合誤差 有利于提 高滑鞍各主要表面的相互位置精度 有零件圖可知 D 面 W 面為精基準 3 3 擬定工藝路線 3 3 1 劃分加工階段 零件的技術(shù)要求較高時 零件在進行加工時都應(yīng)劃分加工階段 按工序性質(zhì)不同 15 可劃分如下幾個階段 粗加工階段 此階段的主要任務(wù)是提高生產(chǎn)率 切除零件被加工面上的大部分余量 使毛坯形 狀和尺寸接近與成品 所能達到的加工精度和表面質(zhì)量都比較低 半精加工階段 此階段要減少主要表面粗加工中留下的誤差 使加工面達到一定的精度并留有一 定的加工余量 并完成次要表面的加工 鉆 攻絲 銑鍵槽等 為精加工做好準備 精加工階段 切除少量加工余量 保證各主要表面達到圖紙要求 所得精度與表面質(zhì)量都比較 高 所以此階段主要目的是全面保證加工質(zhì)量 光整加工階段 此階段主要針對要進一步提高尺寸精度 降低粗糙度 IT6 級以上 的表面 一 般不用于提高形狀 位置精度 根據(jù)加工階段劃分的要求及零件的批量 該 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑 鞍的加工劃分為 3 個階段 粗加工階段 粗銑各個平面 孔端面及各主軸孔粗鏜 半 精加工階段 半精鏜各主軸孔 完成各次要孔等 和精加工階段 磨各平面 精鏜各 主軸孔 3 3 2 安排加工順序 復雜工件的機械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工 熱處理和輔助工序 如何將這 些工序安排在一個合理的加工順序中 生產(chǎn)中已總結(jié)出一些指導性的原則 先述如下 16 切屑加工工序順序的安排原則 1 先粗后精 各表面加工順序按照粗加工 半精加工 精加工和光整加工的順序進行 目的是 逐步提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量 2 先主后次 零件的主要加工表面 一般是指設(shè)計基準面 主要工作面 裝配基面等 應(yīng)先加 工 而次要表面 鍵槽 螺孔等 可在主要表面加工到一定精度之后 最終精度加工 之前進行加工 3 先面后孔原則 對于滑鞍類 支架類 機體類等零件 平面輪廓尺寸較大 用平面定位比較穩(wěn)定 可靠 故應(yīng)先加工平面 后加工孔 這樣 不僅使后續(xù)的加工有一個穩(wěn)定可靠的平面 作為定位基準面 而且在平整的表面上加工孔 加工變得容易一些 也有利于提高孔 的加工精度 4 先基準后其他 作為精基準的表面要首先加工出來 該滑鞍的加工和裝配大多以平面為基準 按照加工順序安排的原則 采用先面后 孔的加工順序 先加工平面 可以為加工精度較高的支承孔提供穩(wěn)定可靠的精基準 有利于提高加工精度 另外 先加工平面可以將鑄件不平表面切除 可減少鉆孔時鉆 頭引偏和刀具崩刃等現(xiàn)象的發(fā)生 對刀和調(diào)整也較為方便 加工孔系時應(yīng)遵循先主后 次的原則 即先加工主要平面或孔系 這也符合切削加工順序的安排原則 根據(jù)各面各孔的精度要求 加工順序如下 A B C 平面的加工 查 零件制造工藝與裝備 表 3 9 平面加工方法可知 通 17 過粗銑 精銑的加工順序可以滿足要求 D F W 平面通過粗刨 精刨 粗磨 精磨 的加工順序可以滿足要求 E 平面通過粗刨 精刨的加工順序可以滿足要求 各主軸孔的加工 查 機械制造工藝與裝備 表 3 8 可知 通過 粗鏜 半精鏜 精鏜的加工順序可以滿足要求 其余各孔 通過鉆 擴 鉸的加工順 序可以滿足要求 3 3 3 擬定加工工藝路線 擬定工藝路線的出發(fā)點 應(yīng)當使零件的幾何形狀 尺寸精度及位置精度等技術(shù)要 求能得到合理的保證 還要考慮經(jīng)濟效果 以便降低生產(chǎn)成本 綜合以上加工階段和加工順序的分析 可以初步得出 VMC22200 型龍門五面體加 工中心滑鞍的加工藝路線 初擬 VMC22200 型龍門五面體加工中心滑鞍加工工藝路線方案一如表 3 1 所示 表 3 1 工藝路線方案一 工序號 工序內(nèi)容 10 鑄造 清理 20 對零件的軸線及基準參考線劃線 了解各道工序加工要求及加工余量 30 粗銑滑鞍底平面 40 銑削滑鞍上平面 保證尺寸及粗糙度要求 50 精銑底平面 保證尺寸及粗糙度要求 60 以底平面和四周側(cè)面為基準 粗銑左側(cè)面 70 以底平面和四周側(cè)面為基準 粗銑前后兩端面 80 以底平面和四周側(cè)面為基準 精鏜 孔95 18 90 以底平面和四周側(cè)面為基準 精鏜 階梯孔0 15 865 100 以底平面和四周側(cè)面為基準 粗 精銑銑主軸導軌面 110 鉆 攻左側(cè)面 14 M16 孔 保證尺寸公差要求 120 鉆 攻 孔端面 8 M12 孔 保證尺寸公差要求95 130 鉆 攻 B B 視圖上前后端面 12 M12 孔 保證尺寸公差要求 140 鉆 攻主軸導軌面各孔 保證尺寸公差要求 150 去毛刺 160 清洗 170 檢驗 方案一在鏜孔時 把粗鏜 半精鏜 精鏜分開進行加工 滿足了粗精分開的原則 可以有效避免因粗精不分給工件帶來的加工應(yīng)力無法釋放的危害 有效地保證了零件 的加工精度 而且四個是孔同時進行加工的 不僅可以保證各主軸孔間的相互位置精 度 而且還有效地提高了零件的加工效率 降低了工人的勞動強度 考慮到機械加工順序安排原則及零件的生產(chǎn)成本等因素 其優(yōu)越性在于把粗鏜 半精鏜 精鏜分開進行加工 符合切削加工工序順序的先粗后精安排原則 而且各軸 孔加工順序按照粗加工 半精加工 精加工進行 可以逐步提高零件加工表面的精度 和表面質(zhì)量 可以逐漸提高各個軸孔的質(zhì)量要求 可以提高各軸孔間的相互位置精度 和各自的尺寸精度 保證滑鞍零件的技術(shù)要求 確定其為此零件的加工工藝路線 3 4 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 滑鞍體的材料是 HT200 單件小批生產(chǎn) 由于結(jié)構(gòu)復雜 所以毛坯采用鑄件 根據(jù)上述原始資料及加工工藝 分別確定各加工表面的機械加工余量 工序尺寸 19 與毛坯尺寸如下 頂面 B 根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級 查 機械制造工藝設(shè)計簡明 手冊 表 2 2 4 鑄件機械加工余量 可得頂面 B 長度方向的單邊加工余量如下 精加工余量 Z 2 2 5mm 粗加工余量 Z 1 5 5mm 毛坯余量 Z 5 5 2 5 8mm 兩側(cè)面 A C 根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級 查 機械制造工藝設(shè)計簡明 手冊 表 2 2 4 鑄件機械加工余量 可得兩側(cè)面 A C 長度方向的單邊加工余量如下 精加工余量 Z 2 2 5mm 粗加工余量 Z 1 5 5mm 毛坯余量 Z 5 5 2 5 8mm 平面 D 平面 W 根據(jù)其加工長度和加工寬度的大小及尺寸公差等級 查 機械制造工藝設(shè)計簡明 手冊 表 2 2 4 鑄件機械加工余量 可得平面 D W 長度方向的單邊加工余量如下 精磨余量 Z4 1 0mm 粗磨余量 Z3 1 5mm 半精刨余量 Z 2 3 5mm 粗刨余量 Z1 5 0mm 毛坯余量 Z 5 0 3 5 1 5 1 0 11mm 內(nèi)孔 120H7 A 面 軸孔 20 根據(jù) 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 表 2 3 10 可查得內(nèi)孔的加工余量 并根據(jù) 余量得到工序尺寸與毛坯尺寸 如下表 3 3 所示 表 3 3 工序尺寸及公差表 mm 工序名稱 工序雙面余量 Zb 工序基本尺寸 工序經(jīng)濟精度 工序尺寸及偏差 精鏜 0 2 120 IT7 120H7 半精鏜 1 8 120 0 2 119 8 IT9 109 8H9 粗鏜 3 119 8 1 8 118 IT11 118H11 鑄造 毛坯 5 118 3 115 2 115 2 內(nèi)孔 42J6 A 面 軸孔 根據(jù) 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 表 2 3 10 可查得內(nèi)孔的加工余量 并根據(jù) 余量得到工序尺寸與毛坯尺寸 如下表 3 4 所示 表 3 4 工序尺寸及公差表 mm 工序名稱 工序雙面余量 Zb 工序基本尺寸 工序經(jīng)濟精度 工序尺寸及偏差 浮動鏜 0 08 42 IT6 42J6 精鏜 0 22 42 0 08 41 92 IT7 41 92J7 半精鏜 1 7 41 92 0 22 41 7 IT9 41 7J9 粗鏜 2 41 7 1 7 40 IT11 40J11 鑄造 毛坯 4 40 2 38 2 38 2 內(nèi)孔 140J6 A 面 軸孔 根據(jù) 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 表 2 3 10 可查得內(nèi)孔的加工余量 并根據(jù) 余量得到工序尺寸與毛坯尺寸 如下表 3 5 所示 表 3 5 工序尺寸及公差表 mm 21 工序名稱 工序雙面余量 Zb 工序基本尺寸 工序經(jīng)濟精度 工序尺寸及偏差 浮動鏜 0 1 140 IT6 140J6 精鏜 0 2 140 0 1 139 9 IT7 139 9J7 半精鏜 1 7 139 9 0 2 139 7 IT9 139 7J9 粗鏜 3 139 7 1 7 138 IT11 138J11 鑄造 毛坯 5 138 3 135 2 135 2 3 5 切削用量及工時定額的確定 受論文篇幅所限 只選取部分工序及加工內(nèi)容進行工藝計算 還請諒解 工序 30 粗銑滑鞍底平面 1 粗銑滑鞍底平面 加工條件 工件材料 HT200 鑄造 機床 X52K 立式銑床 查 機械加工工藝師手冊 表 30 34 選擇工藝裝備及確定切削用量 刀具 硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀 面銑刀 材料 齒數(shù)15YTmD0 此為粗齒銑刀 8 Z 因其單邊余量 Z 2mm 所以銑削深度 pam2 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 表 2 4 75 取 f Zmaf 10 取銑削速度 參照 機械加工工藝師手冊 表 30 34 取 V sv2 22 由式 3 1 得機床主軸轉(zhuǎn)速 n21014 3610 dV 按照 機械加工工藝師手冊 表 3 1 74 可以查得機床與之接近的轉(zhuǎn)速為 30 minr 實際銑削速度 v smdn 73 16014 30 進給量 fZaff 8 工作臺每分進給量 m in 28 4svf 銑削寬度 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 表 2 4 81 取 ma60 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l 60lm 刀具切入長度 1 3 2 210 5 1 3lDa 2 60m 刀具切出長度 取 2lm 走刀次數(shù)為 1 2 精銑左右端側(cè)平面 加工條件 工件材料 HT200 鑄造 機床 X52K 立式銑床 查 機械加工工藝師手冊 表 30 34 選擇工藝裝備及確定切削用量 刀具 高速鋼三面刃圓盤銑刀 面銑刀 齒數(shù) 12 此為細15YTmD0 齒銑刀 精銑該平面的單邊余量 Z 1mm 23 銑削深度 pam0 1 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 表 30 31 取 f Zmaf 08 銑削速度 參照 機械加工工藝師手冊 表 30 31 取 v sv32 機床主軸轉(zhuǎn)速 由式 3 1 有 n100 3261 in14Vrd 按照 機械加工工藝師手冊 表 3 1 74 可以查得機床與之接近的轉(zhuǎn)速為 75 minr 實際銑削速度 v smdn 4 061754 30 進給量 由式 2 3 有 fV sZnavff 25 612 工作臺每分進給量 mf in 35 2 sf 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 l ml0 刀具切入長度 精銑時 1Dl1 刀具切出長度 取 2l 走刀次數(shù)為 1 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 249 37 5 3 2 21min 1t 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 表 2 5 45 可查得銑削的輔助時間 41 0 ft 精銑寬度為 20mm 的下平臺 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 切削工時 249 37 5 3 2 21min 2t 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 表 2 5 45 可查得銑削的輔助時間 41 02 ft 粗精銑寬度為 30mm 的下平臺的總工時 2121fftt min42 510 工序 90 粗銑前后兩端面切削用量及基本時間的確定 24 本工序為粗銑 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機床為 X6120 型萬能升降臺 銑床 工件裝在專用夾具中 刀具 YG8 硬質(zhì)合金端銑刀 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 63 可選銑刀直徑 220mm 齒數(shù) Z 6 wd 1 確定背吃刀量 ap m5 2 確定進給量 f 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 15 可查得 0 20 0 29mm z 選zf 擇 0 20mm z 故 zf rmZfz 160 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 25 可選擇 50m min cv in 41 850910rdvnwcs 按 X6120 機床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實際切削速度 v min r in 08 69102vw 工作臺每分鐘進給量為 min 2062 Mznfw 按 X6120 機床工作臺進給量表 選擇 130mm min Mzf 則實際每齒進給量為 zmznfw 2 0163 25 工額定時的計算 jT min85 2130486521 iflMzj 式中 485mm 取l l1 86mm 取 ml5 32 l42 min 130fmz 2 工序 90 精銑前后兩端面切削用量及基本時間的確定 本工序為精銑 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機床為 X6120 型萬能升降臺 銑床 工件裝在專用夾具中 刀具 YG8 硬質(zhì)合金端銑刀 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 63 可選銑刀直徑 220mm 齒數(shù) Z 6 wd 1 確定背吃刀量 pa m5 2 2 確定進給量 f 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 15 可查得 f 0 4 0 6mm z 選擇 f 0 52mm z 故 rmzf 087 65 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 4 25 可選擇 min 68vc in 4 980610rdvnwcs 按 X6120 機床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實際切削速度 v min r 10 0 ldccd 26 min 08 69102ndvw 工作臺每分鐘進給量為 in 5469 Mznfw 按 X6120 機床工作臺進給量表 選擇 mi 0fmz 則實際每齒進給量為 zznfwM 10 6 工額定時的計算 jT min17 926048521 iflMzj 式中 485mm 取 86mm l dccdl 05 3 5 001 1l 取 m 3242 2in 54 mfz 工序 110 精鏜 階梯孔切削用量及基本時間的確定 0 15 86 本工序為粗鏜 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機床為 T617A 型臥式鏜床 工件裝在組合夾具中 刀具 硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀 確定背吃刀量 pa 5 128單 邊 余 量bp Zm 確定進給量 f 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 f 0 3 1 0mm r 按 T617A 機床進給量 選擇 f 0 74mm r 確定切削速度 v 27 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 40 80m min 選擇cv min 65vc min 01 85610min 10rrdvnws 按 T617A 機床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實際切削速度 v i 2 in 2 710nvw 工額定時的計算 jT min39 01274 0521 ifnlwj 式中 3mm 5mm ml50 1l2l 0 74mm r 1 f i 0r 工序 120 粗 精鏜 孔切削用量及基本時間的確定9 本工序為精鏜 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機床為 T617A 型臥式鏜床 工件裝在組合夾具中 刀具 硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀 1 確定背吃刀量 pa mp9 0218 2 確定進給量 f 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 f 0 2 0 8mm r 按 T617A 機床進給量 選擇 f 0 52mm r 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 60 100m min 選擇cv 28 85m min cv min 41 298510rdvnwcs 按 T617A 機床的轉(zhuǎn)速 選擇 250r min 所以實際切削速度 v in 63 92105nvw 4 工額定時的計算 jT min45 0125 021 ifnlwj 式中 50mm 3mm 5mm l1l2l 0 74mm r 250r min 1 f i 工序 130 精鏜 孔切削用量及基本時間的確定95 本工序為精鏜 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機床為 T617A 型臥式鏜床 工件裝在組合夾具中 刀具 硬質(zhì)合金金剛鏜鏜刀 1 確定背吃刀量 pa mp1 02891 2 確定進給量 f 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 f 0 15 0 50mm r 按 T617A 機床進給量 選擇 f 0 37mm r 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 3 14 可查得 50 80m min 選擇cv 70m min cv 29 min 09 186 701rdvnwcs 按 T617A 機床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實際切削速度 v in 25r in 23 75108 9vw 4 工額定時的計算 jT min78 0237 021 ifnlwj 式中 50mm 3mm 5mm l1l2l 0 37mm r 200r min 1 f i 粗鏜 80H8 的孔 機床 臥式鏜床 618T 刀具 硬質(zhì)合金鏜刀 鏜刀材料 5YT 切削深度 毛坯孔徑 pa2 0m 07dm 進給量 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切f m20 削深度為 2 0mm 因此確定進給量 F 2 fr 切削速度 參照 機械加工工藝師手冊 表 2 4 9 取V 1 9 5 inVs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 101548 32 min3 7Vrd 按照 機械加工工藝師手冊 表 3 1 41 取 60 實際切削速度 v 1 9 10ns 工作臺每分鐘進給量 mf0 2infm 被切削層長度 l65 30 刀具切入長度 1l 2 0 3 5 4pramtgktg 刀具切出長度 取 2lm5l2 行程次數(shù) i1 機動時間 1jt26 40 96min15jmlf 查 機械加工工藝師手冊 表 2 5 37 工步輔助時間為 2 61min 精鏜下端孔到 80H8 機床 臥式鏜床 618T 刀具 硬質(zhì)合金鏜刀 鏜刀材料 5YT 切削深度 pa0 5m 進給量 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切f m20 削深度為 因此確定進給量 f4 0 15 fmr 切削速度 參照 機械加工工藝師手冊 表 2 4 9 V 取 in 8 160 2 68 sv 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 取 min 27 114 3 00rdv in 750r 實際切削速度 sn 56 工作臺每分鐘進給量 mf in 1270 f 被切削層長度 l65 刀具切入長度 1l 5 2 3 2 870pramtgktg 刀具切出長度 取 2lm5l42 31 行程次數(shù) i1 機動時間 1jt265 8740 59min1jmlf 所以該工序總機動工時 0 9 ijt 查 機械加工工藝師手冊 表 2 5 37 工步輔助時間為 1 56min 工序 120 鉆 攻左側(cè)面 14 M16 孔 保證尺寸公差要求切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆孔 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機床為 Z35Z3063X20 型搖 臂鉆床 工件裝在組合夾具中 由于內(nèi)孔直徑較小 查 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 可知毛坯上不預(yù)留孔 為實心件 刀具 高速鋼麻花鉆 1 確定背吃刀量 pa m7 2 確定進給量 f 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 13 可查得 f 0 32mm r 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 13 可查得 24 34m min 選擇cv 30m min cv min 40 15301rdvnwcs 按 Z35Z3063X20 機床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實際切削速度 v i rn in 89 2104vw 4 工額定時的計算 jT 32 min29 01432 0521 ifnlTwj 式中 30mm 取 5mm 1 4mm 取 2mm l 21 rctgKdl 1l2l2l 0 32mm r 400r min 1 f i 工序 120 鉆 攻 B B 視圖上前后端面 12 M12 孔切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆 攻 B B 視圖上前后端面 12 M12 孔 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機床為 Z35Z3063X20 型搖臂鉆床 工件裝在組合夾具中 刀具 高速鋼鉆頭 1 確定背吃刀量 pa m5 2 確定進給量 f 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 32 可查得 f 1 0 1 2mm r 按 Z35Z3063X20 機床進給量 選擇 f 1 0mm r 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 34 可查得 20 30m min 選擇cv 25m min cv min 04 3218 510rdvnwcs 按 Z35Z3063X20 機床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實際切削速度 v i n in 53 2410 vw 4 工額定時的計算 jT min1 035 121 ifnlwj 33 式中 30mm 取 3mm 1 4mm 取 3mm l 2 121 rctgKdDl 1l2l2l 1 0mm r 315r min 1 fni 工序 120 鉆 攻主軸導軌面各孔切削用量及基本時間的確定 本工序為鉆 攻主軸導軌面各孔 已知加工材料為 HT200 鑄鐵 鑄件 機床為 Z35Z3063X20 型搖臂鉆床 工件裝在組合夾具中 刀具 高速鋼鉆頭 1 確定背吃刀量 pa mp03 294 5 2 確定進給量 f 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 43 可查得 f 0 15 0 25mm r 按 Z35Z3063X20 機床進給量 選擇 f 0 16mm r 3 確定切削速度 v 根據(jù) 機械加工工藝師手冊 第 2 版 表 3 2 43 可查得 8 15m min 選擇cv min 10vc min 38 1275010rdvwcs 按 Z35Z3063X20 機床的轉(zhuǎn)速 選擇 所以實際切削速度 v i n in 27 1021vw 4 工額定時的計算 jT min31 2016 321 ifnlwj 34 式中 30mm 取 3mm 13mm l 2 121 rctgKdDl 1l2l 0 16mm r 200r min 1 fni 4 滑鞍銑主軸導軌面夾具設(shè)計 4 1 指出存在的問題 為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本 保證加工質(zhì)量 降低勞動強度 需要設(shè)計 專用夾具 對于滑鞍加工銑主軸導軌面夾具設(shè)計 由于對加工精度要求不是很高 所 以在本道工序加工時 主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度 4 2 夾具設(shè)計 4 2 1 夾具體設(shè)計 設(shè)計夾具 首先要仔細分析加工零件的技術(shù)要求 運用夾具設(shè)計的基本原理和方 法 擬定夾具設(shè)計方案 在滿足加工精度的條件下 合理的進行安裝 定位 夾緊 在完成夾具草圖后 進一步考慮零件間的連接關(guān)系和螺釘 螺母 定位銷等的固定方 式 設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)個零部件間的相對運動 根據(jù)零件的使用要求 選擇相應(yīng)的 材料 35 完成鉆床夾具的所有設(shè)計后 用 AutoCAD 進行二位圖形的繪制 首先畫裝配圖 然后從裝配圖上拆畫零件圖 標注相關(guān)尺寸及技術(shù)要求 最后進行論文撰寫 整理 修改完成該畢業(yè)設(shè)計 4 2 2 定位基準的選擇 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準 稱為定位基準 據(jù) 夾具 手冊 知定位基準應(yīng)盡可能與工序基準重合 在同一工件的各道工序中 應(yīng)盡量采用 同一定位基準進行加工 該零件以三面定位 滑鞍上的裝配基準為平面 而它們又是 滑鞍上其他要素的設(shè)計基準 因此以這些裝配基準平面作為定位基準 避免了基準不 重合誤差 有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度 有零件圖可知 根據(jù)本道工序 選底面和側(cè)面為定位基準 4 2 3 定位方案和元件設(shè)計 根據(jù)以上零件的結(jié)構(gòu)分析以及定位基準的選擇 可得定位基準為平面 因此可選 擇定位元件為支承板 如圖 4 1 定位支承板所示 根據(jù)工序圖及對零件的結(jié)構(gòu)的分析 本道工序需限制 4 個自由度 為了增加定位 的可靠行 實際限制了其 6 個自由度 本夾具采用 6 點定位原則 用兩個固定的支撐 圖 4 1 定位支承板 36 板作為一大平面即 D 面 限制了工件的兩個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度 用 W 面 作為一小平面 限制了工件的一個旋轉(zhuǎn)自由度和一個移動自由度 用一個底面 C 來限 制了工件上下移動自由度 4 2 4 定位誤差的計算 定位誤差 11minDWd 1 2i 2min DDdJarctgL 其中 10 52Dm 20D d 3dm 1min 2min4 0 6DW 32Jm 夾緊誤差 cos inmaxyj 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNcl 查 5 表 1 2 15 有 10 4 0 42 0 7zKC cos8jym 磨損造成的加工誤差 通常不超過Mj 5 夾具相對刀具位置誤差 取AD01 誤差總和 0 853jwm 37 從以上的分析可見 所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求 4 2 5 夾緊力計算 根據(jù)工件受力切削力 夾緊力的作用情況 找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬 間狀態(tài) 按靜力平衡原理計算出理論夾緊力 最后為保證夾緊可靠 再乘以安全系數(shù) 作為實際所需夾緊力的數(shù)值 即 FKW 安全系數(shù) K 可按下式計算有 6543210 式中 為各種因素的安全系數(shù) 查參考文獻 5 表 可得 6 12 01 301 56CK 12522 3P f 所以有 193 08 KCWFN 76P 5 Kf 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有 210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻 5 可查得 6 2 76zr 901052 29 螺旋夾緊力 048 N 該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu) 用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件 受力簡圖如下 38 163 圖 4 1 受力簡圖 由表 得 原動力計算公式 261 001KLWl 即 0478 23 932 75 KWLNl 由上述計算易得 K 由計算可知所需實際夾緊力不是很大 為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 決定 選用手動螺旋夾緊機構(gòu) 4 2 6 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)夾緊工件的機構(gòu) 統(tǒng)稱螺旋夾緊機構(gòu) 由于這類夾緊機構(gòu)簡單 夾緊可靠 通用性大 故在機床夾具中得到廣泛運用 它的 主要缺點是夾緊和松開工件時比較費力 本夾具采用移動壓板進行夾緊 同時保證了夾緊可靠和動作迅速的要求 同時 由于移動壓板標準件 可直接購買 降低了夾具的制造成本 夾緊力的計算 單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按下列計算 2 1 0 tgrtQLWz 式中 W0 單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力 N 39 Q 原始作用力 N L 作用力臂 mm 螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑 mm 其值視螺桿端部的結(jié) r 構(gòu)形式而定 參見 機床夾具設(shè)計手冊 第三版表 1 2 20 螺桿端部與工件間的摩擦角 1 螺紋中徑之半 mm zr 螺旋升角 參見 機床夾具設(shè)計手冊 第三版表 1 2 21 螺旋副的當量摩擦角 式中 為螺旋副的摩擦角 2 2 為螺紋牙型半角 參見 機床夾具設(shè)計手冊 第三版表 1 2 22 4 2 7 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在