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文檔簡介
1、<p> 題 目 F125曲軸左部零件的機(jī)加工藝及銑夾具設(shè)計(jì) </p><p> 英文并列題目 F125 crankshaft left parts machining and milling fixture design
2、 </p><p><b> 摘 要</b></p><p> 軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件,傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件,其長度大于直徑,一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同,軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。</p><p>
3、軸的長徑比小于5mm的稱為短軸,大于20mm的稱為細(xì)長軸,大多數(shù)軸介于兩者之間。</p><p> 軸用軸承支承,與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn),它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高,其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定,通常有以下幾項(xiàng):</p><p> 軸類零件中工藝規(guī)程的制訂,直接關(guān)系到工件質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。一零件可以有幾種不同的加工方法,但只有某一種
4、較合理,在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中,須注意以下幾點(diǎn)。</p><p> 1.零件圖工藝分析中,需理解零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度、材質(zhì)、熱處理等技術(shù)要求,且要研究產(chǎn)品裝配圖,部件裝配圖及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。</p><p> 2.粗基準(zhǔn)選擇:有非加工表面,應(yīng)選非加工表面作為粗基準(zhǔn)。對所有表面都需加工的鑄件軸,根據(jù)加工余量最小表面找正。且選擇平整光滑表面,讓開澆口處。選牢固可靠表面為粗基準(zhǔn),同時,粗基準(zhǔn)不可重
5、復(fù)使用。</p><p> 3.精基準(zhǔn)選擇:要符合基準(zhǔn)重合原則,盡可能選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。盡可能在多數(shù)工序中用同一個定位基準(zhǔn)。盡可能使定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)重合。選擇精度高、安裝穩(wěn)定可靠表面為精基準(zhǔn)。</p><p> 關(guān)鍵詞:??軸類零件、機(jī)械加工工藝分析、銑工夾具</p><p><b> ABSTRACT</b
6、></p><p> The axis class components are one which of typical components in the machine meets frequently. It mainly uses for the supporting transmission spare part, the transmission torque and the absorbi
7、ng load. The axis class components are the solid of revolution components, its length is bigger than the diameter, generally by with spindle's outer annulus cylinder, the circular conical surface, in the hole and the
8、 thread and the corresponding end surface is composed. According to the structure shape's d</p><p> (1) Size precision Plays the supporting role the journal for the true dead axle's position, usuall
9、y is high to its size accuracy requirement (IT5~IT7). The assembly passes on the moving parts the journal size precision general request to be low (IT6~IT9). </p><p> (2) Geometrical shape precision The axi
10、s class components' geometrical shape precision is mainly refers to the journal, the male cone, the Morse awl hole and so on roundness, the cylindricity and so on, generally should limit its common difference in the
11、size tolerance interval. To the accuracy requirement high in outer annulus surface, should label its allowable deviation on the blueprint. </p><p> (3) Mutual position precision The axis class components
12、9; position accuracy requirement is mainly decides by the axis in machinery position and the function. Usually should guarantee that the assembly passes on the moving parts the journal to supporting journal's proper
13、alignment request, will otherwise affect will pass on the moving parts (gear and so on) the transmission precision, and will have the noise. General precision's axis, its coordinate axis section to supporting journal
14、's radial dire</p><p> (4) Surface roughness Generally with passes on the axle diameter surface roughness which the moving parts coordinate for Ra2.5~0.63μm, coordinates the supporting axle diameter'
15、;s surface roughness with the bearing for Ra0.63~0.16μm. </p><p> In axis class components technological process making, direct relation work piece quality, labor productivity and economic efficiency. Compo
16、nents may have several different processing methods, but only then one kind reasonable, in the making machine-finishing technological process, must pay attention to the following several spots. </p><p> 1.
17、 Detail drawing process study, must understand components specifications and so on unique feature, precision, material quality, heat treatment, and must study the product assembly drawing, part assembly drawing and inspe
18、ction standard. </p><p> 2. Thick datum choice: Has the non-processing surface, the elected non-processing surface takes the thick datum. Casting axis which must process to all surfaces, adjusts according t
19、o the machining allowance smallest surface. And chooses the smooth smooth surface, makes way the runner place. Chooses the reliable reliable surface is the thick datum, simultaneously, the thick datum cannot duplicate us
20、es. </p><p> 3. Fine datum choice: Must conform to the datum superposition principle, chooses the design datum or the assembly datum as far as possible takes the localization datum. Conforms to the datum un
21、iform principles. Uses the identical localization datum as far as possible in the most working procedures. Causes the localization datum and the measuring basis superposition as far as possible. The choice precision is h
22、igh, the installment stable reliable surface is the fine datum.</p><p> Keywords: Single-chip microcomputer control, NC, Fair incision machine, Design</p><p><b> 目 錄</b></p>
23、<p> 第1章 零件分析1</p><p> 1.1 零件作用1</p><p> 1.2 零件的工藝分析1</p><p> 第2章 零件工藝規(guī)程編制7</p><p> 2.1 確定毛坯制造形式7</p><p> 2.1.1 材料的選擇7</p>
24、<p> 2.1.2 鍛造方法8</p><p> 2.2 基準(zhǔn)面的選擇12</p><p> 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇12</p><p> 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇14</p><p> 2.3 確定表面加工方法15</p><p> 2.4 擬定工藝過程16<
25、/p><p> 2.4.1 加工階段劃分16</p><p> 2.4.2 加工工序確定17</p><p> 2.5 工藝分析計(jì)算21</p><p> 2.5.1 余量、工序尺寸的確定21</p><p> 2.5.2 確定切削用量22</p><p> 第3章
26、 夾具設(shè)計(jì)23</p><p> 3.1 機(jī)床夾具的基本概念及分類23</p><p> 3.1.1 定義23</p><p> 3.1.2 機(jī)床夾具分類23</p><p> 3.1.3 夾具的組成元件23</p><p> 3.2 研究原始資料,明確設(shè)計(jì)任務(wù)24</p>
27、<p> 3.3 定位方案25</p><p> 3.4 定位基準(zhǔn)和定為元件的選擇25</p><p> 3.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇25</p><p> 3.4.2 定為元件的選擇25</p><p> 3.5 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p> 3.6 工件的夾緊2
28、8</p><p> 3.7 定位誤差的分析和計(jì)算29</p><p> 3.8 夾具使用和維護(hù)注意事項(xiàng)29</p><p><b> 結(jié)論30</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b> 第1章 零件分
29、析</b></p><p><b> 1.1 零件作用</b></p><p> 題目所給定的零件是F125摩托車發(fā)動機(jī)上曲軸左部,它與曲軸右部、曲軸銷、連桿大頭滾針軸承組成曲軸連桿機(jī)構(gòu)。連桿將活塞承受的氣體力傳給曲軸,使活塞的往復(fù)運(yùn)動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲軸左部將發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力傳至主動皮帶及V型皮帶離心式自動變速機(jī)構(gòu)。曲軸左部1:5的錐面供安磁電機(jī)
30、的飛輪轉(zhuǎn)子用,當(dāng)發(fā)動機(jī)處于膨脹作功過程時,飛輪轉(zhuǎn)子將功能吸收,當(dāng)發(fā)動機(jī)在非作功過程時,飛輪轉(zhuǎn)子則將能量釋放,使曲軸工作時平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。</p><p> 1.2 零件工藝分析</p><p> 基于零件的用途,該回轉(zhuǎn)面除了對定位的精度有很高的要求外,對零件的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和尺寸的穩(wěn)定性要求也很高。具體分析如下:</p><p><b> 圖2</b&g
31、t;</p><p> 如圖2所示,由于零件該軸頸部分要保證基準(zhǔn)A,要求加工精度高,故其加工經(jīng)濟(jì)精度為IT6級。采用高頻淬火。具體尺寸為表面粗糙度為Ra=0.4μm,距離齒輪端面15mm,具體尺寸為mm,對其進(jìn)行精磨加工。</p><p><b> 圖3</b></p><p> 如圖3所示,該回轉(zhuǎn)面是螺紋面,在進(jìn)行滾絲之前,先對其進(jìn)行精
32、磨,表面粗糙度達(dá)到Ra=1.6μm,再用滾絲機(jī)進(jìn)行滾絲,具體尺寸為M12X1.25-69。Ⅲ所表示的是一個肩距為2mm,允許2x的退刀槽。</p><p><b> 圖4</b></p><p> 如圖4所示,mm孔的加工精度為IT7級,內(nèi)孔壁的表面粗糙度為Ra=0.4μm,,孔的中心線與軸的兩中心孔(即基準(zhǔn)B、C)的平行度為100:0.02,孔的圓柱度為0.01
33、mm,孔右端面為一深為1.3mm的圓弧形槽,該圓弧的中心到軸的中心距mm,該孔的具體尺寸為mm。</p><p><b> 圖5</b></p><p> 如圖5所示,在直徑為mm的回轉(zhuǎn)面上車一半徑為R1.5mm的凹槽,該凹槽的表面粗糙度為Ra=6.3μm,故加工精度為IT10級。槽右端與左端面的距離為18.8mm,深度為0.5mm。</p><
34、;p><b> 圖6</b></p><p> 如圖6所示,該回轉(zhuǎn)面為一錐面。采用高頻淬火該錐面的表面粗糙度為Ra=0.4μm,故加工精度為IT7級。該錐面的錐角為11025,16,,,配合公差為,尺寸為mm。</p><p><b> 圖7</b></p><p> 如圖6、圖7所示,在該圓錐面上鍵槽。該槽
35、底面的表面粗糙度為Ra=6.3μm,故加工精度為IT10級。槽的寬度為mm,兩側(cè)端面的表面粗糙度為Ra=3.2mm,與基準(zhǔn)A的對稱度為0.12。加工該槽時,刀具中心與的圓錐面那一段的左端面的距離為13mm。夾具設(shè)計(jì)中所要設(shè)計(jì)的即是加工該鍵槽的銑工夾具。</p><p><b> 圖8</b></p><p><b> 圖9</b></p
36、><p> 如圖8、圖9所示,由于該表面的形狀極其復(fù)雜、精度不是很高。且用機(jī)床比較難加工,用加工中心加工則成本太高,所以在鍛造毛坯時,直接將該表面的的形狀直接鍛造出來。</p><p><b> 圖10</b></p><p> 如圖10所示,該中心孔是基準(zhǔn)C,孔內(nèi)壁的表面粗糙度Ra=1.6μm,孔徑分別為mm、mm,孔的張開角度分別為600
37、、1200。</p><p><b> 圖11</b></p><p> 如圖11所示,直徑為mm的回轉(zhuǎn)面兩端面與角向定位K的垂直度為0.03mm,兩端面與基準(zhǔn)B和基準(zhǔn)C的垂直度為100:0.02,平面度為0.02mm,表面粗糙度為Ra=1.6mm,故加工精度為IT7級。該回轉(zhuǎn)面的寬度為mm。</p><p> [參考于《幾何量公差與檢測
38、》、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊單行本》]</p><p> 第2章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</p><p> 2.1 確定毛坯制造形式</p><p> 2.1.1 材料的選擇 </p><p> 曲軸左部工作時要承受很大的轉(zhuǎn)矩及交變的彎曲應(yīng)力,容易產(chǎn)生扭振、折斷及軸頸磨損,因此要求用材應(yīng)有較高的強(qiáng)度、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度和耐磨性。毛坯為鋼模鍛件
39、。曲軸左部的毛坯根據(jù)批量大小、尺寸、結(jié)構(gòu)及材料品種來決定。所以采用45鋼鍛造毛坯,硬度HRC20~30,進(jìn)行調(diào)制熱處理,在軸頸及錐體等部分還要進(jìn)行高頻淬火。</p><p> 材料名稱:優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號:45 標(biāo)準(zhǔn):GB/T 699-1988·特性及適用范圍: 是強(qiáng)度較高的一種中碳優(yōu)質(zhì)鋼,因淬透性差,一般以正火狀態(tài)使用,機(jī)械性能要求較高時,采用調(diào)質(zhì)處理。冷變形塑性中等,退火
40、和正火的切削加工性比調(diào)質(zhì)的好。用于制造強(qiáng)度要求較高的零件,如齒輪、軸、活塞銷等和受力不很大的機(jī)械加工件、鍛件、沖壓件和螺栓、螺母、管接。 ·化學(xué)成份: 碳 C :0.42~0.50 硅 Si:0.17~0.37 錳 Mn:0.50~0.80 硫 S :≤0.035 磷 P :≤0.035 鉻 Cr:≤0.25 鎳 Ni:≤0.25 銅 Cu:≤0.25 ·力學(xué)性能: 抗拉強(qiáng)度 σb (MPa):
41、≥600(61) 屈服強(qiáng)度 σs (MPa):≥355(36) 伸長率 δ5 (%):≥16 斷面收縮率 ψ (%):≥40 沖擊功 Akv (J):≥39 沖擊韌性值 αkv (J/cm2):≥49(5) 硬度 :未熱處理,≤229HB;退火鋼,≤197HB 試樣尺寸:試樣尺寸為25mm ·熱處理規(guī)范及金相組織: 熱處理規(guī)范:正火</p><p> 2.1.2 鍛造方法 <
42、;/p><p> [參考于《機(jī)械加工工藝手冊》]</p><p> 2.2 基準(zhǔn)面的選擇</p><p> 基準(zhǔn):基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面?;鶞?zhǔn)根據(jù)其功用的不同可分別為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。</p><p> 在工件工序圖中,用來確定本工序加工表面位置的基準(zhǔn),加工表面與工序基準(zhǔn)之間,一般有兩次核對位置
43、要求:一是加工表面對工序基準(zhǔn)的距離要求,即工序尺寸要求;另一次是加工表面對工序基準(zhǔn)的形狀位置要求,如平行度,垂直度等。</p><p> 工件定位時,用以確定工件在夾具中位置的表面(或點(diǎn),線)稱為定位基準(zhǔn),定位基準(zhǔn)的選擇,一般應(yīng)本著基準(zhǔn)重合原則,盡可能選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),工件在定位時,每個工件的夾具中的位置是不確定的,一般是限制工件的六個自由度,分別是指:沿三坐標(biāo)軸的移動自由度,和繞三坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動的自由度。
44、</p><p> 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要工作之一,基面選擇正確合理,可以使加工質(zhì)量的到保證,減輕勞動強(qiáng)度,生產(chǎn)效率得到提高。否則,會使加工困難,甚至造成加工零件報(bào)廢。[《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》P110]</p><p> 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 </p><p> 粗基準(zhǔn)選擇原則:選擇粗基準(zhǔn),主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn),以便為后續(xù)工序提
45、供精基準(zhǔn)。為了方便地加工出精基準(zhǔn),使精基準(zhǔn)面獲得所需加工精度,選擇粗基準(zhǔn),以便于工件的準(zhǔn)確定位。選擇粗基準(zhǔn)的的出發(fā)點(diǎn)是:一要考慮如何合理分配各加工表面的余量;二要考慮怎么樣保證不加工表面與加工表面間的尺寸及相互位置要求,一般應(yīng)按下列原則來選擇:</p><p> (1) 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻,則應(yīng)優(yōu)先選擇該表面為粗基準(zhǔn)。</p><p> (2) 若工件每個表面都
46、有加工要求,為了保證各表面都有足夠的加工余量,應(yīng)選擇加工量最少的表面為粗基準(zhǔn)。</p><p> (3) 若工件必須保證某個加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求,則應(yīng)選擇某個加工面為粗基準(zhǔn)。</p><p> (4) 選擇基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡可能平整,沒有鑄造飛邊,澆口,冒口或其他缺陷。粗基準(zhǔn)一般只允許使用一次。</p><p> 選擇粗基準(zhǔn),如圖12、圖13、圖
47、14所示,由于加工主軸頸時要保證各段主軸頸的同軸度,應(yīng)以主軸頸軸線為定位基準(zhǔn)(即基準(zhǔn)A),加工中以兩頂尖孔代替軸線作為定位基準(zhǔn)(基準(zhǔn)B、基準(zhǔn)C),可以較好地保證各段主軸頸的同軸度。另外對主軸頸相對連接板的位置要求,在加工頂尖孔時,必須以連接板側(cè)面定位,決定頂尖的加工位置。</p><p><b> 圖12</b></p><p><b> 圖13<
48、/b></p><p> 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 </p><p> 精基準(zhǔn)選擇原則:選擇精基準(zhǔn)時,應(yīng)從整個工藝過程來考慮如何保證工件的尺寸精度和位置精度,并要達(dá)到使用起來方便可靠。一般應(yīng)按下列原則來選擇:</p><p> (1)基準(zhǔn)重合原則;應(yīng)選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。</p><p> (2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則;應(yīng)盡可能在
49、多數(shù)工序中選用一組統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)來加工其他各表面,采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則可以避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過程所產(chǎn)生的誤差,并可使各工序所使用的夾具結(jié)構(gòu)相同或相似,從而簡化夾具的設(shè)計(jì)和制造。</p><p> (3) 自為基準(zhǔn)原則;有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻,應(yīng)選擇加工表面本身來作為定位基準(zhǔn)。</p><p> (4) 互為基準(zhǔn)原則;對于相互位置精度要求高的表面,可以采用互為基準(zhǔn),反復(fù)加工的
50、方法。</p><p> (5) 可靠,方便原則;應(yīng)選擇定位可靠,裝夾方便的表面作為精基準(zhǔn)。</p><p> 精基準(zhǔn)的選擇時為保證主軸頸與連桿軸頸的平行度與位置度,應(yīng)選擇以主軸頸作為定位基準(zhǔn)加工連桿軸頸。如圖14所示:</p><p><b> 圖14</b></p><p> 2.3 確定表面的加工方法<
51、;/p><p> 首先確定零件主要表面最終工序的加工方法。</p><p> 零件是由若干個基本表面組成的。由于零件的主要表面直接影響零件和產(chǎn)品的質(zhì)量,所以應(yīng)首先確定其最終工序的加工方法。</p><p> (1)工件材料的性質(zhì)</p><p> 加工方法的選擇,常受工件材料性質(zhì)的限制,例如淬火鋼淬火后應(yīng)采用磨削加工;而有色金屬磨削困難,
52、常采用高速精密車削或金剛鏜進(jìn)行精加工。</p><p> ?。?)工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸</p><p> 外圓表面多采用車削或磨削,回轉(zhuǎn)體零件上較大直徑的孔亦可采用車削或磨削,箱體上孔徑較大或長度較短的孔宜選用鏜削,孔徑較小時宜用鉸削。</p><p> ?。?)各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度</p><p> 選定的加工方法
53、應(yīng)能達(dá)到所需要的加工精度和表面粗糙度,并符合經(jīng)濟(jì)性的要求。在正常加工條件下(采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝設(shè)備,以及標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級的工人不延長加工時間)所能保證的加工精度,稱為經(jīng)濟(jì)加工精度,簡稱經(jīng)濟(jì)精度。</p><p> 表2-1 常用加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度</p><p> 參自《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)(機(jī)械加工工藝基礎(chǔ))》</p><p>
54、; 2.4 擬定工藝過程</p><p> 零件表面的加工方法和加工方案確定之后,就要安排加工順序,即確定哪些表面先加工,哪些表面后加工,同時還要確定熱處理、檢驗(yàn)工序在工藝過程中的位置。零件加工順序安排是否合適,對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性都有較大影響。</p><p> 2.4.1 加工階段劃分 </p><p> 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求比較高時,往往不可
55、能在一道工序中完成全部加工工作,而必須分幾個階段來進(jìn)行加工。</p><p> ?。?)加工階段 整個工藝過程一般需劃分為如下幾個階段:</p><p> 1)粗加工階段 這一階段的主要任務(wù)是切大部分余量,關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率。</p><p> 2)半精加工階段 這一階段的主要任務(wù)是為零件主要表面的精加工做好準(zhǔn)備,并完成一些次要表面的加工。</p
56、><p> 3)精加工階段 這一階段的主要任務(wù)是保證零件主要表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面粗糙度要求。這是關(guān)鍵的加工階段,大多數(shù)零件的加工經(jīng)過這一加工階段就已完成。</p><p> 4)光整加工階段 對于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面,還要安排光整加工。這一階段的主要任務(wù)是提高尺寸精度和減小表面粗糙度值,一般不用來糾正位置誤差。位置精度由前面工序保證。</p&
57、gt;<p> ?。?)劃分加工階段的原因</p><p> 1)利于保證加工質(zhì)量</p><p><b> 2)合理使用設(shè)備</b></p><p><b> 3)便于安排熱處理</b></p><p> 4)便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷,以及避免損傷已加工表面</p>
58、<p> 2.4.2 加工工序的確定 </p><p> 工序集中與工序分散是擬定工藝路線時,確定工序數(shù)目或工序內(nèi)容多少的兩種不同原則,它與設(shè)備類型的選擇有密切的關(guān)系。</p><p><b> ?。?)工序集中</b></p><p> 工序集中就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成,每道工序的加工內(nèi)容較多。其特點(diǎn)是:
59、</p><p> 1)采用高效專業(yè)設(shè)備及工藝裝備,生產(chǎn)率高</p><p> 2)工件裝夾次數(shù)減少,易于保證表面間位置精度,還能減少工序間運(yùn)輸量,縮短生產(chǎn)周期。</p><p> 3)工序數(shù)目少,可減少機(jī)床數(shù)量、操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,還可簡化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。</p><p> 4)因采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專業(yè)設(shè)備及工藝設(shè)備,故投資大
60、,調(diào)整和維修復(fù)雜,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大,轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較費(fèi)時。</p><p><b> ?。?)工序分散</b></p><p> 工序分散就是將工件的加工,分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行,每道工序的加工內(nèi)容很少,最少時每道僅有一個簡單的工步。其特點(diǎn)是:</p><p> 1)設(shè)備及工藝裝備比較簡單,調(diào)整和維修方便,工人容易掌握,生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少,又易
61、于平衡工序時間,易適應(yīng)產(chǎn)品的更換。</p><p> 2)可采用最合理的切削用量,減少機(jī)動時間。</p><p> 3)設(shè)備數(shù)量少,操作工人多,占用生產(chǎn)面積大。</p><p> ?。?)工序集中與分散的選用 </p><p> 工序集中與工序分散各有利弊,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型、現(xiàn)有生產(chǎn)條件、工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求等進(jìn)行綜合分析后選用。&l
62、t;/p><p> 一般來說,大批量生產(chǎn)適于采用工序集中原則,可采用較復(fù)雜的機(jī)械集中,如多刀、多軸機(jī)床、各種高效組合機(jī)床和自動機(jī)加工;對于一些結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品,如軸承生產(chǎn),也可采用分散的原則。成批生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用效率高的機(jī)床,使工序適當(dāng)集中。單件小批生產(chǎn)采用組織集中,以便簡化生產(chǎn)組織工作。</p><p> 復(fù)雜零件的機(jī)械加工工藝路線要經(jīng)過一系列切削加工、熱處理和輔助工序。因此在擬定工藝路線
63、時,工藝人員要全面地把切削加工、熱處理和輔助工序三者一起加以考慮。應(yīng)遵循以下原則。</p><p> (1)切削加工工序的安排原則</p><p><b> 1)先基面后其它</b></p><p><b> 2)劃分加工階段</b></p><p><b> 3)先主后次<
64、/b></p><p><b> 4)先面后孔</b></p><p> 5)安排加工順序時還要考慮車間設(shè)備布置情況</p><p> (2)熱處理工序的安排原則</p><p> 為了消除內(nèi)應(yīng)力、改善性能而進(jìn)行的預(yù)先熱處理工序,如時效、正火、退火等,應(yīng)安排在粗加工之前。對于精度要求較高的零件有時在粗加工之
65、后,甚至半精加工后還安排一次時效處理。</p><p> 為提高零件的綜合力學(xué)性能而進(jìn)行的熱處理,如調(diào)質(zhì),應(yīng)安排在粗加工之后半精加工之前進(jìn)行,對于一些沒有特別要求的零件,調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。</p><p> 為了得到高硬度的表面而進(jìn)行的滲碳、淬火等工序,一般應(yīng)安排在半精加工之后,精加工之前。對整體淬火的零件,則應(yīng)在淬火之前,盡量將所有用金屬切削刀具加工的表面都加工完,經(jīng)過淬火后,
66、一般只能進(jìn)行磨削加工。</p><p> 為提高零件硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗蝕性而進(jìn)行的滲氮處理,由于滲氮層較薄,引起工件的變形極小,故應(yīng)盡量靠后安排,一般安排在精加工或光整加工之前。為了減小滲氮后工件的變形,滲氮前要加一消除應(yīng)力工序。</p><p> (3)輔助工序的安排原則</p><p> 輔助工序包括工件的檢驗(yàn)、去毛刺、清洗和涂防銹油等,其中檢驗(yàn)工
67、序是主要的輔助工序,它保證產(chǎn)品質(zhì)量有極重要的作用。輔助工序一般應(yīng)安排在:</p><p> 1)粗加工全部結(jié)束后,精加工之前;</p><p> 2)工件從一個車間轉(zhuǎn)向另一個車間前后;</p><p> 3)重要工序加工前后;</p><p> 4)零件全部加工結(jié)束之后。</p><p> 為便于表述,現(xiàn)將要
68、加工的某些表面用字母表示于圖15:</p><p><b> 圖15</b></p><p> 加工工序內(nèi)容列于表2-2:</p><p> 2.5 工藝分析計(jì)算</p><p> 2.5.1 余量、工序尺寸的確定 </p><p><b> 具體列于表2-3:</b
69、></p><p><b> 表2-3</b></p><p> 2.5.2 確定切削用量 </p><p> 切削用量時用來表示切削時各運(yùn)動參數(shù)的數(shù)量。切削用量包括吃刀深度、走刀量、切削速度三要素。選擇切削用量的大小,直接影響機(jī)械加工所加工零件的尺寸精度,表面粗糙度等。所以在選擇切削用量時一定要妥善安排,對刀具材料、工件材料、
70、機(jī)床特性及尺寸公差等都要非常清楚??资菣C(jī)械加工中最復(fù)雜的。加工孔是在工件的內(nèi)部進(jìn)行的,測量和觀察困難、清除切屑、注入冷卻液等都難于進(jìn)行。根據(jù)這些條件,我選擇工藝卡片中的60工序鉆孔和65工序鏜孔,來分析最恰當(dāng)?shù)那行加昧俊?lt;/p><p> 60工序鉆孔的切削用量:</p><p> 吃刀深度ap為鉆頭直徑的一半,即ap=10mm;</p><p> 孔徑:D=
71、20mm;</p><p> 根據(jù)工件材料和刀具材料,n=285;</p><p><b> 所以切削速度</b></p><p> 走刀量f為工件或鉆頭每一轉(zhuǎn)鉆頭移動的距離,根據(jù)上述計(jì)算條件:</p><p> 65工序鏜孔的切削用量:</p><p> 吃刀深度ap是工件上待加工表面
72、和已加工表面之間的垂直距離,鏜孔余量為,吃刀深度ap=。</p><p> 本零件屬單件小批量生產(chǎn),為了簡化工藝切削用量,不作嚴(yán)格規(guī)定??捎刹僮鞴と烁鶕?jù)具體操作情況自己確定。</p><p><b> 第3章 夾具設(shè)計(jì)</b></p><p> 機(jī)床夾具在金屬切削中用以準(zhǔn)確地確定工件位置,并將其牢固夾緊,以連接加工工藝設(shè)備,它的主要作用
73、是:穩(wěn)定地保證或提高工件的加工精度,提高勞動生產(chǎn)率,減輕勞動強(qiáng)度,擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍,降低生產(chǎn)成本,因此,機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要地位。</p><p> 3.1 機(jī)床夾具的基本概念及分類</p><p> 3.1.1 定義 </p><p> 廣義而言,凡是在機(jī)械制造過程中使任何工序加速、方便或安全加工的附加裝置,均可稱為夾具。</p>
74、<p> 廣義夾具的范圍應(yīng)包括機(jī)床夾具,可簡稱為夾具,它主要用于機(jī)床加工,起到機(jī)床與工件、刀具之間的橋梁作用。使它們聯(lián)系起來。按國家標(biāo)準(zhǔn)(GB4863-85)所下的定義是:“用以裝夾工件(和引導(dǎo)刀具)的裝置”。</p><p> 3.1.2 機(jī)床夾具分類 </p><p> 機(jī)床夾具目前尚無統(tǒng)一公認(rèn)的分類方式,一般可按夾具的通用性和使用特點(diǎn),所使用的機(jī)床類型,以及所用
75、動力源進(jìn)行分類。</p><p> ?。?)按通用性和使用特點(diǎn)分類:通用夾具、專用夾具、可調(diào)整夾具(通用可調(diào)夾具、成組夾具)、組合夾具、隨行夾具;</p><p> ?。?)按使用機(jī)床分類:車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪加工機(jī)床夾具、其它機(jī)床夾具;</p><p> ?。?)按夾緊動力源分類:手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣壓夾具、電動夾具、
76、磁力夾具、真空夾具、其他。</p><p> 3.1.3 夾具的組成元件 </p><p> 按在夾具中的作用、地位及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成夾具的元件可劃分分以下各類:</p><p> (1)定位元件及定位裝置;</p><p> (2)夾緊元件及夾緊裝置(或稱夾緊機(jī)構(gòu));</p><p><b>
77、(3)夾具體;</b></p><p> ?。?)對刀、導(dǎo)引元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件、對刀裝置及靠模裝置等);</p><p><b> ?。?)動力裝置;</b></p><p> ?。?)分度、對定裝置;</p><p> ?。?)其他元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固
78、螺釘、銷釘、鍵和各種手柄等等)。</p><p> 每個夾具不一定所有各類組成元件都具備,如受動夾具就沒有動力裝置,一般的車床夾具都不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反而,按照加工等方面要求,有些夾具上還需要設(shè)有其他裝置及機(jī)構(gòu),例如在有的自動化夾具中必須有上、下料裝置。</p><p> 一些常用的機(jī)床夾具零件及部件,已有國家標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)專用夾具時可參閱《機(jī)床夾具零件及部件,國家標(biāo)準(zhǔn)GB2
79、1482259-80、GB22622269-80》</p><p> 3.2研究原始資料、明確設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p> 經(jīng)過與指導(dǎo)老師的討論,決定設(shè)計(jì)第80工序?yàn)殂婃I槽夾具,本夾具將用于臥式銑床。這里時設(shè)計(jì)專用夾具,專為某一工件的某道工序而設(shè)計(jì)制造的夾具,。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用,是機(jī)械制造廠里數(shù)量最多的一種機(jī)床夾具。工件在夾具中定位的任務(wù)時使同一工序中的所有工件都能在夾具中占
80、據(jù)正確位置。專用夾具時專為適應(yīng)某一工件加工要求。結(jié)合工廠具體條件設(shè)計(jì)制造的,所以結(jié)構(gòu)比較緊湊,輪廓較小,使用維護(hù)方便,并更能符合加工的技術(shù)要求。在加工產(chǎn)品零件時,使工件對機(jī)床及工件對刀具保持一定正確的位置關(guān)系。同時,對機(jī)床專用夾具的設(shè)計(jì),還要提高生產(chǎn)效率、縮短生產(chǎn)周期、減輕工人勞動強(qiáng)度、保證工件的加工精度,而且工藝性、使用性、經(jīng)濟(jì)性都要好。</p><p> 銑床夾具的基本要求[3]:</p>&
81、lt;p> ?。?)為了承受較大的銑削力和斷續(xù)切削所產(chǎn)生的震蕩,銑床夾具具有足夠的夾緊力、剛度和強(qiáng)度。</p><p> ①夾具的夾緊裝置盡可能采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu);</p><p> ?、趭A緊裝置的自鎖性要好;</p><p> ?、壑c(diǎn)和施力方向要恰當(dāng),如用夾具的固定軸承、虎鉗的固定鉗口承受銑削力;</p><p> ④工件的加工表面
82、盡量不要超出工作臺;</p><p> ⑤盡量降低夾具高度,高度H與寬度B的比例應(yīng)滿足:H :B11.25;</p><p> ?、抟凶銐虻呐畔骺臻g。</p><p> ?。?)為了保持夾具相對于機(jī)床的準(zhǔn)確位置,銑床夾具底面應(yīng)設(shè)置定位鍵。</p><p> ?、賰啥ㄎ绘I盡量布置得遠(yuǎn)些;</p><p> ?、谛⌒蛫A
83、具可只用一個矩形長鍵;</p><p> ?、坫娤鳑]有相對位置要求的平面時,一般不需設(shè)置定位鍵;</p><p> (3)為便于找正工件與刀具的相對位置,通常均設(shè)置對刀塊。</p><p><b> 3.3 定位方案</b></p><p> 工件定位時,用以確定工件在夾具中位置的表面(或點(diǎn),線)稱為定位基準(zhǔn),定位
84、基準(zhǔn)的選擇,一般應(yīng)本著基準(zhǔn)重合原則,盡可能選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),工件在定位時,每個工件的夾具中的位置是不確定的,一般是限制工件的六個自由度,分別是指:沿三坐標(biāo)軸的移動自由度,和繞三坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動的自由度,分別由,,,X,Y,Z表示。</p><p> 為了保證銑削中心與大端面的距離為,應(yīng)當(dāng)限制工件的Y、、三個自由度;為了保證該槽的深度為,應(yīng)當(dāng)限制工件的、兩個自由度;為了保證該槽與Ⅲ外圓表面的(即基準(zhǔn)A)的對稱度
85、為0.08,且槽寬為,應(yīng)當(dāng)限制工件的Y、、三個自由度。應(yīng)此加工中應(yīng)完全定位。</p><p> 3.4 定位基準(zhǔn)和定位元件的選擇</p><p> 3.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇</p><p> 考慮工件的加工,在加工方法確定后,需要解決的主要問題是:使工件相對于刀具和機(jī)床占據(jù)正確的位置─—定位,并把工件壓緊夾牢,以保持這個確定了的位置加工過程中穩(wěn)定不變─—夾緊
86、,本道工序加工采用專用的裝備安裝工件。</p><p> 對于NF125曲軸左部零件,由第95工藝卡可知:該鍵槽的銑削加工中心距離零件的大端面,與零件中心軸線的對稱度為0.08。鍵槽的深度為,寬度為。為了保證以上尺寸,選擇兩端頂尖中心線(即基準(zhǔn)A)、大斷面為定位基準(zhǔn),以孔為角向定位。</p><p> 3.4.2 定位元件的選擇</p><p> 本夾具總圖精
87、度要求:以底板為基準(zhǔn)、對刀塊、支靠板兩端頂尖中心,B、C為基準(zhǔn)、對支靠板</p><p> 以A為基準(zhǔn),兩端頂尖中心線;</p><p> 以B為基準(zhǔn),左端頂尖;</p><p> 活動桿銷孔在通過C且與A垂直的平面內(nèi)允差為0.04。</p><p> 夾具左右兩端活動頂尖組合件,仿照機(jī)床上的典型機(jī)構(gòu)。如左頂尖組合用的絲桿螺母,右端頂
88、尖組合用齒輪、套筒齒條等。夾緊零件后,防止銑削加工中的松動,能順利地快速裝夾零件。</p><p> 本夾具采用兩活動頂尖定位,并用窄V型塊托住零件下垂,在零件柄部的孔用短定位銷定位,這樣就完全限制了自由度,保證加工精度。而且在切削力的作用下,受力之處均勻,充分保護(hù)夾具的本身精度,防止夾具持久變形。</p><p><b> 圖3-1</b></p>
89、<p> 如圖3-1所示,這是兩端頂尖裝置其中的右頂尖裝置,兩個頂尖裝置用于活動定位,限制、兩個自由度。</p><p><b> 圖3-2</b></p><p> 如圖3-2所示,這是定位元件支靠板。限制、Z兩個自由度。</p><p><b> 圖3-3</b></p><p&
90、gt; 如圖3-3所示,這個定位元件時用來角向定位的插銷(即削邊銷),限制X、兩個自由度。</p><p> 3.5 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> 一個良好的夾具,應(yīng)當(dāng)滿足工件定位正確,工件夾緊牢固,操作安全方便,結(jié)構(gòu)精度穩(wěn)定,經(jīng)久耐用,制造成本低廉等各項(xiàng)要求,為了滿足這些要求,我在設(shè)計(jì)夾具時,注意了以下幾個方面:</p><p> (1)選擇合適的定位方
91、式</p><p> ?。?)確定合適的夾緊方案</p><p> ?。?)夾具結(jié)構(gòu)要與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)</p><p> ?。?)夾具結(jié)構(gòu)要具備的剛度和強(qiáng)度</p><p> 本夾具的銑削力應(yīng)由定位件與工具體承體承受,不應(yīng)由夾緊件承受。加工時的銑削力落在定位元件及兩端的活動頂尖上。</p><p> 夾緊件不應(yīng)布置
92、在銑刀下方,以免妨礙工件,夾緊件左、右頂尖的組合件,設(shè)計(jì)在夾具的左右端,不妨礙加工。</p><p> 為了控制夾具安裝誤差,設(shè)計(jì)有定向鍵,同支靠板的側(cè)面,還有找正面,便于用百分表決定夾具在機(jī)床上的位置。</p><p> 為了減少試削時間,設(shè)對刀塊。為了便于對刀、防止對刀塊磨損,在對刀塊與刀具之間設(shè)1mm塞尺對刀。</p><p> 為了提高生產(chǎn)率,左端頂尖
93、組合,由手輪、絲桿、螺母控制;右端頂尖組件,由手輪、齒輪、套筒齒條、操作控制,便于裝卸。</p><p> 為了減輕工人勞動強(qiáng)度,夾具設(shè)有靠板。</p><p><b> 3.6 工件夾緊</b></p><p> 工件定位后要采取一定的裝置把工件壓緊并夾牢在定位元件上,使工件在加工過程中,不會因?yàn)橥饬Χl(fā)生位置變化和振動,即要采用夾緊裝
94、置。</p><p><b> 此夾具是手動夾緊:</b></p><p> (1)夾緊時不能破壞工件在定位時所處的位置。</p><p> ?。?)夾緊力應(yīng)保證工件在整個加工過程中位置穩(wěn)定不變,不產(chǎn)生不允許的振動、變形和表面損傷。</p><p> ?。?)已較小的作用力獲得需要的夾緊效果。</p>
95、<p> ?。?)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,工作效率應(yīng)與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng),并有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性。</p><p><b> 圖3-4</b></p><p> 如圖3-4所示,采用兩頂尖組合夾緊方式。</p><p> 3.7 定位誤差的分析和計(jì)算 精度分析:</p><p><b> 1
96、.定位誤差:</b></p><p> 定位銷最大間隙:=0.016+0.015=0.031mm</p><p> 所以定位誤差為0.031mm,=0.031</p><p> 2.對刀誤差:0.02mm, =0.02</p><p> 3.夾具誤差:0=.01+0.01+0.02+=0.056mm</p>
97、<p> ++=0.031+0.02+0.056<</p><p><b> =0.9</b></p><p> ++=0.031+0.02+0.056<0.3</p><p> 所以夾具設(shè)計(jì)精度能保證。</p><p> 夾緊力:該夾具屬于帶柄螺母夾緊機(jī)構(gòu)</p><p>
98、 設(shè)計(jì)取M12d螺母,差《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》得夾緊力354公斤力,而該零件重量較輕,夾緊力足夠。</p><p> 3.8 夾具使用及維護(hù)注意事項(xiàng)</p><p> 在夾具各零件均已加工完畢,并且經(jīng)檢驗(yàn)符合要求后方可裝配。裝配前,先要對夾具體上相應(yīng)的裝配面進(jìn)行清洗,研刮,不能有任何雜質(zhì)、異物等。特別是角向定位孔和零件兩端的中心孔必須干凈,保證定位準(zhǔn)確。再用量塊檢驗(yàn)各孔軸線是否與底板平行
99、,檢查零件中心軸線到角向定位孔的中心軸線的距離是否符合圖紙要求。 </p><p> 裝配順序:支靠板——插銷——左端頂尖——右端頂尖</p><p> 夾具工作原理:先將夾具上各個部件(包括:兩端的頂尖裝置、對刀塊、支靠)安裝在夾具底板上,將零件放置在夾具上(如夾具裝配圖所示位置),然后將插銷插入零件角向定位孔,并且安裝在左端頂尖裝置。手搖左端頂尖裝置的手輪,使零件大端面緊緊靠在支靠
100、板上,最后將右端頂尖擰緊。 </p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我進(jìn)一步熟悉了工藝規(guī)程制定及專用夾具的設(shè)計(jì)的步驟,使這四年來所學(xué)的只是基本能融會貫通,同時提高了識圖、繪圖能力及使用各種參考資料和工具書的能力。通過前段時間的畢業(yè)實(shí)習(xí)和在實(shí)習(xí)單位的調(diào)查研究,加深了對生產(chǎn)過程的感性認(rèn)識,并很好地培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能
101、力。</p><p> 通過畢業(yè)設(shè)計(jì),我深深體會到:畢業(yè)設(shè)計(jì)不同于課程設(shè)計(jì),它歷經(jīng)的時間長,涉及的知識面廣,要讀懂零件圖、裝配圖,必須具備《機(jī)械制圖》的相關(guān)知識;制訂加工工藝,包括選材、熱處理等,必須具備《工程材料》的相關(guān)知識;要選擇表面粗糙度、形位公差,又必須具備《幾何測量與公差配合》的相關(guān)知識;翻譯英文資料,還必須掌握《機(jī)械工程專業(yè)英語》等。進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì),不但要會查閱資料、手冊等,更要注重與同學(xué)之間的合作。
102、遇到難題是無法逃避的,和同學(xué)討論,與指導(dǎo)老師交流,許多問題往往是仁者見仁,智者見智。還必須熟練地運(yùn)用一些常用軟件,如:AutoCAD、Microsoft word、Pro-E等,AutoCAD是專業(yè)繪圖軟件,機(jī)械設(shè)計(jì)的制圖基本上靠它完成,如不能熟練的運(yùn)用它,就會極大影響設(shè)計(jì)進(jìn)度。因此,靈活使用這些軟件,是順利完成圖片繪制的必備條件。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p&
103、gt;<p> [1] 鄭修本主編·機(jī)械制造工藝學(xué)·北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997</p><p> [2] 趙志修主編·機(jī)械制造工藝學(xué)·北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001</p><p> [3] 王先逵主編·機(jī)械制造工藝學(xué)·北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004</p><p> [4] 戴陸
104、武主編·機(jī)床夾具設(shè)計(jì)·西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,1991</p><p> [5] 王啟平主編·機(jī)床夾具設(shè)計(jì)·哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2005</p><p> [6] 王光斗主編·機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊·上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2000</p><p> [7] 機(jī)械工業(yè)出版社編·機(jī)械工
105、程手冊,1999.5</p><p> [8] 王茂元主編·機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)·北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.8</p><p> [9] 機(jī)床夾具零件及部件·北京:技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1983.2</p><p> [10]黃云清主編·北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.3</p><p> [11]
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