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扁叉钻孔夹具设计说明书
文章来源:www.biyezuopin.cc   发布者:学生毕业作品网站   发布时间:2016-11-01 19:03:53   阅读:2402

一、零件图的分析
1.1、扁叉的工艺要求
一个好的结构不但要应该达到设计要求,而且要有好的机械加工工艺性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能够保证加工质量,同时使劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺的问题。
扁叉是一个很重要的零件,因为其零件尺寸比较小,结构形状复杂程度一般,但其加工两同轴内孔的精度要求较高,此外还有上端面以及两外圆侧面的四个端面要求加工,对精度要求也很高。
该零件的两小孔有同轴度要求,且上端面的两侧面相对空轴线有对称度要求,两上端面对两孔轴线也各自有平行度要求。
由于该零件的尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度,以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量,进而影响其性能与工作寿命,因此对他们的加工是非常关键的。
1.2、扁叉的工艺性分析
该零件共有三处加工表面,其间有一定位置要求。分述如下:
1.2.1   以φ10H7为中心的加工表面:二者有高的同轴度要求。
1.2.2 以两孔轴线对称的上凸块侧面和两平面
这一组加工表面上端面的两侧面相对空轴线有对称度要求,两上端面对两孔轴线也各自有平行度要求。
 1.2.3两短圆柱的四个端面:没有较高的位置精度要求

由上面分析可知,加工时应先加工一组表面(铣削上端面),再以这组加工后表面为基准加工另外两组(分别是铣圆柱端面和钻铰两同轴小孔)。

二、工艺规程设计
 
2.1确定毛坯的制造形式
 零件材料为HT13—32。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择金属型浇注铸件毛坯。
2.2确定毛坯的机械加工余量和公差
参见《机械制造技术基础课程设计指导书》(以下称指导书)第二章第二节,铸件尺寸公差及机械加工余量按GB/T6414-1999确定。
按金属型铸造,灰铸铁查《指导书》表2-5,查得加工余量等级为D~F,转查表2-3,差得尺寸公差为8级,转查表2-4,最大轮廓尺寸不超过160mm,得加工余量1.4mm。
2.3设计及绘制毛坯图


2.4 基面的选择
本零件是有精度较高要求的孔的叉架零件,平面和孔是设计的基准,也是装配和测量的基准,在加工时,应尽量以平面为基准。例如,先铣出凸块侧面及其两有平行度要求的平面,再加工的平面为精基准,加工出两短圆柱的四个端面,同样,也是以该已加工表面为基准钻出两同轴的Φ10H7孔;加工前后四个圆柱端面时,先以凸块表面为基准,在铣床上利用组合铣刀一次性铣出端面。
2.5 钻孔工序加工方法的选择
由于Φ10H7表面粗糙度要求为Ra1.6,经济精度为IT7,可确定加工方案为:钻削→粗铰→精铰
2.6 制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下, 经综合比较和分析可确定最优加工路线方案为
 .工艺路线方案
铸造
时效
涂底漆
工序一  以外圆Φ24为粗基准,粗铣图示的A1、A2和C面;
工序二  精铣A1、A2和C面,保证A1、A2和C面平行距离尺寸10mm,且平行度误差不超过0.15;
工序三  以A1、A2平面为精基准,粗铣两圆柱的四个端面;
工序四  以A1、A2平面为精基准,精铣该四侧面,保证105  0.07和22mm;
工序五  以A1、A2平面为精基准,钻、粗铰、精铰中心孔,保证平行度误差不超过0.15mm,空的精度达IT7,且Φ10两孔的同轴度不超过0.01mm;
工序六  以Φ10孔为精基准,粗铣B1、B2两侧面;
工序七  以Φ10孔为精基准,精铣上述两侧面,保证二者相对孔的轴线对称度误差不超过0.01mm;
工序八  检查、入库
2.7 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
 ”扁叉”;零件材料为HT13—32,,生产类型中批量,金属型铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线,确定工序五中加工表面即两同轴小孔的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
内孔(φ10未铸成孔即毛坯为实心圆柱体)
 查《工艺手册》表2.2~2.5,工序尺寸加工余量
钻孔  φ10mm的麻花钻
 铰孔  0.035mm
 精铰  0mm
2.8确立切削用量及基本工时
工序五  以A1、A2平面为精基准,钻、粗铰、精铰中心孔,保证平行度误差不超过0.15mm,空的精度达IT7,且Φ10两孔的同轴度不超过0.01mm;
1. 选择钻头
选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=8mm,钻头采用双头刃磨法,后角αo=12,二重刃长度bε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度      
2.选择切削用量
 (1)决定进给量
查《切》   
所以,
   按钻头强度选择  按机床强度选择
最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。
  (2)钻头磨钝标准及寿命 
后刀面最大磨损限度(查《切》)为0.5~0.8mm,寿命.
 (3)切削速度
查《切》   修正系数  
   故。

查《切》机床实际转速为
故实际的切削速度
(4)校验扭矩功率
     所以
故满足条件,校验成立。
3.计算工时

由于所有工步所用工时很短,所以使得切削用量一致,以减少辅助时间。
粗铰和精铰的切削用量如下:
铰孔:     
精铰:      ,d0=20IT7

三、夹具设计
由老师布置的任务可知本人设计第五道工序——钻M10孔的钻床夹具。本夹具将用于Z518立式钻床。刀具为∮10的高速钢麻花钻。
3.1问题提出
在给定的零件中,对本步加工的定位并未提出具体的要求,是自由公差,定位要求较低。因此,本步的重点应在夹紧的方便与快速性上,两孔呈180°直线分布,考虑到中批生产的加工效率,选择翻卷式或者分度装置,具体如下:
3.2夹具设计
3.2.1定为基准的选择
出于定位简单和快速的考虑,选择A1、A2平面为基准,即以支撑定位板和可调支承钉完全定位,再使用快速螺旋夹紧机构进行夹紧。

3.2.2切削力及夹紧力计算
本步加工可按钻削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。
轴向力
扭矩  
由于扭矩很小,计算时可忽略。
夹紧力为
取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
则实际卡紧力为 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N
使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧,调节卡紧力调节装置,即可指定可靠的夹紧力。
3.2.3定位误差分析
本工序采用端面为基准定位,使加工基准和设计基准统一,能很好的保证定位的精度。
3.2.4夹具设计及操作的简要说明
夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。为了提高生产力,使用有快换垫圈的快速螺旋卡紧机构。
夹具上设置有快换钻套(中批生产,且钻铰连续工步),用于确定的钻头位置。


四、总结
两个星期的工装夹具的课程设计做完了。在老师的耐心指导下,我完成了这次任务,整个过程中小组同学互帮互助,我们在快乐中共同学习,学习中共同进步.
本次课程设计是我们在毕业设计前一次重要的实践设计,对所学的基础课、技术基础课和专业课能很好的进行系统的复习和总结,知识的综合性很强.更是一次理论联系实际的训练.当书本上的理论知识和实践相结合的时候,困难就会接踵而至.这就需要反复的查阅资料、反复的思考和相互间的讨论,经过这样一个反复的过程后,理论知识才会真正的属于自己,而且印象也会更加的深刻.以后要是遇到类似的问题也会有相似的经验作为借鉴和指导.为接下来的毕业设计做铺垫.
在此次收获课程设计成功经验的同时,再次感谢尹老师的辛勤指导!


五、附图


六、参考文献
1.李洪主编《机械加工工艺手册》
2.杨黎明主编《机床夹具设计手册》
3.王绍俊主编《机械制造工艺手册》
4.机械制造技术课程指导书》

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