机械制造工程学 钻孔铣面 夹具毕业设计论文Word格式.docx
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当工件定位后,为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏,还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。
使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作,称为夹紧。
将工件定位、夹紧的过程称为装夹。
工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠,将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。
在成批、大量生产中,工件的装夹是通过机床夹具来实现的。
机床夹具在生产中应用十分广泛。
目录
一工件及加工工序介绍-2-
1工件零件图-2-
2加工工序-3-
3.加工余量计算-3-
4.时间定额计算-4-
二设计任务及具体方案-6-
1设计任务-6-
2定位方案-7-
4导向方案-8-
4.夹紧方案-9-
5.分度盘的设计-10-
6.切换盘设计定位-11-
7.夹具体设计-11-
7.夹具总装配图-12-
三夹具精度分析-13-
1.误差分析-13-
2.定位误差计算-14-
四.课程设计心得-15-
五.参考文献-17-
一工件及加工工序介绍
1工件零件图(后附CAD装配截图)
2加工工序
1.车床车外径为
,内径为
,厚度为
的圆盘。
2.钻床钻三个均布在
圆周上的直径为
的通孔。
3.3.铣床铣出零件上均布的张角
距离轴心为
的平面。
3.加工余量计算
3.1:
铣平面
平面由粗铣、精铣两次加工完成,采用圆柱铣刀(高速钢),
由《机械加工工艺手册》查得粗加工余量为1mm,精加工余量为0.6mm,故其粗加工余量为(4-1.4)mm=2.6mm。
由手册查得取粗铣的每次进给量为0.2mm/r,取精铣的每转进给量为0.5mm/r,粗铣走刀一次αp=2.4mm,精铣走刀一次αp=0.35mm。
经查手册,取粗、精铣的主轴转速分别为400r/min和700r/min,又由前面选定的刀具直径φ10mm,故相应的切削速度分别为:
υ粗=πDn/1000=π×
10×
400/1000m/min=12.56m/min
υ精=πDn/1000=π×
750/1000m/min=23.55m/min
校核机床的功率(只需校核粗加工即可)
由文献<
2>
表2.4-96,得切削功率Pm为:
Pm=92.4×
10-5d
α
αpZnKpm
取Z=16,n=400/60=7r/s,αe=18mm,αf=0.2mm/z,ap=2.4mm,而Kpm=Kv·
KFZ经查加工手册可知Kv=1,KFZ=1,故Kpm=1,
所以
10-7×
1250.14×
180.86×
0.20.72×
2.4×
16×
2.5×
1kW=0.87KW
其所耗功率小于机床功率,故可用。
3.2:
钻孔
采用直径为φ10mm的高速钢钻头加工,尺寸40±
0.05mm由钻模保证。
查手册可知,取进给量f=0.8mm/r用插入法求得钻φ10mm孔的切削速度为
υ=0.389m/s=23.31m/min,
由此算出转速为
n=1000υ/πD=1000×
23.31/π×
10r/min=742.36r/min
按机床实际转速取n=1100r/min,则实际切削速度为:
υ=πDn/1000=π×
1100/1000r/min=34.54m/min
4.时间定额计算
根据设计要求,现计算其中一道工序,以钻Φ10mm孔为例,计算其时间定额:
A.机动时间
经查加工手册可得钻孔的计算公式为
t=(l+l1+l2)/fn
式中l1=(D/2)×
cotKy+(1~2),
l2=1~4,这里取2,
l=20,l2=2,f=0.3,n=1700,
l1=(10/2)×
cot(30°
/2)+1=5.83
t=(20+5.83+3)/0.3×
1700min=0.057min
Tb=2t=2×
0.057min=0.1134min
B.辅助时间
经查加工手册可确定
开停车0.04min
升降钻杆0.04min
主轴运转0.03min
清除铁屑0.07min
卡尺测量0.30min
装卸工件时间取1min
所以辅助时间
Tα=(0.04+0.04+0.03+0.07+0.3+1)min=1.48min
C.作业时间
TB=Tb+Tα=(0.1134+1.48)min=1.5934min
D.常量工作场地时间Ts
由文献<
7>
取α=5%,则
Ts=TBα=1.5934×
5%min=0.0797min
E.休息与生理需要时间Tr
取β=5%,则
Tr=TBβ=1.5934×
F.单件时间
Tp=Tα+Tb+Ts+Tr=(1.48+0.1134+0.0797+0.0797)min=1.8325min
二设计任务及具体方案
1设计任务
1.对工序中的第二步加工距离轴心为40mm的
的通孔工步而设计的夹具。
(钻床)
2.第三步中加工距离轴心为
的平面的工步进行专用夹具设计。
(铣床)
2定位方案
定位分析:
钻通孔技术要求限制x,y,z,三个方向的转动x,y,两个方向的移动
铣平面需要限制
5个方向的自由度。
定位元件:
工序二:
1.用长心轴通过中心直径为
,限制
4个方向;
2.由于零件为回转体,x方向转动自由度不易限制,故采用钻模板与夹具配合来确定孔的位置
工序三:
1.用长销小平面组合体通过中心直径为
3.用菱形销配合长销来限制
方向。
4导向方案
在钻孔时在上压板中设置钻模板来为钻头导向,及调整加工位置。
在铣夹具体支承底座的竖壁上表面设立突起结构,以引导刀具调整加工位置。
4.夹紧方案
钻孔时:
采用下支撑面与上压板夹紧,用紧固螺母与螺杆配合来沿x方向夹紧工件,
夹紧力与主要定位基准面不垂直,但能保证夹紧,由于采用开口垫片配合,更能
方便装夹与拆卸,适合大量生产。
铣平面时
采用带螺纹短轴,紧件压桶,紧固螺母配合来沿
方向夹紧工件。
虽然加紧方向不垂直于主要定位基准面,但方便紧固,在保障功能的前提下,能减少劳动时间。
5.分度盘的设计
由于需要加工的孔是均布在圆周上的三个孔,如果每次都拆卸下来重新安装定位加紧会浪费很多时间,所以我设计了一个简易的分度机构。
无需拆下工件,拉开分度盘的手拉式定位销后,转动分度盘,即可实现钻削位置的切换,放开定位销后就可以继续加工,能提高生产效率。
6.切换盘设计定位
由于需要加工的面是均布在圆周上的三个平面,如果每次都拆卸下来重新安装定位加紧会浪费很多时间,所以我设计了一个定位切换盘结构。
无需拆下工件,打开定位盘的紧固螺母后,即可实现铣削位置的切换,拧紧后就可以继续加工,能提高生产效率。
7.夹具体设计
夹具体须将定位、导向、夹紧装置连接成一体,并能正确地安装在机床上。
7.夹具总装配图
钻孔装配:
铣平面装配:
三夹具精度分析
1.误差分析
在机床上使用夹具加工一批工件时,影响工件加工精度的误差因素有:
1.定位误差
2.安装误差
3.夹具误差
4.加工方法误差
工件在夹具中加工时,总加工误差为上述各项误差之和。
由于上述误差均为独立随机变量,应用概率法叠加,因此保证工件加工精度的条件是:
即工件的总加工误差
应不大于工件的加工尺寸公差
。
为保证夹具有一定的使用寿命,防止夹具因磨损而过早报废,在分析计算工件加工精度时需要留出一定的精度储备量
因此将上式改写为:
或
时,夹具能满足工件的加工要求.
值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值
确定是否合理。
2.定位误差计算
分析工件位置知,工件的定位基准为中心孔心,孔在长销轴上的定位为支承定位的形式,二工序加工孔与三工序加工平面的定位误差由定位基准与工序基准不重合造成的,属于基准不重合误差,与销轴直径无关。
工序尺寸方向与固定接触点和销子中心连线方向相同,则其定位误差为
四.课程设计心得
静静地完成这几乎是最后一步,不敢想象这是一种什么样的感觉,只知道马上就轻松多了,大学里所剩不多的几个课程设计。
说实话。
课程设计真的有点累,然而当我们着手清理自己的设计成果时,慢慢回味着3周的心路历程,一中少有的成功喜悦即刻使倦意顿消,虽然这是我们刚学会走完的第一步,也是人生的一点小小的胜利,然而他令我们感到自己成熟了许多,有了一番别样的感悟。
作为机械设计制造及自动化大四的学生,觉得能做这样的课设是十分有意义的。
在过去我们大多数接触的是专业基础课。
我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面,但如何去面对现实中的各种机械设计?
如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢?
这类似的大作业就为我们提供了良好的实践机会。
通过课程设计,我们深深的体会到,干什么事都必须耐心、细致,课程设计过程中,许多计算有时不免令人感到有些心烦意乱,只要一出错,我们就不得不重新计算,甚至改变工艺方法、流程,这教会了我们一种高度负责,认真对待良好的习惯。
此外,这次课程设计使我们获得了一次难得的磨练,短短的三周的课程设计,使我们发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏,自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足,几年来学习了那么多的课程,今天才知道或许自己的单一某门课会用,可一旦综合起来,却不是那么的熟练,为此我们查阅了很多次课程设计书和指导书。
为了让设计更加完善,更加符合工程标准,一次次翻阅机械设计书,向老师请教,最终,在我们全体组员的团结努力和老师的悉心指导下,较为圆满完成了本次课程设计。
这次课程设计我们最大的收获就是对团队的认识,一个团队的成功需要团队里的每一个人做好自己的事情,情形不好的时候可以互相鼓励,累了的时候可以继续坚持,买下了一颗颗晶莹的汗水,除了成功收获的更重要的是友谊,我们每一个人都能深深地感受到这一点。
课程设计使我们对生活的信念更加坚定,也让我们再一次在脸上写满了笑容,前面的道路还很长,每一次小的成功和失败都不应该长久的停留,没有到达最终的目标,只能一路前进,回想昨天,已成往事,而我们还要去创造更加美好的明天,把握一下今天吧,这种很悠闲的生活很容易使一个人腐化,就像是那种生了绣的钢铁,一路向前,飞翔蓝天。
五.参考文献
[1]艾兴、肖诗纲编.切削用量简明手册(第3版).北京:
机械工业出版社,2000
[2]李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京:
机械工业出版社,1999
[3]杨叔子主编.机械加工工艺师手册.北京:
机械工业出版社,2002
[4]孟少农主编.机械加工工艺手册.北京:
机械工业出版社,1992
[5]卢秉恒主编.机械制造技术基础(第3版).北京:
机械工业出版社,2008
[6]冯敬之主编.机械制造工程原理.北京:
清华大学出版社,2008
[7]于竣一、邹青主编.机械制造技术基础(第2版).北京:
机械工业出版社,2009
[8]孙丽媛主编.机械制造工艺与专用夹具设计指导.北京:
冶金工业出版社,2002
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