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分析零件,各加工表面均为Ra1.6m,因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上余量值即可。
图2:
根据零件尺寸计算的毛坯尺寸
三、零件的加工工艺设计
1、定位基准的选择
本零件是不规则多孔零件体,其右端面是设计基准(亦是装配基准和测量基准),为了避免由于基准不重合而产生的误差,应选右端面为定位基准,即遵循“基准重合”的原则。
2、零件表面加工方法的选择
本零件有平面、内孔、外圆柱面、螺纹等加工,材料为45。
以公差等级和表面粗糙度要求,参考本指南有关资料,其加工方法选择如下:
(1)、右端面
右端面为精基准加工其它表面,表面粗糙度为Ra3.2,加工方法为先粗车后精车。
(2)、左端面
未注公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3,由于毛坯上已经铸造出孔留出加工余量,所以选择先扩孔再铰孔即可达到要求。
(3)、2-6孔
未注公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra3.2,只需用6mm麻花钻直接在其位置钻孔即可。
(4)、12
公差等级为IT6,表面粗糙度为Ra1.6,加工方法可采用粗车——精车——精磨。
(5)、14
这两个孔用于联接油管,用于输通油液,密封性需要比较高。
连结部分采用螺纹联接。
由于毛坯中这两孔是铸为实心,所以此部分的加工为先锪沉头孔,然后在其位置钻13孔,接着扩孔到14深13mm。
3、拟订工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使其零件的几何形状,尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领中已经确定为成批生产的条件下,可以考虑采用通用机床配以专用夹具,除此之外,应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
滤油器体加工包括各圆柱面、孔及端面的加工。
按照先加工基准面及先粗后精的原则,该零件加工可按下述工艺路线进行。
工序ⅰ机器砂型铸造毛坯;
工序ⅱ检验,清砂;
工序ⅲ热处理;
工序ⅳ粗车外圆;
工序ⅴ粗车左端面;
工序ⅵ粗车右端面;
工序ⅶ扩6孔;
工序ⅷ扩2-4孔;
工序ⅸ扩10孔;
工序ⅹ精车外圆。
工序ⅹⅰ锪平26;
工序ⅹⅱ精车内孔10;
工序ⅹⅲ精车内孔13;
工序ⅹⅳ锐边倒角。
工序ⅹⅴ检验。
4、工艺方案的比较与分析
四、是分散工序,工艺安排合理,能满足用通用机床加工并达到精度的要求,除了选择万能性通用机床加工外,还要设计一些专用夹具,提高加工要求和质量工序设计
1、选择加工设备与工艺装备
(1)、选择机床
根据不同的工序选择机床。
1工序ⅰ、ⅱ、ⅲ
属于备坯阶段,不属于切削加工,由专门的车间负责。
2工序ⅸ
粗车左端面,选用卧式车床就能满足要求。
本零件外廓尺寸不大,精度要求不是很高,根据工厂内的现有设备一般最常用CA6140型卧式车床加工。
3工序ⅴ
先锪30内孔面,再扩38内孔,精度要求不高,选用立式钻床进行加工。
4工序ⅵ
粗车48外圆柱面,在切退刀槽。
加工中需要换刀具,刀架最好是换位的,所以选择CA6140最经济。
5工序ⅶ
铰38内孔,内孔倒角,选钻床进行加工。
6工序ⅷ
精车48外圆,选用CA6140进行加工。
7工序ⅸ
钻3-9通孔,由于是通孔,刀具进给深度可以不严格控制,在其位置钻通孔即可。
选用立式加工中心,只要在专用夹具上设计好对刀块,然后执行程序就可以加工出3个9通孔了。
8工序x
磨左端面,表面粗糙度Ra1.6mm,没有要求与中心线的垂直度,所以选用普通的端面磨床即可加工达到要求。
9工序ⅹⅰ、ⅹⅱ
加工进(出)油口孔,选用摇臂钻床进行加工。
10工序ⅹⅳ
精磨48外圆,公差等级为IT6,表面粗糙度为Ra1.6mm,精度要求比较高,所以这里选用外圆磨床进行加工。
(2)、选择夹具
工序ⅳ选用三爪自定心卡盘。
工序ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ、ⅸ、ⅹ、ⅹⅰ、ⅹⅱ、ⅹⅳ都选用专用夹具。
(3)选择刀具
根据不同的工序选择刀具。
在车床上加工的工序
一般选用硬质合金车刀。
切刀槽宜选用高速钢。
为提高生产率及经济性,应选用可转位车刀架。
在钻床上机加工的工序
麻花钻,锪头钻,倒孔钻等。
(3)选择量具
1加工部分的量具
工序ⅳ卡尺;
工序ⅴ卡尺;
工序ⅵ卡尺;
工序ⅶ卡尺;
工序ⅷ卡尺;
工序ⅸ卡尺;
工序ⅹ卡尺;
;
工序ⅹⅰ卡尺,螺纹塞规;
工序ⅹⅱ卡尺,螺纹塞规;
工序ⅹⅳ千分尺。
2检验部分的量具
检查内容测量工具
砂眼、清砂是否干净、裂缝观察表面及磁力探伤;
轴向尺寸卡尺;
外圆径向尺寸外径千分尺;
角度角度卡尺;
孔内径内径千分尺;
检查粗糙度专用仪器;
检查配合表面精度专用仪器。
确定工序尺寸
根据各原始资料及制定的零件加工工艺路线,采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量,中间工序公差按经济精度选定,上下偏差按入体原则标注,确定各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:
“手柄套”零件材料为45,毛坯的重量约为1.1千克。
生产类型为中批或大批,采用机械砂型铸造毛坯。
(1)、确定圆柱面的工序尺寸
38,30,11,3-9由于无特殊加工精度等,在满足其表面粗糙度的条件下直接钻孔或扩孔来完成。
外圆柱面46h6和46:
46粗糙度为Ra6.3,精度等级为IT14,考虑其长度为14mm,因为砂型铸造等级为IT14左右,能满足加工需求,因此直接铸造成型。
48h6所需精度要求高,需进行粗车—精车—精磨。
精车此时直径余量为0.9mm,精磨此时直径余量为0.1mm,剩下的粗车时直径余量为52.4-48-0.9=3.4mm,能满足加工要求,考虑48h6长度为40,精度等级为14,由铸造直接完成。
48h6的外圆柱面的加工余量表如下。
表3:
48h6外圆柱面的加工工序尺寸(单位:
mm)
工序名称
工序双边余量
工序公差
工序基本尺寸
工序尺寸及公差
精磨
0.1
IT6(0-0.016)
48
精车
0.9
IT7(0-0.025)
48.1
粗车
3.4
IT11(0-0.160)
49
毛坯
F(0-3.6)
52.4
(2)确定轴向工序尺寸
如图4所示,图中尺寸均未标注公差,均按毛坯公差等级确定为IT14.
图4:
工序轴向尺寸
L2工序尺寸按L1的工序尺寸确定。
粗车余量为2.8mm,工序尺寸为102.5mm,粗糙度精度为Ra6.3;
精磨端面余量为0.5mm,工序尺寸为102mm,粗糙度为Ra1.6。
L3和L4由铸造直接完成,L3=40mm,L4=14mm。
L6由锪30孔工序一次加工,L6=70mm。
L5由第一次扩38孔完成,L5=65mm。
五、夹具的设计
本夹具是工序XI的专用夹具,所设计的夹具装配图如附图3所示,夹具体零件图如附图4所示。
有关说明如下:
1、工件的定位
(1)、定位方案
(2)计算定位销尺寸
(a)(b)
图7:
定位销
一、安全评价38孔选用圆柱销定位,9孔选用菱形销定位。
下面只计算定位销的配合尺寸,其余尺寸按标准查表。
、确定两销中心距
按IT14查表,得9孔的公差为0.36mm,38孔的公差为0.62mm。
取孔的中心偏差等于孔的公差的1/5,则9孔的中心偏差为,38孔的中心偏差为。
那么两孔中心距偏差为。
两孔偏差较大,那么两销中心距的偏差为。
3.不同等级的环境影响评价要求、确定圆柱定位销直径尺寸
取
另外,故障树分析(FTA)和日本劳动省六阶段安全评价方法可用于定性、定量评价。
、确定菱形销宽度b和B值
如图7(b)所示的菱形销。
查表可得
b=4mm,B=7mm
计算菱形销的直径尺寸
取偏差为g6,查表得mm
上述式中的:
2、夹紧装置
入图8所示,这是专门设计的夹紧元件。
参见夹具装配图,把夹紧元件套入零件的外圆柱面,然后顺时针旋转将套筒的两翼卡入夹具体的契形口中,契形口是按一定角度设计的,可让两翼受力时产生摩擦力而自锁,达到夹紧作用。
(3)环境影响评价中应用环境标准的原则。
图8:
契形双翼套筒
(3)总经济价值的组成。
我们可以用下式表示环境总经济价值的组成:
3、
4、定性评价方法有:
安全检查表、预先危险分析、故障类型和影响分析、作业条件危险性评价法、危险和可操作性研究等。
定位误差分析
如图6所示。
4.选择评价方法所加工的是11斜孔,本工序加工要求保证的位置精度主要是11孔中心线与沉头孔平面的交点到左端面A的尺寸。
由于左端面A是主要定位基准,那么定位基准与工序基准重合;
由于定位副制造误差引起的定位误差是受两定位销影响的;
在左端面A平面方向移动的定位误差由38圆柱销确定,由于圆柱销与38孔为过盈配合,所以。
绕端面A的垂直线旋转方向的定位误差由9菱形销确定,9孔的尺寸为,菱形销为mm,那么。
由上述得,由三角函数关系换算成尺寸方向得。
那么,该方案的定位误差小于该工序尺寸制造公差087mm的1/3(),该定位方案可行。
第1页
5、对刀装置
如装配图所示,由专用夹具的定位与夹紧,11变为竖直孔,只要让钻头竖直进给加工就可以了。
(1)环境的使用价值。
环境的使用价值(UV)又称有用性价值,是指环境资源被生产者或消费者使用时,满足人们某种需要或偏好所表现出的价值,又分为直接使用价值、间接使用价值和选择价值。
由于零件是斜着安装到夹具上的,为了方便装卸工件,把钻模板设计成铰链翻开式的。
已知生产类型为中大批量生产,而且钻好11孔后好要进行扩孔与攻丝,就需要更换刀具,所以选用快换钻套比较合适。
6、夹具体
工件的定位是由夹具体的斜面和两个可换定位销连接起来的。
然后通过双翼套筒卡在夹具体的契形口里实现夹紧。
通过钻模板连接套筒和夹具体,实现对刀。
这样该夹具便有机连接起来,实现了定位、夹紧、对刀等功能。
7、结构特点
该夹具结构简单,操作方便。
自锁实现的,而钻模板用铰
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