齿轮架零件的夹具设计Word下载.docx
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生产纲领:
一般为500-5000件(中批)
具体设计工作内容:
1、抄绘,分析零件的工作图,图幅为A3。
绘图时应充分利用计算机的功能,准确、迅速地绘制图形;
2、编制机械加工工艺规程,填写机械加工工艺及指定工序的工序卡,画工序流程图,图幅为A1;
3、设计、绘制夹具零件图,图幅为A3;
4、设计、绘制指定工序的夹具装配图,图幅为A2;
5、撰写设计说明书一份。
三对零件工作图的分析:
1、抄绘零件图
通过抄绘工作图,了解零件的尺寸、结构和精度、粗糙度、热处理、设计基准等技术要求,结合分析零件所在部件的装配图,深入了解零件的功用和工作条件,找出主要加工表面和关键技术要求;
2、齿轮架材料为QT60-2,生产类型为中批,毛坯用铸造加工,初步即可形成外圆角。
齿轮架零件中对
圆柱面的粗糙度,精度最高。
对该圆柱面加工应为粗车——半精车——精车。
同时加工该圆柱左部-加工要求为
的平面。
需要铣的平面有一圆面和一平面。
精度要求均为
,都要求精铣,另有一键槽,加工要求为
,只需粗铣(图如工序简图)。
钻孔较多,工孔
要与气缸体配较要求
,钻孔均采用立式钻床。
另有一车床平面跳动要求
和一垂直度要求
。
如下图:
四选择毛坯:
机械加工常用的毛坯有铸件,锻件,型材件,焊接件等。
选用时应考虑以下因素:
1,零件的材料及其力学性能.
2,零件的结构形状和尺寸.
3,生产类型.
4,车间的生产能力.
5,充分注意应用新工艺,新技术,新材料.
零件材料已给定为QT60-2,工艺设计按照零件的已知条件如材料,批量,尺寸,形状,精度及粗糙度要求等确定。
QT60-2表示球墨铸铁抗拉强度60公斤力/㎜2,延伸率为△=2%,其硬度为HRC197-269,具有较高的强度、硬度和耐磨性,但塑性、韧性较差。
热加工采用淬火,以减小内应力,毛坯只铸造出大致外形,反映凸台、圆台及一些外倒角,精度低,毛坯要留出加工余量(毛坯图如零件毛坯图)。
五确定表面加工方案:
按照零件各表面的技术要求,查询资料,选择各表面的加工方案,确定各表面的粗、半精及精加工等方法,以及有关的热处理方式。
1、加工圆柱面:
圆柱面精度要求为
,精度要求非常高,所以所需工序为粗车→半精车→精车三道工序,以达到所需精度要求。
考虑夹具在车削圆柱面时,顺带加工圆柱左面加工精度要求也较高的平面(此时采用卧式车床);
2、铣平面:
由于精度要求为
,则也要求粗铣→半精铣→精铣;
3、铣圆面:
根据精度对照表
为精度要求的3.2~1.6,则该圆面也需经过精铣,考虑到零件结构,采用立式铣床;
4、钻孔
3个,钻后刮平
,采用立式钻床;
5、钻工螺孔M10钻22攻18
钻孔15攻12
钻孔5
以上三种都用立式钻床;
6、铣键槽。
六选择定位基准:
在最初的零件加工工序中,只能选用毛坯的表面进行定位,这种定位基准称为粗基准。
在以后各工序的加工中,可以采用已经加工的表面进行定位,这种定位基准称为精基准。
由于粗,精基准用途不同,在选择时所考虑的侧重点也不同。
确定基准时除了考虑满足有关的基准选择原则外,还要考虑怎实现所选择的基准,要确定各工序的定位及夹紧方式,夹压位置和夹紧力作用方向;
要考虑定位精度要求,当工序定位基准与工序基准不重合时,要进行工序尺寸换算,分析定位误差。
1、确定粗基准:
在粗铣上平面时,圆端面作为加工时的粗基准。
2、确定精基准:
在加工
圆柱面时,由于表面精度要求高,须进行精车,此时选择左平面为精基准,进行平面定位,限制三个自由度,下圆柱面用V形块定位,限制2个自由度。
七拟定加工工艺路线:
工艺路线的拟订是制定工艺规程的总体布局,包括:
选择定位基准,确定加工方法,划分加工阶段,决定工序的集中与分散,加工顺序的安排,以及安排热处理,检验及其他辅助工序(去毛刺,倒角等)。
它不但影响加工的质量和效率,而且影响到工人的劳动强度,设备的投资,车间面积,生产成本等。
因此,拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步,必须在充分调查研究的基础上,提出工艺方案,并加以分析比较,最终确定一个最经济合理的方案。
一般要拟定2-3种备选工艺路线进行比较,至少要对重要工序提出几种方案进行分析比较,选定比较合理的路线。
具体做法和要求:
定位基准的使用,变换顺序大致确定了各表面的加工顺序,注意基面先行等原则;
划分加工阶段,不能一次完成一个表面的全部加工;
适当选择热处理工序和检验工序;
划分加工工序、工步;
选择工序集中或工序分散,说明选择时遵循的原则;
各工序的节拍要基本平衡。
齿轮架加工工序如下:
粗铣平面
粗车圆柱面
半精铣,精铣平面
半精车,精车圆柱面
铣圆台面
钻3孔
钻孔M10钻22攻18
钻孔M10钻15攻12
铣键槽
钻孔
八确定加工余量:
在切削加工时,为了保证零件的加工质量,从某加工表面上所必须切除的金属层厚度,称为加工余量。
加工余量分为总余量和工序余量两种。
在由毛坯加工成成品的过程中,毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差,称为总余量(毛坯余量),既某加工表面上切除的金属层厚度。
完成一道工序时,从某一表面上所必须切除的金属层厚度,称谓该工序的工序余量,既上工序的工序的工序尺寸与本工序的工序尺寸之差。
确定工序尺寸、工序余量、公差及毛坯尺寸
1、查阅资料,确定各种加工方法的经济加工精度,基本余量;
2、对与其它尺寸无关联的独立工序尺寸,可以从零件图的设计尺寸起,依次加上(对外尺寸)或减去(对内尺寸)各工序余量得到工序尺寸,公差值按经济精度确定,公差带带位置按“入体原则”确定;
3、对相互关联,存在基准换算的工序尺寸要解算工艺尺寸链,保证
各工序的加工余量既满足,又最小;
4、最后确定各表面的总加工余量及毛坯尺寸,经查表计算得加工余量如图:
铣平面:
铣圆面:
九选择工艺装备:
确定工序所用设备及工艺装备
1、根据零件加工精度、表面质量、零件的外形轮廓及夹具尺寸、零件的生产类型等因素选择机床;
2、优先选用通用夹具,必要时要选用专用夹具;
3、根据被测参数、生产纲领、零件精度等选择量具及测量方法,量具要以规格和精度两方面满足测量要求,一般采用单项测量,当批量大时可以采用相对测量;
齿轮架零件加工中,铣削加工都是采用立式钻床;
在车削圆柱面时,考虑定位及夹紧利于车削,采用卧式车床。
例如:
钻M8孔选择立式钻床
由于齿轮架是中批生产,故应选用外径直接压入钻模的固定钻套,而钻模也应选用固定钻模,其直径很小,钻削力扭矩不大,可用人力挡住钻模,介于以上原因,钻模板也应选择固定钻模板,其选择原则是:
当钻套直接装在整体钻模上致使夹具体内部加工不方便时,应采用单独制造的安装在夹具体上的固定钻模板,为防止在使用过程中移动,除用螺钉联接外,还要用定位销以保持钻套对定位元件的准确位置。
4、夹具的选择
夹具体使用铸造的方法制成盒式结构,其夹紧机构应用单螺旋夹紧。
十.夹具设计的要求:
夹具设计时,应满足以下的主要几点:
1)夹具应满足零件加工工序的精度要求。
特别对于精加工工序,应适当提高夹具的精度,以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。
2)夹具应达到加工生产率的要求。
3)夹具的操作要方便,安全。
4)能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。
5)要适当提高夹具元件的通用化合乎标准化程度。
6)具有良好的结构工艺性,以便于夹具的制造,使用和维修。
十一.夹紧力的计算:
如上图:
Fz×
19-F×
19≠G×
3=0
=>
F=3G/19+Fz
其中Fz为钻削力,F为夹紧力,G为工件的重量
十二夹具零件的选择:
经查资料得以下零件的技术要求:
1、固定钻套GB2262-80
材料:
T10A
热处理:
20渗碳深度0.8~1.2㎜HRC58-64
2、钻套用衬套GB2263-80
20渗碳深度0.8-1.2㎜HRC58-64
3、活节螺栓GB798-76
35
螺栓M10×
70
4、圆头螺钉GB65-76
A3
螺钉M8×
50螺钉M8×
30表面处理:
氧化
5、垫圈GB97-76
垫圈10热处理:
HRC44-50
6、弹簧垫圈GB93-76
65Mn
表面处理:
7、平压板GB2183-80
45
HRC35-40
压板20×
200
8、六角头支承GB2227-80
全部HRC40-50
M10×
25
9、六角头螺栓GB21-76
10、V形块GB2208-80
20
渗碳深0.8-1.2㎜HRC58-64
N=42㎜V形块
11、定位销
T8
淬火、回火HRC58-64
12、六角头螺母GB51-76
螺母M10表面氧化
HRC30-35
13、夹具体:
外框196×
130×
140
内框166×
100×
110
十三选择切削用量及切削力:
1、切削用量的选择:
选择切削用量是要选择切削用量三要素的最佳组合,在保持刀具合理耐用度的前提下,使ap、f、v三者的乘积值最大,以获得最高的生产率,故首先要选取尽可能大的背吃刀量,其次根据机床动力和刚性限制条件或已加工表面粗糙度的要求,选取尽可能大的进给量,最后利用切削用量手册选取或者用公式计算确定切削速度。
2、切削力的合力及分力
切削力的合力及分力
Fz——主切削力或切向力
Fy——切深抗力,或称轴向力、吃刀力
Fx——进给抗力,或称轴向力、走刀力
Fr=
切削功率
Pm=(FzV+Fxnwf/1000)×
10-3KW
≈FzV×
切削力的经验公式:
Fz=CFz·
apxFz·
fyFz·
VnFz·
KFz
Fy=CFy·
apxFy·
fyFy·
VnFy·
KFy
Fx=CFx·
apxFx·
fyFx·
VnFx·
KFx
CFx、CFy、CFz为决定于被加工材料和切削条件的系数
KFx、KFy、KFz为修正系数
xFz、yFz、nFz等为ap、f、V的指数。
十四确定工时定额:
时间定额是在一定的技术、组织、条件下制定出来的完成单件产
品或某项工作所需的时间;
时间定额是计算产品成本和企业经济核算
的依据之一,也是新建或扩建时决定设备和人员数量的重要依据。
时
间定额必须正确确定,应该具有平均先进水平,过高或过低的定额都
不利于促进生产。
单件时间定额的计算公式:
Td=Tj+Tf+Tfw1+Tfw2+Tx
基本时间Tj和辅助时间Tf之和为工序时间Tg
Tg=Tj+Tf
辅助时间可由定额表中查出。
工作地点技术服务时间Tfw1与工序时间百分比为1-7%;
工作地点组织服务时间Tfw2与工序时间百分比为1-1.7%;
休息及身体需要时间与工序时间的百分比约为2%。
综上所述,单件时间定额的公式可写成如下形式:
Td=Tj+Tf+(Tj+Tf)a/100+(Tj+Tf)B/100+(Tj+Tf)r2/100
=(Tj+Tf)(1+(a+b+r2)/100)
成批生产时加工一批零件的总时间为:
TP=TdP+Tz
单件总时间定额Th则为:
Th=TP/P=Td+Tz/P
十五.小结:
通过这为期半个学期的毕业设计,我收获良多。
回想这段时间的
作,简直可以用一个字来形容,那就是“累”。
首先,我所设计的零件很复杂而且形状也不规则,这使本来就
很大的工作量变得更大了,以致于我每天都要看书,查阅大量的资
料,毫不懈怠,希望能按时完成毕业设计的任务。
不过,任何事物都
具有两面性,虽然我们工作很累很辛苦,但是我们从中学到了很多东
西,查漏补缺,也弥补了过去所学知识的缺陷和不足,更加完善了自
己,提高了自己。
由于毕业设计的涉及面广,牵扯到的知识很多,在设计的过程中必
然要翻阅很多的资料和工具书,这就需要我们到图书馆去借阅资料,
再一次锻炼了我们查阅资料和自觉学习的能力。
更重要的是,在设计
的过程中综合运用了以前所学的相关知识,这是一次很好的复习机
会。
通过对知识的综合运用,融会贯通,巩固和加深了知识,也达到
了温故知新的目的。
同时,这次设计也给了我一个实践的机会。
以前我们所学得知识都
来源于书本上的条条框框,学得是前人的经验,不是自己切身体会的
东西,枯燥无味。
现在运用到实践中去,指导实践,学以致用,觉得
很有意义,也使我对学习和探索新知识、新领域产生了浓厚的兴趣。
总之,这次设计我收益匪浅,很好地得到一次锻炼。
作为我人生中
的一次重要经历,我会永远铭记于心。
最后提两点小小的、不成熟的
建议:
第一,希望老师能多给我们实践锻炼的机会;
第二,由于工作
量大,希望老师能多给我们上机画图的机会。
十六参考书目:
1、《机床夹具设计》
2、《机械制造工艺与夹具设计指导》
3、《机械制造工艺课程设计简明手册》
4、《机械制造工艺过程》
5、《机床夹具手册》
6、《机床夹具结构图册》
7、《金属机械加工工艺人员手册》
8、《制图标准》
9、《机械零件设计手册》
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- 齿轮 零件 夹具 设计