工艺及夹具的改进

工艺及夹具的改进（共7篇）

工艺及夹具的改进 篇1

前言

在具有一定规模的加工齿轮的专业厂家进行教师顶岗培训, 在培训期间, 自己亲自参与了该厂进行的针对带孔齿轮轴精磨内孔的工艺、夹具的改进。该厂主要加工柴油机齿轮、拖拉机齿轮、纺机齿轮、汽车齿轮、外贸齿轮等, 加工齿轮模数范围从1~6mm;加工的齿轮品种繁多, 齿轮结构形形色色, 从盘类齿轮到轴类齿轮应有尽有, 其中轴类齿轮又有实心齿轮轴、空心齿轮轴、或一端带有内孔的齿轮轴等等;一般来说轴类齿轮热处理后都需精加工轴承档, 实心齿轮轴比较简单, 只需外圆磨双顶尖磨加工即可, 而对于空心齿轮轴及一端带有内孔的齿轮轴, 多了内孔轴承档, 所以外圆轴承档精加工后还需以外圆轴承档为基准来精加工内孔轴承档, 以保证在齿轮精度范围内, 外圆与内孔的同轴度。

1 改进前的工艺及夹具

对于空心齿轮轴及一端带有内孔的齿轮轴, 工艺流程大致是:锻造→正火→粗车→精车→齿形加工→铣键槽→热处理→校调→修研中心孔 (或60°孔口角) →磨外圆→磨内孔→磨齿;在磨内孔时以前采用外圆磨好后, 再在万能外圆磨床上用三爪 (或四爪) 卡盘夹紧, 搭中心架于磨好的外圆上校调外圆, 磨内孔, 显然这样做, 生产效率太低。

1.1 图1是该公司为南汽变速箱加工的变速箱第一轴。

改进前, 原工艺为φ17和φ35外圆磨好后, 再在万能外圆磨床上用三爪卡盘夹紧φ17外圆, 搭中心架于φ35外圆上, 校正φ35外圆, 磨右端φ38内孔, 如图2所示。

1.2 为常州东风集团配套的DF450.

37.120轮拖变速箱中间轴是450系列产品中加工工序最长的一个产品且加工难度也较大, 主要是端面φ80孔磨孔工序比较困难 (见图3) 。

改进前, 原工艺为:φ70和φ40外圆磨好后, 再在万能外圆磨床上用三爪卡盘夹紧, 搭中心架栏φ70外圆上, 校正φ70外圆, 磨端面φ80孔 (见图4) 。工效实在太低, 每班只能磨20只工件左右, 加上辅助时间, 实际每只工件需要20分钟时间。

2 改进后的工艺及夹具

2.1 图5为南汽变速箱加工的变速箱第一轴经工艺改进后, 采用下图磨孔夹具, 定位联接座 (夹具体) 与内圆磨主轴法兰相配, 工件以φ17和φ35外圆及φ35外圆端面定位, 与定位联接座内的固定衬套相配, 加衬套的原因是为了定位元件磨损后, 只需更换小件衬套, 而不需更换大件夹具体, 工件通过夹紧螺母夹紧于右端面。

2.2 为常州东风集团配套的DF450.37.120轮拖变速箱中间轴对原工艺进行了大胆的改进, 并专门自制了一种新改进的磨孔夹具。 (如图6所示)

经改进后, 以已磨φ70外圆定心, 已磨台阶端面定位压紧端面, 磨端面φ80孔, 该工艺方法及磨夹具原设计在M2110A内圆磨床上使用, 由于M2110A内圆磨床刚性不够, 磨加工速度很低, 达不到生产进度的要求, 根据这种情况将其工艺方法及磨夹具改在M2120A内圆磨床上使用, 解决了M2110A内圆磨床刚性不够的问题, 同时对该磨夹具的传统结构也进行了改进, 原结构为用圆螺母压紧端面, 由于该工件的齿轮外圆为φ138.768。这样圆螺母设计就太大, 不仅不能完全压紧工件, 而且操作时圆螺母难以对好外螺纹, 又增加了旋紧时间及劳动强度, 为此把传统结构改为翻递式的压紧装置, 从而解决了以上传统结构的缺点。

3 改进前后性能比较

3.1 变速箱第一轴工艺改进前后其优缺点比较。

3.1.1 改进后优点为:

(1) 不需每只工件都要校正, 即减少了辅助时间;

(2) 操作简便, 降低了劳动强度;

(3) 生产效率非常高。

3.1.2 改进前其缺点为:

(1) 每只工件都要校正, 即辅助时间增加;

(2) 生产效率非常低, 劳动强度较大。

3.2 DF450.37.120轮拖变速箱中间轴工艺改进前后优缺点比较。

3.2.1 改进后优点为:

(1) 不需每只工件都要校正, 即减少了辅助时间。

(2) 操作简便, 减少了旋螺母的时间, 且降低了劳动强度。

(3) 生产效率非常高, 每班可加工80只工件, 即每只工件实际只需5分钟, 比原工艺方法提高4倍。其经济效益显而易见:按每只工件磨孔节约15分钟计, 每班可节约1200分钟, 即20个工时, 这样每月可节约1500元左右;提高了生产效率, 降低了生产成本, 为此类产品加工找到了捷径, 提供了有益的经验。

3.2.2 改进前缺点为:

(1) 每只工件都要校正, 即辅助时间增加;

(2) 生产效率非常低, 劳动强度较大。

3.3 加工后精度对比:

采用夹具磨内孔后, 孔的位置精度即同轴度、全跳动与搭中心架磨下来的孔的位置精度几乎一样, 但尺寸、形状精度高于搭中心架磨下来的内孔, 这是因为, 搭中心架处的外圆如有圆 (柱) 度误差, 将直接反映到磨下来的内孔也会有圆 (柱) 度误差。

4 结论

带孔齿轮轴磨内孔工艺从以前搭中心架, 百分表找正, 到现在通过夹具来加工, 提高了生产效率, 降低了劳动强度, 同时也提高了加工精度, 具有很好的推广性, 但此类磨孔夹具对长的带孔齿轮轴就不适应了, 因工件长度太长, 夹具体的刚性就不够了, 只能仍然采用搭中心架磨削内孔。

参考文献

[1]王先奎.机械制造工艺学.北京:机械工业出版社, 1994.

[2]成大先.机械设计手册 (第2卷) .北京:化学工业出版社, 2008.

[3]机械加工工艺手册 (第3卷) .北京:机械工业出版社, 1998.

工艺及夹具的改进 篇2

柴油机机体的上、下粗铣加工历来是机体加工的重要工序之一,且为第一道工序。由于零件在铸造中的错箱、涨箱,表面全为毛坯面,加上因箱体结构复杂造成的形状不规则,缺乏合适的定位基面,所以在制定工艺方案时,必须进行认真的分析,并对零件进行工艺性审查,必要时还要对产品设计部门提出工艺方面的要求,以便保证产品的工艺性、加工可靠性、经济性以及精度等方面的要求。

1 对原工艺方案的分析

1.1 原工艺方案

第一道工序粗铣机体上下面(如图1)主要定位面采用毛坯下平面定位,由于毛坯下平面不规则,故采用了1个固定支承及2个可调支承定位元件,限制了三个自由度Z、X、Y,以便在装夹时进行调整,使工件达到正确的位置,导向面采用机体毛坯右端面,定位元件采用固定板支承限制两个自由度Z、X,Y没有限制,必须在装夹时找正,加压点位置如图1。

由于下面为分箱面,故毛坯余量大表面凸凹不平,误差大。必须由操作人员在装夹定位时进行认真的调整找平,不仅耗费工时,且可靠性差。再加Y自由度没有限制,更给找正增加了麻烦。由加压点位置和工件形状分析可知,压紧采用了8个压板,下面四个压在翻边上,造成压板悬伸长,故整体来说加压刚性差,装卸不方便。

1.2 第二道工序如图2

主要定位面为加工后的平面,由定位块限制3个自由度:Z、X、Y,导向面由固定支承定位元件限制两个自由度Z、X,止推面由一个固定支承限位限制一个自由度Y,故达到了6点定位,使工件处于理想的定位位置,工件压紧方式如图,两端各采用一个宽头压板压在瓦口处,采取整体夹紧。

以上分析可以看出,如395、495机体用此工艺方案需用两道工序来完成上、下面的加工,需设计两套夹具及两台立式组合机床,而且第一道工序定位、调整、操作复杂,如铣偏及易给后工序造成相对位置偏差,形成废品。由于我厂395、495柴油机正处于新产品开发阶段,具体哪种产品具有主导地位及发展前途,必须由市场来决定。故设计时,为了节约新产品开发、技术准备的投入,必须尽量采用成组加工及适应多品种加工的需要。基于上述原因,又考虑我厂现有的卧式对铣组合机床,我们对原工艺方案进行了改进设计。

2 新工艺方案的分析

2.1 零件毛坯分析

根据对零件图样及对毛坯的实际分析、调研后可知,零件左侧为铸造下箱面,右侧为铸造上箱面两侧均没有合适的定位点,零件整体为薄壁结构,壁内含冷却水腔,仅两端和上、下面因有加工余量而壁厚较大,根据定位夹紧点的选择原则,定位夹紧点必须选在壁厚、变形小的地方及夹紧点尽量对准工件支承点或在支承面内,以减少夹压变形和震动,使零件获得较好的加工稳定性。

2.2 定位面的确定

本着定位准确、变形小,利于定位及夹紧的原则,又因机体侧面有翻边,较易选则导向面,所以选择零件的右侧面为主要定位面,翻边选为导向面,见图3。

2.3 定位点的选择

为减小定位误差,而铸造下箱变形小,稳定统一,定位精度高,故采用铸造下箱面定位,而机体侧壁内有水腔、壁薄,为防止夹紧变形,定位夹紧点必须选择在靠两端处,又考虑到到毛坯的误差,采用三个固定支承和一个可调支承的定位方式,这样即能可靠定位,又不产生过定位,且能使夹紧可靠。定位点的具体位置见图3。

2.4 夹紧点的确定

与定位点相对的侧面,定位夹紧方式如图3。为使方案获得实现,对定位夹紧在毛坯制造提出了以下要求:定位面必须改为铸造下箱,增加定位点的面积精度。

3 夹具的设计

3.1 对夹具的要求

(1)考虑到下一步发动机新产品的开发,该夹具必须能同时满足两种机体(395、495)的加工要求。

(2)按新工艺的要求,主要定位元件采用三个固定支承和一个可调支承,主定位块上应有网纹,以增大摩擦系数,保证定位稳定性,从而减小了铣削时的振动和切削力的影响。

(3)因工件过重,定位块摩擦系数增大,故人力难以使工件到达准确的位置,靠紧止推面,止推定位及夹紧应采用螺旋式机构,安装在支座上,考虑到制造方便,减少专用件的种类,防止工件因切削力过大产生工件偏移现象,左右支承采用相同结构,均带螺旋夹紧机构,即能定位又能夹紧。

(4)考虑到多产品开发的需要,且能减少资金投入,该夹具应能适当调整,同时满足395、495机体的加工故夹具底座长度按495机体的要求设计,加工395机体时只需将一侧的支座部件和定位块卸下再安装到预留的位置处即可。夹具简图如下图4:

3.2 技术经济分析

该工艺方案由原两道工序,采用两台立式铣床加工,改为一台卧式组合对铣加工,即实现了新产品生产的需要,又少占用一台机床,可节省投资20万元左右。且使用的夹具通过适当调整能满足两种机体的加工,节省技术设计、生产准备及制造费用八千元左右。

4 运用效果

工艺及夹具的改进 篇3

关键词：定位基准,夹具设计,加工工艺

1 零件的分析

工件为电机的一侧端盖, Φ55.58+0.02 0的孔是与轴配合的, 所以精度要求高。Φ900-0.02轴线以Φ55.58+0.020的轴线为基准具有同轴度要求, 因此, Φ900-0.02和Φ55.58+0.02 0应在一次装夹中完成以保证同轴度要求。

由零件图分可知, 工件上除114×114平面需要在铣床上完成, 4-Φ7和3-Φ9的孔要在钻床上完成以外, 其余工序均可以在车床上装夹并车削完成。工件所要求的表面粗糙度为R a=3.2m, 要分粗车和精车两部分完成关键表面的加工。

根据工艺要求, 工件为中批量生产, 尺寸精度和位置精度要求不严格, 所以工艺路线的设计和钻床专用夹具的设计应以提高生产率, 降低劳动强度为主。

2 工艺规程设计

2.1 确定毛坯及制造形式

考虑到零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击载荷, 因此应该选用45号钢锻造件, 以使材料具有足够的强度和韧性, 保证零件的加工精度和工作准确可靠。由于零件采用中批量生产, 根据零件图纸的技术要求, 零件精度要求较高, 并且轮廓尺寸不大, 故可选用模锻成型, 能保证零件的尺寸要求, 这从提高零件生产效率和加工精度考虑也是有利的。

2.2 基面的选择

毛坯及制造形式确定之后, 工艺规程设计首先要确定基面, 定位基面来确定工序定位基准, 基面选择正确合理, 可以提高零件生产效率和加工精度, 降低零件报废率, 使生产过程顺利进行。

2.2.1 粗基准的选择

粗基准的选择应以加工表面为粗基准, 保证待加工表面与不加工表面的相互位置关系精度, 对于轴类零件而言, 大部分以外圆作为粗基准, 根据零件图纸技术要求, 选择Φ124外圆表面作为粗基准, 就能满足零件的加工要求。

2.2.2 精基准的选择

精基准的选择主要是保证零件的加工精度和技术要求, 以及在装夹过程中简单、准确、可靠、迅速、方便, 尽可能采用基准重合和基准统一原则, 提高零件的加工精度和生产效率。

2.3 制定工艺路线

制定工艺路线应尽可能的使工序集中, 既能提高经济性, 降低生产成本, 并提高零件的几何形状、尺寸、位置精度及生产效率, 增强工件的刚性, 合理制定工艺路线, 充分利用设备使用率, 便于安排工件热处理工序, 及时发现零件内部组织缺陷, 减小报废率, 缩短加工工时。

2.3.1 工艺路线方案一

工步1车Φ90mm的端面;

工步2粗车Φ90mm的外圆;

工步3精车Φ90mm的外圆;

工步4粗车Φ55.58mm的内内孔;

工步5精车内孔Φ55.58mm的内孔;

工步6车Φ124mm的端面;

工步7粗车Φ124mm的外圆;

工步8精车Φ124mm的外圆;

工步9铣削114×114mm的端面;

工步10钻3-Φ9mm的内孔;

工步11钻4-Φ7mm的内孔;

工步12铰3-Φ9mm的内孔;

工步13铰4-Φ7mm的内孔;

工步14终检。

2.3.2 工艺路线方案二

工步1车Φ124 mm的外圆和端面;

工步2以车削好的端面和Φ124 mm的外圆为定位面粗车Φ90mm的外圆;

工步3粗车内孔Φ55.58mm的内孔;

工步4车削端面使工件厚度达到尺寸要求;

工步5精车Φ90mm的外圆;

工步6精车Φ55.58mm的内孔;

3结论

综上所述, 随着科学技术的发展, 传统的直流系统绝缘监测装置将面临着新的挑战, 难以适应当今社会发展的要求, 从而使得新型直流系统绝缘在线巡检装置应运而生。因为, 巡检装置与计算机技术结合起来, 通过传输、采样、记忆、数据处理, 建立巡回监测直流系统各支路的自动化和智能化体系, 并且整个装置可安装在屏上, 能够将整个直流系统支路运行的绝缘状况详细、及时地反映出来, 不仅仅能够提高直流系统绝缘在线巡检效率, 还能够降低安全事故的发展, 为相关企业最终实现经济效益和社会效益提供可靠保障。

参考文献

[1]薛源顺主编.机床夹具设计[M].机械工业出版社.

[2]张龙勋主编.机械制造工艺学与机床夹具设计课程设计指导书及习题[M].机械工业出版社.

[3]蔡光耀主编.机床夹具设计[M].机械工业出版社.

关于连接块的工艺设计及夹具设计 篇4

机械加工工艺是实现产品设计、保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段,是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据,也是企业上品种、上质量、上水平、加速产品更新、提高经济效益的技术保证。夹具是制造系统的重要组成部分,不论是传统制造,还是现代制造系统,夹具都是十分重要的,好的夹具设计可以提高产品劳动生产率,保证加工精度,降低生产成本,还可以扩大机床的使用范围,从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本[1]。在当今激烈的市场竞争和企业信息化的形势下,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。

2 设计面临的问题

在设计中,需要对零件加工工艺方案和夹具进行设计,在确定加工工艺方案时,可能会出现工艺路线的不合理,甚至出现不能保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时,可能因定位基准选择不合理,出现过定位或欠定位造成加工零件的精度得不到保证[2]。在选择夹紧机构时由于机构的大小、尺寸等不合理,而达不到夹紧的目的,也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转[3]。所以在设计过程中应顾及到所有的因素,才能设计出满足制造要求的夹具,才能生产出合格的产品。

3 连接块的工艺特点分析

该连接块的外形如图1所示,尺寸图如图2所示。

该零件主要用于高压输/配电柜内,要求量比较大,每个月的需求量大概为1000个左右,所以需尽量降低生产成本。首先对这个零件的工艺特点进行分析。该零件的材料为22冷拉方钢Q235-A,也就是说要采用的原材料为方钢,根据尺寸要求,可以选择边长为30的方钢,然后进行加工。由于该零件的表面既有平面存在,两端是圆柱面,而且两端处还有退刀槽,则该零件的基本工序可以这样设计:在铣床上铣出上、下、前、后4个面,然后利用四爪卡盘在车床上车两端圆柱面,切两端宽度为1.10mm的槽,倒角,然后钻Φ10.5mm孔。通过实践,发现有这样的问题存在:铣24mm×22mm这四个平面以及车左右两端的圆柱表面是能保证加工尺寸及加工质量的,但是在加工Φ10.5mm的孔时就出现问题了。这个孔可以用钻床来钻孔,也可以在铣床上铣,或者在车床上车,甚至线切割等等[4]。到底选择哪种加工方式,关键是看技术要求,必须要保证这个孔的直线度,孔的两上下表面偏差不得大于0.02mm。

4 连接块的夹具设计

为了找到合适的加工方案,首先尝试在铣床上不借助任何的夹具进行试制10个,然后进行检验,发现其中有3个是合格的,能满足要求,但是其余7个不能满足要求,原因是孔的公差达不到要求,它们的公差分别是0.1~0.2mm不等,所以说这个尺寸是连接块的关键尺寸,如果达不到技术要求,必须采取其它加工方法或改进工艺。很明显线切割加工是完全可以达到要求的,但是用线切割来加工这个孔,生产成本大大提高,而且效率很低,对于这种中批量产品显然是不合理的[5]。最好的方法还是设计夹具在车床上进行加工。根据连接块的特点,决定设计一个在车床上加工的夹具,其具体形状如图3所示,其关键尺寸如图4所示。

从尺寸图上可以看出,加工一个直径为60mm的圆柱体,高度为60mm,并在中心通过线切割的方法,割出如图所示的形状,这样可以使夹具精度得到保证[6]。其中24mm及22mm两个尺寸是关键尺寸,根据GB1804-m取负公差,把零件安装在这个槽中,然后把夹具安装在车床上,车削内圆Φ10.5mm。对车削的10个零件进行测量,发现100%的零件都是合格的。因此,在不同的机床上,只要能合理设计出夹具,就能节约生产成本,提高生产效率,给企业带来较大的经济效益。

5 总结

通过对这个连接块的工艺分析及实际制造,体会到合理利用夹具,可以提高劳动生产率,提高加工精度,减少废品,而且还可以扩大机床的工艺范围,改善操作的劳动条件。在实际生产中企业要追求新工艺,新技术,合理的夹具设计和制造的专业化是一条必由之路。

参考文献

[1]李昌军.机床夹具设计与制造[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]徐鸿本.机床夹具设计手册[M].沈阳:辽宁科技出版社,2004.

[3]龚安定.机床夹具设计原理[M].西安:陕西科学技术出版社,1982.

[4]杨峻峰.机床及夹具/新世纪高职高专实用规划教材[M].北京:清华大学出版社,2005.

[5]曾志新,吕明.机械制造技术基础[M].武汉:武汉理工大学出版社,2001.

工艺及夹具的改进 篇5

1 夹具、模具的定义

在机床上用来安装工件以确定工件与刀具的相对位置, 并将工件夹紧的一种辅助设备, 称为机床夹具。而在生产中为提高工件加工精度、加工的稳定性以及生产效率, 而有针对性专门制造的工艺装备, 称为模具。

2 夹具的设计及应用的工艺过程

在实际生产中, 假设如图1及如图3所示的这样一个零件, 其钻孔精度各位置尺寸精度都较高, 要保证钻孔精度不太难, 通过钻、扩、铰等方法可以达到。但要保证位置精度却有一定的难度, 必须通过设计简单便捷的夹具才能有效地解决这一问题, 如图2夹具的设计和使用方法。

2.1 零件分析

从零件图1中可以看出, 三个孔Φ10+0.0150mm本身精度较高, 而它的定位尺寸13±0.019mm、83±0.019mm、50±0.019mm、30±0.019mm四个尺寸精度也较高, 通过划线, 钻孔是很难达到的, 为此我设计了下面的夹具, 如图2所示, 来保证该尺寸精度。

2.2 夹具的使用与调整

该夹具结构并不复杂, (见图2) 在零件的六个面加工之后, 可以按孔的位置尺寸进行划线, 然后放在已固定好位置的夹具底板之上, 在B、C两个边与两个档板之间分别加上厚度约为0.5 m m塞尺进行预钻小孔 (Φ5mm左右, 先钻孔1) , 然后拿下零件, 精确测量孔到B、C两个边的距离, 此时夹具底板要用压板压紧在钻床的工作台面上, 千万不能产生移动, 测得的尺寸肯定偏小, 计算实测尺寸与理论尺寸的差值, 将零件放回夹具, 按计算出的差值在B、C两个边与两个挡板之间分别加上厚度等于计算值的塞尺, 用压紧螺杆压紧, 再用压板固定, 在钻床上用钻头钻孔, 这样孔1的位置尺寸就能很精确地保证了, 再加上铰孔工序, 完成孔1的加工, 孔2和孔3的加工方法同孔1相同。

2.3 注意事项

(1) 每加工一个孔, 从预钻孔开始, 夹具的位置就不能移动了, 不然, 将无法达到精确钻孔的目地。 (2) 在钻好孔后, 也可以再拿下工件进行测量, 然后再调整一次, 这样的步骤可重复多次, 直到达到要求为止。 (3) 塞尺表面要擦拭干净, 在B、C两个边与两个档板之间分别加上厚度等于计算值的塞尺后, 一定要用压紧螺杆压紧, 以消除塞尺之间的间隙误差, 否则会影响精度。 (4) 要留有铰孔的余量。 (5) 底板的B、C两个边必须具有较好的垂直度, 且具有较低的表面粗糙度值。 (6) 要准备较多的不同厚度的塞尺片。 (7) 底板上垫工件的垫片为3至4枚, 且厚度应一致。

2.4 特点

该夹具结构简单、调整方便, 适用于单件、小批量且又无法使用高精密机床的生产现场, 其精度误差可保持在±0.01mm以内。另若是在数控铣或加工中心等机床上可起到比平口钳更好的装夹效果。

3 模具的设计及应用的工艺过程

3.1 零件分析

如图3从零件图中可以看出, 三个孔Φ40°-0.0 2mm本身精度较高, 而它的三个孔的间距这个定位尺寸100±0.02mm, 精度也较高, 通过根据划线钻孔是很难达到的, 若要批量加工则更难, 为此, 特设计下面的模具, 如图3所示来保证该尺寸精度。

3.2 模具的设计及使用

该模具结构简单、耐用、便捷, 其孔之间的位置精度, 采用前面图2所设计的类似夹具进行加工以保证精度要求, 将模具上孔加工至Φ70°-0.02mm, 再取经过淬火处理的套类零件与其进行过盈配合 (经过淬火后的套其表面硬度高耐磨性好, 在钻孔过程中能重复多次使用而不容易磨损倒致孔扩大降低钻孔精度) 。

使用时, 先将工件定位好, 再将模具按加工孔的位置用压板压紧在工件上, 根据要求钻取第一个孔, 钻好孔后用定位销套上, 接着钻取第二个孔, 再将第二个销子套上, 最后钻取第三个孔, 这样三个孔的位置精度就能很精确的达到要求, 孔的尺寸精度可通过铰孔得到。

3.3 注意事项

在工件质量较小, 又批量加工时, 可将所有的工件第一个孔确定位置钻好, 然后用定位销将模具与工件上已钻好的孔销在一起并对准第二孔位置把第二个孔钻好并套上定位销, 则第三个孔的位置亦确定好, 这样便省略每一个工件划线及找正位置的工序, 同时又保证孔之间的位置精度要求, 提高了工作效率。

3.4 特点

该模具结构简单, 又能提高工作效率和工件质量, 适合批量加工, 且使加工出来的产品质量稳定、精度较好。

4 结语

在长期的工作实践过程中, 通过不断的摸索、学习及查阅资料, 搜集有关提高工作效率、工作质量信息, 以及在周围一些同事们的指点和大量帮助下, 本人在技术上取得了不少的成绩, 但还需努力。

摘要：在机械产品加工过程中, 制作夹具、模具以保证孔之间的位置精度以及提高产品加工质量生产效率有一定的代表性, 整个过程包括:夹具的设计、模具的设计、夹具及模具的结合使用等。

关键词：夹具,模具,位置精度

参考文献

工艺及夹具的改进 篇6

机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务[1]。

工业的迅速发展,对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求,使多品种,对中小批生产作为机械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出更高的要求。

专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计:1)定位装置的设计;2)夹紧装置的设计;3)对刀—引导装置的设计;4)夹具体的设计;5)其他元件及装置的设计[2]。

1 零件分析

CA 6140杠杆的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。

1.1 加工面及基准面的确定

a)加工面

主要加工面确定如下:1)小头钻D 25+00.023以及与此孔相通的D 14阶梯孔、M 8螺纹孔;2)钻D 12.7+00.1锥孔及铣D 12.7+00.1锥孔平台;3)钻2—M 6螺纹孔;4)铣杠杆底面及2—M 6螺纹孔端面。

b)基准面

主要基准面确定如下:1)以d45外圆面为基准的加工表面,这一组加工表面包括:的孔、杠杆下表面;2)以的孔为中心的加工表面,这一组加工表面包括:D 14阶梯孔、M 8螺纹孔、锥孔及锥孔平台、2—M 6螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M 8螺纹孔和锥孔平台。

1.2 零件加工工艺

从提高效率和保证精度这两个前提下,并考虑到加工难度及其工作量,特制定如下加工工艺。具体的工艺过程如表1所示。

2 加工工艺孔D 25及其夹具设计

工件材料为HT200铁,硬度200HBS。孔的直径为25mm,公差为H 7,表面粗糙度Ra1.6μm。加工机床为Z535立式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔D 22mm,用标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔至D 24.7mm,用标准高速钢扩孔钻;铰孔至D 25mm,用标准高速铰刀。选择各工序切削用量。

a)确定钻削用量

1)确定进给量f根据参考文献[4]机械加工工艺师手册表28-10可查出f表=0.47～0.57mm/r[4],由于孔深度比l/d0=30/22=1.36,klf=0.9,故f表=(0.47～0.57)×0.9=0.42～0.51mm/r。查Z535立式钻床说明书,取f=0.43mm/r。

根据参考文献[4]表28-8,钻头强度所允许是进给量f′>1.75mm/r[4]。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15 690N(由机床说明书查出),根据表28-9,允许的进给量f″>1.8mm/r。

2)确定切削速度v,轴向力F,转矩T及切削功率Pm

由参考文献[4]表28-3,kMv=0.88,klv=0.75[4],故

查Z535机床说明书,取n=195r/min。实际切削速度为:

由表28-5,kMF=kMT=1.06[4],故

同理,可获得扩孔切削用量和铰孔切削用量。根据以上计算,确定各工序切削用量如下:

钻孔:

扩孔:

铰孔:

3 钻M 8螺纹孔夹具设计

3.1 定位基准的选择

在加工M 8螺纹孔工序时,D 25孔和宽度为30mm的下平台已经加工到要求尺寸。因此选用和D 25孔及D 25孔下表面加上宽度为30mm的作为定位基准。选择D 25孔限制了工件的3个自由度,选择D 45外圆面定位时,限制了3个自由度。即一面两销定位[5]。工件以一面两销定位时,夹具上的定位元件是:一面两销。其中一面为D 25孔下表面,两销为短圆柱销和固定挡销。

3.2 定位元件的设计

本工序选用的定位基准为一面两销定位,所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销进行设计。

根据参考文献[5]表2-1-2固定定位销的结构及主要尺寸如图1所示[5]。

主要结构尺寸参数如表2所示。

mm

3.3 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计

工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套(其结构如图2所示)以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求:工艺孔D 25mm分钻、扩、铰三个工步完成加工。钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔D 22mm,用标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔至D 24.7mm,用标准高速钢扩孔钻;铰孔至D 25+00.023mm,用标准高速铰刀[6]。

确定钻套孔径结构尺寸如图2及表3所示。

衬套选用固定衬套其结构如图3所示。

衬套选用固定衬套其结构参数如表4所示。

钻模板选用固定式钻模板,工件以底面及d45外圆面分别靠在夹具支架的定位快及V型块上定位,用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图[7]。

4 结语

专用夹具的设计,可以了解机床夹具在切削加工中的作用:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题,如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题,具有一定的应用价值和指导意义[8]。

摘要：设计了CA6140杠杆零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具。CA6140杠杆零件的主要加工表面是平面及孔,一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易,因此设计遵循先面后孔的原则,并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆d45外圆面作为粗基准,以D25孔及其下表面作为精基准,先将底面加工出来,然后作为定位基准,再以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用组合机床,在夹具方面选用专用夹具,考虑到零件的结构尺寸简单,夹紧方式多采用手动夹紧,夹紧简单,机构设计简单,且能满足实际应用要求。

关键词：杠杆零件,加工工艺,夹具,定位,夹紧

参考文献

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[3]王亚鹏.CA6140型普通车床的数控化改造[J].科技创新导报,2009,30(49):60-61.

[4]李洪.机械加工工艺师手册[M].北京:机械工业出版社,1990.

[5]贵州工学院机械制造工艺教研室.机床夹具结构图册[M].贵阳:贵州人民出版社,1983.42-50.

[6]马贤智.机械加工余量与公差手册[M].北京:中国标准出版社,1994.

[7]Li Wei,Ren Jia-long,Hang Hua.The design of turn-milling e-quipment based on the CA6140 lathe[J].Machinery Design andManufacture,2008.4(4):3-5.

工艺及夹具的改进 篇7

铲臂支架位于推土机的前部, 包括支架上盖和支架座, 其作用是用来支承铲臂上油缸的支座。推土机在工作过程中, 其铲臂应能绕其回转中心上下摆动。摆动的动力是由油缸提供的, 同时, 油缸和活塞杆本身也需做微幅摆动。活塞杆伸出端与铲臂铰接, 油缸的尾部与轴线固定的轴的一端对其进行固定。支架分上盖与支架座两部分, 如图1、图2所示。每一部分都有一与轴接触的准55mm半圆孔, 上盖与支架座通过螺钉与轴连接在一起。支架体上有轴线空间交叉成47°±15′的2个准43.5mm的叉孔, 叉孔与杆焊死, 杆的另外一端与一块钢板焊接在一起, 钢板与推土机底盘铆接, 最终把轴与底盘固定在一起。而对于扩2个准43.5mm的孔, 传统加工采用的是两次装夹, 分两次加工, 这样不但增加了装夹次数, 浪费工时, 也使得误差累计, 对于最后工件的精度有一定的影响。本文设计的夹具只用一次装夹就能完成两个孔的加工, 减少装夹次数的同时也对工件精度的提高提供了有效的保证。

2 工艺路线的确定要点

该支架材料应具备较高的强度与抗冲击能力, 毛坯件为铸件, 材料为铸钢ZG310-570, 公差等级为CT9级, 零件的外形尺寸及技术要求如图2、图3所示。由图可知该零件结构比较复杂, 加工工序较多, 在安排本零件工艺路线的过程中主要考虑以下几个方面:

(1) 底面B与准55mm孔一部分短孔为精基准, 同时底面B也是粗基准。根据“先面后孔”和“基面先行”的原则, 首先开始加工顶面A与底面B, 底面B与工艺凸台面C属同一平面, 装夹后一次加工。

(2) 支架加工表面中准55mm孔精度最高, 一切工序都是围绕保证该孔的精度来安排。根据“先主后次”的原则, 准55mm孔应安排在工艺路线的前面进行, 但不能一次加工到尺寸要求, 否则在后续工序中利用该表面定位时, 可能受到损伤。

(3) “先粗后精”是针对整个工艺路线而言的, 而并非只对某一表面而言。对于准55mm孔, 它是其他次要表面加工的基准, 必须先加工。加工时可将准55mm孔半精加工后作为统一的精基准来加工其他次要表面, 之后再对其精加工至图样要求。

(4) 正确进行工序的划分。在制订工艺路线时要经过充分的比较、论证, 选择其中最佳的一种方案。同样, 在选择加工方式及局部工艺路线时, 也要对不同方案进行分析, 确定最佳。

3 扩孔夹具设计

对于成批生产的零件, 大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高效的前提下, 亦可部分采用通用夹具。本加工工艺规程中所用夹具均为专用夹具, 需专门设计、制造, 这里仅对扩准43.5mm孔的夹具进行分析设计。

3.1 定位基准选择

扩2个准43.5mm孔在加工工艺规程中为第六道工序, 由零件图可知:本夹具在扩孔时要确保2个准43.5mm孔轴线对准55mm孔轴线满足垂直度要求, 且轴线重合。2个准43.5mm孔轴线夹角为47°±15′, 两孔轴线关于主视图垂直中心线对称, 夹角在准55mm孔的轴线上。在定位基准面及定位方案上尽可能以准55mm孔为定位基准, 以免基准不重合带来加工误差。

3.2 切削力及夹紧力分析计算

查表[4]得切削力公式:式中ap=3mm, f=1mm/r, 查表得Kp= (σ/736) 0.75, σ=736MPa, Kp=1, 即, 所需夹紧力:由查表[5]得:WK=W·K, 安全系数K=K0K1K2K3K4K5K6

式中:K0～K6为各种因素的安全系数, 查表得:K=1.2×1.0×1.2×1.0×1.3×1.0×1.0=1.872, 当计算K<2.5时, 取K=2.5。

孔轴部分由M24螺母锁紧, 查表得知夹紧力为12840N

WK=W×K=12840×2.5=32100N

由上计算得WK垌FF, 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。

3.3 误差分析与计算

该夹具以准55mm孔为基准, 要求保证2个准43.5mm孔轴线要求通过准55mm孔, 准43.5mm孔轴线对准55mm孔轴线的垂直度不大于0.2/100的定位误差。为满足工序的加工要求, 必须使工序中误差综合等于或小于该工序所规定的工序公差。

(1) 定位误差:△DW=TD+Td+△min

式中:TD-工件定位孔的孔径公差;Td-定位心轴的轴径公差;△min-工件定位孔与定位心轴的最小配合间隙。

(2) 夹紧安装误差, 对工序尺寸的影响均小。取△j·j=0

(3) 磨损造成的加工误差:△J·M通常不超过0.005mm

误差总和:△j+△w=0.108mm<0.3mm

从上分析可见, 所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。

4 夹具工作原理

所设计扩孔夹具装配图如图3所示。工件以端面B、工艺凸台面C、准54.5mm孔及准43.5mm孔外缘为定位基准, 其中, 端面B、工艺凸台面C为第一定位基准, 限制3个自由度;准54.5mm孔为第二定位基准, 限制2个自由度;准43.5mm孔外缘为第三定位基准, 限制1个自由度, 属于完全定位。可换钻套22用于引导钻头。分度盘18和心轴16由螺钉连接在一起, 可绕夹具体上的心轴套中心旋转。分度盘与夹具体间的轴向间隙由轴上左端两圆螺母调整锁定。开口垫圈14和螺母15用于夹紧工件。当扩完一个孔后, 松开手柄6, 拔出手拉式定位器2的定位插销并转动90°, 使定位插销与定位衬套5暂时分离。然后转动分度盘带动工件转到另一定位衬套位置, 将手拉式定位器2的定位插销插入定位衬套5中, 使第二个孔的中心线处于竖直位置, 然后转动手柄6锁紧分度盘, 进行另一个孔的加工。图4为夹具三维模型。

1.夹具体2.手拉式定位器3, 11, 13, 21.螺钉4, 9.垫圈5.定位衬套6.手柄7.夹紧挡套8.圆螺母10.心轴套12.销14.开口垫圈15.螺母16.心轴17.长钻模板18.分度盘19.短钻模板20.挡销22.钻套

5结语

本文设计的扩口专用夹具, 通过一次装夹就能完成两个孔的加工, 与传统的两次装夹加工相比, 结构新颖, 且操作简单, 夹紧可靠, 既减少了装夹次数, 又减少了误差的累积, 对生产效率和加工精度的提高都提供了可靠保证, 对类似零件的加工具有很好的参考价值, 具有一定的推广意义。

摘要：铲臂支架位于推土机的前部, 包括支架上盖和支架座, 在工作过程中, 铲臂应能绕其回转中心上下摆动。油缸的尾部与轴线固定的轴铰接, 支架是在轴的一端对油缸进行固定。从零件的实际功用看, 支架的主要作用是连接与紧固。文中主要针对零件工艺路线的确定要点做了简要分析, 同时针对扩2个孔的夹具进行设计计算, 以确保其尺寸精度及技术要求。

关键词：铲臂支架,工艺路线要点,扩孔夹具设计,夹具原理

参考文献

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