左支座工艺工装设计教学教材.doc

左支座工艺工装设计

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一、零件的分析
（一）、零件的作用
图3-14所示是机床上的一左支座，它用螺钉通过4-Φ13mm孔连接于机架上，该零件纵横两方向上5 mm的槽使80mm 耳孔部分有一定弹性，利用一端带M20螺纹（穿过于Φ20mm孔）一端于Φ25H7配合的杆件通过旋紧，便装在Φ80H9孔内的心轴定位并夹牢。
（二）、零件的工艺分析
由图3-14得知，其材料为Ht200，球墨铸铁，该材料具有较高的强度，耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大压力，要求耐磨的零件。
该零件上的主要加工面为车其底面140 mm，镗孔Φ80H9mm钻4xΦ20mm的孔，孔中Φ12mm 的通孔以及割槽5mm ,由参考文献[1]中有关面和孔加工的经济精度及机床达到的位置精度所知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可得的。
（三）确定毛坯、画毛坯——零件合图
根据毛坯零件材料确定毛坯为铸件，又零件生产类型为批量生产，毛坯的铸造方法选用砂型手工造型，此外消除残余应力，铸造后应安排人工时效。
参考文献[1]表2.3-6，该种铸件的尺寸公差等级为8～10级，故去尺寸公差等级取8级。
（1）查看毛胚余量；其中零件长度100mm
（2）零件内孔为Φ80 H9mm查灰铸铁机械加工余量表
（3）零件的顶面和底面的加工余量分别为2.5mm 2mm。零件内孔机械加工余量为2mm
（4）工序余量；查表5-27平面加工余量半精加工余量1.5mm
（5） 粗加工余量3mm
查表 5-68得内孔的半精加工余量0.1mm精加工余量1.5mm。
二、工艺规程设计
（一）、定位基准的选择
精基准的选择：左支座长140 mm正方形底面，中间Φ80的孔及四边4-Φ13的孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现和左支座零件“一面二孔”的类型定位方式。此外底面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单可靠，操作方便。
粗基准的选择，考虑到以下几点要求：第一，选择零件上那些平整的足够大的表面作为粗基准，第二，选择零件上重要表面作粗基准。
此外还应能保证定位准确，夹紧可靠。
讨论后修改的拟订的加工工艺路线，
如下表：
 序号: 工序内容 设备型号 夹具
10 铸造毛坯
20 时效
30 铣 粗铣,精铣底面A面 专用铣夹具
40 钻孔4-ф13mm，扩孔4-ф20mm 专用钻夹具
50 钻 粗镗孔半精镗孔ф80H9(+0.087/0)mm Z3025 专用镗夹具
孔口倒角2X45
60 车 钻孔ф21mm 扩孔ф25H7mm，ф38mm，ф43mm 专用钻夹具
70 钻 铣槽1(5mm) 铣槽2(5mm) XA6132 专用铣夹具
80 钻孔ф21mm M8-7H的螺纹底孔
M10-7H的螺纹底孔
90 车 攻丝M10-7Hmm的孔 攻丝M8-7Hmm 专用攻螺纹夹具
100 检验
110 入库

（二）、选择加工设备及刀、夹量具
由于生产类型为批量生产，故加工设备宜以适用机床为主， 以少量专用机床，其生产方式以常用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流程生产线，工件在个机床上的装卸及各机床间的传送均由它完成。
铣中间槽，考虑工件的定位夹紧方案，及夹具结构设计等问题，采用卧铣，选择XA6132卧式铣床（参考文献[1]表8-15），选择直径D为φ200的高速钢三面刃圆盘铣刀（参考文献[1]表10-40）专用夹具和游标卡尺。

（三）加工工序设计
1． 工序70的铣槽1。2。
参考文献【1】表2.4 －3.8并参考XA6132机床说明书。取铣槽1进给量f＝0.3mm/r
参考文献【1】表2－4－4，用插入法求得铣槽1的削速度v=27.7m/min.由此算出转速为

n=1000v/3.14d=(1000*27.7)/(3.14*5)=320r|min
按机床实际转速取n=450r/min.则实际切削速度v=(3.14*5*450)/1000=31.3n
(四) 夹具设计
1.设计的夹具为第70道工序－铣槽1，2。该夹具适用于XA6132卧式铣床，选择A面与加工的为定位基准。按照基准重合原则并考虑到目前有A面与孔加工，为避免重复使用粗机组基准，应以A面与孔定位.
从对工件的结构形状分析，若工件以A面朝右放置在支撑板上，定位夹紧都比较可靠，也容易实现，待夹紧后就能满足加工要求。
方案一：以孔为主要定位基面，用长销限制工件四个自由度，用支撑钉相知一个自由度，但由于x转由长销限制，定位基准与工序基本相同，有利于保证槽侧面与空轴线的垂直度。但是这种定位方式不利于工件的夹紧，因为辅助支撑钉不能起定位作用，当对辅助支撑钉施加夹紧力时，由于端面的面积太小，工件极易歪斜变形，夹紧也不可靠。
方案二：在4-Φ20的孔内斜插入一削边销限制一个移动自由度,再Φ80H9的孔内插入一圆柱销,限制2个转动自由度, 通过旋转压板压住工件，限制3个自由度
本道夹具因需要回转，若采用气动或液压夹紧，则气管或油管会防碍操作，故选用手动夹紧，使夹具简单，操作方便。
2.时铣刀需两个方向对刀,故应采用侧装直角对刀块6.由于两个铣刀的直径相等,两铣刀的距离则由两铣刀间的轴套长度确定.因此,只需设置一个对刀块即能满足铣两个槽的加工要求.
3.在夹具上安装联动装置,夹具体应有适当高度,中间应有较大的空间,为了保证夹具在工作台上安装稳定,应按照夹具体的高宽比不大于1.25的原则确定其宽度,并在两端设置耳座,以便固定.
4.夹具图上的尺寸,公差和技术要求
1)夹具最大轮廓尺寸为340mm.205mm,250mm.
2)影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差为定位键与铣床工作台T形的配合尺寸18h8(T形槽为18H8)
3)对刀块的位置尺寸10.82,24.955对刀块的位置尺寸h为限位基准到对刀块表面的距离.计算时应考虑定位基准在加工尺寸方向上的最小位移量,在本图中,由于工件定位基准面长度为140mm,槽宽为5mm,槽深控制尺寸64.8js12,所以对刀块水平反向的位置尺寸为
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H=12.055/2mm
对刀块垂直方向的位置尺寸为
H2=(64.8-70.79/2)mm=29.41mm
取工件的相应尺寸公差的1/2～1/5
4)影响对刀精度的尺寸和公差Sr:塞尺的厚度尺寸为5h8
5.加工精度分析铣槽时对槽两侧面对轴线的对称度和平行度要求较高,应进行精度分析,其他加工要求未注公差或者公差很大,可不进行精度分析.
1)铣槽侧面对轴线的对称度的加工精度
定位误差△D 由于对称度的工序基准是轴线,定位基准也是此轴线,故⊿B=0,因此对称度的定位误差为零.
安装误差△A 定位键在T形槽中有两种位置,因此在两定位键之间
△A=Xmax=(0.027+0.027)mm=0.054mm
若加工尺寸在两定位键之外,则
△ A=Xmax+2Ltg△a
tg△a=Xmax/Lo
对刀误差△T 对称度的对刀误差等于尺塞厚度的公差,既△T=0.018mm
夹具误差△J 影响对称度的误差有:对刀块的水平位置尺寸的公差,所以△j=0.06m.
铣槽时对轴线平行度的加工误差
定位误差△D 定位误差△D=0
安装误差△A 工件的轴线相对于工作台导轨平行时, △A=0
工件的轴线相对于工作台导轨有转角误差,使得槽的侧面对轴线产生平行度误差,所以
△ A=tg△aL=(0.054/400*282)mm=0.038mm
对刀误差△T 由于平行度不受尺塞厚度的影响,所以△T=0
夹具误差△J 影响平行度的制造误差是设计心轴轴线与定位键侧面B的平行度0.03mm,所以△J=0.03mm.

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