CA6140車床831007撥叉的鏜Ф55孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備【含4張CAD圖+說明書】
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機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備設(shè)計(jì)者 董超 指導(dǎo)教師 敖曉春 哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系2006年9月11日哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)機(jī)械自造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目:制定CA6140C車床撥叉的加工工藝,設(shè)計(jì)鉆22mm孔的鉆床夾具設(shè)計(jì)要求:中批量生產(chǎn) 手動(dòng)夾緊 通用工藝裝備 設(shè)計(jì)時(shí)間: 2006.9.112006.9.29設(shè)計(jì)內(nèi)容:1、熟悉零件圖; 2、繪制零件圖(一張); 3、繪制毛坯圖(一張); 4、編寫工藝過程卡片和工序卡片(各一張); 5、繪制夾具總裝圖; 6、繪制夾具零件圖; 7、說明書班 級(jí):機(jī) 械 03-1 班學(xué) 生: 董 超指導(dǎo)教師: 敖 曉 春系 主 任:2006年09月11日目錄目錄3序言3一、零件的分析4零件的作用4零件的工藝分析4二 . 確定生產(chǎn)類型4三 .確定毛坯4四.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5(一)選擇定位基準(zhǔn):5(二)制定工藝路線5(三)選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備5(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及工時(shí)的確定6五、 夾具設(shè)計(jì)9(一)問題的提出9(二)夾具設(shè)計(jì)93.定位誤差分析104鉆床夾具的裝配圖見附圖10參考文獻(xiàn):10序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處,懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。一、零件的分析(一) 零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連,二下方的55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時(shí)分開。(二) 零件的工藝分析零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,鑄造性能優(yōu)良,但塑性較差、脆性高,不適合磨削,為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求:1. 小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔2. 大頭半圓孔3. 撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面,大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm,小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。由上面分析可知,可以粗加工撥叉底面,然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工,并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度,并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面,所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。二 確定生產(chǎn)類型初步確定工藝安排為:。中批量生產(chǎn) 手動(dòng)夾緊 通用工藝裝備三 確定毛坯1 確定毛坯種類:零件材料為HT200??紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故選擇鑄件毛坯。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)324頁(yè)表15-5選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)。2 確定鑄件加工余量及形狀:機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)325頁(yè)表15-7,選用加工余量為MA-G級(jí),并查表15-8確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量,鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示:簡(jiǎn)圖加工面代號(hào)基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量說明D122mmG3.02孔降一級(jí)雙側(cè)加工D255mmG3.02孔降一級(jí)雙側(cè)加工T275mm6.5單側(cè)加工T358mmG2.5單側(cè)加工T475mm6.5單側(cè)加工3繪制鑄件零件圖:四工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)選擇定位基準(zhǔn):1 粗基準(zhǔn)的選擇:以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn),以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。 2 精基準(zhǔn)的選擇:考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便,依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則,以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn),以兩個(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。(二)制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求,以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)346頁(yè)表15-32、15-33、15-34,選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下:工序工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)工序工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)010粗銑兩端小頭孔上端面T1及小頭孔外圓100半精鏜中間孔T1及小頭孔外圓020粗銑中間孔上端面T1及小頭孔外圓110鉆2-錐銷孔、螺紋孔、功螺紋T1及小頭孔030粗銑中間孔下端面T3及小頭孔外圓120銑斷T1、D1040精銑兩端小頭孔上端面T1及小頭孔外圓130去毛刺050精銑中間孔上端面T1及小頭孔外圓140檢查060精銑中間孔下端面T3及小頭孔外圓150若某道工序有誤返工070擴(kuò)兩端小頭孔T1及小頭孔外圓080精鉸兩端小頭孔T1及小頭孔外圓090擴(kuò)中間孔T1及小頭孔外圓(三)選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備1 機(jī)床的選擇: 工序010060均為銑平面,可采用X6140臥式銑床。 工序070080采用鉆床。 工序090100采用鏜床。 工序110采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。 工序120采用銑斷機(jī)床。 2 選擇夾具:該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn),所以采用專用夾具。3 選擇刀具:在銑床上加工的各工序,采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔,由于精度不高,可采用硬質(zhì)合金鉸刀。4選擇量具:兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。5其他:對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè),對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證,其他尺寸采用通用量具即可。(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定1圓柱表面工序尺寸: 前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量,現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下:加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級(jí)工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大(D2)鑄件6CT9擴(kuò)孔5.8IT126.32.06.25半精鏜0.2IT103.20.050.25擴(kuò)孔5.84IT126.32.06.25精鉸孔0.06IT71.60.050.252 平面工序尺寸:工序號(hào)工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸偏差工序余量最小最大鑄件2.5CT9010粗銑兩端小頭孔上端面258.5121.603.60020粗銑中間孔上端面627121.656.5030粗銑中間孔下端面621121.756.5040精銑兩端小頭孔上端面0.558110. 351.16050精銑中間孔上端面0.520.5100.471.12060精銑中間孔下端面0.520100.471.123確定切削用量及時(shí)間定額:工序010 以T1為粗基準(zhǔn),粗銑22孔上端面。1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:粗銑22孔上端面。機(jī)床:X6140臥式銑床。刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序020和工序030 以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)55孔上下端面。1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:精銑55上端面。機(jī)床:X6140臥式銑床。刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序070和080以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn),擴(kuò)、精鉸22孔,保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角o12,二重刃長(zhǎng)度b=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 2.選擇切削用量 (1)決定進(jìn)給量查切 所以, 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。 (2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度(查簡(jiǎn)明手冊(cè))為0.5.mm,壽命(3)切削速度查切 修正系數(shù) 故。查簡(jiǎn)明手冊(cè)機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度.計(jì)算工時(shí)由于所有工步所用工時(shí)很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下:擴(kuò)鉆: 精鉸: 工序090和100 T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn),擴(kuò)、半精鏜55孔。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=48mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角o11,二重刃長(zhǎng)度b=11mm,橫刀長(zhǎng)b=5mm,弧面長(zhǎng)l=9mm,棱帶長(zhǎng)度 2.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量沒查簡(jiǎn)明手冊(cè) 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度(查簡(jiǎn)明手冊(cè))為0.81.2mm,壽命擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度(查簡(jiǎn)明手冊(cè))為0.9.mm,壽命鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查簡(jiǎn)明手冊(cè))為.mm,壽命(3)切削速度查切 修正系數(shù) 故。查簡(jiǎn)明手冊(cè)機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下:擴(kuò)鉆: 半精鉸: .計(jì)算工時(shí)所有工步工時(shí)相同。三、 夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序5. 粗鏜半精鏜中間孔。(一) 任務(wù)的提出本夾具主要用來(lái)鏜削中間孔,使之成為下一道工序的基準(zhǔn),由于是中批量生產(chǎn),因此要保證加工的精度,所以,本道工序加工時(shí),主要應(yīng)該考慮如何提高精度,在此基礎(chǔ)上在一定程度上提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。(二)定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算1)定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特性,結(jié)合工件加工精度要求和便于裝夾的原則等因素,工件采用1個(gè)平面1個(gè)短圓柱銷1個(gè)擋銷定位。1個(gè)平面限制3個(gè)自由度,1個(gè)短圓柱銷限制2個(gè)自由度一個(gè)擋銷限制1個(gè)自由度。2)定位元件及裝置的設(shè)計(jì):定位元件采用一面兩銷定位機(jī)構(gòu)(三)夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算1 夾緊方案的確定由于是中批量生產(chǎn),采用手動(dòng)夾緊,一端用螺栓夾緊,一端用移動(dòng)壓板夾緊。夾緊力大小的分析計(jì)算:鏜削力計(jì)算:由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)查的切削力公式:由表查的=900 xFz=1.0 yFz=0.75 nFz=0=530 xFy=0.9 yFy=0.75 nFy=0=450 xFx=1.0 yFx=0.4 nFx=0KFz=KFx=KFy=1經(jīng)計(jì)算得:Fz=635NFy=361NFx=168N因?yàn)镕x的力的方向垂直于夾具體,且較小,所以不予考慮。計(jì)算Fz與Fy的合力F=730N在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi),安全系數(shù)其中,為基本安全系數(shù)1.2;為加工性質(zhì)系數(shù)為1.3;為刀具鈍化系數(shù)為1.2;為斷續(xù)切削系數(shù)為1.3。 =1所以,K=2.0所以F1=1460N這個(gè)力主要靠摩擦抵消,所以FqF1(f1+f2)f 1=f2=0.25得Fq2920N每個(gè)夾緊裝置提供的夾緊力為Q1460N得所需的夾緊力最小為1460N.計(jì)算夾緊螺栓直徑:d1F0=1.2Q 得d1 6.3mm所以選用M10的螺栓,強(qiáng)度足夠。(四)定位誤差分析:計(jì)算要加工孔軸線與已經(jīng)鉆好的孔的軸線的最大的平行度的誤差max=0.021-(-0.2)=0.221mm。(五)夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明如前述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此,采用了快換裝置。拆卸時(shí),松開兩邊夾緊螺母,移動(dòng)壓板實(shí)現(xiàn)工件快換。鏜床夾具裝配圖見附圖參考文獻(xiàn): 趙家奇編,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書2版.-北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10.李云主編,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè).- 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8 孟少農(nóng)主編,機(jī)械加工工藝手冊(cè).-2-北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9。15
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