CA6140車床杠桿[831009] 工藝及鉆φ12.7孔夾具設計
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課 程 設 計 說 明 書學生姓名: 學 號: 學 院: 機械工程與自動化學院 專 業(yè): 機械設計制造及其自動化 題 目: 機械制造工藝學課程設計 CA6140車床杠桿的工藝規(guī)程及夾具設計 指導教師: 職稱: 職稱: 20*年12月5日任務書設計題目:制定CA6140車床杠桿的加工工藝及鉆直徑12.7mm夾具設計設計要求:中批量生產(chǎn) 手動夾緊 通用工藝裝備 設計時間: 20*.9.1120*.9.29設計內(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、說明書序 言機械制造技術(shù)基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課,專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此,他在我們的大學四年生活中占有重要的地位。就我個人而言,我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練,希望自己在設計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ,為以后的工作打下良好的基礎。由于能力有限,設計尚有很多不足之處,希望各位老師給予指導。 目錄序 言3一、零件的分析5(一)零件的作用:5(二)零件的工藝分析:5二、工藝規(guī)程設計6(一)確定毛坯的制造形式。6(二)基準面的選擇6(三)制定工藝路線6(四)機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定7(五)確定切削用量及基本工時9三、夾具設計181、問題提出:192、夾具設計19四、設計小結(jié)21五、參考文獻22一、 零件的分析(一) 零件的作用:題目所給的零件是CA6140車床的杠桿。它位于廂體內(nèi)部:主要作用是傳遞紐距,幫助改變機床工作臺的運動方向。零件主體成36角,在主視和右視兩方向均有8mm的筋板支撐,兩件中部有的孔,端面和左視平面分別有M6和12.7的螺紋孔和沉頭孔.中間孔上方A視圖方向有M8螺紋孔,所有技術(shù)要求都是為了機床總體裝配.(二)零件的工藝分析:本零件可從零件圖中可知,它有三組加工面,而有位置要求,還有四組孔,也有位置和精度要求。 1、零件件底面,它是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個面,此面將作為初基準,表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式,即節(jié)省時間又能達到技術(shù)要求。2、加工中間孔,它是以底面為粗基準而加工的,它將作為精基準以完成以后的加工,為達到題目要求我們采取鉆、擴、半精鉸、精鉸的工序過程。最終完成。3、以中間孔為基準加工6045的平面,此面表面粗糙度為6.3。采用粗銑即達到要求。4、端面加工與底面加工相同,即采取粗銑、半精銑,兩步工序能達到要求。5、鉆12.7孔,此孔將用鋼球檢查,我根據(jù)偏差范圍選擇粗鉆的方法加工,即能滿足要求。6、加工M8螺紋孔,由機械加工工藝手冊查知底孔為6.7,又因為本孔是沉頭螺紋孔,考慮到工藝要求我們采取鉆、锪、攻絲三步工序。7、加工M6螺紋孔,由機械加工工藝手冊查知底孔為5.2,又因為本孔用加工120倒角,采用鉆、倒交、攻絲三步工序。在加工的適當工藝過程中我們對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢查,以滿足工藝要求。由以上工藝過成的完成,本零件也按要求加工完成。二、工藝規(guī)程設計(一)確定毛坯的制造形式。由零件要求可知,零件的材料為HT200,考慮到本零件在具體工作的受力情況,我們選擇砂型鑄造,足以滿足要求,又因為零件是中批量生產(chǎn),所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。(二) 基準面的選擇基準面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要過程之一?;娴倪x擇正確與否,可以是加工質(zhì)量的到保證,生產(chǎn)效率提高,否則,不但加工工藝過程漏洞百出,更有甚者,零件的大批量的報廢,使用無法進行,難以在工期內(nèi)完成加工任務。粗基準的選擇對于本杠桿來說是至關(guān)重要的,對于一般零件而言,應以出加工的表面為粗基準,本零件正好符合要求,對于精基準而言,主要應考慮到基準重合的問題,當設計基準與工藝基準不重合時,應該進行尺寸換算,本題目我們以的孔為精基準,基本滿足要求。(三) 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,是應該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到妥善保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定成批生產(chǎn)的情況下,我們盡量集中工序,除此之外我們還應該考慮經(jīng)濟效益,工藝簡單工序集中,盡量降低成本。工藝路線方案:工序:1/、鑄造; 2/、時效處理; 3/、精銑、半精銑底面; 4/、鉆、擴、半精鉸孔; 5/、檢驗; 6/、粗銑6045平面;7/、粗銑、半精銑端面;8/、鉆12.7孔;9/、鉆M8底孔6.7、锪14孔、攻絲M8;10/、鉆M6底孔5.2、倒角120、攻絲M6;11/、檢驗。(四) 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “杠桿”零件的材料為HT200,硬度HB170200,毛坯重量約為1kg,生產(chǎn)類型為成批量生產(chǎn),采用砂型鑄造,13級精度以下。(批量生產(chǎn)) 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別對個加工表面的機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下:1、 零件底面:此地面是粗基準,是最先加工的表面,由機械加工工藝設計實用手冊表6-92及公式(6-16)計算底面加工余量。e=C式中 e 余量值; 鑄件的最大尺寸; A 加工表面最大尺寸; C 系數(shù); e=0.55=2.5mm滿足機械加工工藝設計實用手冊表6-93的要求。2、 端面和6045面:因為端面和6045面表面粗糙度要求不高,根據(jù)切削用量手冊定余量e, e=1.5滿足機械加工工藝設計實用手冊表6-93的要求。 3、中間孔毛坯為實心,不沖出孔,孔精度為IT7IT8之間,根據(jù)機械加工工藝設計實用手冊確定尺寸和余量。鉆孔:23擴孔:24.8 e=1.8mm粗鉸:24.94 e=0.14mm精鉸: e=0.06mm4、M8螺紋孔毛坯為實心,不沖出孔,根據(jù)機械制造工藝手冊查知M8底孔為6.7為零件滿足要求確定尺寸余量如下。鉆M8底孔6.7;锪14孔; e= 7.4mm 攻絲M8; e= 1.3mm5、M6螺紋孔毛坯為實心,不沖出孔,根據(jù)機械制造工藝手冊查知M6底孔為5.2為零件滿足要求確定尺寸余量如下。鉆M6底孔5.2;倒角120;攻絲M6; e=0.8mm6、鉆12.7孔毛坯為實心,不沖出孔,因為此孔用12.7的鋼球檢查,并且要求尺寸范圍為12.7,根據(jù)機械加工工藝設計實用手冊確定加工方法。鉆12.7孔。(五) 確定切削用量及基本工時1、工序:銑削底面(1)、粗銑a/加工條件:機床:T616臥式銑鏜床 刀具:莫壓錐柄立銑刀GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mmb/計算切削用量:=1mm由切削用量手冊表9.4-2可知:f=由切削用量手冊表9.4-8可知: 由切削用量手冊表9.4-7可知: T=150V=13m/min=0.22m/s 確定主軸轉(zhuǎn)速: n=7r/s=420r/min 按機床選?。?實際機床選?。?v= 切削工時: (2)半精銑:=0.7mm由切削用量手冊表9.4-2可知:f=由切削用量手冊表9.4-8可知: 由切削用量手冊表9.4-7可知: T=100V=13m/min=0.23m/s 按機床選?。?實際機床選取: v=切削工時: T=89.6s+89s=176.8s=3min2、工序:鉆孔(1)、鉆23孔由機械加工工藝實用手冊表15-34 f=0.35mm/r 由機械加工工藝實用手冊表15-37v=0.35m/s=21m/min=4.85r/s(290r/min)按機床選?。?切入 切出 l=30mm (2)、擴24.8孔由機械加工工藝實用手冊表15-41 f=1.0mm/r 由機械加工工藝實用手冊表15-37v=24.3m/min=0.39m/s=5r/s(300r/min)按機床選?。?l=30mm(3)、粗鉸24.94孔 精鉸孔由經(jīng)驗可知:工時可以忽略。3、工序:粗銑6045平面a/加工條件:機床:T616臥式銑鏜床 刀具:莫壓錐柄立銑刀GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mmb/計算切削用量:=3mm由切削用量手冊表9.4-2可知:f=由切削用量手冊表9.4-8可知: 由切削用量手冊表9.4-7可知: T=150V=13m/min=0.22m/s 確定主軸轉(zhuǎn)速: n=7r/s=420r/min 按機床選?。?實際機床選?。?v= 切削工時: = 4.5min4、工序:粗銑、半精銑端面(1)、粗銑 計算切削用量:=1mm由切削用量手冊表9.4-2可知:f=由切削用量手冊表9.4-8可知: 由切削用量手冊表9.4-7可知: T=60V=15.3m/min=0.26m/s確定主軸轉(zhuǎn)速: n=8.28r/s=496.8r/min按機床選?。?實際機床選?。?v= 切削工時: (2)、半精銑:=0.5mm由切削用量手冊表9.4-2可知:f=由切削用量手冊表9.4-8可知: 由切削用量手冊表9.4-7可知: T=60V=17.1m/min=0.29m/s 按機床選?。?實際機床選?。?v=切削工時: T=16.8s+16.8s=176.8s=0.56min5、工序:鉆12.7孔由機械加工工藝實用手冊表15-33 f=0.40mm/r 由機械加工工藝實用手冊表15-37v=0.35m/s=21m/min=8.87r/s=526r/min按機床選?。?切入 切出 l=30mm計算工時 6、工序:鉆M8孔(1)、鉆M8底孔6.7由機械加工工藝實用手冊表15-41 f=0.40mm/r 由機械加工工藝實用手冊表10.4-9v=0.195m/s=7.76r/s=465.8r/min按機床選取: l=28mm計算工時: (2)、锪14孔锪孔時間短可忽略不記.(3)、攻絲M8由機械加工工藝實用手冊表3-38 f=0.2mm/r 由機械加工工藝實用手冊表3-38v=0.35m/s=8.78r/s=526r/min按機床選?。?l=25mm計算工時: T=12s+42s=54s=0.9min7、工序:鉆M6孔(1)、鉆M6底孔5.2由機械加工工藝實用手冊表15-41 f=0.30mm/r 由機械加工工藝實用手冊表10.4-9v=0.161m/s=9.86r/s=591.6r/min按機床選?。?對于孔1: 對于孔2:記算工時 : (2)、倒角120倒角的工時可以忽略不記。(3)、攻絲M6由機械加工工藝實用手冊表16.2-4=238.8r/s=14331r/min攻通孔螺紋: 攻不通孔螺紋: 記算工時 : T=0.28+0.1=0.38min=22.8s式中: 工件的螺紋長度; 絲錐切削錐長度; 攻絲時的轉(zhuǎn)速; 絲錐退出時的轉(zhuǎn)速; 工件的轉(zhuǎn)速;值為1mm. 攻螺紋時的超切量,取=(23);三、 夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設計專用夾具。經(jīng)過和指導教師的協(xié)商,我決定設計第道工序鉆直徑12.7的孔的夾具設計,本夾具將用于z535鉆床。刀具為(高速鋼鉆刀),為達到零件工藝要求,對零件進行鉆。1、 問題提出: 利用本夾具主要是鉆直徑12.7的孔。此孔沒有特殊的形位要求。因此,在本道工序加工時,主要應考慮如何提高勞動的生產(chǎn)率,降低勞動強度,而精度則不是主要問題。2、 夾具設計1) 根據(jù)定位基準的選擇原則,采用以 孔以及底面來定位。2) 切削力及夾緊國計算Fz=查表可得=30、xf=1.0、yf=0.65、=0.83、=0.83、=0.965因此Fz=9.81302.50.480.9652.525.7=33.2N水平分力=(11.2)Fz=1.1Fz=36.5N垂直分力=0.3 Fz=10N所以能夠引起松動的最大切削力中水平分力=36.5N、垂直分力=0.3 Fz=10N 由夾緊力機構(gòu)產(chǎn)生的實際夾緊力應滿足下式 P=K 其中:其余系數(shù)K=K1K2K3K4 K1基本安全系數(shù) K2加工性質(zhì)系數(shù)1.5 K3刀具鈍化系數(shù)1.1 K4斷續(xù)刀削系數(shù)1.2所以引起沿夾緊結(jié)構(gòu)軸線方向上松動的最大切削力為P=1.51.11.21.236.5=86.7N??紤]實際夾緊力較小,以及所加工零件的結(jié)構(gòu)特征,決定選用螺旋夾緊結(jié)構(gòu) 則所承受的彎矩最大為Mmax=6936.5N=25N.m夾緊結(jié)構(gòu)所能受的矩遠遠大于Mmax。3) 定位誤差分析由于所加工的零件對本工序加工的面沒有特殊的技術(shù)要求,雖然由于定位孔的加工誤差以及底面的誤差,可能產(chǎn)生所加工的面的平面度、位置度等形位誤差,但是在這里是允許的。4) 夾緊設計及操作的簡要說明如前所述,在設計夾夾具時,應該注意勞動生產(chǎn)率。但是考慮到本零件結(jié)構(gòu)的特殊性,以及所需的夾緊力較小等原因,螺旋夾緊機構(gòu)成了首選的方案。這種結(jié)構(gòu)的缺點就是夾緊過程慢,且裝卸不太方便。為了解決這一矛盾,我將其中的一個定位銷設計成活動的。四、設計小結(jié)機械制造技術(shù)基礎課程設計,是在完成生產(chǎn)實習,學完機械制造技術(shù)基礎和其它專業(yè)課程之后進行的。我們通過該課程設計,將所學的理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,得到解決問題和分析問題能力的初步培養(yǎng)。重點從以下幾方面得到了鍛煉:1) 可以讓我們具有制定工藝規(guī)程的初步能力。能綜合運用機械制造技術(shù)基礎和其它課程的基本理論和方法,正確的制定一個零件的機械加工工藝規(guī)程。2) 具有設計專用夾具的初步能力,提高了機構(gòu)設計能力。3) 通過查閱資料,提高了我們熟練的使用設計手冊、參考資料等方面的能力。4) 通過設計的全過程,讓我們懂得了進行工藝設計的程序和方法,培養(yǎng)獨立思考和獨立工作的能力。 作為機械類的學生,這次課程設計是我們繼機械原理課程設計、機械設計課程設計之后的又一重要的設計階段,我們通過這樣的設計,能夠增強我們將理論用于實際的本領(lǐng),對我們的學習意義重大!五、參考文獻1 劉德榮,組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討,組合夾具,1982. (1)2 孫已德,機床夾具圖冊M,北京:機械工業(yè)出版社,1984:20-23。3 貴州工學院機械制造工藝教研室,機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊M,貴陽:貴州任命出版社,1983:42-50。4 劉友才,機床夾具設計 ,北京:機械工業(yè)出版社,1992 。5 孟少龍,機械加工工藝手冊第1卷M,北京:機械工業(yè)出版社,1991。6 金屬機械加工工藝人員手冊修訂組,金屬機械加工工藝人員手冊M,上海:上??茖W技術(shù)出版社,1979。7 李洪,機械加工工藝師手冊M,北京:機械工業(yè)出版社,1990。8 馬賢智,機械加工余量與公差手冊M,北京:中國標準出版社,1994。9 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會,金屬切削手冊M,上海:上??茖W技術(shù)出版社,1984。10 周永強,高等學校畢業(yè)設計指導M,北京:中國建材工業(yè)出版社,2002。11 薛源順,機床夾具設計(第二版) M,機械工業(yè)出版社,2003.112 余光國,馬俊,張興發(fā),機床夾具設計M,重慶:重慶大學出版社,1995。13 東北重型機械學院,洛陽農(nóng)業(yè)機械學院,長春汽車廠工人大學,機床夾具設計手冊M,上海:上??茖W技術(shù)出版社,1980。14 李慶壽,機械制造工藝裝備設計適用手冊M,銀州:寧夏人民出版社,1991。15 廖念釗,莫雨松,李碩根,互換性與技術(shù)測量M,中國計量出版社,2000:9-19。25
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