CA6140車床撥叉84009零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備【鉆鉸22孔】【說明書+CAD】
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1 四川職業(yè)技術(shù)學院SichuanVocationalandTechnicalCollege畢業(yè)設(shè)計 題目“ CA6140車床撥叉 ” 零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備 設(shè)計者指導教師 2 拔叉工藝及夾具設(shè)計拔叉工藝及夾具設(shè)計拔叉工藝及夾具設(shè)計拔叉工藝及夾具設(shè)計摘 要: 機 械制 造工 藝學 課程 設(shè)計 是在 我們 學完 了大 學的 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 行 的 .這 是 我 們 在 進 行 畢 業(yè) 設(shè) 計 之 前 對 所 學 各 課 程 的 一 次 深 入 的 綜 合 性 的 總 復 習 , 也 是一 次理 論聯(lián) 系實 際的 訓練 ,因 此 ,它 在我 們四 年的 大學 生活 中占 有重 要的 地位 。關(guān)鍵詞: 拔 叉; 工藝 規(guī)格 設(shè)計 ;定 位夾 緊; 夾具 設(shè)計 3 TheDesignO fO O O Fork-levrProcesingandFixtureAbstract:Them achinem anufacturetechnolgycuriculm designwascariedonafterwestudieuniversityscom pletbasicourse,thetchnicalbasicourseaswelasthem ajorityofprofesional course.Thisisathorughcom prehnsivetotalreviwbeforeecaryonthegraduationprojectostudiesvariouscuricula,lsoisanaplytheorytorealitytrainig,therfore,itholdstheim portantstausinwefouryearsuniversitylife.K eyK K K words:Fork-levr;Craftspecifcationdesign;Thelocalizationclam ps;Jigdesign 4 目錄1前言 52零件說明 62.1零件的作用 2.2零件的工藝 分析2.3零件的結(jié)構(gòu)特點3生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型的確定4毛坯的確定 3 5工藝規(guī)程設(shè)計 45.1定位基準的選擇.2重點工序說明5.3制定工藝路線5.4機械加工余量的確定5.5切削用量的選擇和時間定額的確定 6夾具的設(shè)計 186.1設(shè)計主要問題的提出6.2夾具設(shè)計過程6.3定位誤差分析6.4夾具設(shè)計及操作說明 7設(shè)計總結(jié) 20參考文獻 21 5 1前言機械制造工藝學是以機械制造中的工藝問題為研究對象 , 實踐性較強的一門學科 ,通過對此門學科的課程設(shè)計,使我在下述各方面得到了鍛煉: 能 熟 練 運 用 機 械 制 造 工 藝 學 課 程 中 的 基 本 理 論 以 及 在 生 產(chǎn) 實 習 中 學 到 的 實 踐 知 識 , 正 確 的 解 決 一 個 零 件 在 加 工 中 的 定 位 、 夾 緊 以 及 工 藝 路 線 的 安 排 、 工 藝 尺 寸 的 確定等問題,保證零件的加工質(zhì)量。 提 高 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 能 力 。 通 過 設(shè) 計 夾 具 的 訓 練 , 獲 得 根 據(jù) 被 加 工 零 件 的 加 工 要 求 ,設(shè)計出高效、省力、既經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 學會使用手冊及圖表資料。 培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。通 過 對 CA6140拔 叉 的 工 藝 及 夾 具 設(shè) 計 , 匯 總 所 學 專 業(yè) 知 識 如 一 體 (如 互 換 性 與測 量技術(shù)基礎(chǔ) 、 機械設(shè)計 、 金屬切削機床概論 、 機械制造工藝學 、 金屬切削原理與刀具 等 )。 讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固 、 復習及實用 , 在理論與實踐上有機 結(jié) 合 ; 使 我 們 對 各 科 的 作 用 更 加 深 刻 的 熟 悉 與 理 解 , 并 為 以 后 的 實 際 工 作 奠 定 堅 實 的基礎(chǔ)! 在此次設(shè)計中主要是設(shè)計 CA6140撥叉的銑床夾具 。 在此次課程設(shè)計過程中 , 我查閱了大量的書籍,并且得到了有關(guān)老師的指點,尤其機制教研室的 6 2零件說明2.1零件的作用 題 目 給 定 的 零 件 是 CA6140撥 叉 , 它 位 于 車 床 變 速 機 構(gòu) 中 , 主 要 起 換檔 , 使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進行工作 。 寬度為 18m m 的槽尺寸精度要求很高 , 因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間 隙很大時 , 滑移齒輪得不到很高的位置精度 。 所以 , 寬度為 18m m 的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。 2.2零件的工藝分析 CA6140拔叉(型號: 8409)共有 3組加工表面: 、 零件兩端面 , 可以后端面加工精度高 , 可以先以后端面為粗基準加 工右端面,再以前端面為精基準加工左端面; 、 以花鍵中心線為基準的加工面 : 這一組面包括 25H7的六齒方花鍵孔 、 2H12的花鍵底孔 、 兩端的 2X150倒角和距花鍵中心線為 2m m的上頂面; 、 以 工 件 右 端 面 為 基 準 的 18H1m m 的 槽 、 上 頂 面 的 2-M8通 孔 和 5錐孔。 經(jīng) 上 述 分 析 可 知 , 對 于 后 兩 組 加 工 表 面 , 可 先 加 工 其 中 一 組 表 面 , 然 后借助于專用夾具加工另一組表面。 2.3零件的結(jié)構(gòu)特點 拔叉 8409的毛坯為鑄造件,在零件圖上只有 2處位置誤差要求 , 即上頂面與花鍵中心線的平行度誤差 0.1, 18H1槽的兩側(cè)面與花鍵中心 線的垂直度誤差 0.8零件外形上大體上與六面體相似,形狀大體如下: 7 零件剖視圖圖( 1)零件大致結(jié)構(gòu)圖 8 3生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型的確定根據(jù)指導老師要求 , 設(shè)計此零件為鑄件 , 成批大量生產(chǎn) , 工藝的安排基本傾向于工序分散原則 , 設(shè)備的選用是通用設(shè)備和專用工裝 , 工藝手段以常規(guī)工藝為主,新工藝為輔的原則。 4毛坯的確定 CA6140車 床 拔 叉 , 零 件 材 料 HT20, 硬 度 190HB 210HB, 生 產(chǎn) 類型為大批量生產(chǎn),毛坯為鑄件,灰鑄鐵的機械加工余量按 JZ67-2規(guī)定了灰鑄鐵鑄件的三種精度等級和相應的鑄件機械加工余量 、 尺寸偏差和重量偏差 , 在大批量生產(chǎn)的鑄件 , 采用 2級精度鑄件 , 毛坯重量由 金屬機械加 工 工 藝 人 員 手 冊 表 5-2有 零 件 80kg, 偏 差 為 7%, 故 毛 坯 估 算 約 為1.0kg,采用 2級精度鑄件,頂面的加工余量和底面的加工余量忽略不計 , 兩側(cè)面的加工余量也忽略不計,由表 5-4左右端面的加工余量為 3 0.8,其余部分均為實心部分。 故毛坯圖如下: 9 圖( 2)毛坯圖Fig(2)Roughm ap5工藝規(guī)程設(shè)計 5.1定位基準的選擇 定 位 基 準 的 選 擇 是 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 中 的 重 要 工 作 之 一 , 定 位 基 準 的 選 擇 得 正 確 合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。 5.1.1粗基準的選擇 在選擇粗基準時 , 一般遵循下列原則 : 保證相互位置要求原則 ; 保證加工表面 加 工 余 量 合 理 分 配 的 原 則 ; 便 于 工 件 裝 夾 原 則 ; 粗 基 準 一 般 不 得 重 復 使 用 的 原則 ; 為 了 保 證 所 有 加 工 表 面 有 足 夠 的 加 工 余 量 , 選 用 加 工 余 量 小 的 表 面 作 粗 基 準 ,不要用同一尺寸方向上。 兩端面 , 后端面為精加工面 , 故在銑兩端面時 , 先以后端面為粗基準 , 粗銑前端 面。 加工花鍵底孔時,利用兩邊側(cè)面找正對稱面和以底面為粗基準加工花鍵底孔。5.1.2精基準的選擇在 選 擇 精 基 準 時 要 考 慮 的 主 要 問 題 是 如 何 保 證 設(shè) 計 技 術(shù) 要 求 的 實 現(xiàn) 以 及 裝 夾 準確 、 可 靠 、 方 面 , 提 高 工 件 的 加 工 精 度 。 一 般 遵 循 下 列 原 則 : 基 準 重 合 原 則 ; 統(tǒng) 一基準原則; 互為基準原則; 自為基準原則; 便于裝夾原則。為 保 證 定 位 基 準 和 工 序 基 準 重 合 , 加 工 2-M8螺 紋 孔 、 5錐 孔 , 18H11槽 以 零 件的坐端面和花鍵中心線為精基準,銑上頂面以花鍵中心線為精基準。 5.2重點工序的說明CA6140拔叉零件的重要加工面有花鍵底孔 、 兩端面 , 花鍵 , 槽 , 頂面 , 材料為 HT200, 參考機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 ,其加工方法選擇如下:5.2.1加工前后兩端面根 據(jù) GB1800-79規(guī) 定 毛 坯 的 公 差 等 級 為 IT13, 表 面 粗 糙 度 為 Ra12.5 m, 要 達 到后端面 Ra3.2 m的技術(shù)要求,需要經(jīng)過粗銑 精銑。5.2.2加工 22花鍵底孔 此 工 序 重 點 在 于 找 正 毛 坯 對 稱 面 , 故 采 用 螺 旋 定 心 夾 緊 機 構(gòu) , 找 正 對 稱 面 , 進 行加工。零件技術(shù)要求底孔的表面粗糙度達到 Ra6.3 m,毛坯為實心,故采用鉆孔 擴 10 孔,可以達到要求。 5.2.3加工外徑為 25的花鍵內(nèi)孔零件要求花鍵底面粗糙度 Ra1.6 m, 側(cè)面 Ra3.2 m, 由于此工序在鉆底孔工序之后,故采用拉花鍵孔的方法,一次拉削可以達到要求。 5.2.4加工上頂面 零 件 上 頂 面 為 精 加 工 , 粗 糙 度 要 求 為 Ra3.2 m, 與 花 鍵 中 心 線 的 平 行 度 誤 差 0.10mm,故以花鍵中心線為精基準,對上頂面進行粗銑 精銑。5.2.5加工 18H11槽零件技術(shù)要求槽底面要達到表面粗糙度為 Ra6.3 m,側(cè)面粗糙度為 Ra3.2 m, 而且兩側(cè)面和花鍵中心線的垂直度 0.08, 本身有精度要求 , 18H11, 故以花鍵中心線和 左端面為精基準,用花鍵心軸定位,采用銑 磨。頂面的鉆 2-M8通孔和 5錐孔工序不是很重要 , 在此不做詳細說明 , 2-M8通孔先鉆孔,再攻絲, 5錐孔采用錐刀進行加工。5.3制訂工藝路線制 定 工 藝 路 線 的 出 發(fā) 點 , 應 當 是 使 零 件 的 加 工 精 度 和 表 面 質(zhì) 量 等 技 術(shù) 要 求 能 得 到 合 理 的 保 證 。 在 此 零 件 為 大 批 量 生 產(chǎn) 的 條 件 下 , 可 以 考 慮 采 用 通 用 機 床 配 以 專 用 夾 具并盡量使工序分散來提高生產(chǎn)率,此外,還應考慮經(jīng)濟效果,使生產(chǎn)成本盡量降低。 5.3.1工藝路線方案一的制訂工序 :粗銑前端面工序 :粗、精銑后端面 工序 :鉆、擴花鍵底孔工序 :粗、精銑上頂面工序 :鉆 2-M8通孔工序 :鉆 5錐孔工序 :銑削 18H11槽 工序 :磨削 18H11槽工序 :拉花鍵工序 :挫圓角工序 :去毛刺工序 :終檢 5.3.2工藝路線方案二的制訂工序 :粗銑前端面工序 :粗、精銑后端面工序 :鉆、擴花鍵底孔 1 工序 :拉花鍵工序 :粗、精銑上頂面工序 :鉆 2-M8通孔工序 :鉆 5錐孔工序 :銑削 18H11槽 工序 :磨削 18H11槽工序 :挫圓角工序 :去毛刺工序 :終檢5.3.3兩種工藝路線的比較與分析 上述兩種方案 , 工藝路線一把拉花鍵放在磨削 18H11槽之后 , 在此 , 工序 4、 工 序5、 工 序 6、 工 序 7、 工 序 8中 很 難 對 工 件 進 行 定 位 和 夾 緊 , 造 成 生 產(chǎn) 率 的 下 降 。 工 藝路 線 二 , 一 把 花 鍵 底 孔 鉆 削 出 來 后 緊 接 著 就 是 拉 花 鍵 , 這 樣 , 后 面 的 工 序 就 很 容 易 對工 件 進 行 定 位 和 夾 緊 , 即 以 花 鍵 心 軸 進 行 定 位 , 進 行 螺 旋 夾 緊 , 此 方 案 定 位 精 度 高 ,專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠。 通 過 以 上 的 兩 種 工 藝 路 線 的 優(yōu) 、 缺 點 的 分 析 , 最 后 確 定 工 藝 路 線 二 為 該 零 件 的 加工路線。工藝過程詳見機械加工工序卡片。 5.4機械加工余量的確定確 定 工 序 ( 或 工 步 ) 尺 寸 的 一 般 方 法 是 : 由 加 工 表 面 的 最 后 工 序 ( 或 工 步 ) 向 前推算,前面已經(jīng)根據(jù)有關(guān)資料查出了零件各加工表面的加工總余量(即毛坯余量 ) , 將 加工余量分配給各工序加工余量,然后往前推算工序尺寸。 CA6140的撥叉材料為 HT200。毛坯重量約為 1.0kg,生產(chǎn)類型為由大批量生產(chǎn) ,毛 坯 為 鑄 件 , 精 度 為 2級 鑄 件 , 大 體 尺 寸 確 定 , 外 表 面 加 工 面 少 , 根 據(jù) 以 上 原 始 資 料加工工藝,分別確定各個加工表面的機械加工余量,工序尺寸及加工余量如下: 前后端面的加工余量 前后端面有 3 0.8mm的加工余量,足以把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除。前 端 面 粗 銑 一 次 即 可 , 加 工 余 量 3mm, 工 序 基 本 尺 寸 為 83mm, 工 序 經(jīng) 濟 精 度 等 級為 IT11, 公差值 0.22mm, 表面粗糙度 Ra5 m, 上下偏差按 “ 入體原則 ” 確定 ( 以后按照此原則確定 ) 。后端面粗銑一次 , 精銑一次 , 粗銑加工余量 2.8mm, 工序經(jīng)濟精度等級為 IT11, 公差值 0.22mm,精銑加工余量 0.2mm,工序經(jīng)濟精度等級為 IT7,公差值 0.035mm, 表面粗糙度 Ra3.2 m,工序基本尺寸為 80mm。 矩形花鍵底孔要求以矩形花鍵的外徑定心 , 故先鉆中心孔 , 再擴 , 最后拉削 , 內(nèi)孔尺寸為 22H12, 12 見零件圖,參照金屬機械加工工藝人員手冊 表 3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔 20mm,工序經(jīng)濟精度等級為 IT11,公差值 0.13mm。擴孔 21mm,工序經(jīng)濟精度等級為 IT10,公差值 0.084mm,粗糙度 Ra6.3 m。拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心 : 拉削時加工余量參照 金屬機械加工工藝人員手冊取 2 =1mm。 頂面的加工余量此工序分為兩個工步: 粗銑頂面; 精銑頂面。粗銑加工余量為 2.8mm,工序經(jīng)濟精度等級為 IT11,公差值 0.22mm。精銑加工余量為 0.2mm,工序經(jīng)濟精度等級為 IT7,公差值 0.035mm,表面粗糙 度Ra3.2 m。 18H11槽的加工余量銑削的加工余量 : 槽底面的銑削余量為 50mm, 槽側(cè)面的銑削余量為 17.9mm, 工序經(jīng)濟精度等級為 IT12,公差值 0.25mm,槽底面表面粗糙度 Ra6.3 m。磨削的加工余量 : 槽側(cè)面的磨削余量為 0.5mm, 工序經(jīng)濟精度等級為 IT9, 公差值為 0.043mm,側(cè)面粗糙度為 Ra3.2 m。 5.5切削用量的選擇和時間定額的確定根 據(jù) 課 程 設(shè) 計 指 導 書 以 及 老 師 指 定 , 需 要 計 算 幾 道 工 序 的 工 作 時 間 以 及 此 工 序 的切削用量的選擇,現(xiàn)選工序 4拉花鍵孔、工序 8銑削 18H11槽這兩道工序進行計算。5.5.1工序一 以 一端面 為粗基準,粗銑 另外一 端面。1.加工條件 工件材料: HT200, b=0.16GPaHB=190241,鑄造。加工要求:粗銑上下端面。 機床: X6140臥式銑床。刀具: W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。銑削寬度 a e=60,深度 apPcc。故校驗合格。 最終確定 a p=1.5mm, nc=475r/min,Vfc=475mm/s, Vc=119.3m/min, fz=0.16mm/z。6)計算基本工時tm L/Vf=(32+80)/475=0.09min。5.5.2工序二 以底面為精基準,鉆、擴、鉸、精鉸 22孔,保證精度達到 IT7。 1.選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭 , 粗鉆時 do=20mm, 鉆頭采用雙頭刃磨法 , 后角 o 11 , 二 重 刃 長 度 b =11mm,橫 刀 長 b=5mm,弧 面 長 l=9mm,棱 帶 長 度 ml31=1202= 10 0= 30=2.選擇切削用量( 1)決定進給量查切 rmf /2.10.1= 按鉆頭強度選擇 rmf /2= 按機床強度選擇 rmf /53.0=最終決定選 擇 Z550機床已有的進給量 rmf /40.0= 經(jīng)校驗 m ax2452012260FFf =校驗成功。 ( 2)鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度(查切 )為 0.8 1.2mm,壽命 m in140=T擴孔后刀面最大磨損限度(查切 )為 0.9 . mm,壽命 m in60=T鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查切 )為 . . mm,壽命 m in120=T( 3)切削速度查切 rmv c /20= 修正系數(shù) 0.1=TVK 0.1=MVK 0.1=tvK0.1=Kxv 0.11=vK 10=apvK故 rmvc /20= 。m in/6.1321000 0 rdvns =查切機床實際轉(zhuǎn)速為 m in/125rnc= 14 故實際的切削速度 rmndv sc /8.1810000=( 4)校驗扭矩功率 NmM c362= NmMm 2.814= 所以 mcMMkwPkwP Ec 95.54 = 故滿足條件,校驗成立。擴鉸和精鉸的切削用量同理如下: 擴鉆: m in/125rn= rmf /40.0= m in/5.19v c= md75.490=鉸孔: m in/125rn= rmf /40.0= m in/6.19vc= md93.490=精鉸: m in/125rn= rmf /40.0= m in/6.19v c= 7500 ITd= .計算工時 m in52.053.01251817=+=nfLt m所有工步工時相同。5.5.1工序一 以 一端面 為粗基準,粗銑 另外一 端面。1.加工條件工件材料: HT200, b=0.16GPaHB=190241,鑄造。加工要求:粗銑上下端面。 機床: X6140臥式銑床。刀具: W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。銑削寬度 a e=60,深度 apPcc。故校驗合格。 最終確定 a p=1.5mm, nc=475r/min,Vfc=475mm/s, Vc=119.3m/min, fz=0.16mm/z。6)計算基本工時tm L/Vf=(32+80)/475=0.09min。5.5.2工序 4拉花鍵孔切削用量和基本工時的計算 加工條件: 工件材料: HT200,鑄件; 加工要求 : 花鍵底孔粗糙度 Ra6.3 m, 鍵槽側(cè)面粗糙度 Ra3.2 m, 鍵槽底面粗糙 度Ra1.6 m,鍵槽尺寸 6mm,偏差代號 H9; 刀具:高速鋼拉刀; 切削液:乳化液; 、加工設(shè)備:拉床。 、 確定齒升量 : 根據(jù)有關(guān)手冊 , 確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒升量為 0.06mm;、切削速度:查有切削簡明手冊有切削速度為 0.06m/s( 3.6m/min) ;、切削工時 t=Z bl k/1000vfzZ式中: Zb 單面余量 1.5mm(由 22mm拉削到 25mm);L拉削表面長度, 80mm; 考慮校準部分的長度系數(shù),取 1.2;k考慮機床返回行程系數(shù),取 1.4; v拉削速度( m/min) ;fz 拉刀單面齒升;Z拉刀同時工作齒數(shù), Z=l/p;P拉刀齒距。P=(1.25 1.9)sqrtL所以 P=(1.25 1.9)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 因為拉刀同時工作齒數(shù) z=l/p=80/12 7所以其本工時 Tm=1.5 80 1.2 1.4/1000 3.6 0.06 7=0.13(min)5.5.3工序 五 粗銑精銑頂面 。1.加工條件 工件材料: HT200, b=0.16GPaHB=190241,鑄造。加工要求:粗銑 頂面 。機床: X6140臥式銑床。 16 刀具: W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。銑削寬度 ae=60,深度 apPcc。故校驗合格。 最終確定 a p=1.5mm, nc=475r/min,Vfc=475mm/s, Vc=119.3m/min, fz=0.16mm/z。6)計算基本工時tm L/Vf=(32+80)/475=0.09min。5.4工序 8銑削 18H1槽的切削用量和基本工時的計算加工要求:用乳化液冷卻,加工工件,槽寬 18mm,公差代號 H11,長 40mm,槽的 側(cè)面與花鍵孔中心線的垂直度誤差 0.08mm,底面粗糙度為 Ra6.3 m。加工余量: 25mm。由 于 零 件 此 處 的 設(shè) 計 精 度 比 較 高 , 用 銑 削 很 難 達 到 尺 寸 精 度 的 要 求 , 所 以 為 了 留給下一道公序磨削的加工余量 ,分兩步走, ae=25, ap=10mm。 選擇刀具 銑刀參數(shù): L=10D=100mmd=30mmro=15 ao=12 an=6 Z=24 選擇銑削用量由于槽的寬度為 18mm,故二次走完, ae=25mmap=10mm由 切削用量簡明手冊 表 3.3確 定 f=0.5mm/r現(xiàn) 取 f=0.8mm/rfz=0.5/24=0.02mm/z 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命:根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.7,得最大磨損量 為 0.5由表 3.8確定刀具壽命: T=120。 確 定 切 削 速 度 Vc和 每 齒 進 給 量 : 決 定 切 削 速 度 Vc和 每 齒 進 給 量 Vf、 由 切 削 用 量 17 簡明手冊的公式 )60Zaf)/(Tdo(CVc m-1pueyzxpmqv vvvvv = aCv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, m in/6.98)60Zaf)/(Tdo(CVc m-1pueyzxpmqv vvvvv a =n=1000 Vc/do=1000 98.6/3.14 100=314r/min根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊 X62W型銑床說明選 nc=300r/min實際速度 Vc=donc/1000=94.2m/min選 Vfc=ncf=300 0.5=150mm/min根據(jù) X62W型銑床說明書選 Vf=150mm/min fzc=150/300 24=0.020mm/z 基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表 3.5Tm=(L+L1+ ) i/Vf=(40+20) 2/150=0.8( min) L1+ =20mmi=2(走兩次 ) 18 6夾具的設(shè)計6.1設(shè)計主要問題的提出為 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(shè) 計 專 用 夾 具 , 經(jīng) 過 與 指導 老 師 協(xié) 商 , 決 定 設(shè) 計 第 8道 工 序 鉆 鉸 22孔 的 鉆 床 夾 具 。 本 夾 具 將 用 與 Z525立式鉆床。 刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀,來對工件進行加工。 夾具設(shè)計經(jīng)過與老師協(xié)商 , 決定設(shè)計第 IX道工序 鉆鉸 22孔的鉆床夾具 。 本夾具將用于 Z525立式鉆床。問題的提出 在 給 定 的 零 件 中 , 對 本 步 加 工 的 定 位 并 未 提 出 具 體 的 要 求 , 是 自 由 公 差 , 定 位要求較低。因此,本步的重點應在卡緊的方便與快速性上。6.2夾具設(shè)計 過程 1 定位基準的選擇 出于定位簡單和快速的考慮 , 選擇 20孔為基準 , 即以一面上一長銷 ( 自由度限制數(shù) : 5) 配合以一擋銷 ( 自由度限制數(shù) : 1) 使工件完全定位 。 再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進行卡緊。2 切削力和卡緊力計算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。 軸向力 NkfdCF FyMMfFi 52.20.10.1006.04208.0.10 =扭矩 MNkfdCM MyzMMc = 68.00.20 10416.70.1.1006.0206.0由于扭矩很小,計算時可忽略。 卡緊力為 NFF f 04.52=取系數(shù) S1=1.5S2=S3=S4=1.1則實際卡緊力為 F =S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊 , 調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置 , 即可指定可靠的卡緊力。 3.定位誤差分析本工序采用一定位銷 , 一擋銷定位 , 工件始終靠近定位銷的一面 , 而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力 , 因此 , 工件不在在定位銷正上方 , 進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差 。 但是 , 由于加工是自由公差 , 故應當能滿足定位要求。 4.夾具設(shè)計及操作的簡要說明 夾具的卡緊力不大,故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋卡緊機構(gòu) 。夾具上設(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。 19 6.3定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設(shè)計基準與定位基準重合 , 故軸向尺寸無基準不重合度誤差 。徑 向 尺 寸 無 極 限 偏 差 、 形 狀 和 位 置 公 差 , 故 徑 向 尺 寸 無 基 準 不 重 合 度 誤 差 。 即 不 必 考慮定位誤差,只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。 6.4夾具設(shè)計及操作說明 如前所述 ,在設(shè)計夾具時 ,應該注意提高勞動率 .為此 ,在螺母夾緊時采用開口墊塊 ,以 便 裝 卸 ,夾 具 體 底 面 上 的 一 對 定 位 鍵 可 使 整 個 夾 具 在 機 床 工 作 臺 上 有 正 確 的 安 裝 位置 ,以利于銑削加工。結(jié)果,本夾具總體的感覺還比較緊湊。 夾 具 上 裝 有 對 刀 塊 裝 置 , 可 使 夾 具 在 一 批 零 件 的 加 工 之 前 很 好 的 對 刀 ( 與 塞 尺 配合使用 ) ; 同時 , 夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的 安裝位置,以有利于銑削加工。 20 7設(shè)計總結(jié)為 期 兩 周 的 機 械 制 造 工 藝 學 課 程 設(shè) 計 已 經(jīng) 接 近 尾 聲 , 回 顧 整 個 過 程 , 在 老 師 的 指導 下 , 得 以 順 利 完 成 本 次 課 程 設(shè) 計 , 課 程 設(shè) 計 作 為 機 械 制 造 工 藝 學 課 程 的 重 要 環(huán)節(jié),使理論與實踐更加接近,加深了理論知識的理解,強化了生產(chǎn)實習中的感性。 本 次 課 程 設(shè) 計 主 要 經(jīng) 歷 了 兩 個 階 段 : 第 一 階 段 是 機 械 加 工 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 , 第 二 階段 是 專 用 夾 具 設(shè) 計 。 第 一 階 段 我 們 運 用 了 基 準 選 擇 、 切 削 用 量 選 擇 計 算 、 機 床 選 用 、時 間 定 額 計 算 等 方 面 的 知 識 ; 夾 具 設(shè) 計 的 階 段 運 用 了 工 件 定 位 、 夾 緊 機 構(gòu) 及 零 件 結(jié) 構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 通 過 此 次 設(shè) 計 , 使 我 們 基 本 掌 握 了 零 件 的 加 工 過 程 分 析 、 工 藝 文 件 的 編 制 、 專 用 夾具設(shè)計的方法和步驟等。學會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總 的 來 說 , 這 次 設(shè) 計 , 使 我 們 在 基 本 理 論 的 綜 合 運 用 及 正 確 解 決 實 際 問 題 等 方 面得 到 了 一 次 較 好 的 訓 練 。 提 高 了 我 們 的 思 考 、 解 決 問 題 創(chuàng) 新 設(shè) 計 的 能 力 , 為 以 后 的 設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于能力所限,設(shè)計中還有許多不足之處,懇請各位老師、同學們批評指正! 21 參考文獻1王先逵 .機械制造工藝學 .機械工業(yè)出版社, 2062徐學林 .互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) .湖南大學出版社, 2053朱張校 .工程材料 .清華大學出版社, 2054周靜卿 .機械制圖與計算機繪圖 .中國農(nóng)業(yè)大學出版社, 2045韓榮第,等 .金屬切削原理與刀具 .哈爾濱工業(yè)大學出版社, 204 6賈亞洲 .金屬切削機床概論 .機械工業(yè)出版社, 1967陳宏鈞 .機械加工工藝手冊 .機械工業(yè)出版社, 2038濮良貴,等 .機械設(shè)計 .高等教育出版社 .2019單根全,等 .夾具結(jié)構(gòu)圖冊 .電子工業(yè)出版社, 191 22 XX工學院機 械 加 工 工 藝 卡 片零件名稱 : 機床CA6140拔叉學 生 : XXX 指導老師 : XXX 年 月 日10機械加工工藝過程卡片零件號零件名稱0405拔叉工序號工序名稱設(shè)備夾具刀具量具工時(min)名稱型號名稱規(guī)格名稱名稱規(guī)格1車A端面鉆220+0.28花鍵底孔倒A端倒角臥式車床C630三卡爪YG8,YG6彎頭外圓車刀,標準麻花鉆,高速鋼錐柄擴孔鉆卡板刀桿16mm25mm20mm,22mm40mm,=1502.552倒B端倒角臥式鉆床Z35K專用夾具高速鋼锪 鉆卡板40mm,=1500.153拉250+0.023花鍵孔臥式內(nèi)拉床L6110專用夾具高速鋼花鍵拉刀花鍵量規(guī)622H1225H86+0.03+0.060.234銑D面臥式銑床X62專用夾具YG6硬質(zhì)合金圓遠柱銑刀卡板80mm,Z=100.55銑80+0.03槽臥式銑床X62專用夾具鑲齒三面刃銑刀游標卡尺7mm8mm1.236銑180+0.012槽臥式銑床X62專用夾具鑲齒三面刃銑刀游標卡尺14.4mm17.4mm18mm7.827終檢設(shè)計者XXX指導老師XXX機械加工工藝卡片工序名稱車A端面,鉆花鍵底孔,倒A端倒角工序號零件名稱撥 叉零件號0405零件重量同時加工工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型式重量HT200HBS190220金屬型鑄件1.0kg設(shè)備夾具輔助工具名稱型號專用夾具臥式車床C630安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時min1粗車A端面至80.5mmYG8 45彎頭外圓車刀卡板22122.50.5548069.30.182精車A端面至80mmYG6 45彎頭外圓車刀2010.50.55770111.20.0353鉆通孔20高速鋼錐柄麻花鉆881180.40302.5168.750.74鉸 孔至22高速鋼錐柄擴孔鉆84110.55115.880.475端面A倒角錐柄機用鉸刀4120.55115.8480.35設(shè)計者XXX指導老師XXX共 7 頁第1頁機械加工工藝卡片工序名稱倒B端倒角工序號零件名稱撥 叉零件號0405零件重量同時加工工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型式重量HT200HBS190220金屬型鑄件1.0kg設(shè)備夾具輔助工具名稱型號專用夾具立式鉆床Z35K安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時min1B端倒角高速鋼锪鉆卡板5120.55115.8260.035設(shè)計者指導老師共 7 頁第2頁機械加工工藝卡片工序名稱拉花鍵孔工序號III零件名稱撥 叉零件號0405零件重量同時加工工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型式重量HT200HBS190220金屬型鑄件1.0kg設(shè)備夾具輔助工具名稱型號專用夾具臥式內(nèi)拉床L6110安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時min1拉250+0.023花鍵孔622H1225H86+0.03+0.06花鍵拉刀花鍵量規(guī)10.063.60.31設(shè)計者指導老師共 7 頁第6頁機械加工工藝卡片工序名稱銑D面工序號零件名稱撥 叉零件號0405零件重量同時加工工件數(shù)4材料毛坯牌號硬度型式重量HT200HBS190220金屬型鑄件1.0kg設(shè)備夾具輔助工具名稱型號專用夾具臥式銑床X62安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時min1粗銑側(cè)面DYG6硬質(zhì)合金圓遠柱銑刀卡板4013271.61500.52半精銑側(cè)面DYG6硬質(zhì)合金圓遠柱銑刀40110.1575168.750.57設(shè)計者指導老師共 7 頁第3頁機械加工工藝卡片工序名稱銑槽工序號零件名稱撥 叉零件號0405零件重量同時加工工件數(shù)4材料毛坯牌號硬度型式重量HT200HBS190220金屬型鑄件1.0kg設(shè)備夾具輔助工具名稱型號專用夾具臥式銑床X62安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時min1粗銑槽80+0.03mm 鑲齒三面刃銑刀游標卡尺47170.157518.840.2252精銑槽80+0.03mm鑲齒三面刃銑刀451210.04318160.85設(shè)計者指導老師共 7 頁第5頁機械加工工藝卡片工序名稱銑槽工序號零件名稱撥 叉零件號0405零件重量同時加工工件數(shù)1材料毛坯牌號硬度型式重量HT200HBS190220金屬型鑄件1.0kg設(shè)備夾具輔助工具名稱型號專用夾具臥式銑床X62安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時min1粗銑槽180+0.012mm 鑲齒三面刃銑刀游標卡尺48127.250.2230084.042半精銑槽180+0.012mm鑲齒三面刃銑刀48160.85設(shè)計者指導老師劉成文共 7 頁第5頁淮海工學院機電021零件名稱撥 叉零件號0金屬型鑄件1.0kg設(shè)備夾具輔助工具名稱型號專用夾具安裝工步安裝及工步說明刀具量具走刀長度mm走刀次數(shù)切削深度mm進給量mm/r主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min基本工時min按圖紙要求檢查設(shè)計者 指導老師共 7 頁第7頁 四川職業(yè)技術(shù)學院Sichuan Vocational and Technical College畢 業(yè) 設(shè) 計題 目“CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備專業(yè):機械制造與設(shè)計設(shè)計者: 學號: 091042012021 指導教師:拔叉工藝及夾具設(shè)計摘 要:機械制造工藝學課程設(shè)計是在我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。關(guān)鍵詞:拔叉;工藝規(guī)格設(shè)計;定位夾緊;夾具設(shè)計The Design Of Fork-lever Processing and FixtureAbstract :The machine manufacture technology curriculum design was carried on after we studied universitys complete basic course ,the technical basic course as well as the majority of professional courses .This is a thorough comprehensive total review before we carry on the graduation project to studies various curricula ,also is an apply theory to reality training, therefore, it holds the important status in we four years university life.Key words: Fork-lever; Craft specification design; The localization clamps; Jig design目錄1前言 52零件說明62.1零件的作用2.2零件的工藝分析2.3 零件的結(jié)構(gòu)特點3 生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型的確定4毛坯的確定35工藝規(guī)程設(shè)計45.1定位基準的選擇5.2重點工序說明5.3制定工藝路線5.4 機械加工余量的確定5.5 切削用量的選擇和時間定額的確定6夾具的設(shè)計186.1設(shè)計主要問題的提出6.2夾具設(shè)計過程6.3 定位誤差分析6.4 夾具設(shè)計及操作說明7 設(shè)計總結(jié) 20參考文獻211 前言機械制造工藝學是以機械制造中的工藝問題為研究對象,實踐性較強的一門學科,通過對此門學科的課程設(shè)計,使我在下述各方面得到了鍛煉:能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識,正確的解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸的確定等問題,保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓練,獲得根據(jù)被加工零件的加工要求,設(shè)計出高效、省力、既經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學會使用手冊及圖表資料。培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。通過對CA6140拔叉的工藝及夾具設(shè)計,匯總所學專業(yè)知識如一體(如互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、金屬切削機床概論、機械制造工藝學、金屬切削原理與刀具等)。讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復習及實用,在理論與實踐上有機結(jié)合;使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解,并為以后的實際工作奠定堅實的基礎(chǔ)!在此次設(shè)計中主要是設(shè)計CA6140撥叉的銑床夾具。在此次課程設(shè)計過程中,我查閱了大量的書籍,并且得到了有關(guān)老師的指點,尤其機制教研室的2零件說明2.1 零件的作用題目給定的零件是CA6140撥叉,它位于車床變速機構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進行工作。寬度為18mm的槽尺寸精度要求很高,因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時,滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以,寬度為18mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。2.2零件的工藝分析CA6140拔叉(型號:84009)共有3組加工表面:1、 零件兩端面,可以后端面加工精度高,可以先以后端面為粗基準加工右端面,再以前端面為精基準加工左端面;2、 以花鍵中心線為基準的加工面:這一組面包括25H7的六齒方花鍵孔、22H12的花鍵底孔、兩端的2X150倒角和距花鍵中心線為22mm的上頂面;3、 以工件右端面為基準的18H11mm的槽、上頂面的2-M8通孔和5錐孔。經(jīng)上述分析可知, 對于后兩組加工表面,可先加工其中一組表面,然后借助于專用夾具加工另一組表面。2.3 零件的結(jié)構(gòu)特點拔叉84009的毛坯為鑄造件,在零件圖上只有2處位置誤差要求,即上頂面與花鍵中心線的平行度誤差0.10, 18H11槽的兩側(cè)面與花鍵中心線的垂直度誤差0.08 零件外形上大體上與六面體相似,形狀大體如下: 零件剖視圖 圖(1)零件大致結(jié)構(gòu)圖3生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型的確定根據(jù)指導老師要求,設(shè)計此零件為鑄件,成批大量生產(chǎn),工藝的安排基本傾向于工序分散原則,設(shè)備的選用是通用設(shè)備和專用工裝,工藝手段以常規(guī)工藝為主,新工藝為輔的原則。4毛坯的確定CA6140車床拔叉,零件材料HT200,硬度190HB210HB,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),毛坯為鑄件,灰鑄鐵的機械加工余量按JZ67-62規(guī)定了灰鑄鐵鑄件的三種精度等級和相應的鑄件機械加工余量、尺寸偏差和重量偏差,在大批量生產(chǎn)的鑄件,采用2級精度鑄件,毛坯重量由金屬機械加工工藝人員手冊表5-2有零件80kg,偏差為7%,故毛坯估算約為1.0kg,采用2級精度鑄件,頂面的加工余量和底面的加工余量忽略不計,兩側(cè)面的加工余量也忽略不計,由表5-4左右端面的加工余量為30.8,其余部分均為實心部分。故毛坯圖如下: 圖(2)毛坯圖Fig(2) Rough map5 工藝規(guī)程設(shè)計5.1 定位基準的選擇定位基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一,定位基準的選擇得正確合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。5.1.1 粗基準的選擇在選擇粗基準時,一般遵循下列原則:保證相互位置要求原則;保證加工表面加工余量合理分配的原則;便于工件裝夾原則;粗基準一般不得重復使用的原則;為了保證所有加工表面有足夠的加工余量,選用加工余量小的表面作粗基準,不要用同一尺寸方向上。兩端面,后端面為精加工面,故在銑兩端面時,先以后端面為粗基準,粗銑前端面。加工花鍵底孔時,利用兩邊側(cè)面找正對稱面和以底面為粗基準加工花鍵底孔。5.1.2 精基準的選擇在選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方面,提高工件的加工精度。一般遵循下列原則:基準重合原則;統(tǒng)一基準原則;互為基準原則;自為基準原則;便于裝夾原則。為保證定位基準和工序基準重合,加工2-M8螺紋孔、5錐孔,18H11槽以零件的坐端面和花鍵中心線為精基準,銑上頂面以花鍵中心線為精基準。5.2 重點工序的說明CA6140拔叉零件的重要加工面有花鍵底孔、兩端面,花鍵,槽,頂面,材料為HT200,參考機械制造工藝設(shè)計簡明手冊,其加工方法選擇如下:5.2.1加工前后兩端面根據(jù)GB1800-79規(guī)定毛坯的公差等級為IT13,表面粗糙度為Ra12.5m,要達到后端面Ra3.2m的技術(shù)要求,需要經(jīng)過粗銑精銑。5.2.2加工22花鍵底孔此工序重點在于找正毛坯對稱面,故采用螺旋定心夾緊機構(gòu),找正對稱面,進行加工。零件技術(shù)要求底孔的表面粗糙度達到Ra6.3m,毛坯為實心,故采用鉆孔擴孔,可以達到要求。5.2.3 加工外徑為25的花鍵內(nèi)孔零件要求花鍵底面粗糙度Ra1.6m,側(cè)面Ra3.2m,由于此工序在鉆底孔工序之后,故采用拉花鍵孔的方法,一次拉削可以達到要求。5.2.4加工上頂面零件上頂面為精加工,粗糙度要求為Ra3.2m,與花鍵中心線的平行度誤差0.10mm,故以花鍵中心線為精基準,對上頂面進行粗銑精銑。5.2.5 加工18H11槽零件技術(shù)要求槽底面要達到表面粗糙度為Ra6.3m,側(cè)面粗糙度為Ra3.2m,而且兩側(cè)面和花鍵中心線的垂直度0.08,本身有精度要求,18H11,故以花鍵中心線和左端面為精基準,用花鍵心軸定位,采用銑磨。頂面的鉆2-M8通孔和5錐孔工序不是很重要,在此不做詳細說明,2-M8通孔先鉆孔,再攻絲,5錐孔采用錐刀進行加工。5.3 制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的加工精度和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在此零件為大批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用通用機床配以專用夾具并盡量使工序分散來提高生產(chǎn)率,此外,還應考慮經(jīng)濟效果,使生產(chǎn)成本盡量降低。5.3.1 工藝路線方案一的制訂 工序:粗銑前端面工序:粗、精銑后端面工序:鉆、擴花鍵底孔工序:粗、精銑上頂面工序:鉆2-M8通孔工序:鉆5錐孔工序:銑削18H11槽工序:磨削18H11槽工序:拉花鍵工序:挫圓角工序:去毛刺工序:終檢 5.3.2工藝路線方案二的制訂工序:粗銑前端面工序:粗、精銑后端面工序:鉆、擴花鍵底孔工序:拉花鍵工序:粗、精銑上頂面工序:鉆2-M8通孔工序:鉆5錐孔工序:銑削18H11槽工序:磨削18H11槽工序 :挫圓角工序:去毛刺工序:終檢5.3.3 兩種工藝路線的比較與分析上述兩種方案,工藝路線一把拉花鍵放在磨削18H11槽之后,在此,工序4、工序5、工序6、工序7、工序8中很難對工件進行定位和夾緊,造成生產(chǎn)率的下降。工藝路線二,一把花鍵底孔鉆削出來后緊接著就是拉花鍵,這樣,后面的工序就很容易對工件進行定位和夾緊,即以花鍵心軸進行定位,進行螺旋夾緊,此方案定位精度高,專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠。 通過以上的兩種工藝路線的優(yōu)、缺點的分析,最后確定工藝路線二為該零件的加工路線。工藝過程詳見機械加工工序卡片。5.4 機械加工余量的確定確定工序(或工步)尺寸的一般方法是:由加工表面的最后工序(或工步)向前推算,前面已經(jīng)根據(jù)有關(guān)資料查出了零件各加工表面的加工總余量(即毛坯余量),將加工余量分配給各工序加工余量,然后往前推算工序尺寸。CA6140 的撥叉材料為HT200。毛坯重量約為1.0 kg ,生產(chǎn)類型為由大批量生產(chǎn),毛坯為鑄件,精度為2級鑄件,大體尺寸確定,外表面加工面少,根據(jù)以上原始資料加工工藝,分別確定各個加工表面的機械加工余量,工序尺寸及加工余量如下: 前后端面的加工余量前后端面有30.8mm的加工余量,足以把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除。前端面粗銑一次即可,加工余量3mm,工序基本尺寸為83mm,工序經(jīng)濟精度等級為IT11,公差值0.22mm,表面粗糙度Ra5m,上下偏差按“入體原則”確定(以后按照此原則確定)。 后端面粗銑一次,精銑一次,粗銑加工余量2.8mm,工序經(jīng)濟精度等級為IT11,公差值0.22mm,精銑加工余量0.2mm,工序經(jīng)濟精度等級為IT7,公差值0.035mm,表面粗糙度Ra3.2m,工序基本尺寸為80mm。矩形花鍵底孔要求以矩形花鍵的外徑定心,故先鉆中心孔,再擴,最后拉削,內(nèi)孔尺寸為22H12,見零件圖,參照金屬機械加工工藝人員手冊 表3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔20mm,工序經(jīng)濟精度等級為IT11,公差值0.13mm。擴孔21mm,工序經(jīng)濟精度等級為IT10,公差值0.084mm,粗糙度Ra6.3m。拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心:拉削時加工余量參照金屬機械加工工藝人員手冊取 2=1mm。頂面的加工余量此工序分為兩個工步:粗銑頂面;精銑頂面。粗銑加工余量為2.8mm,工序經(jīng)濟精度等級為IT11,公差值0.22mm。精銑加工余量為0.2mm,工序經(jīng)濟精度等級為IT7,公差值0.035mm,表面粗糙度Ra3.2m。18H11槽的加工余量銑削的加工余量:槽底面的銑削余量為50mm,槽側(cè)面的銑削余量為17.9mm,工序經(jīng)濟精度等級為IT12,公差值0.25mm,槽底面表面粗糙度Ra6.3m。磨削的加工余量:槽側(cè)面的磨削余量為0.5mm,工序經(jīng)濟精度等級為IT9,公差值為0.043mm,側(cè)面粗糙度為Ra3.2m。5.5 切削用量的選擇和時間定額的確定根據(jù)課程設(shè)計指導書以及老師指定,需要計算幾道工序的工作時間以及此工序的切削用量的選擇,現(xiàn)選工序4拉花鍵孔、工序8銑削18H11槽這兩道工序進行計算。5.5.1工序一 以一端面為粗基準,粗銑另外一端面。1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:粗銑上下端面。機床:X6140臥式銑床。刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。5.5.2工序二 以底面為精基準,鉆、擴、鉸、精鉸22孔,保證精度達到IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時do=20mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角o11,二重刃長度b=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 2.選擇切削用量(1)決定進給量查切 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇Z550機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。(2)鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度(查切)為0.81.2mm,壽命擴孔后刀面最大磨損限度(查切)為0.9.mm,壽命鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查切)為.mm,壽命(3)切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度(4)校驗扭矩功率 所以 故滿足條件,校驗成立。擴鉸和精鉸的切削用量同理如下:擴鉆: 鉸孔: 精鉸: .計算工時所有工步工時相同。5.5.1工序一 以一端面為粗基準,粗銑另外一端面。1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:粗銑上下端面。機床:X6140臥式銑床。刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。5.5.2 工序4拉花鍵孔切削用量和基本工時的計算加工條件:工件材料:HT200,鑄件;加工要求:花鍵底孔粗糙度Ra6.3m,鍵槽側(cè)面粗糙度Ra3.2m,鍵槽底面粗糙度Ra1.6m,鍵槽尺寸6mm,偏差代號H9;刀具:高速鋼拉刀;切削液:乳化液;、加工設(shè)備:拉床。、確定齒升量:根據(jù)有關(guān)手冊,確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒升量為0.06mm;、切削速度:查有切削簡明手冊有切削速度為0.06m/s(3.6m/min);、切削工時 t=Zblk/1000vfzZ式中: Zb 單面余量1.5mm(由22mm拉削到25mm); L 拉削表面長度,80mm; 考慮校準部分的長度系數(shù),取1.2; k 考慮機床返回行程系數(shù),取1.4 ; v 拉削速度(m/min); fz 拉刀單面齒升; Z 拉刀同時工作齒數(shù),Z=l/p; P 拉刀齒距。 P=(1.251.9)sqrtL 所以 P=(1.251.9)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 因為拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/127所以其本工時 Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13(min)5.5.3工序五 粗銑精銑頂面。1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:粗銑頂面。機床:X6140臥式銑床。刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。5.5.4 工序8銑削18H11槽的切削用量和基本工時的計算加工要求:用乳化液冷卻,加工工件,槽寬18mm,公差代號H11,長40mm,槽的側(cè)面與花鍵孔中心線的垂直度誤差0.08mm,底面粗糙度為Ra6.3m。加工余量:25mm。由于零件此處的設(shè)計精度比較高,用銑削很難達到尺寸精度的要求,所以為了留給下一道公序磨削的加工余量,分兩步走,ae=25,ap=10mm。選擇刀具銑刀參數(shù):L=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=24 選擇銑削用量由于槽的寬度為18mm, 故二次走完,ae=25mm ap=10mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命:根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命:T=120。確定切削速度Vc和每齒進給量:決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由切削用量簡明手冊的公式 Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, n=1000Vc/do=100098.6/3.14100=314r/min根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊X62W型銑床說明選nc=300r/min實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min 選Vfc=ncf=3000.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選Vf=150mm/minfzc=150/30024=0.020mm/z基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)2/150=0.8(min) L1+=20mm i=2(走兩次)6 夾具的設(shè)計6.1 設(shè)計主要問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具,經(jīng)過與指導老師協(xié)商,決定設(shè)計第8道工序鉆鉸22孔的鉆床夾具。本夾具將用與Z525立式鉆床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀,來對工件進行加工。夾具設(shè)計經(jīng)過與老師協(xié)商,決定設(shè)計第IX道工序鉆鉸22孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。問題的提出在給定的零件中,對本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。因此,本步的重點應在卡緊的方便與快速性上。6.2夾具設(shè)計過程1 定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮,選擇20孔為基準,即以一面上一長銷(自由度限制數(shù):5)配合以一擋銷(自由度限制數(shù):1)使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進行卡緊。2 切削力和卡緊力計算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。軸向力 扭矩 由于扭矩很小,計算時可忽略??ňo力為取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際卡緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的卡緊力。3. 定位誤差分析本工序采用一定位銷,一擋銷定位,工件始終靠近定位銷的一面,而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是,由于加工是自由公差,故應當能滿足定位要求。4. 夾具設(shè)計及操作的簡要說明夾具的卡緊力不大,故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋卡緊機構(gòu)。夾具上設(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。6.3 定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設(shè)計基準與定位基準重合,故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差,故徑向尺寸無基準不重合度誤差。即不必考慮定位誤差,只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。6.4 夾具設(shè)計及操作說明如前所述,在設(shè)計夾具時,應該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊塊,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果,本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對刀塊裝置,可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀(與塞尺配合使用);同時,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置,以有利于銑削加工。 7 設(shè)計總結(jié)為期兩周的機械制造工藝學課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲,回顧整個過程,在老師的指導下,得以順利完成本次課程設(shè)計,課程設(shè)計作為機械制造工藝學課程的重要環(huán)節(jié),使理論與實踐更加接近,加深了理論知識的理解,強化了生產(chǎn)實習中的感性。本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段:第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計,第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識;夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。通過此次設(shè)計,使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等??偟膩碚f,這次設(shè)計,使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力,為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。由于能力所限,設(shè)計中還有許多不足之處,懇請各位老師、同學們批評指正! 參考文獻1 王先逵.機械制造工藝學.機械工業(yè)出版社,20062 徐學林.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).湖南大學出版社,20053 朱張校.工程材料.清華大學出版社,20054 周靜卿.機械制圖與計算機繪圖.中國農(nóng)業(yè)大學出版社,20045 韓榮第,等.金屬切削原理與刀具.哈爾濱工業(yè)大學出版社,20046 賈亞洲.金屬切削機床概論.機械工業(yè)出版社,19967 陳宏鈞.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社,20038 濮良貴,等.機械設(shè)計.高等教育出版社.20019 單根全,等.夾具結(jié)構(gòu)圖冊.電子工業(yè)出版社,1991 22
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