CA6140車床套加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

CA6140車床套加工工藝及夾具設(shè)計(jì),ca6140,車床,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì) 機(jī)械工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 一、零件的分析 （一） 、零件的作用 題目給出的零件是CA6140的杠桿。它的主要的作用是用來(lái)支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。 (二)、零件的工藝分析 杠桿的Φ25孔的軸線合兩個(gè)端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下： 本夾具用于在立式銑床上加工杠桿的小平面和加工Φ12.7。工件以Φ250＋0.023 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長(zhǎng)銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。加工表面。包括粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)、鉆Ф12.7的錐孔 ，由于30mm的下平臺(tái)的表面、孔表面粗糙度都為Ra6.3um。其中主要的加工表面是孔Ф12.7,要用Ф12.7鋼球檢查。 二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) (一)、確定毛坯的制造形式。 零件的材料HT200?？紤]到零件在工作中處于潤(rùn)滑狀態(tài)，采用潤(rùn)滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為4000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對(duì)稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 (二)、基面的選擇 （1） 粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的不加工表面是加強(qiáng)肋所在的肩臺(tái)的表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一組V形塊支承Φ45軸的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ25的孔。 （2） 精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用Φ25的孔作為精基準(zhǔn)。 (三)、確定工藝路線 1、工藝路線方案一： 工序1 鉆孔使尺寸到達(dá)Ф25mm 工序2粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái) 工序3鉆Ф12.7的錐孔 工序4鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8 工序5鉆Ф16孔，加工螺紋孔M6 工序6粗精銑Φ16、M6上端面 工序7 檢查 2、工藝路線方案二： 工序1 鉆孔使尺寸到達(dá)Ф25mm 工序2粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái) 工序3鉆Ф12.7的錐孔 工序4粗精銑Φ16、M6上端面 工序5鉆Ф16孔，加工螺紋孔M6 工序6鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8 工序7 檢查 3、工藝路線的比較與分析 第二條工藝路線不同于第一條是將“工序4鉆Ф14孔，再加工螺紋孔M8”變?yōu)椤肮ば? 粗精銑Φ16、M6上端面”其它的先后順序均沒(méi)變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)影響生產(chǎn)效率。而對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都沒(méi)有大同程度的幫助。 以Ф25mm的孔子外輪廓為精基準(zhǔn)，先銑下端面。再鉆錐孔，從而保證了兩孔中心線的尺寸與右端面的垂直度。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第二條工藝路線而先上端面， 再“鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8”不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來(lái)的孔的軸線與軸的軸線是非功過(guò)否重合這個(gè)問(wèn)題。所以發(fā)現(xiàn)第二條工藝路線并不可行。 從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)方案也比較合理想。所以我決定以第一個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。 工序1 加工孔Φ25。擴(kuò)孔Φ25的毛坯到Φ20。擴(kuò)孔Φ20到Φ250＋0.023 , 保證粗糙度是1.6采立式鉆床Z518。 工序2 粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái)，仍然采用立式銑床X52k 用組合夾具。 工序3 鉆Ф12.7的錐孔，采用立式鉆床Z518，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具。 工序4 鉆Ф14孔，加工螺紋孔M8。用回轉(zhuǎn)分度儀組合夾具，保證與垂直方向成10゜。 工序5 鉆Φ16、加工M6上端面用立式鉆床Z518，為保證加工的孔的位置度，采用專用夾具 工序6 粗精銑Φ16、M6上端面 。用回轉(zhuǎn)分度儀加工，粗精銑與水平成36゜的臺(tái)肩。用臥式銑床X63，使用組合夾具。 工序7 檢查 (四)、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 杠桿的材料是HT200，毛坯的重量0.85kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，。 （1） 由于毛坯用采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定； 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定有零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 毛坯與零件不同的尺寸有：(具體見(jiàn)零件圖與毛坯圖)故臺(tái)階已被鑄出,根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》的銑刀類型及尺寸可知選用6mm的銑刀進(jìn)行粗加工,半精銑與精銑的加工余量都為0.5mm。 1.Φ25的端面考慮2mm，粗加工1.9m到金屬模鑄造的質(zhì)量，和表面的粗糙度要求，精加工0.1mm，同理上下端面的加工余量都是2mm。 2.對(duì)Φ25的內(nèi)表面加工。由于內(nèi)表面有粗糙度要求1.6 可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm就可達(dá)到要求。。 3.鉆錐孔Φ12.7時(shí)要求加工一半，留下的裝配時(shí)鉆鉸，為提高生產(chǎn)率起見(jiàn)，仍然采用Φ12的鉆頭，切削深度是2.5mm。 4.用銑削的方法加工臺(tái)肩。由于臺(tái)肩的加工表面有粗糙度的要求6.3，而銑削的精度可以滿足，故采取分四次的銑削的方式，每次銑削的深度是2.5mm。 (五)、確定切削用量和基本工時(shí) 工序2：粗精銑寬度為30mm的下平臺(tái) 1、 工件材料：HT200，金屬模鑄造 加工要求：粗銑寬度為30mm的下平臺(tái)，精銑寬度為30mm的下平臺(tái)達(dá)到粗糙度3.2。 機(jī)床：X52K立式銑床 刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀Φ225(z=20) 2、計(jì)算切削用量 粗銑寬度為30mm的下平臺(tái) 根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm，走刀長(zhǎng)度是249mm。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min。 切削工時(shí)：t=249/(37.5×3)=2.21min 精銑的切削速度，根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=3mm/z，切削速度0.442m/s，切削深度0.1mm，走刀長(zhǎng)度是249mm。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min。 切削工時(shí)：t=249/(37.5×3)=2.21min. 工序3 鉆Ф12.7的錐孔 1、工件材料：HT200，金屬模鑄造， 加工要求：銑孔2－Φ20內(nèi)表面，無(wú)粗糙度要求，。機(jī)床：X52K立式銑床 刀具：高速鋼鉆頭Φ20， 2、計(jì)算切削用量 用Φ19擴(kuò)孔Φ20的內(nèi)表面。根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.193m/s，切削深度是1.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長(zhǎng)度是36mm。 基本工時(shí)：t1=2×36/(0.64×195)=0.58 min. 用Φ20擴(kuò)孔Φ20的內(nèi)表面。根據(jù)《切削手冊(cè)》進(jìn)給量f=0.64mm/z，切削速度0.204m/s，切削深度是0.5mm，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為195r/min。走刀長(zhǎng)度是36mm。 基本工時(shí)：t2=2×36/(0.64×195)=0.58 min. 第四工序基本工時(shí)：t=t1+t2=1.16min. 工序5 鉆錐孔2－Φ8到2－Φ5。用Φ5的鉆頭，走刀長(zhǎng)度38mm，切削深度2.5mm，進(jìn)給量0.2mm/z，切削速度0.51m/s， 基本工時(shí)：t=2×38/(0.2×195)=1.93min. 確定切削用量及基本工時(shí) 一、 粗銑，精銑平臺(tái) 1加工條件: 工件材料:HT200鑄鐵,σb=165MPa, 機(jī)床:XA6132萬(wàn)能機(jī)床 刀具:高速鋼鑲齒套式面銑刀 計(jì)算切削用量 <1>查得此銑刀的進(jìn)給量fz=0.2mm/z由(《削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得) <2>切削速度:查得可以確定為Vc =15.27m/min 由于dw=80mm,齒數(shù)Z=10則Ns=1000Vc/3.14×80=61r/min 按機(jī)床說(shuō)明書(shū),得Ns=75r/min 實(shí)際切削速度V=Πdwn/1000=3.14×80×75/1000=19m/min 當(dāng)n=75r/min時(shí),工作臺(tái)進(jìn)給量為f=fz?Z?n=0.2×10×75=150mm/min 查機(jī)床說(shuō)明書(shū),這個(gè)進(jìn)給量合乎實(shí)際. 工時(shí):t=行程/進(jìn)給量=20+30.5+6/150=0.37min 由于半精加工時(shí)只是涉及到切削深度的改變，所以要求的數(shù)據(jù)一般不變！ 二、鉆孔 查《削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》得：進(jìn)給量f’=0.53mm/r 切削速度：Vc=15m/min鉆頭直徑為22mm，得主軸轉(zhuǎn)速為Ns=1000×15/3.14×22=217r/min 所以實(shí)際速度取Nw=250r/min 得實(shí)際切削速度為V=3.14×22×250/1000=17.3m/min 查機(jī)床說(shuō)明書(shū)確定進(jìn)量f=0.62mm/r 工時(shí)：切入3mm、切出1mm,t=80+3+1/0.62×250=0.54min 三、夾具設(shè)計(jì) 為了提高生產(chǎn)率，保證質(zhì)量。經(jīng)我組分工現(xiàn)在對(duì)第2、3道工序設(shè)計(jì)夾具。本夾具將用在立式X52K立式銑床。刀具是高速鋼鉆頭Φ20。 (一)、問(wèn)題提出。 本夾具主要用來(lái)加工Φ20的孔。這兩個(gè)孔與上下端面有著垂直度的要求，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，要求保證垂直度要求。 (二)、夾具的設(shè)計(jì) 1、定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知Φ25孔的軸線所在平面和右端面有垂直度的要求是10゜，從定位和夾緊的角度來(lái)看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基準(zhǔn)是右端面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔Φ25的軸線，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，需要重新計(jì)算上下端面的平行度，來(lái)保證垂直度的要求。在本工序只需要確定右端面放平。 2、切削力及夾緊力的確定 本夾具是在銑\鉆床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)，必須對(duì)“17”六角螺母和”11”螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式 Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) Fj－沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs－作用在六角螺母 L－作用力的力臂(mm) d0－螺紋中徑(mm) α－螺紋升角(゜) ψ1－螺紋副的當(dāng)量摩擦(゜) ψ2－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角(゜) r’－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑(゜) 根據(jù)《工藝手冊(cè)》其回歸方程為 Fj＝ktTs 其中Fj－螺栓夾緊力(N)； kt－力矩系數(shù)(cm－1) Ts－作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =5×2000=10000N 3、 位誤差分析 銷與孔的配合0.05mm，銑/鉆模與銷的誤差0.02mm，銑/鉆套與襯套0.029mm 由公式e=(H/2+h+b)×△max/H △max=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.06×30/32=0.05625 可見(jiàn)這種定位方案是可行的。 4、 具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具用于在立式銑床上加工杠桿的小平面和加工Φ12.7。工件以Φ250＋0.023 孔及端面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在長(zhǎng)銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用螺母及開(kāi)口墊圈手動(dòng)夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開(kāi)螺釘、螺母、支承釘來(lái)加工另一邊。一次加工小平面和加工Φ12.7 夾具裝配圖，夾具零件圖分別見(jiàn)附帶圖紙。