CA6140車床831008撥叉的銑Φ32孔上端面夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含4張CAD圖-版本1
CA6140車床831008撥叉的銑32孔上端面夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含4張CAD圖-版本1,ca6140,車床,32,上端,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,cad,版本
目錄一 零件分析11.1 零件的作用11.2 零件的工序分析11.3 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)11.4 制定工藝路線21.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定5二、 確定切削用量及基本工時(shí)72.1工序三:粗,精銑32mm,72mm下端面72.2 工序四:粗,精銑32mm上端面112.3 工序五:粗,精銑72mm上端面112.4 工序六:銑斜槽面112.5 工序七:鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm的孔142.6 工序八:粗、精鏜50 mm的孔232.7 工序九:攻螺紋252.8 工序十: 鉆錐孔8mm的一半4mm262.9工序十一:銑斷28三、 銑32孔上端面夾具設(shè)計(jì)313.1 問(wèn)題的提出313.2 夾具設(shè)計(jì)313.3 切削力及夾緊力計(jì)算313.4 定位誤差分析333.5定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)333.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明35總 結(jié)36致 謝37參考文獻(xiàn)37I一 零件分析1.1 零件的作用 題目所給定的零件時(shí)CA6140車床上的831008型撥叉,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,獲得所需要的速度和扭轉(zhuǎn)的作用。零件上的20mm孔與操縱機(jī)構(gòu)相連,下方的50mm下半圓孔則是用于所控制齒輪所在軸的接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩個(gè)零件鑄為一體。1.2 零件的工序分析831008撥叉共有兩類加工表面,平面與孔,他們相互之間有一定的位置要求,現(xiàn)分析如下:1) 平面的加工。這一組加工面包括:32,72的上下端面,在孔底面需銑的一個(gè)47的斜凸臺(tái)。2) 各種孔的加工。這一組加工面包括:孔20,孔50,8錐孔的一半4的通孔,螺紋孔M6.這兩組加工表面之間有著一定的位置要求,主要是: 20mm孔的上下端面對(duì)其孔中心線的垂直度為0.05. 50mm孔的上下端面對(duì)20孔中心線的垂直度為0.07.由上分析可知,對(duì)于這兩組加工表面而言,可以先加工其中一組表面,然后再以這組加工后的表面作為基準(zhǔn)并借助于專用夾具加工另一組表面,并且保證它們之間的位置精度要求。1.3 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 1)確定毛坯的制造形式零件的材料為HT200,考慮到零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所售的載荷和沖擊不大,零件的形狀也比較簡(jiǎn)單,設(shè)定此零件的年產(chǎn)量為5000件,該零件的重量為1.2KG,由于屬于大批量生產(chǎn),所以采用金屬型鑄造方法。這對(duì)保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率是有利的。2)基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(對(duì)于同時(shí)具有加工表面和不加工表面的零件,位列保證不加工表面與加工表面之間的位置精確度,應(yīng)該選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果零件上有多個(gè)不加工表面,則以其中與加工表面相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)),先選取20mm,50mm孔的不加工外輪廓作為主要定位表面,以消除五個(gè)自由度,再用一個(gè)銷釘來(lái)消除最后一個(gè)自由度,達(dá)到完全定位。 精基準(zhǔn)的選擇。經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)點(diǎn)而選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該警醒尺寸換算。1.4 制定工藝路線由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),故應(yīng)采用專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)成本。工藝路線方案:1)工藝路線方案一:工序1 :鑄造毛坯工序2:退火工序3:粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um工序4:以20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、精銑20 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,其上、下表面尺寸為30mm,工序5:以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um,垂直度誤差不超過(guò)0.05mm 工序6:以20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、半精鏜50 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um工序7;以20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、精銑50 mm的上表面,保證其與孔的垂直度誤差不超過(guò)0.07mm,其上、下表面尺寸為12mm工序8:銑斷工序9:以20 mm的孔為精基準(zhǔn),鉆8 mm的錐孔的一半4 mm,裝配時(shí)鉆鉸 工序10:以20mm的孔為精基準(zhǔn),鉆5mm的孔,攻M6的螺紋工序11:以20 mm的孔為精基準(zhǔn),銑缺口,保證其粗糙度為12.5um工序12:檢查 上面的工序可以是中批生產(chǎn),但是其效率不高,并且工序四中的鉆孔方法在鉆孔是可能會(huì)偏離中心。經(jīng)綜合考慮,采用下面的方案二。 2)工藝路線方案二:工序1 鑄造毛坯工序2 退火工序3 粗,精銑32mm,72mm下端面(以32mm外圓,72mm外圓為粗基準(zhǔn)),選用X50立式升降臺(tái)銑床加專用夾具;工序4 粗,精銑32mm上端面(以32mm的下端面為精基準(zhǔn))選用X50立式升降臺(tái)銑床加專用夾具;工序5 粗,精銑72mm上端面(以32mm的下端面為精基準(zhǔn))選用X50立式升降臺(tái)銑床加專用夾具;工序6 銑斜槽面(以32mm下端面為精基準(zhǔn))選用X60臥式升降臺(tái)銑床加專用夾具;工序7 鉆,擴(kuò),鉸,精鉸通孔20mm(以32mm下端面為精基準(zhǔn),保證尺寸20mm,20mm與50mm兩孔中心尺寸72mm),選用Z82平端面中心孔鉆床加專用夾具;工序8 粗,半精鏜50mm的孔(以32mm,72mm下端面為精基準(zhǔn),保證尺寸50mm),選用T51立式鏜床加專用夾具;工序9 鉆5mm孔,攻M6螺紋(以20mm孔位精基準(zhǔn)),選用Z50圓柱立式鉆床;工序10 鉆錐孔8的一半4通孔(以20mm孔為精基準(zhǔn)),選用Z50圓柱立式鉆床;工序11 銑斷。選用X60臥式升降臺(tái)銑床;工序12 去毛刺,清洗。工學(xué)13 終檢。以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工卡片。 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “831008撥叉”零件材料為HT200灰鑄鐵硬度HBW180HBW220,毛坯重量約為1.2KG,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用金屬鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1)32,72外圓表面沿軸線方向的長(zhǎng)度方向的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:查(工藝手冊(cè))表2.2-3取余量公差代號(hào)9級(jí),加工余量代號(hào)F級(jí),查表2.2-4取20mm端面長(zhǎng)度余量值均為2.5mm(均為雙邊加工),查表2.2-1取偏差為(計(jì)算長(zhǎng)度為35mm)。表2.2-4取50mm端面長(zhǎng)度余量值均為2.5mm(均為雙邊加工),查表2.2-1取偏差為(計(jì)算長(zhǎng)度為17mm)。2)參照工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),其中鍛件重量由1.2kg估計(jì)為2.2kg,s=0.77 由表2.2-14得鑄件復(fù)雜形狀系數(shù)為S, 鍛件材質(zhì)系數(shù)取M確定工序尺寸及余量為:鑄造20mm孔端面長(zhǎng)度345mm,鑄造50mm端面長(zhǎng)度17mm粗銑20mm下端面至33.5mm Z=1.50mm粗銑50mm下端面至15.5mm Z=1.50mm精銑20mm下端面至32.5mm Z=1.00mm精銑50mm下端面至14.5mm Z=1.00mm粗銑20mm上端面至31mm Z=1.50mm精銑20mm上端面至30mm Z=1.00mm粗銑50mm下端面至13mm Z=1.50mm精銑50mm下端面至12mm Z=1.00mm3) 20mm內(nèi)孔,毛坯為實(shí)心,查工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)2.3-9及7 鉆孔:18.0mm 擴(kuò)孔:19.8mm 2Z=1.80mm 粗鉸:19.94mm 2Z=0.14mm 精鉸:20mm 2Z=0.06mm 4)50mm孔為鑄造孔,查工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表取50mm內(nèi)孔余量值為6mm,取偏差值為mm。(計(jì)算直徑為44mm)參照工藝設(shè)計(jì)手冊(cè),表8-15,確定工序尺寸余量為:鑄造44mm孔 粗鏜44mm孔至48mm 2Z=4.00mm 半精鏜48mm孔至50mm 2Z=2.00mm5)其他尺寸直接鑄造得到。二、 確定切削用量及基本工時(shí)2.1工序三:粗,精銑32mm,72mm下端面(1)加工條件工件材料:HT200。=0.16GPa HBS=190210,鑄件機(jī)床:X50立式銑床刀具;W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀,牌號(hào)為YG6,由切削手冊(cè)表3.1查得銑削寬度60mm,深度 4,齒數(shù)Z=10時(shí),取刀具直徑do=80mm。又由切削手冊(cè)表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角=8o;副后角=,刀齒斜角s=-10o,主刃Kr=60o,過(guò)渡刃Kr=30o,副刃=5o,過(guò)渡刃寬=1mm(2) 切削用量 1)粗銑20mm的下表面 a)切削深度 因切削用量較小,故可以選擇=1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進(jìn)給量:由切削手冊(cè)表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW,查切削手冊(cè)表3.5可得f=0.140.24mm/r,由于是對(duì)稱銑,選較小量f=0.14mm/rc)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表3.7,后刀面最大磨損為(1.01.5)mm 查切削手冊(cè)表3.8, 壽命T=180mind)計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè)表3.27中的公式: 也可以由表3.16查得=98mm/s n=439r/min =490mm/s 又根據(jù)X50銑床參數(shù),選 n=475r/min =600mm/s,則實(shí)際的切削速度為: 即=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為: 即=0.13mm/re)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè)表3.24,Pcc=1.1KW,而機(jī)床所提供的功率為1.7KW,所以,故校驗(yàn)合格。最終確定=1.5mm =475r/min =600mm/min =119.3m/min =0.13mm/zf)計(jì)算基本工時(shí) 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊(cè)表3.26,可得 l+=12mm,所以L=l+y+=32+12=44mm 故 =44/600=0.073min2)粗銑50mm的下表面 a)銑削50mm的下表面與銑削20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/zb)計(jì)算基本工時(shí) 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊(cè)表3.26,可得 l+=0所以L=l+y+=72mm 故 =72/600=0.12min3)精銑孔20mm的下表面 a) 切削深度 因切削用量較小,故可以選擇ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齒進(jìn)給量:由切削手冊(cè)表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW,查切削手冊(cè)表3.5可得f=0.050.07mm/r,由于是對(duì)稱銑,選較小量f=0.07mm/rc)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表3.7,后刀面最大磨損為(1.01.5)mm查切削手冊(cè)表3.8, 壽命T=180mind)計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè)表3.27中的公式: 也可以由表3.16查得=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根據(jù)X50銑床參數(shù),選 n=475r/min vf =375mm/min , 則實(shí)際的切削速度為 所以=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量 所以=0.08mm/ze)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè)表3.24,Pcc=1.1KW,而機(jī)床所提供的功率Pcm為1.7KW,所以Pcm Pcc,故校驗(yàn)合格。最終確定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/minf)計(jì)算基本工時(shí) 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊(cè)表3.26,可得 l+=80mm, 所以L=l+y+=32+80=112mm 故 =112/375=0.3min 2)精銑50mm的下表面 a)銑削50mm的下表面與銑削20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/mb)計(jì)算基本工時(shí) 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊(cè)表3.26,可得 l+=80mm所以L=l+y+=72+80=152mm故 =152/375=0.405min2.2 工序四:粗,精銑32mm上端面 本工序的切削用量及基本工時(shí)與工序二中的粗、精銑孔20mm、50mm的下表面相同。2.3 工序五:粗,精銑72mm上端面 本工序的切削用量及基本工時(shí)與工序三中的粗、精銑孔20mm、50mm的下表面相同。2.4 工序六:銑斜槽面(1)加工條件機(jī)床:X50立式銑床刀具;W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀,牌號(hào)為YG6,由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)后稱切削手冊(cè)表3.1查得銑削寬度ae=90mm,深度ap=6mm,齒數(shù)Z=10時(shí),取刀具直徑do=100mm。又由切削手冊(cè)表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角ao=8o,刀齒斜角s=-10o,主刃Kr=60o,過(guò)渡刃Kr=30o,副刃Kr=5o,過(guò)渡刃寬b=1mm(2)切削用量 a)切削深度 因切削用量較小,故可以選擇ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進(jìn)給量:由切削手冊(cè)表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW,查切削手冊(cè)表3.5可得f=0.140.24mm/r,由于是對(duì)稱銑,選較小量f=0.14mm/rc)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表3.7,后刀面最大磨損為(1.01.5)mm 查切削手冊(cè)表3.8, 壽命T=180mind)計(jì)算切削速度 按切削手冊(cè)表3.27中的公式 也可以由表3.16查得=77m/min nt=245r/minvft =385m/min 各修正系數(shù)為:Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77x1.0x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0x0.8=308mm/min所以=73.8m/min,實(shí)際進(jìn)給量為: 所以=0.16mm/ze)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè)表3.24, 當(dāng)b=(174207)MPa ae=70mm ap=6mm do=100mm Z=10 vfc=385mm/min 近似為 Pcc=4.6KW根據(jù)X50型立銑說(shuō)明書(切削手冊(cè)表3.30),機(jī)床主軸允許的功率為Pcm=7.5x0.75=5.63KW即 ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=73.8m/min fz=0.14mm/zf)計(jì)算基本工時(shí) 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊(cè)表3.26,可得 l+=0mm, 所以L=l+y+=25mm 故 =25/375=0.07min2.5 工序七:鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm的孔1) 鉆18mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=18mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷卻 機(jī)床 :Z82型立式鉆床 刀具 :高速鋼麻花鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭,其直徑do=18mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊(cè)表2.1及表2.2 選修磨橫刃,=28o o=10o 2=118o 21=70o b=3.5mm b=2mm l=4mm(2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量fa)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊(cè)表2.7,當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度b200HBS do=18mm時(shí),f=0.700.86mm/r 由于L/d=30/18=1.673,故取修正系數(shù)K=1所以 f=(0.700.86)x1=(0.700.86)mm/rb) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=18mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.6mm/rc)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)b210MPa,do20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N(Z82鉆床允許的軸向力為15696N(見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-14)時(shí),進(jìn)給量為1.5mm/r。從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為f=0.700.86mm/r,根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書,選f=0.80mm/r(見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-16),又由切削手冊(cè)表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力,當(dāng)f=0.80mm/r do=21mm時(shí),軸向力Ff=7260N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=7260N 根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=15696N,由于FfFmax,故f=0.80mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊(cè)表2.12,當(dāng)do=18 mm時(shí),鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊(cè)表2.15可知f=0.80mm/r時(shí),雙修磨橫刃的鉆頭,do=18 mm時(shí),Vt=17m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊(cè)表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min 所以=255r/min根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇nc=275r/min(見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-15)4)檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊(cè)表2.21,當(dāng)f=0.8mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊(cè)表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=0.9mm/r vc=17.4m/min時(shí) Pc=1.7KW根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.80mm/r n=nc=275r/min vc=14.4m/min(3)計(jì)算基本工時(shí) L=l+y+ 由切削手冊(cè)表2.29查得y+=9mm故 =0.18min2) 擴(kuò)19.8mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷卻 機(jī)床 :Z82型立式鉆床 刀具 :高速鋼擴(kuò)孔鉆頭 選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆頭,其直徑do=19.8mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊(cè)表2.5 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量fa)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)切削手冊(cè)表2.10,當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b200HBS do=19.8mm時(shí),f=(0.91.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因擴(kuò)孔之后還須鉸孔 ,故取修正系數(shù)K=0.7所以 f=(0.91.1)x0.7=(0.630.77)mm/rb) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=19.8mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.75mm/rc)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)b210MPa,do20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N(Z82鉆床允許的軸向力為15696N(見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-14)時(shí),進(jìn)給量為1.5mm/r。從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為f=(0.630.77)mm/r,根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書,選f=0.64mm/r(見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-16),又由切削手冊(cè)表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力,當(dāng)f=0.64mm/r do=21mm時(shí),軸向力Ff=6080N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=6080N 根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=15696N,由于FfFmax,故f=0.64mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊(cè)表2.12,當(dāng)do=19.8 mm時(shí),鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.60.9)mm,壽命T=30min 3)決定切削速度 由切削手冊(cè)表2.30中的公式: 可知f=0.64mm/r時(shí), do=19.8 mm時(shí),Vt=27m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊(cè)表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=27x1.0x1.0x1.0x0.85=23m/min =370r/min根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇nc=375r/min(見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-15)4)檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊(cè)表2.21,當(dāng)f=0.8mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊(cè)表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=0.75mm/r vc=20m/min時(shí) Pc=1.7KW根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.64mm/r n=nc=375r/min vc=23m/min(3)計(jì)算基本工時(shí)L=l+y+ 由切削手冊(cè)表2.29查得y+=10mm故 =0.13min3)粗鉸19.94mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔 機(jī)床 :Z82型立式鉆床 刀具 :高速鋼鉸刀選擇高速鋼鉸刀,其直徑do=19.94mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊(cè)表2.6 ro=18o ao=10okr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量f 根據(jù)切削手冊(cè)表2.11,當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b170HBS do=19.94mm時(shí),f=(1.02.0)mm/r,又由于粗鉸之后還要精鉸,所以應(yīng)該選最大的進(jìn)給量 即 f=2.0mm/r2)決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊(cè)表2.12,當(dāng)do=20 mm時(shí),鉸刀后刀面最大磨鈍量取為(0.40.6)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊(cè)表2.30中的公式 可知,vc=7.7m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊(cè)表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=7.7x1.0x1.0x1.0x0.85=6.55mm/min 所以=105r/min根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇nc=140r/min(見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-15)4)檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊(cè)表2.21,當(dāng)f=2.0mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊(cè)表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=2.0mm/r vc=10m/min時(shí) Pc=1.7KW根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=2.0mm/r n=nc=140r/min vc=6.55m/min(3)計(jì)算基本工時(shí) L=l+y+ 由切削手冊(cè)表2.29查得y+=10mm故 =0.14min4)精鉸20mm的孔(1)加工條件工藝要求:孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔,精度等級(jí)為IT7 機(jī)床 :Z82型立式鉆床 刀具 :高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀,其直徑do=20mm:鉆頭幾何形狀為:由切削手冊(cè)表2.6 ro=0 ao=7o a1=18o(2)切削用量1) 決定進(jìn)給量f 根據(jù)切削手冊(cè)表2.11,當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 b170HBS do=20mm,加工精度要求為H7精度時(shí),f=(1.02.0)mm/r,由于這是粗鉸之后的精鉸,所以應(yīng)該選中等的進(jìn)給量 即 f=1.5mm/r2)決定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削手冊(cè)表2.12,當(dāng)do=20 mm時(shí),鉸刀后刀面最大磨鈍量取為(0.40.6)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊(cè)表2.30中的公式 可知,vc=9.64m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊(cè)表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=9.64x1.0x1.0x0.85 x1.0=8.2m/min 所以=131r/min根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇nc=140r/min(見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-15)4)檢驗(yàn)機(jī)床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊(cè)表2.21,當(dāng)f=1.6m do=21 mm 時(shí) Mt=125.6Nm扭矩的修正系數(shù)均為1.0,故Mc=125.6 Nm 又根據(jù)切削手冊(cè)表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=1.5mm/r vc=10m/min時(shí) Pc=1.5KW根據(jù)Z82鉆床說(shuō)明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=1.5mm/r n=nc=140r/min vc=8.2m/min(3)計(jì)算基本工時(shí)L=l+y+ 由切削手冊(cè)表2.29查得y+=10mm故 =0.19min2.6 工序八:粗、精鏜50 mm的孔1)粗鏜48mm孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=44mm的孔加工成d=48mm,通孔 機(jī)床 :T51鏜床 刀具:YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀,且直徑為20mm的圓形鏜刀(2)切削用量a) 確定切削深度ap ap=2mmb) 確定進(jìn)給量f根據(jù)切削手冊(cè)表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵,鏜刀直徑為20mm, ap=2mm, 孔徑d=50mm,鏜刀伸長(zhǎng)長(zhǎng)度l=100mm時(shí) f=0.400.60mm/r 按T51機(jī)床進(jìn)給量(工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-21)選f=0.58mm/r確定切削速度 v按 切削手冊(cè)表1.27和表1.28 其中:cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60minKTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8所以 =62.4m/min =414r/min又按T51機(jī)床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/minc) 確定粗鏜48mm孔的基本時(shí)間選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1 所以=0.09min2)半精鏜50mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔 機(jī)床 :T51鏜床 刀具:YG6的硬質(zhì)合金刀刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀,且直徑為20mm的圓形鏜刀2)切削用量d) 確定切削深度ap ap=1mme) 確定進(jìn)給量f根據(jù)切削手冊(cè)表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵,鏜刀直徑為20mm, ap=2mm, 孔徑d=50mm,鏜刀伸長(zhǎng)長(zhǎng)度l3,故取修正系數(shù)K=0.8所以 f=(0.180.22)0.8=(0.1440.176) mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)=190MPa,do=4.3mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量 c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)=210MPa,do=10.2mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N,X50鉆床允許的軸向力為8830N(見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-14)時(shí),進(jìn)給量為1.63mm/r。從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為f=(0.1440.176) mm/r,根據(jù)X50鉆床說(shuō)明書,選f=0.17mm/r(見(jiàn)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-16),又由切削手冊(cè)表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力,當(dāng)f=0.17mm/r do=12mm時(shí),軸向力Ff=1230N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=1230N 根據(jù)X50鉆床說(shuō)明書,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8330N,由于Ff Mc 又根據(jù)切削手冊(cè)表2.23,當(dāng)=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=17.4m/min時(shí) Pc=0.8KW根據(jù)X50鉆床說(shuō)明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.17mm/r n=nc=1360r/min vc=17m/min(3)計(jì)算基本工時(shí) L=l+y+ 由切削手冊(cè)表2.29查得y+=2.5mm故 =0.15min2.9工序十一:銑斷1)加工條件工件尺寸:長(zhǎng)72mm 深12mm加工要求:將雙體銑開(kāi)機(jī)床:X60臥式升降臺(tái)銑床 刀具: 選高速鋼細(xì)齒圓鋸片刀 由工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表3.1-27可得,又由(金屬切削手冊(cè)第三版)表6-7B=4mm do=160mm Z=50 d=32mm ro=10o ao=16o2)切削用量 a) 決定每齒進(jìn)給量fz 查切削手冊(cè)表3.4可得 fz=(0.030.02)x(1+40%)=(0.0420.028)mm/r由于是對(duì)稱銑 取f=0.028mm/rb) 后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊(cè)表3.7后刀面最大(0.150.20)mm,查切削手冊(cè)表3.8 壽命T=150minc) 計(jì)算切削速度按切削手冊(cè)表3.27中的公式 可得vc=76.7m/min=153r/min根據(jù)X60銑床 選主軸轉(zhuǎn)速為n=150r/min所以實(shí)際的切削速度為 v=75.36 m/min工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為: fmz=0.026x50x150=195mm/min又根據(jù)X60銑床的參數(shù),取工作臺(tái)進(jìn)給量為190mm/r則:實(shí)際的進(jìn)給量為fz=0.025mm/rd) 校驗(yàn)機(jī)床功率 由切削手冊(cè)表3.28中的計(jì)算公式可知:pc= Fc= 式中 CF=30 xF=1.0 yF=0.65 uF=0.83 wF=0 qF=0.83 所以計(jì)算得Fc=163.5N Pc=4.8kwX60銑床主動(dòng)電機(jī)的功率為7.5KW,故所選的切削用量可以采用最終確定 vf=190mm/min n=150r/min v=75.36m/mine) 計(jì)算基本工時(shí) 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊(cè)表3.26,可得 l+=0所以L=l+y+=22mm 故 =22/190=0.12min3、 銑32孔上端面夾具設(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3銑32孔上端面的夾具。本夾具將用于X50立式銑床,刀具為高速鋼端銑刀。3.1 問(wèn)題的提出本夾具主要用來(lái)銑32外圓上端面,該端面與其他面沒(méi)有任何關(guān)系。在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,而其位置尺寸為自由公差,精度不是主要問(wèn)題。3.2 夾具設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)選擇 由零件圖可知,銑32外圓上端面,因?yàn)槭谴旨庸ぃ?0的端面和外圓用一個(gè)固定V型塊和一個(gè)活動(dòng)V型塊夾緊定位。3.3 切削力及夾緊力計(jì)算 (1)刀具: 采用端銑刀 50mm z=24,用1把鋸片銑刀保證同時(shí)安裝在主軸上面中間用隔套把兩把銑刀隔開(kāi),保證兩把銑刀之間距離為7mm。這樣就可以一次銑出兩個(gè)面,并且尺寸易保證。機(jī)床: x51W立式銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中: 修正系數(shù) z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí),須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中:為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 (2)夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘: 公稱直徑d=15mm,材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限: 極限應(yīng)力幅:許用應(yīng)力幅:螺釘?shù)膹?qiáng)度校核:螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核: 滿足強(qiáng)度要求,夾具安全可靠, 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力3.4 定位誤差分析 工件的工序基準(zhǔn)為孔心,當(dāng)工件孔徑為最大,定位銷的孔徑為最小時(shí),孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在銑床上加工,所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同,則其定位誤差為: Td=Dmax-Dmin 本工序采用一活動(dòng)V型塊,一擋快定位,工件始終靠近擋塊的一面。但是,由于此道工序后還有精加工,因此本道工序要求不高,故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。3.5定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中,一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合,使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示:圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖根據(jù)T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下:表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D25-0.014-0.0454014615624+0.0237對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成,用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。由于本道工序是完成后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面的粗銑加工,所以選用圓形對(duì)刀塊。圓形對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示:圖 3.4 對(duì)刀塊圖對(duì)刀塊尺寸如下塞尺選用平塞尺,其結(jié)構(gòu)如下圖所示: 圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為:表 3.2 平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC3-0.0060.253.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于操作,降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃?,切削力小,所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大,故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)???結(jié)本次設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的,通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì),使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng),使我們更好的利用圖書館的資料,更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件,為我們踏入設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了好多,也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì),它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次本次設(shè)計(jì)使我收益不小,為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是,查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí),數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊,由于經(jīng)驗(yàn)不足,在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題,不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn),在我遇到難題時(shí)給我指明了方向,最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次本次設(shè)計(jì)成績(jī)的取得,與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此,我衷心感謝我的指導(dǎo)老師,特別是每次都放下她的休息時(shí)間,耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題,她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成,她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜,她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷,除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外,她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。參考文獻(xiàn)【1】孫麗媛 機(jī)械制造工藝及專用夾具 冶金工業(yè)出版社【2】李益明 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社【3】 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)【4】蒲林祥 金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社【5】盧斌恒 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社38
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