CA6140車床831008撥叉的鉆Ф8錐孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含4張CAD圖-版本1
CA6140車床831008撥叉的鉆8錐孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝含4張CAD圖-版本1,ca6140,車床,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,cad,版本
前言 本次機(jī)械零件加工工藝設(shè)計(jì)是我們?cè)谕瓿蓹C(jī)械課程設(shè)計(jì)之后的又一次課程設(shè)計(jì),整合我們所學(xué)過(guò)的有關(guān)的知識(shí) (如機(jī)械制造工藝學(xué)、工程制圖、互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、熱加工工藝基礎(chǔ)等)。讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、提高及運(yùn)用,使理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合;讓我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解,并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)!我認(rèn)真復(fù)習(xí)了以前的課程并從圖書館借了各種參考資料,自己獨(dú)立完成此次的課程設(shè)計(jì)。我希望再次通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練,希望自己在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的獨(dú)立思考、分析問題、解決問題的能力,為以后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力所限,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處,懇請(qǐng)老師給予指正和改善。目 錄前言1一、零件的分析31.1零件的作用31.2零件的工藝分析31.3確定零件的生產(chǎn)類型3二、確定毛坯類型及繪制毛坯簡(jiǎn)圖42.2確定毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量42.3毛坯簡(jiǎn)圖:4三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)53.1定位基準(zhǔn)的選擇53.2零件表面加工方法的選擇53.3制定工藝路線53.4加工設(shè)備及工藝裝備的選用63.5加工余量、工序尺寸和公差的確定73.6切削用量的計(jì)算7四、夾具設(shè)計(jì)214.1問題的提出214.2夾具設(shè)計(jì)214.2.1定位基準(zhǔn)的選擇214.2.2切削力及夾緊力計(jì)算214.2.3定位誤差分析214.3導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)224.4夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明23參考文獻(xiàn)26一、零件的分析1.1零件的作用 CA6140車床上的撥叉,它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換擋作用,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。零件上方的20mm的孔與操作機(jī)構(gòu)相連,下方的50mm的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸,通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。1.2零件的工藝分析零件圖下圖:CA6140車床上的撥叉共有兩處加工表面。20mm的孔,以及其上下表面,孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)要鉆鉸的8mm的錐孔,一個(gè)M6的螺紋孔,和一個(gè)缺口。 50mm的孔,以及其上、下端面; 這兩組表面有一定的位置要求; (1) 50mm的孔的上、下表面與20的孔的垂直度誤差為0.07mm。 (2) 20mm的孔的上、下表面與20的孔的垂直度誤差為0.05mm。 (3) 50mm、20mm的孔的上、下表面以及50mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為3.2um。 (4) 20mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為1.6um,精度為IT7。1.3確定零件的生產(chǎn)類型 由已知CA6140車床撥叉的生產(chǎn)類型為大批量。所以初步確定工藝安排為:加工過(guò)程劃分階段;工序適當(dāng)集中;加工設(shè)備以通用設(shè)備為主,大量采用專用工裝。二、確定毛坯類型及繪制毛坯簡(jiǎn)圖2.1選擇毛坯種類: 零件材料為HT200,考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單,故選擇鑄件毛坯。兩零件鑄造為一體,加工時(shí)分開2.2確定毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量因?yàn)橛桑ㄒ韵路Q工藝手冊(cè)表1.3-1查得毛坯的制造方法采用殼模鑄造級(jí),表2.2-4查得加工余量等級(jí)為G級(jí),選取尺寸公差等級(jí)為CT10。 根據(jù)以上資料及路線,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯如下: 1、延軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差(20mm、50mm端面) 查工藝手冊(cè)表2.24取20mm、50mm端面長(zhǎng)度余量為2.5mm(均為雙邊加工)。 銑削加工余量為:a)粗銑:1.5mm b)精銑:1mm 毛坯尺寸及公差為:(35土0.3)mm ( 17土0.25)mm 2、內(nèi)孔(50mm已鑄成孔)查工藝手冊(cè)表2.22.5,取50mm已鑄成長(zhǎng)度余量為3mm,即已鑄成孔44mm。 鏜削加工余量為:a)粗鏜:2mm b)半精鏜:1mm 毛坯尺寸及公差為:(44土0.3)mm。3、其他尺寸直接鑄造得到 2.3毛坯簡(jiǎn)圖:三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。定位基準(zhǔn)選擇得正確、合理,可以保證加工質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。否則,就會(huì)使加工工藝過(guò)程問題百出,嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分,通常先確定精基準(zhǔn),然后在確定粗基準(zhǔn)。 1、精基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于CA6140車床撥叉而言,由其零件圖可知內(nèi)孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(亦是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)), 但是又考慮到裝夾問題,所以選擇外圓面和端面作為基準(zhǔn)。適合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 2、粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn),而對(duì)若干個(gè)不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn),根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)原則,現(xiàn)取20mm的孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩個(gè)短V形塊支承兩個(gè)20mm孔的外輪廓作主要定位面,以消除3個(gè)自由度,再用一個(gè)支承板支撐在72mm的上表面,以消除3個(gè)自由度。3.2零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有端面、臺(tái)階面、外圓面、平面、內(nèi)孔、通孔、螺紋,材料為HT200。根據(jù)尺寸精度、公差等級(jí)和表面粗糙度要求,查表2.23平面加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度;表2.24孔加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度;表2.25平面加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度;表2.27米制螺紋加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度;各表面加工方法的選擇如下表:加工表面表面粗糙度/um加工方案?jìng)渥?0上端面3.2粗銑精銑20上端面3.2粗銑精銑20上端面3.2粗銑精銑20上端面3.2粗銑精銑缺口面12.5粗銑內(nèi)孔20鉆-擴(kuò)-鉸-精鉸內(nèi)孔503.2粗鏜半精鏜螺紋孔M6鉆擴(kuò)攻螺紋錐孔8鉆-擴(kuò)-鉸-精鉸3.3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外,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。1)工藝路線方案一:工序一:鑄造工序二:粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um工序三: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,工序四: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 工序五: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工序六;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工序七:銑斷工序八: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 工序九:以20mm的孔為精基準(zhǔn),鉆5mm的孔,攻M6的螺紋工序十:以20 mm的孔為精基準(zhǔn),銑缺口,保證其粗糙度為12.5um工序十一: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:工序一;鑄造工序二:粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um工序三:以20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、精銑20 mm、50 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,20 mm的上、下表面尺寸為30mm,50 mm的上、下表面尺寸為12mm工序四:以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸2 0 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)0.05 mm 工序五: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工序六:銑斷工序七: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 工序八:以20 mm的孔為精基準(zhǔn),鉆5 mm的孔,攻M6的螺紋工序九:以20 mm的孔為精基準(zhǔn),銑缺口,保證其粗糙度為12.5 um工序十:檢查3.4加工設(shè)備及工藝裝備的選用 機(jī)床和工藝裝備的選擇應(yīng)在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下,與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng),并應(yīng)優(yōu)先考慮采用標(biāo)準(zhǔn)化的工藝裝備和充分利用現(xiàn)有條件,以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。 撥叉的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床,也可選用通用設(shè)備,所選用的夾具均為專用夾具。根據(jù)工藝課程設(shè)計(jì)第三章金屬切削機(jī)床的技術(shù)參數(shù)和第四章機(jī)械加工工藝裝備,各工序加工設(shè)備及工藝裝備選用如下表:工序號(hào)工 序 內(nèi) 容加工設(shè)備工藝裝備01鑄造毛坯02粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 umXA5032立式銑床W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀03以20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、精銑20 mm、50 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,20 mm的上、下表面尺寸為30mm,50 mm的上、下表面尺寸為12mmXA5032立式銑床W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀04以20 mm 的下表面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸2 0 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)0.05 mmZ535型立式鉆床高速鋼麻花鉆頭高速鋼擴(kuò)孔鉆頭高速鋼鉸刀05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 umT616鏜床YG6的硬質(zhì)合金刀06銑斷XA6132銑床高速鋼細(xì)齒圓鋸片刀07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Z525立式鉆床高速鋼麻花鉆08以20 mm的孔為精基準(zhǔn),鉆5 mm的孔,攻M6的螺紋Z525立式鉆床高速鋼麻花鉆09以20 mm的孔為精基準(zhǔn),銑缺口,保證其粗糙度為12.5 umXA5032立式銑床W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀10檢查3.5加工余量、工序尺寸和公差的確定1.20內(nèi)孔精度要求IT7參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)(以下簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè))表2.3-8確定工序尺寸及余量為: 鉆孔: 18 擴(kuò)孔: 19.8 2Z=1.8mm 半精絞: 19.94 2Z=0.14mm 精絞: 202.內(nèi)孔50 毛坯為鑄孔,內(nèi)孔精度要求IT12表面粗糙度為Ra3.6,參照工藝手冊(cè)表2.3-10確定工序尺寸及余量為: 一次 粗鏜45 二次 粗鏜48 2Z=3 三次 半精鏜49.7 2Z=1.7 四次 精鏜50 2Z=0.3 3.6切削用量的計(jì)算2.5.1 工序二:粗、精銑孔20mm、50mm的下表面(1) 加工條件工件材料:HT200。b=0.16GPa HBS=190210,鑄件機(jī)床:XA5032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=60mm,深度ap Pcc,故校驗(yàn)合格。最終確定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=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 ap=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=0.50.7mm/r,由于是對(duì)稱銑,選較小量f=0.7mm/r c)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)XA5032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=0.405min2.5.2 工序三:粗、精銑孔20mm、50mm的上表面 本工序的切削用量及基本工時(shí)與工序一中的粗、精銑孔20mm、50mm的下表面相同。2.5.3 工序四:鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm的孔(一) 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 :Z535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(Z535鉆床允許的軸向力為15696N(見工藝設(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)Z535鉆床說(shuō)明書,選f=0.80mm/r(見工藝設(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)Z535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)Z535鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇nc=275r/min(見工藝設(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)Z535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 =0.18min(二) 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 :Z535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(Z535鉆床允許的軸向力為15696N(見工藝設(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)Z535鉆床說(shuō)明書,選f=0.64mm/r(見工藝設(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)Z535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)Z535鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇nc=375r/min(見工藝設(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)Z535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 =0.13min(三) 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 :Z535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=10o kr=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)Z535鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇nc=140r/min(見工藝設(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)Z535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 =0.14min(四) 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 :Z535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)Z535鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇nc=140r/min(見工藝設(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)Z535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 =0.19min2.5.4 工序五: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 :T616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T616機(jī)床進(jìn)給量(工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表4.2-21)選f=0.58mm/rc) 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T616機(jī)床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/mind) 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=0.09min(2)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 :T616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e) 確定切削深度ap ap=1mmf) 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)x0.8=(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)b=190MPa,do=4.3mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.5mm/r 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)b210MPa,do10.2mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N(Z525鉆床允許的軸向力為8830N(見工藝設(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)Z525鉆床說(shuō)明書,選f=0.17mm/r(見工藝設(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)Z525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FfFmax,故f=0.17mm/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= 6 mm時(shí),鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由切削手冊(cè)表2.15可知f=0.20mm/r時(shí),標(biāo)準(zhǔn)鉆頭,do=4 mm時(shí),Vt=20m/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=20x1.0x1.0x1.0x0.85=17m/min 所以=1354r/min根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇nc=1360r/min(見工藝設(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=0.17mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊(cè)表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=17.4m/min時(shí) Pc=0.8KW根據(jù)Z525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 =0.15min 2.5.7 工序八:鉆5mm的孔,攻螺紋M6 (1)加工條件 工藝要求;孔徑do=5mm ,孔深l=6mm, 通孔 機(jī)床;Z525立式鉆床刀具: 高速鋼麻花鉆選擇的高速鋼麻花鉆的直徑為do=5mm鉆頭的幾何形狀為(由切削手冊(cè)表2.7可知鑄鐵的強(qiáng)度頭幾何形狀為:由切削手冊(cè)表2.1及表2.2 選=30o o=16o 2=118o 21=70o (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=5mm時(shí),f=0.270.33mm/r 由于L/d=6/5=1.23,故取修正系數(shù)K=1所以 f=(0.270.33)x1=(0.270.33) mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=5.4mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=0.6mm/r 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)b210MPa,do10.2mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330N(Z525鉆床允許的軸向力為8830N(見工藝設(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=(0.270.33) mm/r,根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書,選f=0.28mm/r(見工藝設(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=0.33mm/r do=12mm時(shí),軸向力Ff=2110N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=2110N 根據(jù)Z525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FfFmax,故f=0.28mm/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= 6 mm時(shí),鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由切削手冊(cè)表2.15可知f=0.30mm/r時(shí),標(biāo)準(zhǔn)鉆頭,do=5 mm時(shí),Vt=16m/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=16x1.0x1.0x1.0x0.85=13.6m/min 所以=866r/min根據(jù)Z525鉆床說(shuō)明書,可考慮選擇nc=960r/min(見工藝設(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=0.33mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊(cè)表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=15.1m/min時(shí) Pc=1.0KW根據(jù)Z525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=0.28mm/r n=nc=960r/min vc=13.6m/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 =0.03min(2)攻M6的螺紋 由工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表6.2-14可知 其中:l1=(13)p l2=(23)p公式中的no為絲錐或工件回程的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min); i為使用絲錐的數(shù)量;n 為絲錐或工件每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min);d為螺紋大徑;f為工件每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 等于工件螺紋的螺距p 由上述條件及相關(guān)資料有; f=p=1mm/r d=6mm n=680r/minno=680r/min i=1 所以(1) 切削速度 所以=10.7m/min(2) 基本工時(shí)=0.03min 2.5.8 工序九:銑缺口(1)加工條件工件尺寸:長(zhǎng)為25mm, 寬為10mm機(jī)床:XA5032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/z,由于是對(duì)稱銑,選較小量f=0.14mm/zc)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/min vft =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又根據(jù)XA5032銑床參數(shù),選 n=235r/min vf =375mm/s,則實(shí)際的切削速度為: 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)XA5032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故 PccPcm 因此選擇的切削用量可以采用 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=0.07min 四、夾具設(shè)計(jì)4.1問題的提出 經(jīng)過(guò)與小組成員協(xié)商,決定設(shè)計(jì)第七道工序以20下端面和零件中線為基準(zhǔn),鉆孔,保證垂直精度誤差不超過(guò)0.05mm,孔精度達(dá)IT7。本夾具將用于Z525立式鉆床,鉆頭選用高速鋼麻花鉆。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)鉆2-錐銷孔。4.2夾具設(shè)計(jì)4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 底面對(duì)孔的中心線有一定的垂直度公差要求,因此應(yīng)以地面為主要定位基準(zhǔn).由于鑄件的公差要求較大,利用小頭孔的外圓表面作為輔助定位基準(zhǔn)時(shí),只有采用自動(dòng)對(duì)中夾具才能同時(shí)保證對(duì)稱的兩個(gè)零件的大小孔的中心距的公差要求.為了提高加工效率,現(xiàn)決定采用兩把麻花鉆同時(shí)加工出兩個(gè)8mm的通孔.4.2.2切削力及夾緊力計(jì)算 由于實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于第一定位基準(zhǔn)面.因此,無(wú)須再對(duì)切削力進(jìn)行計(jì)算.查表4得切削力計(jì)算公式:式中,f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夾緊力,查表5得,安全系數(shù)K=式中為各種因素的安全系數(shù),查表得:K=1.872,當(dāng)計(jì)算K2.5時(shí),取K=2.5孔軸部分由M12螺母鎖緊,查表得夾緊力為12360N=30900N由上計(jì)算得,因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。4.2.3定位誤差分析零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為68mm.采用自動(dòng)對(duì)中具后,定位誤差取決于對(duì)中塊、螺桿以及滑塊的制造誤差. 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(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于卡具體底板的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進(jìn)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(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。4.3導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)2-8孔加工需鉆孔和鉸孔,因?yàn)殂@孔后還要鉸孔。故選用快換鉆套(其結(jié)構(gòu)如下圖所示)。根據(jù)工藝要求:即用8的麻花鉆鉆孔。查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知8相配的快換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下:具體的尺寸如下因?yàn)榭蓳Q鉆套和鉆模板是間隙配合,加工的時(shí)間可換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上,以防止加工的時(shí)間工件的旋轉(zhuǎn),由上圖可知與7.8快換鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸6查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知,M6可換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下具體的尺寸如下4.4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。夾具的夾緊力不大,故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。夾具上設(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇由心軸、圓墊圈、螺母組成夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序?yàn)殂@削余量小,鉆削力小,所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。5、設(shè)計(jì)體會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的機(jī)械制造工藝學(xué)的課程設(shè)計(jì),我從中學(xué)到了許多,平時(shí)我們都是在課堂上聽老師講。故也有一些基礎(chǔ)的理論知識(shí),但卻缺乏實(shí)踐設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。紙上談兵,并不會(huì)使我們真正掌握所要學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)。課程設(shè)計(jì),便是一次重要的練兵機(jī)會(huì)。理論結(jié)合實(shí)踐,使得我們可以更加深刻的理解,運(yùn)用,最終掌握要求的專業(yè)技能。課程設(shè)計(jì)的過(guò)程是枯燥的,乏味的,甚至是痛苦的。但是所有的苦難都在
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