CA6140車床撥叉[831005] 加工工藝及銑18槽氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)【版本3】

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A面的加工余量 毛坯總加工余量3mm，公差為3mm，取對(duì)稱偏差，則毛坯總加工余量為31.5mm。 根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》A面未標(biāo)注公差取精密級(jí)，其偏差為0.1mm，加工尺寸28 精加工余量由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表2-36得0.6mm， 則粗加工余量2.4mm，加工公差T=0.4 2．孔加工余量 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表5-23得擴(kuò)孔余量為1.5-2mm，取余量為2Z=2mm。 粗加工的公差取IT12級(jí)，T=0.21 精加工粗，偏差為mm 3．倒兩端15°倒角 4.花鍵槽分兩次加工成形 5．40x28端面加工余量 加工余量根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表2-4得3mm，偏差為1.5mm 精加工余量為1mm，偏差為0.1mm 粗加工余量為2 mm，公差T=0.4 6.鍵槽8的加工 根據(jù)銑刀寬度側(cè)向粗銑余量為5mm，粗加工公差取未標(biāo)注公差中的中等級(jí)IT=0.2。精銑為3mm,偏差為mm 徑向粗銑余量為7mm，加工等級(jí)為未標(biāo)注公差中中等級(jí)，加工公差T=0.4。 精銑加工余量1mm，加工等級(jí)為未標(biāo)注公差中精密等級(jí)，加工偏差為±0.05mm。 7．鍵槽18的加工 根據(jù)銑刀寬度側(cè)向粗銑余量為10mm，精銑為8mm. 粗加工公差取未標(biāo)注公差中的中等級(jí)IT=0.4，精加工偏差為mm 徑向粗加工余量為22mm，精銑余量為1mm。 粗加工公差取未標(biāo)注公差中的中等級(jí)IT=0.4，精加工偏差取未標(biāo)注公差中的精密級(jí)，偏差為±0.1mm。 工序余量表： 粗銑 精銑 側(cè)向 徑向 側(cè)向 徑向 加工前尺寸（mm） 最大 10.4 22.4 最小 10 22 加工后尺寸（mm） 最大 10.4 22.4 18 23.1 最小 10 22 18.012 22.9 加工余量（mm） 最大 10.4 22.4 8.012 1.1 最小 10 22 7.6 0.5 加工公差（mm） 0.4 0.4 0.012 0.2 五．確定切削用量及基本工時(shí) 工序1：車削A面 1．加工條件。 工件材料：灰口鑄鐵HT200。 σb=200　MPa。鑄造。 加工要求：粗、半精車A面并保證28mm的工序尺寸，Ra=3.2μm 機(jī)床CA6140。 刀具：端面車刀，刀片材料：硬質(zhì)合金， ro =15°. ao=12° r=0.5mm Kr=90° 刀柄：LxBxH=125x16x16 2、計(jì)算切削用量。 (1)粗車 粗車余量為2.4mm，據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表5-1 f=0.4-0.5mm／r,根據(jù)機(jī)床性能取f=0.5mm／r,ap≤3mm，取ap=2.4mm。 據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表5-2得切削速度v=1-1.333m／s，取V=1.2m／s， 工件轉(zhuǎn)速n=1000x1.2／（3，14x60）=6.35r／s 根據(jù)機(jī)床性能取n=10r／s V=3.14*d*n／1000=3.14x60x10／1000=1.8m／s 切削工時(shí)的確定 t=L1+L+L2／fn=2+30+2／(0.5x10)=0.113min 功率計(jì)算： F=9.81×60*C*a*f*V*k =9.81×60×92×2.4×0.5×1×(200/190) =9.81×5.1×92×2.4×0.6×1×1.02 =6761N P=FV=6761×1.8=12.2KW （2）精車 加工余量為0.6mm。 進(jìn)給量f. 根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表5-1， f=0.3－0.5mm/r　　　根據(jù)車床性能?。妫?.3mm/r ap=0.3mm V=1.5-2m／s, 取V=2m／s 工件轉(zhuǎn)速n=1000x2／（3，14x60）=1.6r／s 　根據(jù)車床性能　n=15r／s 加工工時(shí)T=L1+L+L2／（fn）*i=2+30+2／（0.3x15）x2=0.25min （3）確定切削功率 工序2:鉆孔、擴(kuò)孔 機(jī)床:立式鉆床Z525，鉆刀:硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆，刀具尺寸:d=20mm, L1=238mm, L=140mm 2Ф=，2Φ=118° 鉆孔 背吃刀量a=d／2=10mm 進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表5-23得 f=0.55-0.65mm／r 取f=0.62mm／r 切削速度v=0.35m／s 主軸轉(zhuǎn)速n=1000v／(3.14xd)=1000x0.35／(3.14x20)=5.57r／s 根據(jù)機(jī)床性能取n=6.5r／s v=3.14*d*n／1000=3.14x20x6.5=0.41m／s 工時(shí)的計(jì)算： T=L1+L+L2／（n*f）=(5+80+2)／5.57*0.62=25.19s 功率的計(jì)算: M=C*d*f*K×10 =225.63×20×0.62×（200/190）×10 =225.63×296.4×0.68×1.1×10 =45.5N·M F=C*d*f*k =58.6×20×0.62×（200/190） =58.6×6×0.7×1.1 =2225.1N P=2×3.14×10×M =2×3.14×10×455 =2.8KM （2）、擴(kuò)孔 刀具硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆 刀具參數(shù)和上述一致，進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表5-23 得f=1.0-1.2mm／r 根據(jù)機(jī)床性能取f=1.1 mm／r 鉆削速度及機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和 上述一致。 工時(shí)T=L1+L+L2／（n*f）=(5+80+2)／6.58x1.1=7.87s 工序3:倒角 刀具：專用刀具。此工步使用專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=15r/s 檢驗(yàn)機(jī)床功率 可以查出　當(dāng)σｂ＝160～245HBS ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ　 Ｖｃ≤41ｍ／min　?。校悖?.4kw 機(jī)床轉(zhuǎn)速與粗車端面一致。 按CA6140　車床說(shuō)明書(shū)　主電機(jī)功率Ｐ＝7.5ｋｗ 可見(jiàn)Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求 工序4: 拉花鍵孔 加工余量1.5mm 機(jī)床:臥式拉床L6120 刀具:鍵槽拉刀 參數(shù):LxH=830x17.93mm 進(jìn)給量:f=0.06-0.2mm/z 取f=0.1mm/z 拉削速度v=2.5-2m/min 根據(jù)機(jī)床性能取v=2m/min 切削工時(shí) t=Zblηk/1000vfzZ 式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)； L 拉削表面長(zhǎng)度，80mm； η 考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2； k 考慮機(jī)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(shí)工作齒數(shù)，Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm ∴拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7 ∴其本工時(shí) t=1.5×80×1.2×1.4/1000×2×0.01×7=10.08s T=3t=3×10.08=30.24s=0.51min 拉削力的計(jì)算: 據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表5-33得單位長(zhǎng)度的拉削力F=163N/mm Fw=F*L=163x80=13040N P=Fw*V=13040x0.034=0.4KW 機(jī)床主軸功率為29KW，滿足要求。 工序5:粗銑，精銑40x28端面。 粗銑， 加工余量3mm 機(jī)床 ：Ｘ62W 刀具:圓柱形硬質(zhì)合金銑刀 銑刀幾何參數(shù) d=50mm l=50mm 齒數(shù):14 切削用量:每齒進(jìn)給量fz=0.1-0.28mm/z 根據(jù)機(jī)床性能取fz=0.2mm/z 銑削速度V=1.0-1.83m/s 取v=1.5m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/3.14d=1000x1.5/3.14x50=9r/s 根據(jù)機(jī)床性能取n=10r/s 此時(shí)v=3.14*d*n/1000=3.14x50x10/1000=1.57m/s 進(jìn)給速度Vf=fz*n*z=0.2x10x14=28mm/s Ap≤2mm 取ap=1.5mm 縱向進(jìn)給量為28mm 工時(shí) t=L1+L+L2/Vf=(10+40+10)/28=0.4min Tm=2t=0.8min 切削力 F=9.81CaadaZ =9.81×30×28×1.5×50×1×14 =2847.9N F=1.2 F=1.2×2847.9=3417.5N P= FV=3417.5×1.5×10=5.1KW 機(jī)床主軸功率7.5KW，滿足要求 精銑 刀具與上道工步同一把刀 加工余量1mm 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=1-2.7mm/r 取f=2mm/r 銑削速度與上一工步一致v=1.57m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速與上一工步一致n=10r/s Ap=1mm ae=28mm 工時(shí) t= L1+L+L2/fn=（10+40+10）/2x10=0.05min 工序6：銑削8+0.030mm槽。 加工工件尺寸：8+0.030mm , 長(zhǎng)度L=40mm 機(jī)床x62w 刀具：直齒三面刃銑刀 材料：YT15 尺寸：dxl=50x5mm 齒數(shù)：12 粗銑 側(cè)向加工余量5mm，徑向加工余量7mm 切削量 由于加工余量7mm，故兩次走完，ae=5mm ap=3.5mm 由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 確定fz=0.08-0.004mm/z 現(xiàn)取fz=0.08mm/z 切削速度V =1-1.83m/s 取V=1.8m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=1000×V/do=1000×1.8/3.14×50=11.4r/s 根據(jù)X62W型銑床選n=12r/s 實(shí)際速度V=don/1000=1.9m/s 工時(shí) Tm=(L1+L+L2)*i*j/fz*n=(10+40+10)x4x2/0.08x12x12=0.6（min） 功率計(jì)算： F=9.81CaadaZ =9.81×30×5×1.5×50×1×12 =624N F=1.2 F=1.2×624=749N P= FV=749×1.9×10=1.4KW 機(jī)床主軸功率7.5KW，滿足要求 精銑 徑向加工余量1mm，側(cè)向加工余量3mm 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：f=0.5-1mm/r 取f=0.8mm/r a= 3mm 切削速度與上工步一致v=1.9m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速與上工步一致n=12r/s 工時(shí) t=L1+L+L2/fn=（5+40+5）×2/0.8x12=0.36min 工序7：銑寬為180+0.12mm槽 加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長(zhǎng)L=40mm，加工余量22mm 機(jī)床：x62w 刀具：三面直齒銑刀 材料：YT15 銑刀參數(shù)：L=10mm D=63mm d=30mm ao=12°Z=16 粗銑： 銑削用量 每齒進(jìn)給fz=0.12-0.18mm/z 取fz=0.18mm/z a=2mm a=10mm 切削速度V =1-1.83m/s 取V=1.5m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=1000×V/do=1000×1.5/3.14×50=7.5r/s 根據(jù)X62W型銑床選n=7.9r/s 實(shí)際速度V=don/1000=1.6m/s 工時(shí) t=2（L1+L+L2）（22/2）×/fnz=2x（5+40+5）x11/0.18x7.9x16=0.5min 功率計(jì)算 F=9.81CaadaZ =9.81×30×10×1×63×1.5×16 =1386N F=1.2 F=1.2×1386=1663N P= FV=749×1.6×10=2.7KW 機(jī)床主軸功率7.5KW，滿足要求 精銑 加工余量1mm 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.5-1.0mm/r 取f=1.0mm/r Ap=1mm ae=10mm 切削速度與上一工步一致v=1.6m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速與上一工步一致n=7.9r/s 工時(shí)t=2（L1+L+L2）/f*n=2x（5+40+5）/7.9x1=0.21min 六.夾具設(shè)計(jì) （一）問(wèn)題的提出 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)專用夾具經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第7道工序——銑寬為180+0。012mm槽的銑床夾具。本夾具將用于X63臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工。 本夾具主要用來(lái)銑寬為180+0。012mm的槽，由于采用寬為180+0。012mm的精密級(jí)高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度． （二）夾具設(shè)計(jì) 1．定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，寬為180+0。012mm的槽，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。 2．切削力及夾緊力的計(jì)算 刀具：三面直齒銑刀，D=63mm, Z=16 Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP 解得 Fz =200 (N) 其中CP=52， t=8mm, Sz=0.08mm/s, B=8mm, D=63mm, Z=16, kP=(HB/198)0.55 在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)K= k1 k2 k3 k4 水平切削分力FH=1.1 Fz =220 (N) 垂直切削分力Fv=0.3 Fz=60 (N) 其中： k1為基本安全系數(shù)1.5 k1為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 k1為刀具鈍化系數(shù)1.1 k1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400 (N) 實(shí)際加緊力為WK= KFH/U1U2=400/0.5=800 (N) 其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025 螺母選用M16X1.5細(xì)牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為 W=2M/D2tg(a+6’55)+0.66(D3- d3/ D2- d2) 解得： W=1O405 (N) 其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029, D=23mm d=16mm 此時(shí)螺母的加緊力W已大于所需的800(N)的加緊力，故本夾具可安全工作。 3.定位誤差分析 由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無(wú)極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無(wú)基準(zhǔn)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。 4．夾具設(shè)計(jì)及操作說(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)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開(kāi)口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)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(jué)還比較緊湊。 夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。 銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見(jiàn)附圖3附圖4。 七.體會(huì)與展望 此次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)三周，期間對(duì)零件進(jìn)行全面的分析計(jì)算，按照課設(shè)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，與老師討論，與小組同學(xué)一起商量，我才認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)是一個(gè)互相合作討論的過(guò)程，一個(gè)人是不能完全掌握知識(shí)的，課程設(shè)計(jì)是一個(gè)需要多人合作才能完成的任務(wù)，撥叉的加工過(guò)程其實(shí)不是這次課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，重點(diǎn)是要加工尺寸的夾具的設(shè)計(jì)，我這次需要加工撥叉中18mm的槽，對(duì)其進(jìn)行定位和夾緊，經(jīng)過(guò)多次的計(jì)算與分析最終確定較為滿意的方案。作為一個(gè)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，我們離不開(kāi)機(jī)械，所以在學(xué)校里我們應(yīng)該認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，具備一個(gè)機(jī)械生應(yīng)有的各項(xiàng)素質(zhì)，才能在未來(lái)的機(jī)械行業(yè)做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)，我們要對(duì)自己負(fù)責(zé)，更應(yīng)對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)，保證自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品安全可靠。 參考文獻(xiàn) [1] 趙家齊主編 《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》。北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10 [2] 艾興，肖詩(shī)綱主編?！肚邢饔昧渴謨?cè)》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1966.6 [3] 李益民主編《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》：哈爾濱工業(yè)大學(xué) [4] 孫巳德主編《機(jī)床夾具圖冊(cè)》：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.11 [5] 王先逵主編《機(jī)械制造工藝學(xué)》清華大學(xué)