CA6140車床撥叉[831008] 加工工藝及鉆2-φ20孔夾具設(shè)計(jì)

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零件的工藝分析CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以20為中心的加工表面這一組加工表面包括：20的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個(gè)M8的螺紋孔。下端有一個(gè)47的斜凸臺(tái)。這三個(gè)都沒有高的位置度要求。2.以50為中心的加工表面這一組加工表面包括：50的孔，以及其上下兩個(gè)端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即50的孔上下兩個(gè)端面與20的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)確定毛坯的制造形式零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(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)選擇原則，現(xiàn)選取20mm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)32mm作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，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 鑄造毛坯。工序二 粗、精銑20mm孔上端面。工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm、50mm孔。工序四 粗、精銑50mm孔上端面工序五 粗、精銑50mm、20mm孔下端面。工序六 切斷。工序七 鉆4mm孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序八 鉆一個(gè)4mm孔，攻M6mm螺紋。工序九 銑47凸臺(tái)。工序十 去毛刺。上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對(duì)設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。2.工藝路線方案二工序一 鑄造毛坯。工序二 粗、精銑20mm孔上端面。工序三 粗、精銑20mm孔下端面。工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm孔。工序五 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸50mm孔。工序六 粗、精銑50mm孔上端面工序七 粗、精銑50mm孔下端面。工序八 切斷。工序九 鉆4mm孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序十 鉆一個(gè)4mm孔，攻M6mm螺紋。工序十一 銑47凸臺(tái)。工序十二 去毛刺。上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。3.工藝路線方案三工序一工序二 以32mm外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑20mm孔下端面。工序三 精銑20mm孔上下端面。工序四 以20mm孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。工序五 以20mm孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸50mm孔，保證孔的精度達(dá)到IT7。工序六 切斷。工序七 以20mm孔為精基準(zhǔn)，粗銑50mm孔上下端面。工序八 以20mm孔為精基準(zhǔn)，精銑50mm孔上下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過0.07。工序九 以20mm孔為精基準(zhǔn)，鉆4mm孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序十 以20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)4孔，攻M6螺紋。工序十一 以20孔為精基準(zhǔn)，銑47凸臺(tái)。工序十二 去毛刺。雖然工序仍然是十二步，但是效率大大提高了。工序三和工序一比起工藝路線方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工50、20孔是精度要求所致。以上工藝過程詳見工藝過程卡。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定”CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190210HB，毛皮重量2.2kg，生產(chǎn)類型中批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（20，50端面）。查機(jī)械制造加工工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（以下稱工藝手冊(cè)）表2.22.5，取20，50端面長(zhǎng)度余量均為2.5mm（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 1.8mm精銑 0.7mm2. 內(nèi)孔（50已鑄成孔）查工藝手冊(cè)表2.22.5，取50已鑄成孔長(zhǎng)度余量為0.2mm，即鑄成孔直徑為49.8mm。工序尺寸加工余量：鉸孔 0.075mm精鉸孔 0.025mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。（五）確立切削用量及基本工時(shí)在設(shè)計(jì)夾具時(shí)以工藝方案三中的第四道工序計(jì)算。工序四 以20孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。工件材料為HT200，硬度190210HB,表面粗糙度為3.2，選用Z525立式鉆床。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o12，二重刃長(zhǎng)度b=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量按加工要求選擇進(jìn)給量：根據(jù)手冊(cè)，由表10.4.1可查出： 由孔深與孔徑比 ，修正系數(shù)取=1.0所以， 。按鉆頭強(qiáng)度選擇： 。按機(jī)床強(qiáng)度選擇：。最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命查手冊(cè)表10.4-8后刀面最大磨損限度（查切）為0.5.mm，耐用度（3）切削速度查加工工藝手冊(cè)表10.4-9，鉆、擴(kuò)、鉸孔時(shí)切屑速度計(jì)算公式為：Km/min 查手冊(cè)得：C=8.1，Z=0.25，X=0，y=0.5，m=0.2所以，=14.97m/min(0.25m/s)查手冊(cè)機(jī)床說明書取實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）計(jì)算軸向力F及校驗(yàn)扭矩P及功率M查手冊(cè)軸向力，扭矩及功率的計(jì)算公式分別為： F=CdfK（N），P=（kw）,M=CdfK(N.M)查表得: C=420、Z=1.0、y=0.8、C0.206、Z=2.0、y =0.8 由表10.4-12,鉆孔條件改變時(shí)軸向力及扭矩的修正系數(shù)分別為:K=K=0.94,K=1.0,K=1.0,K=1.0,K=1.0所以:F=3950(N),M=34.88(N.M),P=0.97(kw)校驗(yàn)機(jī)床功率:由機(jī)床說明書P=2.8,機(jī)床效率=0.81機(jī)床有效功率為:P= P=2.80.81=2.268(kw)所以 , P P,故選擇切削用量可用。即：d=18mm，f=0.48mm/r，n=272r/min,v=15m/min。此時(shí),F=3950N,M=34.88N.M, P=0.97kw。.計(jì)算工時(shí)由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： 三、 卡具設(shè)計(jì)經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第四道工序以孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)鉸精鉸孔，保證垂直精度誤差不超過0.05mm，孔精度達(dá)IT7。本卡具將用于Z525立式鉆床。鉆頭選用高速鋼麻花鉆。1 問題的提出利用本夾具主要是鉆兩孔，且孔與端面有一定得 位置精度要求。在本工序中 ，主要考慮保證其位置精度并提高勞動(dòng)效率，及降低勞動(dòng)強(qiáng)度。2 卡具設(shè)計(jì)3 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，孔與其上下端面均有一定的垂直度要求，在本工藝中上下端面已銑并達(dá)到一定精度，故采用孔的上端面為主要定位基準(zhǔn)，使用V型塊卡緊。2.力和卡緊力計(jì)算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。由前計(jì)算可知：在計(jì)算卡緊力時(shí)，只考慮扭矩的影響，查手冊(cè)可得：卡緊力：W=使用快速螺旋定位機(jī)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孔上端面定位，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故其基準(zhǔn)不重合誤差為0，在本工藝中主要考慮鉆套所形成的誤差：，所以故，可以保證孔的精度要求。4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明卡具的卡緊力不大，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)?？ň呱显O(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。安裝工件時(shí)，將星形螺釘連同活動(dòng)V形塊向右拉，工件以其上端面放在支承套上，工件一圓弧面對(duì)準(zhǔn)固定V形塊，然后推動(dòng)星形螺釘使活動(dòng)V形塊靠緊工件右端的圓弧面，擰緊星形螺釘，通過鋼球使半圓鎖緊塊向兩邊張緊，從而鎖緊工件。兩V形塊做成兩側(cè)帶有斜度的斜面，在夾緊時(shí)產(chǎn)生向下的分力，防止工件產(chǎn)生上抬的趨勢(shì)。由于孔需要擴(kuò)鉸，故采用快換鉆套。本夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于成批生產(chǎn)小型連桿類零件。若將加工孔處的支承套做成浮動(dòng)支承形式，則定位精度能進(jìn)一步提高，但是相應(yīng)結(jié)構(gòu)要復(fù)雜些且增加了一些輔助時(shí)間。 參考文獻(xiàn)1.東北重型機(jī)械學(xué)院.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).2.機(jī)械出版社.1983.機(jī)床夾具圖冊(cè).3.趙家齊.1983.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指4.導(dǎo)書.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.8