CA6140車床撥叉[831005] 加工工藝及銑18槽氣動夾具設計【版本3】課程設計

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A面的加工余量 毛坯總加工余量3mm，公差為3mm，取對稱偏差，則毛坯總加工余量為31.5mm。根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書A面未標注公差取精密級，其偏差為0.1mm，加工尺寸28精加工余量由機械制造技術基礎課程設計指導書表2-36得0.6mm，則粗加工余量2.4mm，加工公差T=0.42孔加工余量機械制造技術基礎課程設計指導書表5-23得擴孔余量為1.5-2mm，取余量為2Z=2mm。粗加工的公差取IT12級，T=0.21精加工粗，偏差為mm3倒兩端15倒角4.花鍵槽分兩次加工成形540x28端面加工余量加工余量根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書表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=0.46.鍵槽8的加工根據(jù)銑刀寬度側(cè)向粗銑余量為5mm，粗加工公差取未標注公差中的中等級IT=0.2。精銑為3mm,偏差為mm徑向粗銑余量為7mm，加工等級為未標注公差中中等級，加工公差T=0.4。精銑加工余量1mm，加工等級為未標注公差中精密等級，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.粗加工公差取未標注公差中的中等級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。粗加工公差取未標注公差中的中等級IT=0.4，精加工偏差取未標注公差中的精密級，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10.422.4最小1022加工后尺寸（mm）最大10.422.41823.1最小102218.01222.9加工余量（mm）最大10.422.48.0121.1最小10227.60.5加工公差（mm）0.40.40.0120.2五確定切削用量及基本工時工序1：車削A面 1加工條件。工件材料：灰口鑄鐵HT200。 b=200MPa。鑄造。加工要求：粗、半精車A面并保證28mm的工序尺寸，Ra=3.2m機床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=125x16x162、計算切削用量。(1)粗車粗車余量為2.4mm，據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書表5-1f=0.4-0.5mmr,根據(jù)機床性能取f=0.5mmr,ap3mm，取ap=2.4mm。據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書表5-2得切削速度v=1-1.333ms，取V=1.2ms，工件轉(zhuǎn)速n=1000x1.2（3，14x60）=6.35rs根據(jù)機床性能取n=10rs V=3.14*d*n1000=3.14x60x101000=1.8ms切削工時的確定t=L1+L+L2fn=2+30+2(0.5x10)=0.113min功率計算：F=9.8160*C*a*f*V*k=9.8160922.40.51(200/190)=9.815.1922.40.611.02=6761NP=FV=67611.8=12.2KW（2）精車加工余量為0.6mm。進給量f. 根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書表5-1， f=0.30.5mm/r根據(jù)車床性能0.3mm/r ap=0.3mmV=1.5-2ms, 取V=2ms工件轉(zhuǎn)速n=1000x2（3，14x60）=1.6rs根據(jù)車床性能n=15rs加工工時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、擴孔機床: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 2=，2=118 鉆孔背吃刀量a=d2=10mm 進給量根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書表5-23得 f=0.55-0.65mmr 取f=0.62mmr切削速度v=0.35ms主軸轉(zhuǎn)速n=1000v(3.14xd)=1000x0.35(3.14x20)=5.57rs 根據(jù)機床性能取n=6.5rs v=3.14*d*n1000=3.14x20x6.5=0.41ms工時的計算：T=L1+L+L2（n*f）=(5+80+2)5.57*0.62=25.19s功率的計算:M=C*d*f*K10=225.63200.62（200/190）10=225.63296.40.681.110=45.5NMF=C*d*f*k=58.6200.62（200/190）=58.660.71.1=2225.1NP=23.1410M=23.1410455=2.8KM（2）、擴孔刀具硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆刀具參數(shù)和上述一致，進給量根據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書表5-23 得f=1.0-1.2mmr 根據(jù)機床性能取f=1.1 mmr鉆削速度及機床主軸轉(zhuǎn)速和 上述一致。工時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進給。機床主軸轉(zhuǎn)速n=15r/s檢驗機床功率 可以查出當160245HBS2.80.641min3.4kw機床轉(zhuǎn)速與粗車端面一致。按CA6140車床說明書主電機功率7.5可見比小得多所以機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 機床:臥式拉床L6120 刀具:鍵槽拉刀 參數(shù):LxH=830x17.93mm 進給量:f=0.06-0.2mm/z 取f=0.1mm/z拉削速度v=2.5-2m/min 根據(jù)機床性能取v=2m/min切削工時 t=Zblk/1000vfzZ式中： Zb 單面余量1.5mm(由21mm拉削到25mm)； L 拉削表面長度，80mm； 考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2； k 考慮機床返回行程系數(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拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/127其本工時 t=1.5801.21.4/100020.017=10.08sT=3t=310.08=30.24s=0.51min拉削力的計算: 據(jù)機械制造技術基礎課程設計指導書表5-33得單位長度的拉削力F=163N/mm Fw=F*L=163x80=13040N P=Fw*V=13040x0.034=0.4KW機床主軸功率為29KW，滿足要求。工序5:粗銑，精銑40x28端面。粗銑， 加工余量3mm 機床 ：62W 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:每齒進給量fz=0.1-0.28mm/z 根據(jù)機床性能取fz=0.2mm/z銑削速度V=1.0-1.83m/s 取v=1.5m/s機床主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/3.14d=1000x1.5/3.14x50=9r/s根據(jù)機床性能取n=10r/s 此時v=3.14*d*n/1000=3.14x50x10/1000=1.57m/s進給速度Vf=fz*n*z=0.2x10x14=28mm/sAp2mm 取ap=1.5mm 縱向進給量為28mm工時 t=L1+L+L2/Vf=(10+40+10)/28=0.4min Tm=2t=0.8min切削力 F=9.81CaadaZ=9.8130281.550114=2847.9NF=1.2 F=1.22847.9=3417.5N P= FV=3417.51.510=5.1KW 機床主軸功率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 機床主軸轉(zhuǎn)速與上一工步一致n=10r/s Ap=1mm ae=28mm工時 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 , 長度L=40mm 機床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由機械制造技術基礎課程設計指導書 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機床主軸轉(zhuǎn)速n=1000V/do=10001.8/3.1450=11.4r/s根據(jù)X62W型銑床選n=12r/s實際速度V=don/1000=1.9m/s 工時Tm=(L1+L+L2)*i*j/fz*n=(10+40+10)x4x2/0.08x12x12=0.6（min） 功率計算：F=9.81CaadaZ=9.813051.550112=624NF=1.2 F=1.2624=749N P= FV=7491.910=1.4KW 機床主軸功率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 機床主軸轉(zhuǎn)速與上工步一致n=12r/s工時 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L=40mm，加工余量22mm機床：x62w刀具：三面直齒銑刀 材料：YT15銑刀參數(shù)：L=10mm D=63mm d=30mm ao=12Z=16粗銑：銑削用量每齒進給fz=0.12-0.18mm/z 取fz=0.18mm/za=2mm a=10mm 切削速度V =1-1.83m/s 取V=1.5m/s機床主軸轉(zhuǎn)速n=1000V/do=10001.5/3.1450=7.5r/s根據(jù)X62W型銑床選n=7.9r/s實際速度V=don/1000=1.6m/s 工時t=2（L1+L+L2）（22/2）/fnz=2x（5+40+5）x11/0.18x7.9x16=0.5min功率計算F=9.81CaadaZ=9.8130101631.516=1386NF=1.2 F=1.21386=1663N P= FV=7491.610=2.7KW 機床主軸功率7.5KW，滿足要求精銑加工余量1mm每轉(zhuǎn)進給量f=0.5-1.0mm/r 取f=1.0mm/rAp=1mm ae=10mm切削速度與上一工步一致v=1.6m/s機床主軸轉(zhuǎn)速與上一工步一致n=7.9r/s工時t=2（L1+L+L2）/f*n=2x（5+40+5）/7.9x1=0.21min六.夾具設計（一）問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第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，來對工件進行加工。 本夾具主要用來銑寬為180+0。012mm的槽，由于采用寬為180+0。012mm的精密級高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度（二）夾具設計 1定位基準的選擇由零件圖可知，寬為180+0。012mm的槽，其設計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準。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。 2切削力及夾緊力的計算刀具：三面直齒銑刀，D=63mm, Z=16Fz=CPt0.83Sz0.65D-O.83BZkP 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在計算切削力時，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)1.1F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400 (N)實際加緊力為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細牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為W=2M/D2tg(a+655)+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計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。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夾具設計及操作說明如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺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附圖3附圖4。七.體會與展望 此次課程設計歷時三周，期間對零件進行全面的分析計算，按照課設要求進行設計，與老師討論，與小組同學一起商量，我才認識到學習是一個互相合作討論的過程，一個人是不能完全掌握知識的，課程設計是一個需要多人合作才能完成的任務，撥叉的加工過程其實不是這次課程設計的重點，重點是要加工尺寸的夾具的設計，我這次需要加工撥叉中18mm的槽，對其進行定位和夾緊，經(jīng)過多次的計算與分析最終確定較為滿意的方案。作為一個機械專業(yè)的學生，我們離不開機械，所以在學校里我們應該認真學習專業(yè)知識，具備一個機械生應有的各項素質(zhì)，才能在未來的機械行業(yè)做出自己應有的貢獻，我們要對自己負責，更應對社會負責，保證自己設計的產(chǎn)品安全可靠。參考文獻1 趙家齊主編 機械制造工藝學課程設計指導書。北京：機械工業(yè)出版社,2000.102 艾興，肖詩綱主編。切削用量手冊 北京：機械工業(yè)出版社，1966.63 李益民主編機械制造工藝設計簡明手冊：哈爾濱工業(yè)大學4 孫巳德主編機床夾具圖冊：機械工業(yè)出版社，2005.115 王先逵主編機械制造工藝學清華大學