CA6140車床撥叉[831006] 加工工藝及鉆φ25孔（2件）夾具設計[版本4]

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機 械 制 造 工 藝 學 課 程 設 計 說 明 書 設計題目 設計“撥叉”零件的機械加工工藝 及工藝裝備 設 計 者 班 級 學 號 指 導 教 師 哈爾濱理工大學 機械制造工藝及夾具課程設計任務書 設計題目: 制定CA6140車床撥叉的加工工藝，設計鉆25孔的鉆床夾具 設計要求:1.中批生產(chǎn); 2.盡量選用通用設備; 設計內容: 1.繪制零件圖。 2.編制零件的加工工藝過程，并填寫加工工藝過程卡及工序卡各一張。 3.設計指定的工序夾具,繪制卡具裝配總圖,要求用計算機繪圖; 4.設計卡具的非標零件圖，要求計算機繪圖。 5.編寫設計說明書一份,按畢業(yè)論文的格式打印文稿。 目 錄 序言...................................................................................4 零件的分析………………………………........................4 工藝規(guī)程設計………………………………....................5 確定毛坯的制造形式……………………………………5 基面的選擇………………………………………………5 制定工藝路線……………………………………………5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………5 確立切削用量及基本工時………………………………6 卡具設計…………………………………………………14 序言 課程設計是我們對所學課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設計之后，我得到一次綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 （2）提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。 （3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國建設打一個良好的基礎。 由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！ 一． 零件的分析 （一）.零件的作用 題目所給的零件是CA6140機床上的撥叉，他位于機床變速箱內。主要作用是用于機床的變速。 （二）零件的工藝分析： ， CA6140車床共有四處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以φ25為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ25的孔，以及其上下端面。 2 以φ55為中心的加工表面 3 斜面的加工 4 撥槽的加工 由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。 二. 工藝規(guī)程設計 （一） 確定毛坯的制造形式。 零件的材料為HT200鑄鐵，考慮到零件的幾何形狀比較復雜。所以用鑄造的形式進行毛坯的制造。 （二） 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，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，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。 （1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取φ25孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊壓板壓住這兩個φ40作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行車削。 （2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 （三） 制訂工藝路線 1. 工藝路線方案 工序 1） 鑄造 2） 銑圓柱右端面 3） 鉆，擴，鉸孔 4） 銑斷 5） 車圓弧，車圓弧端面 6） 銑面 7） 銑16mm槽 8） 銑圓柱斜面 9） 去毛刺 10）檢查 （四） 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，毛坯重量1.12kg，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度方向的加工余量及公差（φ25，φ55端面）。 查《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取φ25，φ55端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1mm 精銑 0mm 2. 內孔（φ55已鑄成孔） 查《工藝手冊》表2.2～2.5，取φ55已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔直徑為49mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 2mm 擴孔 0.125mm 鉸孔 0.035mm 精鉸 0mm 3. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。 （五）確立切削用量及基本工時 根據(jù)加工工藝，分別對各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定如下： 1. 銑圓柱右端面：選擇YT15硬質合金刀片 1） 由表1 銑削深度時，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內完成 （2）確定每齒進給量 ：采用不對稱端銑以提高進給量，根據(jù)表5 當使用YT15銑床功率為7Kw時 4）選擇銑刀磨銑標準及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度 4） 確定切削速度v和每秒鐘進給量 切削速度由表13 時 各修正系數(shù)為 故 根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇 因此實際切削速度和每齒進給量 5） 計算基本工時 式中 由表20 不對稱安裝銑刀入切削量及超切削量 故 2. 鉆，擴，鉸孔 1） 選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑 鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃， 2） 選擇切削用量 （1） 確定進給量：由表5 當加工要求為7級精度，材料鑄鐵時 時 由 時 按鉆頭強度確定進給量 由表7 當灰鑄鐵 時 時： 按機床進給機構強度確定進給量 由表8 灰鑄鐵時 時：機床機構允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。 進給量 由此可以看出受限制的進給量是工藝要求，從中取 由表16 可以查出鉆孔時的軸向力在 時為： 軸向力修正系數(shù)為1.0 故 故 可用 2）確定鉆頭磨鈍標準及耐用度， 由表9 時 鉆頭后刀面最大磨損量取為 耐用度 3） 確定切削速度 由表10 加工性為第三類 雙橫刃磨的鉆頭 時 切削修正系數(shù) 故 4） 加工工時 其中 由表22 所以 擴孔： 24.7 按機床取 所以實際切削速度 工時： 切入 所以 鉸孔： 取機床標準 1.13r/s 所以實際切削速度： 所以工時： 3. 銑斷：選擇鋸片刀 1）銑削寬度 時， 各修正系數(shù)： 所以： 工時： 所以： 4. 車圓弧及端面 選刀桿尺寸： 刀片厚度： 粗車： 加工切削深度 由表4 根據(jù)表1 當用YT15硬質合金車刀加工鑄鐵時： 切削修正系數(shù)： 故 由機床 半精車：切削深度 由機床選 切削速度 由機床選 工時 5. 銑面 1） 確定切削深度 確定切削寬度： 由于加工余量不大，所以可一次走刀完成 2） 確定每齒進給量 根據(jù)x52k銑床說明書，其功率為7kw,中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表3 現(xiàn)取 3） 選擇銑刀磨鈍標準及耐磨度 根據(jù)表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ，鑲齒銑刀（）耐用度 4） 確定切削速度和每秒進給量 切削深度可根據(jù)表21中公式計算 也可查表 根據(jù)表9 當 時， 各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)機床說明書選擇 實際切削速度和每齒進給量為： 5） 檢查機床功率 根據(jù)表5 當 時， 切削功率的修正系數(shù) 所以實際切削功率為 根據(jù)機床說明書，機床主軸允許的功率為 因為，所以此切削用量可以采用。 即 6）計算工時 式中 根據(jù)表19 入切削量及超切削量 則 故 6. 銑槽 臥式銑床 直齒三面銑刀 1選擇切削用量 1） 確定銑削寬度 由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 2） 確定每齒進給量 由機床 功率為 由表3 取 3） 銑刀磨鈍標準及耐用度 由表7 最大磨損量為 耐用度為： 4） 確定切削速度和每秒進給量 由表9 當 時 各修正系數(shù)為： 故 基本工時： 7. 銑圓柱斜面 選YT15硬質合金刀片 每齒進給量 銑床功率為7 取 銑刀磨鈍標準及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量 由表8 耐用度 確定切削速度和每秒進給量 由表13 時 各修正系數(shù)： 所以 基本工時： 三、夾具設計 （一） 定位基準的選擇 由零件圖可知采用一面加固定V型塊和固定V型塊定位，這樣既簡單。如上圖所示，一底面限制的自由度有3個，一個固定V型塊限制兩個自由度，一個固定V型塊限制限制一個自由度，為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設計的定位方案，總共限制了工件的全部6個自由度，屬于完全定位?？墒沁@種方案無法調節(jié)。如果毛坯超差還得通過偏心輪夾緊調節(jié)。 （二） 切削力及夾緊力的計算 主切削力 式中： ＝2mm，＝55.6m/min，f＝0.5mm/r， 查表22-1 計算結果 = 1752.74N 徑向切削力 式中： ＝2mm，＝55.6m/min，f＝0.5mm/r， 查表22-1 計算結果 = 598.03N 走刀力 式中： ＝2mm，＝55.6m/min，f＝0.5mm/r， 查表22-1 計算結果 = 1073.55N 選用壓板壓緊，實際加緊力N應為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.5。 壓板用偏心輪擰緊，由《機床夾具設計手冊》表1-2-23得擰緊力 根據(jù)杠桿原理壓板實際加緊力為 此時已大于所需的夾緊力，故本夾具可安全工作。 （三） 定位誤差分析 定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為采用孔端面，外圓V塊定位配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在立式鉆床上加工，所以工件上孔與夾具上的支撐板保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用孔端面，外圓V塊定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。 （四）夾具設計及操作的簡要說明 本道工序為鉆床夾具選擇了偏心輪V塊夾緊方式。一般的手動夾緊就能達到本工序的要求 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。 夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速偏心輪夾緊機構。 五 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 [2]東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院編。機床夾具設計手冊 上海：上?？茖W技術出版社，1979 [3] 艾興，肖詩綱主編。切削用量手冊 北京：機械工業(yè)出版社 [4] 金屬切削手冊 上海：上?？茖W文化技術出版社 18