CA6140手柄軸的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)-鉆M10螺紋孔的8.5底孔【含CAD圖紙】

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B 銑刀按表5-104選直柄鍵槽銑刀鍵槽bxh=5mmx3mm,半精銑銑刀選擇直徑d = 5 mm l = 8mm L = 52mm由于粗銑后寬度方向單邊余量1mm，故粗銑時(shí)的銑刀選擇d=3mm l =5mm L =37mm C 鉆頭的選擇(a) 14mm的孔 擴(kuò)孔選擇直柄擴(kuò)孔鉆 d = 14mm,L =160mm l=108mm鉆孔是直徑方向的余量4mm，所以鉆孔時(shí)選擇直柄麻花鉆d = 13mm l= 151mm l1 = 101mm(b) 8.5mm的孔 擴(kuò)孔選擇直柄擴(kuò)孔鉆d = 8.8mm L=125mm l =81mm鉆孔時(shí)直徑方向余量1.5 mm ,選用直柄麻花鉆 d =7mm l =109mm l1=69mm（4） 選擇量具本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求，尺寸和形狀特點(diǎn)，選擇如下。a 選擇外圓量具 外圓可選用讀數(shù)值0.02，測(cè)量范圍0150游標(biāo)卡尺（表5-108）b 選擇加工軸向尺寸所用量具 軸向尺寸所用量具可選用讀數(shù)值0.05，測(cè)量范圍0150游標(biāo)卡尺（表5-108）選擇加工槽所用量具c 選擇加工槽所用量具 槽經(jīng)粗銑，半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差的等級(jí)為：粗銑時(shí)均為IT14；半精銑時(shí) ，槽寬IT13，槽深為IT14.。均可選用讀數(shù)值為0.02mm，測(cè)量范圍0150mm的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。2 確定工序尺寸（1）確定圓柱面的工序尺寸 圓柱面多次加工的工序至于加工余量有關(guān)。本零件個(gè)圓柱表面的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見下表 圓柱表面的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度 /mm加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度及經(jīng)濟(jì)加工精度粗車半精車精車粗車半精車精車粗車半精車精車17.2mm外圓21.10.917.2IT13Ra 6.3IT11Ra 3.2IT6Ra 1.620g6mm外圓1.61.50.9IT13Ra 6.3IT11Ra 3.2IT6Ra 1.641mm外圓3_41_IT13Ra 6.3_（2） 確定各孔的工序尺寸加工對(duì)象工序雙邊余量工序尺寸及公差鉆擴(kuò)鉆擴(kuò)14mm孔1318.5mm孔71.5 （3） 確定各端面工序加工余量 /mm工序加工表面總加工余量工序加工余量2小端面21.53大端面224小端面20.5 （4） 確定軸向尺寸 a 第一段17.2mm的長(zhǎng)度L1，由尺寸鏈可得 L1 = 2mmb 第二段17.2mm的長(zhǎng)度L2，求解尺寸鏈可得 L2 = 12.5mm c 第二段20mmm的長(zhǎng)度L3，由尺寸鏈可得 L3 = d 圓錐面處的軸向長(zhǎng)度L4， 由尺寸鏈可得 L4 = (5) 確定銑槽的工序尺寸 半精銑即可達(dá)到零件圖樣的要求，槽寬5mm, 粗銑后半精銑的余量1.5mm, 所以粗銑的寬度工序尺寸3.5mm（6） 圓錐面拋光直徑余量 0.1mm五 確定切削用量及基本時(shí)間切削用量包括背吃刀量 ，進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序是先確定，f，再確定v。1. 工序3切削用量及基本時(shí)間的確定 （1） 切削用量 本工序?yàn)榇周嚕ㄜ嚩嗣婧屯鈭A）。已知材料為45鋼，= 670MPa,鍛件，有外皮；機(jī)床為CM6125型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。確定粗車外圓41mm的切削用量。所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm a 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為3.0mm 所以 1.5mm b 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm 25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進(jìn)給量，選擇f =0.4 mm/r確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輕度要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)表5-123，當(dāng)鋼料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預(yù)計(jì)是進(jìn)給力為760N修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17 故實(shí)際進(jìn)給力為889.2N，滿足要求。c 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min d 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1400.80.650.811.15 = 67.8m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 44 = 491 r/min按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 500 r/min e 校驗(yàn)機(jī)床功率 當(dāng)鋼料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min時(shí)， = 1.7KW切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故實(shí)際切削功率為 =0.72KW滿足要求。最后確定的切削用量為 ：= 1.5 mm f = 0.4mm/r n = 480r/min v = 66.3 m/min (2) 基本時(shí)間 a 確定粗車41mm的外圓基本時(shí)間根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時(shí)間為Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 2mm = 3mm = 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1所以Tj1= 8 S b 確定車端面的基本時(shí)間 Tj2 =i L/fn L = (dd1) + + + d = 44mm = 2mm = 4mm = 0所以 Tj2 = 18S因此，總的切削基本時(shí)間為26S. 2 工序2切削用量確定（1） 確定粗車19.2mm 外圓的切削用量所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm （a） 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為2mm 所以 = 1mm （b ） 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm 25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進(jìn)給量，選擇f =0.4 mm/r確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輕度要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)表5-123，當(dāng)鋼料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預(yù)計(jì)是進(jìn)給力為760N修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17 故實(shí)際進(jìn)給力為889.2N，滿足要求。（c） 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min （d） 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.80.650.811.15 = 66m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 21.2 = 954 r/min按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 1000 r/min （e） 校驗(yàn)機(jī)床功率 當(dāng)鋼料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min時(shí)， = 1.7KW切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故實(shí)際切削功率為 =0.72KW滿足要求。最后確定的切削用量為 ：= 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min（2）粗車22.4mm外圓的切削用量所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm （a） 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為1.6mm 所以 = 0.8mm （b） 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm 25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進(jìn)給量，選擇f =0.4 mm/r確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輕度要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)表5-123，當(dāng)鋼料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預(yù)計(jì)是進(jìn)給力為760N修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17 故實(shí)際進(jìn)給力為889.2N，滿足要求。（c） 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min （d） 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.80.650.811.15 = 66m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 24 = 875 r/min按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 1000 r/min （e） 校驗(yàn)機(jī)床功率 當(dāng)鋼料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min時(shí)， = 1.7KW切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故實(shí)際切削功率為 =0.72KW滿足要求。最后確定的切削用量為 ：= 1 mm f = 0.4mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min（3）粗車端面的切削用量= 1.2 mm f = 0.2mm/r n = 1000r/min v = 66 m/min（4） 確定溝槽的切削用量 進(jìn)給量f 手動(dòng) 轉(zhuǎn)速v = 630r/min工序2基本時(shí)間確定(a) 確定粗車19.2mm的外圓基本時(shí)間根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時(shí)間為Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 3mm = 0mm = 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1所以Tj1= 4 S(b) 確定粗車22.4mm的外圓基本時(shí)間根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時(shí)間為Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=82mm = 3mm = 0mm = 0 f = 0.4mm/r n= 16r/min i = 1所以Tj1= 14 S(c) 確定車端面的基本時(shí)間 Tj2 =i L/fn L = (dd1)/2 + + +d = 24mm = 2mm = 4mm = 0所以 Tj2 = 6S因此，總的基本時(shí)間為24S3 工序5切削用量確定（1）確定精車外圓17.2mm的切削用量。所選刀具為YT30硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 30 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm (a) 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為0.9mm 所以 =0.45mm( b) 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-114，在精車鋼料，刀桿尺寸為16mm 25mm，小于等于3.0mm ， 按CM6125車床的進(jìn)給量，選擇f =0.2mm/r(c)速度V 根據(jù)表5-120，當(dāng)用Y30硬質(zhì)合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 1.4 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.81.40.811.15 = 145m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 18.1= 2549r/min按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 2500r/min 精車20mm外圓切削用量確定所選刀具為YT30硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 30 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm a 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為0.9mm 所以 =0.45mm b 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-114，在精車鋼料，刀桿尺寸為16mm 25mm，小于等于3.0mm ， 按CM6125車床的進(jìn)給量，選擇f =0.2mm/rc 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當(dāng)用Y30硬質(zhì)合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 138m/min切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 1.4 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1380.81.40.811.15 = 145m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 20.9= 2208r/min按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 2000r/min （2） 基本時(shí)間確定確定精車17.2mm的外圓基本時(shí)間根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時(shí)間為Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 0mm = 0mm = 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1所以Tj1= 4 S確定精車20mm的外圓基本時(shí)間根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時(shí)間為Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=82mm = 0mm = 0mm = 0 f = 0.2mm/r n= 33r/min i = 1所以Tj1= 13S因此 ，總的基本時(shí)間為15S (4) 工序6切削用量確定（1） 切削用量 本工序?yàn)榇周噲A錐面。已知材料為45鋼，= 670MPa,鍛件，有外皮；機(jī)床為CM6125型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。確定粗車圓錐面的切削用量（以小端確定）。所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)為車刀。選刀桿尺寸BH = 16mm 25mm ,刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表5-113，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒淩型前刀面，前角=12 后角=6 ，主偏角= 90 ，副偏角 = 10 刃傾角 = 0 刀尖圓弧半徑= 0.8mm a 確定背吃刀量 粗車雙邊余量為5.0mm 所以 = 2.5mm b 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-114，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm 25mm，小于等于3.0mm f= 0.4-0.5mm/r 按CM6125車床的進(jìn)給量，選擇f =0.4 mm/r確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的輕度要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)表5-123，當(dāng)鋼料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r = 45 v = 65m/min 預(yù)計(jì)是進(jìn)給力為760N修正系數(shù) =1.0 =1.0 =1.17 故實(shí)際進(jìn)給力為889.2N，滿足要求。c 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-119，車刀后刀面的最大磨損量為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度T =30min d 確定切削速度V 根據(jù)表5-120，當(dāng)用YT5硬質(zhì)合金刀具加工= 570670MPa , =3mm ,f= 0.75mm/r 切削速度V = 140m/min切削速度的修正系數(shù)為 = 0.8 = 0.65 =0.81 =1.15 = =1.0 故V = 1400.80.650.811.15 = 67.8m/minn = 1000v/d = 1000 67.8/3.14 41 = 526r/min按CM6125車床的轉(zhuǎn)速，選擇 n = 500 r/min e 校驗(yàn)機(jī)床功率 當(dāng)鋼料= 570670MPa , =2mm ,f= 0.75mm/r v = 46m/min時(shí)， = 1.7KW切削功率的修正系數(shù)為=1.17 = = =1.0 =1.13 =0.8 =0.65故實(shí)際切削功率為 =0.72KW滿足要求。最后確定的切削用量為 ：=2.5 mm f = 0.4mm/r n = 500r/min v = 64.4m/min (2) 基本時(shí)間 確定粗車圓錐面的基本時(shí)間根據(jù)表2-21 ，車外圓的基本時(shí)間為Tj1= L i/fn = i(+ )/f n式中=20mm = 2mm = 3mm = 0 f = 0.4mm/r n= 8r/min i = 1所以Tj1= 8 S六 夾具設(shè)計(jì) 本夾具是工序11用麻花鉆鉆14，8.5孔的專用夾具，所設(shè)計(jì)的夾具裝配圖，供需簡(jiǎn)圖及夾具體零件圖如圖所示。有關(guān)說明如下。（1） 定位方案 工件以 20的圓柱面及圓錐大端面為定位基準(zhǔn)，采用V形塊和平面的組合定位方案，兩個(gè)V形塊限制4個(gè)自由度，右邊V形塊的右端面限制一個(gè)自由度，共限制5個(gè)自由度。孔在圓周上無位置要求，該自由度不用限制。（2） 夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足。采用二位螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，擰緊螺母即可實(shí)現(xiàn)壓緊，使用方便。壓板夾緊力主要作用是防止工件在鉆銷力的作用下擺動(dòng)和震動(dòng)，手動(dòng)螺旋夾緊是可靠的，可免去夾緊力計(jì)算。（3） 導(dǎo)引裝置 為方便快捷的鉆14 8.5兩個(gè)孔，本夾具采用快換鉆套，刀具在鉆套的引導(dǎo)下準(zhǔn)確的鉆孔。（4） 夾具與機(jī)床的連接元件 采用10的定位銷確定夾具與機(jī)床的相對(duì)正確位置，夾具體底座上開有兩個(gè)U 形槽，用M14的螺栓固定在機(jī)床工作臺(tái)上。（5） 夾具體 工件的定位元件，夾緊元件，導(dǎo)引裝置用螺釘與夾具體底座連接起來，夾具體底座鑄造加工出來，這樣該夾具便有機(jī)連接起來，實(shí)現(xiàn)定位，夾緊，導(dǎo)引等功能。（6） 使用說明 安裝工件時(shí)，松開右邊鉸鏈螺栓上的螺母，將兩個(gè)鉸鏈螺栓順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，然后將兩塊壓板后撤，把工件放在V形塊上，注意工件的圓錐大端面一定要緊貼在右邊V 形塊的右端面，實(shí)現(xiàn)可靠定位，然后把鉸鏈螺栓放在鉸鏈壓板的U 形槽中，擰緊螺母實(shí)現(xiàn)可靠夾緊。（7） 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。但斜面的制造誤差以及V 形塊在斜面上的安裝誤差，使孔的加工位置精度受到了限制，故適用于加工要求不高的場(chǎng)合。（8） 定位誤差計(jì)算 工件采用V 形塊定位，V 形塊的定位誤差= = 0.002692 因?yàn)樾泵娼嵌葹?5度，所以工件的水平方向的定位誤差為y = 0.002692 sin(15)= 0.000696 ,滿足定位要求。七 參考文獻(xiàn)1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 主編： 崇凱 2、金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 主編： 黃如林 汪群3、工程圖學(xué) 主編： 魯屏宇4、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 主編： 馮辛安23