CA6140車床后托架[831001] 加工工藝和鉆三杠孔夾具設計【Φ25.5,Φ30.2,Φ40】[版本1]

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側面：這一加工表面主要是40mm、30.2mm、25.5mm孔的加工，主要的加工表面為40mm、30.2mm、25.5mm的孔，它為后來的加工定位。這兩個加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：零件底面與40mm、30.2mm、25.5mm的孔中心線連線的平行度公差為100：0.07、距離偏差為0.07mm。由以上分析可知，對這兩個加工表面而言可以先粗加工零件底面，然后以次為基準加工側面的40mm、30.2mm、25.5mm孔，在由加工完的40mm、30.2mm、25.5mm孔作為基準精加工底面并且保證它們之間的位置精度要求。在進行其他精度要求低的加工。第2章 后托架的工藝規(guī)程設計2.1 確定毛坯的制造形式零件的材料為HT200，由于零件形狀規(guī)范，可以直接通過砂型鑄造而成。中批量生產。毛坯圖見附件“后托架毛坯圖”。2.2 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。粗加工時，加工精度與表面粗糙度要求不高，毛坯余量較大，因此，選擇粗加工切削用量時，要盡量保證較高的單位時間金屬切除量（金屬切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、進給量F和切削深度p）中，提高任何一項，都能提高金屬切削率。但是對刀具耐用度影響最大的是切削速度，其次是進給量，切削深度影響最小。所以，粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的切削深度p，其次選擇一個較大的進給量F，最后確定一個合適的切削速度V。 精加工時加工精度和表面質量要求比較高，加工余量要求小而均勻。因此，選取精加工切削用量時應著重考慮，如何保證加工質量，并在此前提下盡量提高生產率。所以，在精加工時，應選用較小的切削深度p和進給量F，并在保證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度V，以保證加工質量和表面質量。2.3 制定工藝路線2.3.1 工藝路線方案訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為中批量生產的條件下，可以考慮盡量采用專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。初步制定工藝路線如下：工序 鑄造工序 時效處理工序 粗銑底面工序 鉆、擴、鉸40mm、30.2mm、25.5mm孔工序 檢驗工序 精銑底面工序 锪平R22mm平面工序 鉆20mm、13mm孔工序 鉆10mm錐孔工序 鉆、鉸2-20mm、2-13mm孔工序 鉆、鉸13mm孔、2-10mm錐孔工序 鉆6mm孔工序 鉆M6mm底孔并倒角工序 攻螺紋M6mm工序 最終檢驗2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定后托架零件材料為HT200。硬度HB190210，中批量生產，采用鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（下面所用計算尺寸、公式及表見參考文獻“機械制造工藝設計實用手冊”）1.銑底面（1）粗銑底面余量考慮粗糙度和缺陷層深度確定粗銑底面余量為2.5mm（2）精銑底面余量精銑底面余量為0.8mm 2.孔孔的余量在計算基本工時時查手冊確定2.5 確定切削用量及基本工時工序 粗銑底面1.加工條件：工件材料：HT200，=200MPa、鑄造加工要求：粗銑底面刀具：端面銑刀機床：X5032A立式銑床2. 計算切削用量及加工工時由參考文獻1表15-53f=0.2-0.4mm/z 取f=0.3 mm/z由參考文獻1表15-55v=0.25-0.35m/s 取v=0.3m/sn=1.19r/s=71.7r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=71 r/min=1.18r/s實際切削速度v=0.297m/s切削深度a=2.5mm（按加工余量分配）切削工時：L=120mm L為加工長度l1=80mm(刀具直徑)由文獻2表20取銑削入切量和超切量y+=18mm t=77s=1.3min工序 鉆、擴、鉸40mm、30.2mm、25.5mm孔1.加工條件：工件材料：HT200，=200MPa、鑄造加工要求：鉆、擴、鉸40mm、30.2mm、25.5mm孔刀具：鉆頭、擴孔鉆、鉸刀機床：Z3040X16搖臂鉆床2.計算切削用量及加工工時（1）鉆38mm由參考文獻1表15-33取f=1.1 mm/rL=60mm3dw取K=1由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=2.93r/s=175.8r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=180 r/min=3r/s實際切削速度v=0.358m/s切削深度a=19mm切削工時：L=60mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=14mm t=23s=0.37min（2）擴孔至39.75mm由參考文獻1表15-41取f=1.0mm/z v=0.43m/s n=3.4 r/s切削工時：L=60mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=15mm t=22s=0.37min （3）鉸40mm孔由參考文獻2表31取f=2.5 mm/r由參考文獻2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由參考文獻1表15-36取Kv=0.9由參考文獻2表32取后刀面最大磨損限度為0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.29m/sn=2.31r/s=138.5r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=140 r/min=2.33r/s實際切削速度v=0.293m/s切削工時：L=60mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=15mm t=13s=0.22min（4）鉆28mm由參考文獻1表15-33取f=1.0 mm/rL=60mm3dw取K=1由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=3.98r/s=238.9r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=236 r/min=3.93r/s實際切削速度v=0.346m/s切削深度a=14mm切削工時：L=60mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=11mm t=18s=0.3min（5）擴孔至29.9mm由參考文獻1表15-41取f=0.8mm/z v=0.46m/s n=4.9 r/s切削工時：L=60mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=12mm t=18s=0.31min （6）鉸30.2mm孔由參考文獻2表31取f=2.5 mm/r由參考文獻2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由參考文獻1表15-36取Kv=0.9由參考文獻2表32取后刀面最大磨損限度為0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.265m/sn=2.79r/s=167.7r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=170 r/min=2.83r/s實際切削速度v=0.269m/s切削工時：L=60mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=12mm t=10s=0.17min（7）鉆23mm由參考文獻1表15-33取f=0.75 mm/rL=60mm3dw取K=1由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=4.85r/s=290.8r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=300 r/min=5r/s實際切削速度v=0.359m/s切削深度a=11.5mm切削工時：L=60mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=9mm t=18.4s=0.31min（8）擴孔至25.2mm由參考文獻1表15-41取f=0.8mm/z v=0.44m/s n=5.6 r/s切削工時：L=60mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=10mm t=16s=0.26min （9）鉸25.5mm孔由參考文獻2表31取f=2.0 mm/r由參考文獻2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由參考文獻1表15-36取Kv=0.9由參考文獻2表32取后刀面最大磨損限度為0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.09m/sn=1.124r/s=67.4r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=67 r/min=1.12r/s實際切削速度v=0.09m/s切削工時：L=60mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=10mm t=31.25s=0.52min工序 檢驗工序 精銑底面1.加工條件：工件材料：HT200，=200MPa、鑄造加工要求：精銑底面刀具：端面銑刀量具：卡板機床：X5032A立式銑床2.計算切削用量及加工工時由參考文獻1表15-54f=0.23-0.5 mm/r取f=0.5 mm/r由參考文獻1表15-55v=0.25-0.35m/s 取v=0.3m/sn=1.19r/s=71.7r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=71 r/min=1.18r/s實際切削速度v=0.297m/s切削深度a=0.8mm（按加工余量分配）切削工時：L=120mm L為加工長度l1=80mm(刀具直徑)由文獻2表20取銑削入切量和超切量y+=18mm t=370s=6.16min工序 锪平R22mm平面工序 鉆20mm、13mm孔1.加工條件：工件材料：HT200，=200MPa、鑄造加工要求：鉆20mm、13mm孔刀具：鉆頭機床：ZA5025立式鉆床2.計算切削用量及加工工時（1）鉆孔20mm由參考文獻1表15-33取f=0.72 mm/rL=13mm3dw取K=1由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=5.57r/s=334.4r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=335r/min=5.58r/s實際切削速度v=0.35m/s切削深度a=10mm切削工時：L=60mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=6mm t=5s=0.08min（2）鉆13mm孔由參考文獻1表15-33取f=0.6 mm/rL=5mm3dw取K=1由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=8.57r/s=514.5r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=500r/min=8.3r/s實際切削速度v=0.34m/s切削深度a=6.5mm切削工時：L=5mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=6mm t=2.2s=0.04min工序 鉆10mm錐孔1.加工條件：工件材料：HT200，=200MPa、鑄造加工要求：鉆10mm錐孔刀具：鉆頭機床：ZA5025立式鉆床2.計算切削用量及加工工時由參考文獻1表15-33取f=0.5 mm/rL=18mm3dw取K=1由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=11.12r/s=668.8r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=670r/min=11.17r/s實際切削速度v=0.35m/s切削深度a=5mm切削工時：L=18mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=5mm t=4s=0.07min工序 鉆、鉸2-20mm、2-13mm孔1.加工條件：工件材料：HT200，=200MPa、鑄造加工要求：鉆、鉸2-20mm、2-13mm孔刀具：鉆頭機床：ZA5025立式鉆床2.計算切削用量及加工工時（1）鉆19mm孔由參考文獻1表15-33取f=0.72 mm/rL=12mm3dw取K=1由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=5.87r/s=352r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=355r/min=5.92r/s實際切削速度v=0.353m/s切削深度a=9.5mm切削工時：L=12mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=8mm t=5s=0.08min（2）鉆12mm孔由參考文獻1表15-33取f=0.6 mm/rL=65-12=53mm5dw取K=0.9則f=0.60.9=0.54 mm/r由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=9.3r/s=557.3r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=560r/min=9.33r/s實際切削速度v=0.352m/s切削深度a=6mm切削工時：L=53mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=6mm t=12s=0.2min（3）鉸孔至20mm由參考文獻2表31f=1.0-2.0 mm/r取f=1.5 mm/r由參考文獻2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由參考文獻1表15-36取Kv=0.9由參考文獻2表32取后刀面最大磨損限度為0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.09m/sn=1.4r/s=86r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=85 r/min=1.42r/s實際切削速度v=0.089m/s切削工時：L=12mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=8mm t=10s=0.17min（4）鉸孔至13mm由參考文獻2表31f=1.0-2.0 mm/r取f=1.2 mm/r由參考文獻2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由參考文獻1表15-36取Kv=0.9由參考文獻2表32取后刀面最大磨損限度為0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.09m/sn=2.2r/s=132r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=132 r/min=2.2r/s實際切削速度v=0.09m/s切削工時：L=53mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=6mm t=22s=0.37min工序 鉆、鉸13mm孔、2-10mm錐孔1.加工條件：工件材料：HT200，=200MPa、鑄造加工要求：鉆、鉸13mm孔、2-10mm錐孔刀具：鉆頭機床：ZA5025立式鉆床2.計算切削用量及加工工時（1）鉆12mm孔由參考文獻1表15-33取f=0.6 mm/rL=65-20=45mm5dw取K=0.9則f=0.60.9=0.54 mm/r由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=9.3r/s=557.3r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=560r/min=9.33r/s實際切削速度v=0.352m/s切削深度a=6mm切削工時：L=45mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=6mm t=10s=0.17min（2）鉆9mm孔由參考文獻1表15-33取f=0.5mm/rL=20mm3dw取K=1由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=12.4r/s=743r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=750r/min=12.5r/s實際切削速度v=0.353m/s切削深度a=4.5mm切削工時：L=20mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=5mm t=4s=0.07min（3）鉸孔至13mm由參考文獻2表31f=1.0-2.3 mm/r取f=1.2 mm/r由參考文獻2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由參考文獻1表15-36取Kv=0.9由參考文獻2表32取后刀面最大磨損限度為0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.09m/sn=2.2r/s=132r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=132 r/min=2.2r/s實際切削速度v=0.09m/s切削工時：L=45mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=6mm t=19s=0.32min（4）鉸孔至10mm由參考文獻2表31f=0.65-1.3 mm/r取f=1.0 mm/r由參考文獻2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由參考文獻1表15-36取Kv=0.9由參考文獻2表32取后刀面最大磨損限度為0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.1m/sn=3.18r/s=191r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=190 r/min=3.17r/s實際切削速度v=0.1m/s切削工時：L=20mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=5mm t=8s=0.13min工序 鉆6mm孔1.加工條件：工件材料：HT200，=200MPa、鑄造加工要求：鉆6mm孔刀具：鉆頭機床：ZA5025立式鉆床2.計算切削用量及加工工時由參考文獻1表15-33取f=0.35 mm/rL=79mm10dw取K=0.7則f=0.350.7=0.25 mm/r由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=18.6r/s=1114.6r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=1120r/min=18.7r/s實際切削速度v=0.352m/s切削深度a=3mm切削工時：L=79mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=3mm t=18s=0.29min工序 鉆M6mm底孔并倒角1.加工條件：工件材料：HT200，=200MPa、鑄造加工要求：鉆4.9mm孔刀具：鉆頭機床：ZA5025立式鉆床2.計算切削用量及加工工時由參考文獻1表15-33取f=0.2 mm/rL=20mm5dw取K=0.9則f=0.20.9=0.18 mm/r由參考文獻1表15-37取v=0.35m/sn=22.7r/s=1365r/min按機床參數(shù)和文獻3表2-12選取n=1400r/min=23.3r/s實際切削速度v=0.36m/s切削深度a=2.45mm切削工時：L=20mm L為加工長度由文獻2表22取鉆削入切量和超切量y+=2.5mm t=5s=0.09min工序 攻螺紋M6mm工序 最終檢驗第3章 夾具設計3.1 夾具設計過程中的問題為提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。夾具用于Z3040X16搖臂鉆床，刀具為直柄麻花鉆頭、擴孔鉆、鉸刀，加工側面的3個孔。加工時需要保證它們的位置精度。3.2 夾具設計3.2.1 定位基準的選擇此時，可以用粗銑過的底面定位，這樣就可以保證它們之間的位置精度。3.2.2 定位元件的選擇本夾具定位方案為工件以底面及兩側面分別靠在夾具支架的定位平面和定位銷及底面的3個固定鉆套定位，用螺釘及壓板將工件夾緊。3.2.3 定位誤差計算確定基準定位誤差由參考文獻7表1-1-12圓柱銷直徑D=12mm由參考文獻7圓柱銷直徑偏差D=mm=0.032-0.020=0.012 mm=0.02 mmmm定位誤差：為定位銷與工件間最小間隙 =0.014mm定位誤差=0.024+0.014=0.038mm3.2.4 夾緊力的計算零件加工過程中所受的夾緊力較大，根據(jù)零件的形狀，以及夾緊機構在夾具中安裝，可確定夾緊力的位置。為了節(jié)約輔助時間，減輕工人的勞動強度，便于制造和安裝，本夾具采用寬頭壓板，用螺母、螺桿、彈簧相互配合夾緊零件。夾緊力的計算:1最大切削力：加工40mm孔時軸向力最大由參考文獻2表23F= 其中： 取決于工件材料和切削條件的系數(shù)=42.7 =1 =0.8 當實際的加工條件與求得的經驗公式的實驗條件不相符時，各種因素對軸向力的修正系數(shù)由參考文獻2表22-1其中：HB=200 nF =0.75=1.04所以：F=2最大轉矩：加工40mm孔時轉矩最大由參考文獻2表23M= 其中： 取決于工件材料和切削條件的系數(shù)=0.021 =2 =0.8 當實際的加工條件與求得的經驗公式的實驗條件不相符時，各種因素對轉矩的修正系數(shù)由參考文獻2表22-1其中：HB=200 nF =0.75=1.04所以：F=3切削功率由參考文獻2表23切削功率：4夾緊力計算本夾具采用的是壓板夾緊，對夾具夾緊力影響最大的是鉆25.5mm孔是的轉矩： 由參考文獻2表23M= 其中： 取決于工件材料和切削條件的系數(shù)=0.021 =2 =0.8 當實際的加工條件與求得的經驗公式的實驗條件不相符時，各種因素對轉矩的修正系數(shù)由參考文獻2表22-1其中：HB=200 nF =0.75=1.04所以：F=夾緊力Q其中：M為對夾具夾緊力影響最大的轉矩 L 為夾緊力力臂 L=263+12+252=150.5mm所以 實際預緊力： 其中：K為安全系數(shù)：一般安全系數(shù)，考慮到增加夾緊的可靠性和因工件材料性質及余量不均勻等引起的切削力的變化。 一般?。杭庸ば再|系數(shù)，粗加工取。精加工取：刀具鈍化系數(shù)，考慮刀具磨損鈍化后，切削力增加。一般取。這里?。簲嗬m(xù)切削系數(shù)，斷續(xù)切削時取。連續(xù)切削時，取所以 所以 所以 夾緊力為： Q =1554N3.2.5 夾緊元件強度校核受力分析：當壓緊工件時，螺栓除受夾緊力Q作用產生拉應力外，還受轉矩T的扭轉而產生扭轉剪應力的作用。拉伸應力：扭轉剪應力：由第四強度理論，可知螺栓預緊狀態(tài)下的計算應力：元件材料為45鋼，屈服強度為=450 ，取安全系數(shù)n=1.9則許用擠壓應力夾具結構見附件“夾具裝配圖，夾具體零件圖”。3.3 夾具說明本夾具是用來加工車床后托架的鉆模。工件以底面及兩側面分別靠在夾具支架的定位平面和定位銷及底面的3個固定鉆套定位，用螺釘及壓板將工件夾緊。為提高工件加工孔中心距精度，鉆模設計有鉆套。結論關于CA6140車床后托架的工藝規(guī)程設計及夾具設計，經過3個星期的努力，已經基本完成，現(xiàn)總結如下：1.本次課程設計是對所學知識的一次綜合運用，充分的運用了以前所學知識去分析和解決實際問題，進一步鞏固和深化了基礎知識，同時也是對機械制造技術基礎學習的一個升華過程。2.掌握了一般的設計思路和設計的切入點，對機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計有了一個全面的認識，培養(yǎng)了正確的設計思路和分析解決問題的能力，同時提升了運用知識和實際動手的能力。3.進一步規(guī)范了制圖要求，學會運用標準、規(guī)范、手冊和查閱相關資料的本領。4.我國機械行業(yè)還有很大的發(fā)展空間，需要我們不斷努力。由于本人水平有限，加之時間短，經驗少。文中定有許多不妥甚至錯誤之處，請各位老師給予指正和教導，本人表示深深的謝意。致謝我首先感謝我的指導老師敖曉春老師，在整個課程設計期間，給予了我悉心的指導。敖老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和科學的思維方式使我受益匪淺，是我以后學習和工作中好的榜樣。在此，再一次的感謝他。在課程設計期間我學到了許多寶貴的知識和經驗，借此機會，謹讓我向所有曾經給予我支持和幫助的老師和同學們表示最誠摯的謝意。千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印?！敖Y論”以前的所有正文內容都要編寫在此行之前。27- -參考文獻1 張耀宸編.機械加工工藝設計實用手冊.航空工業(yè)出版社.1993年2 艾興、肖詩綱編.切削用量手冊.機械工業(yè)出版社. 3 侯珍秀編.機械系統(tǒng)設計. 哈爾濱工業(yè)大學出版社.2003年3月4 趙家齊編.機械制造工藝學課程設計指導書.機械工業(yè)出版社.1987年11月5 孫玉芹、孟兆新編.機械精度設計基礎.科學出版社，2003年8月 6 張世昌，李旦，高航主編.機械制造技術基礎.高等教育出版社，2001年8月7 東北重型機械學院、洛陽農業(yè)機械學院、長春汽車廠工人大學編.機床夾具設計手冊.上?？茖W技術出版社.1979年7月