CA6140車床撥叉831005加工工藝及銑左端面夾具設(shè)計(jì)-版本3【三維SW模型】
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機(jī)制工藝與夾具課程設(shè)計(jì)說明書機(jī)制工藝與夾具課程設(shè)計(jì)說明書CA6140撥叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及粗銑B面夾具設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱: 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級: 姓 名: 指導(dǎo)教師姓名: 2018年12月 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目 CA6140撥叉加工工藝設(shè)計(jì)及粗銑B面的夾具設(shè)計(jì)。二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖 1張(2) 生產(chǎn)類型:大批生產(chǎn)三、上交材料(1) 被加工工件的零件圖 1張(2) 工件的毛坯圖 1張(3) 機(jī)械加工工藝過程卡片 1張(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張(5) 夾具裝配圖 1張(6) 夾具體圖 1張(7) 課程設(shè)計(jì)說明書(60008000字) 1份說明書主要包括以下內(nèi)容(章節(jié))目錄 摘要(中外文對照的,各占一頁)零件工藝性分析機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 方案綜合評價(jià)與結(jié)論體會(huì)與展望參考文獻(xiàn) 列出參考文獻(xiàn)(包括書、期刊、報(bào)告等,10條以上)課程設(shè)計(jì)說明書一律用A4紙、縱向打印.四、進(jìn)度安排(參考)(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天(4) 編寫說明書 3天(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天五、指導(dǎo)教師評語成 績: 指導(dǎo)教師日期成績評定采用五級分制,即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。優(yōu)秀:設(shè)計(jì)方案合理并新穎,設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想;良好:設(shè)計(jì)方案合理,設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想;中等:設(shè)計(jì)方案一般,設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯; 及格:設(shè)計(jì)方案不完善,存在一些小錯(cuò)誤,說明書及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過程中勤奮精神不夠: 不及格:設(shè)計(jì)方案有嚴(yán)重錯(cuò)誤,設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)精神不夠。目 錄第一章 CA6140撥叉零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)11.1零件分析11.1.1零件的作用11.1.3確定生產(chǎn)類型21.2確定毛坯類型及尺寸31.3機(jī)械加工工藝路線設(shè)計(jì)51.4加工機(jī)床及工藝設(shè)備的選擇61.4.1選擇機(jī)床61.4.2選擇刀具及量具71.4.3選擇夾具81.5確定每道工序尺寸81.6確定切削用量和基本時(shí)間8工序1粗銑B面8工序2 粗 精銑端面A9工序3 鉆花鍵底孔10工序5 擴(kuò)花鍵孔11工序7 拉花鍵孔11工序8銑上端面12工序9 粗銑削8槽13工序10 半精銑、精銑寬為18槽15工序11 半精銑、精銑8的槽16第二章 專用夾具設(shè)計(jì)172.1零件夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)172.1.1確定定位方案,選擇定位元件1721 .2 夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算172.2 計(jì)算定位誤差目的是分析定位方案的可行性172.3夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡要說明182.4夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡要說明18第三章 專用夾具的三維造型193.1三維造型的概述193.2夾具零部件的設(shè)計(jì)193.3夾具三維裝配圖22參考文獻(xiàn)24V 第一章 CA6140撥叉零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.1零件分析1.1.1零件的作用題目給定的零件是CA6140撥叉,它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求進(jìn)行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高,因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時(shí),滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以,寬度為18+0.0120mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。1.1.2、零件的工藝分析該撥叉的全部技術(shù)要求列如下表:項(xiàng)目公差等級偏差(mm)粗糙度定位基準(zhǔn)25的六齒方花鍵孔IT12+0.2001.6花鍵孔中心線22的花鍵底孔IT12+0.2006.3花鍵孔中心線兩端的2*150倒角6.3花鍵孔中心線尺寸8的槽IT9+0.0301.6花鍵孔中心線尺寸18的槽IT6+0.012 03.2花鍵孔中心線6的花鍵槽寬IT6+0.06+0.033.2花鍵孔中心線1.1.3確定生產(chǎn)類型由零件圖可知:生產(chǎn)綱領(lǐng)6000件/年,備品率為2%,廢品率為2%,因此年產(chǎn)量:Q生產(chǎn)綱領(lǐng)每臺件數(shù)(1+備品率)(1+廢品率)Q6245件月產(chǎn)量Q12=520(件)Days=(365-52-14)12=24.92天日產(chǎn)量(一天3班)月產(chǎn)量Days=21件/天查工藝人員手冊,輕型(100公斤以內(nèi))零件的生產(chǎn)性質(zhì):中批5005000 大批500050000考慮到保證產(chǎn)品按時(shí)定量完成,生產(chǎn)該產(chǎn)品的每一道工序的單件核算時(shí)間必須小于生產(chǎn)節(jié)拍(工藝卡填寫過程考慮到客觀隨機(jī)因素的影響,將節(jié)拍乘80%后與單件核算時(shí)間比較),若大于生產(chǎn)節(jié)拍,就會(huì)造成完不成年產(chǎn)量,因此應(yīng)改用多臺機(jī)床加工。大批量生產(chǎn)采用流水線,其工藝特點(diǎn)a)毛坯特點(diǎn):采用金屬模造型,毛坯精度及余量大量。b)機(jī)床設(shè)備及機(jī)床布置:通用機(jī)床,機(jī)床按零件類別分工段排列。c)夾具及尺寸保證:專用夾具,調(diào)整法和自動(dòng)獲得法(如對刀塊)保證尺寸。d)刀具、量具:專用或標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具e)零件的互換性:多數(shù)互換,部分試配或修配。f)工藝文件的要求:編制詳細(xì)的工藝規(guī)程及關(guān)鍵工序的工序卡片。g)生產(chǎn)出率:大量 h)成本:大量i)發(fā)展趨勢:采用成組工藝。由以上可知,該零件為大批生產(chǎn),所以工藝安排應(yīng)考慮工序適當(dāng)集中,考慮零件成批生產(chǎn),產(chǎn)量比較大,綜合經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)效率等因素,確定加工設(shè)備為通用機(jī)床,采用專用夾具。1.2確定毛坯類型及尺寸1.2.1、確定毛坯類型 零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷,因此選用鍛件,以使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大,故可采取模鍛成型。經(jīng)查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表5-5取等級為2級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為30.8mm。1.2.2確定毛坯尺寸 零件材料為HT200,毛坯重量為1.0 kgb =160MPa HBS。根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(以下簡稱工藝手冊機(jī)械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編)知生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用模鍛鍛模造毛坯。毛坯為鑄件,尺寸為鑄件尺寸,按照鑄件圖紙尺寸鑄造毛坯。具體看鑄件圖紙。1.2.3毛坯圖1. 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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:下端面的加工余量:下端面有30.8mm的加工余量,足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除。2. 矩形花鍵底孔。要求以矩形花鍵的外徑定心,故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為22 0+0.28,見零件圖,參照金屬機(jī)械加工工藝人員手冊 表3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔20mm,擴(kuò)孔21mm,拉花鍵 ,花鍵孔要求以外徑定心:拉削時(shí)加工余量參照金屬機(jī)械加工工藝人員手冊取 2=1mm3. 右端面的加工余量。此工序分2個(gè)工步1、粗銑右端面 2、精銑右端面。精加工余量為0.2mm,粗銑加工余量為2.8mm1.3機(jī)械加工工藝路線設(shè)計(jì)1.3.1定位基準(zhǔn)的選擇因?yàn)橐WC花鍵的中心線垂直于右端面,所以以40的外圓表面的粗基準(zhǔn)。為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合,以零件的下低面為精基準(zhǔn)。1.3.2、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。工藝路線方案一工序:粗、精車端面,鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15倒角。粗、精銑削B面。銑削8+0.030mm的槽。銑削18+0.0120mm的槽。拉花鍵。工藝路線方案二工序:粗、精車端面,鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15倒角。 以40mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。拉花鍵。以花鍵中心線及右端面為基準(zhǔn),銑削槽B面。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及下低面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。方案分析:上述兩方案中,工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進(jìn)行定位和加緊、方案二中,把花鍵放在第一道工序的后邊,這樣,方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進(jìn)行定位與加緊即以花鍵中心線和下低面作為3.4.5道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高,專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠,所以采用方案二比較合理。1.4加工機(jī)床及工藝設(shè)備的選擇1.4.1選擇機(jī)床 1加工條件。工件材料:灰口鑄鐵HT200。 b=145MPa。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(jī)床C3163-1。轉(zhuǎn)塔式六角臥式車床。刀具:刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 。按照零件材料,批量大小,現(xiàn)場條件等因素,并對照各加工方法特點(diǎn)及適應(yīng)范圍確定采用銑削加工底面及兩端面。結(jié)合主要表面加工及表面形狀特點(diǎn),10.5孔采用鉆、擴(kuò)、鉸的加工方式。底面上的鍵宜采用鉆削加工方法。銑削采用立式銑床,=孔的加工采用立式鉆床。零件在銑床上或者鉆床上的加工都應(yīng)采用專用夾具進(jìn)行裝夾。立式銑床的主要參數(shù)如下:型號:X5032A功率:7.5KW主軸轉(zhuǎn)速:30-1500轉(zhuǎn)/分立式鉆床的主要參數(shù)如下:型號:Z5025功率:1.5kW主軸轉(zhuǎn)速:1001360轉(zhuǎn)/分機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件材料為HT200,毛坯為鑄件,毛重1kg,數(shù)量為6000件/年,屬于大批量生產(chǎn)。1.4.2選擇刀具及量具 數(shù)控銑床加工面的選擇,開粗刀選擇立銑刀16mm,精洗刀選擇立銑刀12合金刀。 鉆孔的選擇,鉆孔22mm選擇鉆頭21.8mm,鉸刀22mm或選擇鏜孔加工選擇鏜刀20mm。 銑槽8mm槽選擇6mm立銑刀。 量具的選擇:游標(biāo)卡尺,千分尺等輔助用具。具體加工工序刀具量具如下表所示:工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具I粗車下端面臥式車床車刀游標(biāo)卡尺II精車下端面臥式車床車刀游標(biāo)卡尺III鉆花鍵孔立式鉆床鉆刀游標(biāo)卡尺IV擴(kuò)花鍵孔立式鉆床鉆刀游標(biāo)卡尺倒角2x15臥室車床車刀游標(biāo)卡尺VI拉六齒方型花鍵立式拉床拉刀游標(biāo)卡尺VII粗銑右端面立式銑床銑刀游標(biāo)卡尺VIII精銑右端面立式銑床銑刀游標(biāo)卡尺IX銑800。03mm的槽立式銑床銑刀量塊X銑1800。12mm槽立式銑床銑刀量塊XI磨寬為1800。12mm的槽磨床砂輪量塊1.4.3選擇夾具本道工序?yàn)榧庸面的設(shè)計(jì),選擇設(shè)計(jì)專用夾具來粗銑B面,夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳情見1.7內(nèi)容夾具的三維設(shè)計(jì)。1.5確定每道工序尺寸本設(shè)計(jì)的毛坯為鑄件,加工工序的尺寸均為鑄件尺寸,根據(jù)鑄件圖的尺寸確定加工余量為單邊3mm,工序1粗 精銑端面B保留A面加工3mm余量;工序2粗 精銑端面A銑至圖紙尺寸要求;工序3鉆花鍵底孔圖紙尺寸要求保留擴(kuò)孔與余量0.2mm;工序4擴(kuò)花鍵底孔 做A面倒角15至圖紙尺寸要求;工序5拉六齒方型花鍵至圖紙尺寸要求;工序8粗銑上面,保留0.2mm精洗余量;工序9粗銑800.03mm的槽,保留精洗余量0.1mm;工序10 粗銑1800.012mm的槽保留0.2mm精洗余量;工序11半精銑800.012mm的槽,保留0.1mm精洗余量;工序12精銑上面至圖紙尺寸要求,保證表面精度等級要求;工序13精銑800.012mm的槽至圖紙尺寸要求;工序14精銑1800.012mm的槽至圖紙尺寸要求;工序15倒B面倒角15至圖紙尺寸要求。1.6確定切削用量和基本時(shí)間工序1粗銑B面(1)已知長度方向的加工余量為30.8mm 。實(shí)際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工(粗車和半精車)。長度加工公差I(lǐng)T 級 取-0.46 mm (入 體方向) (2)進(jìn)給量、根據(jù)切削簡明手冊(第3版)表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm25mm,mm時(shí),以及工件直徑為60mm時(shí)(由于凸臺B面的存在所以直徑取60mm)=0.6-0.8mm/.按C車床說明書取=0.6 mm/n。由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.750.85 所以:實(shí)際進(jìn)給量f=0.60.8=0.48 mm/按C車床說明書0.53(3)計(jì)算切削速度。按切削簡明手冊表1.27 ,切削速度的計(jì)算公式為(壽命選T=60min)刀具材料YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中:Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見切削手冊表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)(4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8(r/min)按C車床說明書200 rmin所以實(shí)際切削速度V=40.8m/min (5)切削工時(shí),按工藝手冊表6.2-1 由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮,為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準(zhǔn)備Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33(min) L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0工序2 粗 精銑端面A1) 已知粗加工余量為0.5mm。2) 進(jìn)給量f. 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.6 , f=0.150.25mm/r按C車床說明書0.16 mm/r計(jì)算切削速度 按切削用量簡明手冊表1.27,切削速度的計(jì)算公式為(壽命選T=60min)V=Cv/(Tmap xvf yv) kv=158/( 600.220.150.16 0.4) 1.150.80.80.810.97 =83.85(m/min)3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速. nw=1000vc/ dw =410.8(r/min)按C3163車床說明書取nw=400(r/min)實(shí)際切削速度V=57.1m/min4) 切削工時(shí),查工藝手冊表6.2-1 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35(min) 由于下一道工序是鉆孔,所以留下20mm的臺階,所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 工序3 鉆花鍵底孔 鉆頭選擇:見切削用量簡明手冊表2.2鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2):雙錐修磨具刃,鉆頭參數(shù):20 =30,2=118,2=70,b=3.5mm ,ao=12,=55,b=2mm,=4mm。根據(jù)切削用量簡明手冊表2-9確定f=0.48、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量:根據(jù)表2.9 ,當(dāng)b210MPa 020.5mm 可確定f=0.75。 按C3163-1車床說明書取 f=0.62mm/n.、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表2.21,當(dāng)do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.、切削速度由切削用量簡明手冊,表2.15得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 實(shí)際=17 m/min 、 基本工時(shí),Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表2.29. 查出+=10mm 所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 工序5 擴(kuò)花鍵孔刀具直徑do=21mm;刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大,為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時(shí)間,n和f都不變,所以Tm同上 Tm=0.32 倒角刀具15锪鉆由于兩孔直徑相差不大,以表面粗度要求不高手動(dòng)進(jìn)給。工序6 車倒角 刀具:專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。檢驗(yàn)機(jī)床功率 按切削用量簡明手冊表 1.2可以查出當(dāng)160245HBS2.80.641min3.4kw按C車床說明書主電機(jī)功率11可見比小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求鉆削功率檢驗(yàn)按切削用量簡明手冊表 2.21當(dāng)21 0.64 查得轉(zhuǎn)矩61.8N.M切削用量簡明手冊表由表2.32得功率公式CMcVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按C車床說明書主電機(jī)功率11可見C比小得多,所以機(jī)床功率足夠,所用切削用量符合要工序7 拉花鍵孔單面齒升:根據(jù)有關(guān)手冊,確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時(shí) 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(zhǔn)部分的長度系數(shù),取1.2; k 考慮機(jī)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(shí)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(shí)工作齒數(shù)z=l/p=80/127其本工時(shí) Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13(min)工序8銑上端面加工要求:粗銑B面,精銑B面,Ra=3.2。用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm機(jī)床 :62W加工工件尺寸:寬度:40mm 長度:28mm1) 選擇刀具 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1 銑削寬度ae5mm時(shí)。直徑為do=50mm故齒數(shù),由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀銑刀幾何參數(shù)(表3.2)rn=10ao=16 2) 切削用量 留精銑的加工余量為0.2,所以本道工步切削寬度ac2.80.8,由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.5mm/r就能滿足要求,但考慮到62W功率為7.5kw,機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和62W銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.6mm/r3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm, 刀具壽命 T=120min(表3.8)4) 決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9確定Z=8, aP=40-70mm, ac=2.80.8, fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選Vf=80mm/min 實(shí)際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機(jī)床功率:根據(jù)切削用量簡明手冊表3.20 當(dāng) Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù):故Pct0.8,根據(jù)X62W型銑床說明書,機(jī)床主軸允許的功率為Pcm=7.50.75=5.63kw 故PccPcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z6) 基本工時(shí)根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525(min) L1+=14mm工序9 銑削8+0.030mm槽。 加工工件尺寸:8+0.030mm , 長度L=40mm 加工要求:高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀(精密級K8)加工余量8 用乳化液冷卻機(jī)床:X62W1) 選擇刀具:由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級K8銑刀參數(shù):L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15ao=12an=6Z=162) 選擇切削量由于槽的深度為8mm, 故一次走完,ae=8mm ap=8mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命:根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命:T=100min其中4) 決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由切削用量簡明手冊3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =82.86m/minn=1000Vc/do=100082.86/3.1463=418.87r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min實(shí)際速度Vc=donc/1000=74.2m/min 選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/minfzc=110/37516=0.018mm/z5) 機(jī)床功率:根據(jù)切削用量簡明手冊表3.28 公式 圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 由表28 得 CF=30,XF=1.0,yF=0.65,UF=0.83,WF=0,qF=0.83,KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2103=15.9NM Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書,功率足夠。6) 基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=0.49(min) L1+=14mm工序10 半精銑、精銑寬為180+0.12mm槽加工要求:用乳化液冷卻,加工工件尺寸,寬180+0.12mm,長L=40mm,加工余量23mm 由于此工步的設(shè)計(jì)尺寸精度要求很高,用銑削加工很難達(dá)到尺寸精度的要求,所以為了留給下一道公序磨削的加工余量,所以分兩步走,ae=23,ap=10mm,1) 選擇刀具銑刀參數(shù):L=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=242) 選擇銑削用量由于槽的寬度為18mm, 故二次走完,ae=23mm ap=10mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命:根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命:T=100min其中4)確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量:決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由切削用量簡明手冊3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =98.6m/minn=1000Vc/do=100098.6/3.14100=314r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min實(shí)際速度Vc=donc/1000=94.2m/min 選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/minfzc=150/30024=0.020mm/z5)基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8(min) L1+=20mm i=2(走兩次)工序11 半精銑、精銑800.012mm的槽1)選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2)切削用量 精銑的加工余量為0.2,所以本道工步切削寬度 ae0.2mm,0.63)決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9確定ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4)基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=0.336(min) L1+=14mm最后,將以上各個(gè)工序切削用、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果,連同其它加工數(shù)據(jù),一起填入機(jī)械加工工藝卡片中。第2章 專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工零件時(shí),需要設(shè)計(jì)專用夾具。機(jī)床夾具(夾具)是在機(jī)械加工中使用的一種工藝裝備,它的主要功能是實(shí)現(xiàn)對被加工零件的定位和夾緊。通過定位,使被加工零件在夾具中占有同一個(gè)正確的加工位置;通過夾緊,克服加工中存在的各種作用力,使這一正確的位置得到保證,從而使加工過程得以順利進(jìn)行。由于能力和時(shí)間有限本次設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)了銑頂面夾具螺孔孔平面夾具,銑底面夾具,鉆頂面夾具螺孔孔夾具,鉆22H7支撐孔夾具。2.1零件夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.1確定定位方案,選擇定位元件 零件在加工頂面夾具孔平面時(shí)采用面作為定位基準(zhǔn),易于做到工藝過程中的基準(zhǔn)統(tǒng)一,保證零件的相對位置精度,且具有支撐面大,支撐剛性好等優(yōu)點(diǎn);本零件采用底面和一對對角工藝孔作為定位基準(zhǔn),零件底面為第一定位基準(zhǔn);槽孔為第二定位基準(zhǔn),它和支撐原件聯(lián)合限制了z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,所以此定位方案符合六點(diǎn)定位原理,采用對稱壓板將零件壓緊。21 .2 夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算1. “確定夾緊原件中心距及尺寸公差(中心距公差需采用對稱公差的標(biāo)注形式)兩銷中心距基本尺寸Ld兩原件中心距基本尺寸=22H7mm,公差按劃線等級取0.4mm”2.2 計(jì)算定位誤差目的是分析定位方案的可行性因?yàn)槎ㄎ环较蚺c加工尺寸方向垂直,且被加工表面無尺寸公差要求,為此要加工表面,只要保證粗糙度為Ra12.5,故只需進(jìn)行轉(zhuǎn)角誤差計(jì)算即可。=轉(zhuǎn)角誤差很小,符合定位要求,可以使用。2.3夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡要說明本零件在加工底面B時(shí),根據(jù)以重要加工表面為粗基準(zhǔn)的選用原則我們選擇毛坯支承孔和底面臺階孔平面作為粗基準(zhǔn),考慮到第二基準(zhǔn)面選擇的方便性,同時(shí)底面的一對槽孔成為工藝孔。兩支撐板(支撐板用螺釘固定在低板上)相當(dāng)于一個(gè)平面,限制x、y方向轉(zhuǎn)動(dòng),z方向移動(dòng)三個(gè)自由度了,后面的一個(gè)平面限制了y方向的移動(dòng),利用壓塊將零件夾緊。2.4夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡要說明確定主夾緊機(jī)構(gòu):用壓板塊夾緊。當(dāng)進(jìn)行銑削加工時(shí),將支撐板用螺栓在夾具體的支撐臂上,零件放于其上相當(dāng)于有一個(gè)面的約束,限制了三個(gè)自由度。然后用輔助支撐支撐固定緊,拿下零件即可。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作說明本夾具按兩個(gè)平面定位,可以限制6個(gè)自由度,屬于過定位方式。零件靠壓板型塊用螺柱釘緊,夾具靠兩個(gè)支撐板與底板鏈接。 第3章 專用夾具的三維造型 3.1三維造型的概述本次的三維設(shè)計(jì)的軟件使用Solidworks軟件,其功能強(qiáng)大,組件繁多。 Solidworks有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn),這使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能,而且對每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說,操作簡單方便、易學(xué)易用。 在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作(包括Windows風(fēng)格的拖/放、點(diǎn)/擊、剪切/粘貼)協(xié)同下,使用SolidWorks ,整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的,零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。本次的夾具設(shè)計(jì)的三維全部使用SolidWorks制作,熟悉軟件的使用以及夾具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的可靠性要求。3.2夾具零部件的設(shè)計(jì)零部件的設(shè)計(jì)根據(jù)二維夾具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)的繪制,繪制完成三維夾具后再進(jìn)行裝配,完成整個(gè)夾具裝配圖。部分主要零部件的三維設(shè)計(jì)如下圖所示:3.3夾具三維裝配圖本文夾具三維的設(shè)計(jì)通過對零件夾具設(shè)計(jì),零件夾具的作用和夾具工藝性進(jìn)行的分析,進(jìn)行了零件夾具加工工藝過程的制定,其中包括定位基準(zhǔn)的選擇、制定加工工藝路線、選擇加工設(shè)備及工藝裝備、確定切削用量及基本工時(shí)等工作。然后夾幾個(gè)工藝的加工時(shí)所用的夾具進(jìn)行了設(shè)計(jì),包括零件夾具本工序的加工要求分析,確定夾具類型,擬定定位方案和選擇定位元件、確定夾緊方案、確定對刀裝置等,從而達(dá)到對專用夾具設(shè)計(jì)起到規(guī)范作用。最后通過對工序加工粗銑B面的夾具設(shè)計(jì),繪制夾具三維結(jié)構(gòu)裝配圖,主要三維結(jié)構(gòu)如圖所示。 參考文獻(xiàn)1肖可主編.機(jī)械零件加工工藝概述.2版.甘肅:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.2陳科元,張恒博.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡明手冊.第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.3張明科.現(xiàn)代機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).上海:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.4李揚(yáng)帆.機(jī)床零件加工設(shè)計(jì)手冊.北京:國防工業(yè)出版社,2003.5上海工學(xué)院,武漢輕工學(xué)院.金屬熱加工原理.福州:福建科學(xué)技術(shù)出版社,1996.6華中工學(xué)院,寧夏工業(yè)大學(xué).金屬切削原理及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(下冊).北京:北京科學(xué)技術(shù)出版社,1998.7薛浩楠主編.機(jī)床夾具和輔具設(shè)計(jì)手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.8李洪明.機(jī)械夾具設(shè)計(jì).重慶:重慶大學(xué)出版社,1999.9彭浩然,謝寧琦.機(jī)械制造基礎(chǔ)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.10H7李明明.機(jī)械制造工藝學(xué)M.2版北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.24
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