制定撥叉零件的機(jī)械加工工藝及銑削工序?qū)Ｓ脵C(jī)床夾具設(shè)計(jì)

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5.6夾具三維效果圖如下16第六章、結(jié)論176.1結(jié)論17參考文獻(xiàn)18序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。通過(guò)設(shè)計(jì)，我能應(yīng)熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊及工藝路線合理安排等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量；提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，學(xué)生通過(guò)自己設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)掌握如何根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)、合理、又能保證加工質(zhì)量的夾具；學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料，掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料并能夠熟練應(yīng)用，也懂的了如何將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)運(yùn)用到課程設(shè)計(jì)以及以后的工種當(dāng)中，在這次設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了CAXA,也更熟悉了solidworks和麥迪設(shè)計(jì)工具的使用。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。第一章、零件的分析1.1零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。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)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，而下方的50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1.以20為中心的加工表面這一組加工表面包括：20的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個(gè)M8的螺紋孔。下端有一個(gè)47的斜凸臺(tái)。這三個(gè)都沒(méi)有高的位置度要求。2.以50為中心的加工表面這一組加工表面包括：50的孔，以及其上下兩個(gè)端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即50的孔上下兩個(gè)端面與20的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。第二章、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1確定毛坯的制造形式零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。2.2基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取20孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)32作主要定位面，其中一個(gè)固定一個(gè)活動(dòng)限制工件的5個(gè)自由度，再以一個(gè)平面支撐32下端面限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。2.3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(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)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。1.工藝路線方案一工序一 鑄造毛坯工序二 粗、精銑20孔上端面。工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20、50孔。工序四 粗、精銑50孔上端面工序五 粗、精銑50、20孔下端面。工序六 切斷。工序七 鉆4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序八 鉆一個(gè)4孔，攻M6螺紋。工序九 鉆8的銷孔加工一半，裝配時(shí)在鉆絞。工序十 銑47凸臺(tái)。工序十一 檢查。上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對(duì)設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。2.工藝路線方案二工序一 粗、精銑20孔上端面。工序二 粗、精銑20孔下端面。工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20孔。工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸50孔。工序五 粗、精銑50孔上端面工序六 粗、精銑50孔下端面。工序七 切斷。工序八 鉆4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序九 鉆一個(gè)4孔，攻M6螺紋。工序十 鉆8的銷孔加工一半，裝配時(shí)在鉆絞。 工序十一銑47凸臺(tái)。工序十二 檢查。上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。如下圖2.3-1所示:機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片圖3.2-1第三章、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190210HB，有solidworks評(píng)估得：?jiǎn)蝹€(gè)成型零件質(zhì)量 = 0.282 千克體積 = 40329.648 立方毫米表面積 = 13611.254 平方毫米毛皮重量2.2kg。生產(chǎn)類型大批量，采用鑄造毛坯，兩件合鑄。據(jù)以上原始資料及加工路線，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：(其中未注公差按IT14級(jí)加工)3.120孔徑加工余量計(jì)算查表2.2-6砂型及殼型鑄造一般最小孔徑30，所以得到一下工序：加工20孔，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表20直接鉆出，工序尺寸、公差如下表3.1-1 表3.1-1 工序名稱工序間余量/mm工序經(jīng)濟(jì)精度/mm工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm精鉸0.06H7()2020粗鉸0.14H9()19.9419.94擴(kuò)1.8H11()19.819.8鉆H12()18183.250孔徑加工余量計(jì)算查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（以下稱工藝手冊(cè)）表2.2-5和2.3-8，50直接鉆出，工序尺寸、公差如下表3.1-2：工序名稱工序間余量/mm工序經(jīng)濟(jì)精度/mm工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm擴(kuò)1.5IT11()5050鉆4IT13()48.548.5鑄孔244.544.52表3.1-23.3銑削50上下端面加工余量計(jì)算查工藝手冊(cè)）表2.3-21平面加工余量以及2.2-5，其基本尺寸和工序尺寸、公差如下表3.1-3工序名稱工序間余量/mm工序工序基本尺寸/mm標(biāo)注工序尺寸公差/mm經(jīng)濟(jì)精度/mm表面粗糙度Ra/m精銑0.6IT11()3.21212()半精銑2.0IT12()6.312.612.6()粗銑4IT13()12.514.614.6()毛坯218.618.62表3.1-3由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。第四章、確立切削用量及基本工時(shí)4.1典型工序工藝分析以20孔為精基準(zhǔn)，粗銑50孔上下端面。以知加工材料HT200, ，鑄件工件尺寸銑削寬度ae=72mm,長(zhǎng)度l=72mm的圓弧平面加工要求用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀銑削，加工余量h=0.6mm, 機(jī)床XA5032行立銑。1. 選擇刀具1） 根據(jù)查切削手冊(cè)表1.2選擇刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。根據(jù)查切削手冊(cè)表3.1，查切削手冊(cè)，銑削寬度ae=72mm，選擇刀具直徑do=125mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)的硬質(zhì)合金端面銑刀。查切削手冊(cè)表3.13故取齒數(shù)采用z=12。2.選擇切削用量1)決定銑削深度ap由于加工余量不大，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。，銑削深度故可以選擇：ap=0.6mm2） 決定每齒進(jìn)給量每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查切削手冊(cè)表3.5f=0.140.24mm/z。由于是對(duì)稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，粗加工時(shí)后刀面最大磨損為1.21.8查切削手冊(cè)表3.8，壽命T=180min4）決定切削速度和每分針進(jìn)給量切削速度可根據(jù)表切削手冊(cè)3.27中的公式計(jì)算，也可以直接由表查出。根據(jù)切削手冊(cè)表3.13，當(dāng)do=125mm，z=4, apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(72+9)/37512=2.592min.加工材料HT200, ，鑄件工件尺寸銑削寬度ae=72mm,長(zhǎng)度l=72mm的圓弧平面加工要求用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀銑削，加工余量h=4mm, 機(jī)床XA5032行立銑。2. 選擇刀具3） 根據(jù)查切削手冊(cè)表1.2選擇刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。根據(jù)查切削手冊(cè)表3.1，查切削手冊(cè)，銑削寬度ae=72mm，選擇刀具直徑do=125mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)的硬質(zhì)合金端面銑刀。查切削手冊(cè)表3.13故取齒數(shù)采用z=4。2.選擇切削用量1)決定銑削深度ap由于加工余量不大，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。，銑削深度故可以選擇：ap=4mm4） 決定每齒進(jìn)給量每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查切削手冊(cè)表3.5f=0.140.24mm/z。由于是對(duì)稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，粗加工時(shí)后刀面最大磨損為1.52.0mm查切削手冊(cè)表3.8，壽命T=180min4）決定切削速度和每分針進(jìn)給量切削速度可根據(jù)表切削手冊(cè)3.27中的公式計(jì)算，也可以直接由表查出。按切削手冊(cè)，將f降一級(jí)為f=0.5 mm/z。查得 Vc110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查切削手冊(cè),而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kwPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(72+9)/37512=2.592min.結(jié)果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.4.2定位誤差分析由于加工的零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重和。所以：同時(shí)，=+=0第五章、加工50上下端面圓周進(jìn)給銑床設(shè)計(jì) 5.1問(wèn)題的提出本夾具是用來(lái)精銑50m上端面,零件圖中50的上端面與20中心孔的軸線有形位公差要求,因此必須保證50的下端面與20中心孔。此工序是粗加工,因此本工序加工時(shí)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,而精度則不是主要問(wèn)題。 5.2夾具設(shè)計(jì)1.定位基準(zhǔn)選擇 20中心孔的軸線對(duì)50的下端面有一定的垂直度公差要求,因此應(yīng)以20中心孔為主要定位基準(zhǔn)。由于鑄件的公差要求較大,利用20孔的下端面作為精基準(zhǔn)定位時(shí),還必須采用一個(gè)輔助銷釘對(duì)工件的旋轉(zhuǎn)自由度進(jìn)行限制。2.切削力及夾緊力計(jì)算 由于實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,銑削時(shí)的主要切削力為銑刀頭的切削方向,即垂直于第一定位基準(zhǔn)面,由于本工序夾緊的方向與切削力垂直，所以必須對(duì)夾緊力進(jìn)行估算。銑削力查現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-91當(dāng)銑削灰鑄鐵時(shí)，工件背吃刀量取=2mm, 銑削寬度=11mm, 銑刀直徑D=125mm,齒數(shù)z=4,=0.21mm/z.由于同時(shí)加工兩面，所以則其銑削力P如下：由于采用組合刀具，所以扭矩可以不計(jì)卡緊力計(jì)算查現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-21為卡緊力計(jì)算公式其中： K=k0k1k2k3k4k5k6=1.51.21.01.01.01.01.0=1.8=78.8mm 1=39mm =bh=bh 擠=2912200MP=48N=0.2 =0.8=773N5.3液壓油路設(shè)計(jì)使用液壓缸夾緊，采用活塞式液壓缸油路圖如下5.3-1： 圓周進(jìn)給銑床液壓夾具系給銑床液壓夾具系統(tǒng)示意圖5.3-11.油箱 2. 過(guò)濾器 3.油泵 4.直動(dòng)型溢流閥5.管道 6.壓力表7.單向閥8.可調(diào)式節(jié)流閥 9.手動(dòng)換向閥10. 液壓旋轉(zhuǎn)接頭11.活塞油缸、油路采用定量泵，當(dāng)液壓油路工作時(shí)，夾緊工件時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時(shí)，會(huì)使流量需求減小。此時(shí)溢流閥開(kāi)啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進(jìn)口工作壓力，從而保持在整個(gè)加工過(guò)程中，保持這加持工件的預(yù)緊力。該液壓油路由于是用于回轉(zhuǎn)類工作臺(tái)上，所以該裝置采用了12通的液壓旋轉(zhuǎn)接頭其結(jié)構(gòu)如下圖5.3-2： 12通的液壓旋轉(zhuǎn)接頭5.3-2定子邊與液壓源相連接的，液壓缸與轉(zhuǎn)子邊相連接，從而保障了避免油路出現(xiàn)如下情況，如下圖情況5.3-3 5.3-3液壓缸的設(shè)計(jì)與采用：工件所需的預(yù)緊力773N，采用差動(dòng)式活塞缸估算液壓缸工作油壓：采用活塞直徑D=25，活塞桿采用直徑d=15mm5.4機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)采用了渦輪類回轉(zhuǎn)支撐和蝸桿，蝸桿作為輸入軸，采用渦輪渦桿傳動(dòng)，從而電機(jī)的輸出可以直接接到輸入渦桿，減少了中間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的減速器的設(shè)計(jì)。渦輪蝸桿的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，采用到了電腦輔助設(shè)計(jì)，利用到了麥迪設(shè)計(jì)工具，從而生成了符合設(shè)計(jì)的渦輪蝸桿。其機(jī)械傳動(dòng)部份結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下5.4-1和5.4-2：渦輪回轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)示意圖5.4-1渦輪回轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)示意圖5.4-2回轉(zhuǎn)支承是一種能夠承受綜合載荷的大型軸承，可以同時(shí)承受較大的軸向、徑向負(fù)荷和傾覆力矩。本夾具采用的是內(nèi)圈有齒，外圈固定行，有利于減少夾具空間尺寸。5.5銑床夾具的裝配圖見(jiàn)附圖 5.6夾具三維效果圖如下第六章、結(jié)論6.1結(jié)論課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)和基礎(chǔ)理論知識(shí)，獨(dú)立解決專業(yè)一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力。樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)。經(jīng)過(guò)半個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，獲得如下心得：1.運(yùn)用機(jī)械制造工藝及有關(guān)課程的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)。獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題。初步具有設(shè)計(jì)一些中等復(fù)雜零件的能力。2.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法。學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案。3.熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，能快速查表得到所需的數(shù)據(jù)。4.有一定的識(shí)圖制圖能力。 通過(guò)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的技能。熟悉一般機(jī)械零件的加工工藝過(guò)程，設(shè)計(jì)夾具的能力。參考文獻(xiàn)1. 陳宏鈞.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)員手冊(cè)【M】.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.10.2 . 徐圣群.簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)【M】.上海:科學(xué)技術(shù)出版社，1991.23. 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè)【M】.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9.4 . 艾興,肖詩(shī)綱主編.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)【M】. 機(jī)械工業(yè)出版社,19945 . 朱耀祥等.現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)【M】.機(jī)械工藝出版社，2010.26. 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