CA6140車(chē)床杠桿[831009] 加工工藝和銑2-M6孔的上端面夾具設(shè)計(jì)【含三維模型源文件】

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由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。一零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定1.零件的作用題目所給的零件是CA6140車(chē)床的杠桿。它位于車(chē)床制動(dòng)機(jī)構(gòu)中，主要起制動(dòng)作用。杠桿一端與制動(dòng)帶連接，另一端通過(guò)剛球與齒條軸的凸起（或凹槽）相接觸，當(dāng)離合器脫開(kāi)時(shí)，齒條軸與杠桿下端接觸，是起逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，將制動(dòng)帶拉緊；當(dāng)左右離合器中任一個(gè)接合時(shí)，杠桿都順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，使制動(dòng)帶放松，從而達(dá)到制動(dòng)的目的。2.零件的工藝分析所加工零件立體圖，零件圖如下圖所視 從零件圖上可以看出，主要加工表面可以分為四個(gè)部分。1 25mm的圓柱內(nèi)表面，加工時(shí)要保證25 + 00.023的0.023公差要求，以及表面粗糙度Ra1.6，表面要求較高。2 連桿的支撐底板底面，粗糙度要求Ra3.2,同時(shí)保證連桿的高度30mm。3 連桿上端面及下端側(cè)面；上端面4030mm,粗糙度要求Ra3.2,同時(shí)保證與25mm的圓柱軸線的距離90mm；下端側(cè)面保證尺寸17mm，粗糙度要求Ra6.3；離25mm的圓柱軸線45mm的側(cè)面粗糙度要求Ra12.5。4 鉆孔及攻螺紋孔；上端面2M6，保證尺寸10mm、20mm,沉頭錐角120，粗糙度要求Ra6.3；M8的螺紋孔，锪143mm的圓柱孔，粗糙度Ra3.2；鉆下端12.7 + 00.1的錐孔，保證公差要求，以及中心線與25mm的圓柱軸線的距離60 mm粗糙度要求Ra6.3。根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒(méi)有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。3.零件的生產(chǎn)類(lèi)型依設(shè)計(jì)題目知：臺(tái)年，n=1件臺(tái)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備產(chǎn)率和廢品率分別取為和。帶入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（+）（+）件年零件是機(jī)床的杠桿，質(zhì)量為.kg,查表-可知其屬輕型零件，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)。二選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖.選擇毛坯該零件材料為，考慮到零件的結(jié)構(gòu)以及材料，選擇毛坯為鑄件，由于零件年產(chǎn)量為件，屬于批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用金屬型鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度以及節(jié)省材料上考慮，是合理的。.確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差參見(jiàn)本書(shū)第五章第一節(jié)，灰鑄鐵的公差及機(jī)械加工余量按表-和表-確定。要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。（） 鑄件機(jī)械加工余量等級(jí)該值由鑄件的成型方法和材料確定，成型方法為金屬型鑄造，材料為灰口鑄鐵，確定加工余量等級(jí)為。（） 鑄件尺寸公差根據(jù)表-毛坯鑄件的基本尺寸處于之間，而鑄件的尺寸公差等級(jí)取為級(jí)，取鑄件的尺寸公差為.mm。.確定機(jī)械加工余量根據(jù)查得的毛坯的加工余量等級(jí)為，以及鑄件的尺寸，定鑄件的機(jī)械加工余量為.mm。.確定毛坯尺寸根據(jù)成型零件的基本尺寸，以及確定的機(jī)械加工余量和鑄件的尺寸公差確定毛坯的尺寸為基本尺寸加上.mm。.確定毛坯尺寸公差根據(jù)表-毛坯的尺寸公差等級(jí)去為級(jí)，確定尺寸公差為.mm。.設(shè)計(jì)毛坯圖毛坯圖如下圖所視。三.選擇加工方法，制定工藝路線1.定位基準(zhǔn)的選擇本零件是帶孔的桿狀零件，孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在銑削零件的三個(gè)平面以及鉆孔的時(shí)侯，都應(yīng)以孔為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合誤差的產(chǎn)生，在銑削底面時(shí)應(yīng)該以不需要加工的面為粗定位基準(zhǔn)。2.零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有端面，內(nèi)孔，螺紋孔，其中端面有一個(gè)大底面和二個(gè)小端面，內(nèi)孔有25mm和12.7mm各一個(gè)孔，螺紋孔有M6和M8各一個(gè)。材料為灰鑄鐵。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考本指南有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。（1） 大底面 據(jù)表面粗糙度3.2，考慮加工余量的安排，根據(jù)表5-16選用先粗銑后半精銑的方法加工。（2） 25mm的孔 根據(jù)表面粗糙度，選公差等級(jí)為IT8，根據(jù)表5-15選用先鉆后擴(kuò)再粗鉸再精鉸的加工方法。（3） 端面一 據(jù)表面粗糙度6.3，根據(jù)表5-16采用銑削的加工方法，銑一刀。（4） 12.7mm的孔 根據(jù)表5-15選用鉆削的加工方法。（5） 端面二 根據(jù)表面粗糙度3.2，根據(jù)表5-16選用先粗銑后半精銑的加工方法。（6） M6螺紋孔 根據(jù)螺紋的加工方法，選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。（7） M8螺紋孔 根據(jù)螺紋的加工方法，選用先鉆后倒角再攻絲的加工方法。3.制定工藝路線根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)以及需要選用的定位基準(zhǔn)，按照先加工基準(zhǔn)面，以及先粗后精的的原則，該零件應(yīng)先加工大底面，再鉆孔，再加工其他表面的方法，具體工藝路線如下：工序：以不需要加工的底面為粗基準(zhǔn)，銑削另一個(gè)底面。工序：以銑削過(guò)的底面和直徑45的外圓表面定位，鉆直徑25的孔。工序：以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，銑削端面一，保證長(zhǎng)度30mm的尺寸。工序：以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，鉆削直徑12.7的孔。工序：以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，銑削端面二，保證長(zhǎng)度90mm的尺寸。工序：以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，加工M6的螺紋孔。工序：以銑削過(guò)的底面和鉆削后的孔和一個(gè)支撐為定位，加工M8的螺紋孔。四.工序設(shè)計(jì)（工序40，50，80）。1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備(1).選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床。a) 工序40是粗銑。工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用立式銑床。根據(jù)零件外廓尺寸，精度要求，選用X51式立式銑床即能滿(mǎn)足要求。b) 工序50是鉆、擴(kuò)孔,80是鉆孔、锪孔、攻螺紋。由于加工面位置分散，表面粗糙度數(shù)值要求不同，因而選擇Z535鉆床。(2).選擇夾具 本零件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不易進(jìn)行裝夾、定位，故工序40，50，80均選擇專(zhuān)用夾具。(3).選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。a) 工序40銑端面時(shí)，在立式銑床上加工，所以選擇端銑刀。按表查得，選用鑲齒套式面銑刀根據(jù)零件加工尺寸，所選銑刀直徑D32mm，齒數(shù)Z4。材料選擇硬質(zhì)合金鋼。b) 工序50鉆孔時(shí)，選擇高速鋼麻花鉆頭d12mm，長(zhǎng)度L102mm，齒數(shù)Z3。材料選擇高速鋼。c) 工序80鉆孔時(shí)，選擇高速鋼麻花鉆頭d7mm，長(zhǎng)度L150mm，齒數(shù)Z3。材料選擇高速鋼。d) 工序50擴(kuò)孔時(shí)，選擇高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆的d=12.7mm, 長(zhǎng)度L102mm，齒數(shù)Z3。材料選擇高速鋼。e) 工序80锪孔時(shí)，選擇帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆。直徑d14mm，d1=6.6mm，長(zhǎng)度L150mm。材料選擇高速鋼。f) 工序80攻螺紋時(shí)，根據(jù)螺紋公稱(chēng)直徑選擇M8絲錐，直徑d10mm，長(zhǎng)度L72mm，螺距P1.25。(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)，參考有關(guān)資料，選擇如下。a) 選擇加工平面所用量具。銑端面，選擇讀數(shù)值0.02，測(cè)量范圍0150游標(biāo)卡尺。b) 選擇加工孔所用量具。12.7mm孔經(jīng)過(guò)鉆，擴(kuò)兩次加工，選擇讀數(shù)值0.01，測(cè)量范圍530的內(nèi)徑千分尺。M86H螺紋經(jīng)過(guò)鉆,锪孔，攻螺紋加工，鉆,锪孔時(shí)選擇讀數(shù)值0.01，測(cè)量范圍530的內(nèi)徑千分尺，攻螺紋時(shí)選擇螺紋塞規(guī)進(jìn)行測(cè)量。2 確定工序尺寸本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見(jiàn)下表。 （mm）加工表面工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度/m粗半精粗半精粗半精端面314mmRa6.312.7mm孔120.71212.7Ra12.5Ra6.3M8螺紋底孔77143沉頭孔1414M8螺紋1.6M8四 確定切削用量及基本時(shí)間工序40粗銑鋼球孔端面1.切削用量 本工序?yàn)殂姡阎庸げ牧蠟镠T200，鑄件；機(jī)床為X51式立式銑床，工件裝夾在專(zhuān)用夾具上。（1）確定背吃刀量aP本工序加工余量aP=3mm。（2）確定每齒進(jìn)給量fz 本工序要求加工表面粗糙度為Ra6.3m，側(cè)面表面粗糙度為Ra12.5m，于是取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fr=0.6mm/r，則fz=fr/z=0.15mm/z（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命查表得后刀面最大磨損限度為0.5mm，刀具壽命為180min（4）確定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fM 當(dāng)壽命為180min，d0/z=32/4=8，aP=3mm，fz=0.15mm/z時(shí)，v=90m/min，n=1000r/min，fM=316mm/min。其修正系數(shù)為kMv= kMn= kMfn=0.89 Kkrv= kkrn= kkrfn=1.1所以v=91m/min n=1100r/min fM=309.4mm/min 根據(jù)X51立式銑床說(shuō)明書(shū)選擇n=1225r/min fM=300mm/min 則實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 v=94.3m/min fz=0.14mm/z2.基本時(shí)間經(jīng)計(jì)算平面銑削長(zhǎng)度為30mm，入切量及超切量取銑刀直徑的一半。故銑削該平面的基本時(shí)間為 Ti= (30+15)/300=9s工序50加工12.74.4盲孔本工序?yàn)殂@，已知加工材料為HT200，鑄件；機(jī)床為Z535立式鉆床，工件裝夾在專(zhuān)用夾具上。1).確定粗加工12.7mm孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。. 確定背吃刀量ap 鉆孔粗加工雙邊余量12mm，顯然ap12/26mm。. 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時(shí)，麻花鉆直徑為12mm,進(jìn)給量f0.31.39mm/r，選擇進(jìn)給量為0.32mm/r。. 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0. 50.8，取值為0.6。根據(jù)表5-130, 5.mm高速鋼鉆頭平均壽命T20min。. 確定切削速度v 根據(jù)表2-13,鉆孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式其中9.5，12mm， T20min，m0.125，2.9mm，Xv0， fz0.32，0.55，0.25，0.750.84。計(jì)算得：v12.3m/min。2).確定擴(kuò)12.7mm孔的切削用量。所選刀具為高速鋼擴(kuò)刀。. 確定背吃刀量ap 擴(kuò)孔雙邊余量0.7mm，顯然ap0.7/20.35mm。. 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-128，在高速鋼擴(kuò)孔時(shí)，加工材料為灰鑄鐵，擴(kuò)刀直徑為12.7mm,進(jìn)給量f0. 50.6mm/r，選擇進(jìn)給量為0.5mm/r。. 選擇擴(kuò)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-130, 高速鋼擴(kuò)刀加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0. 40.6，取值為0.5。根據(jù)表5-130, 12.7mm擴(kuò)刀加工灰鑄鐵平均壽命T60min。. 確定切削速度v 根據(jù)表2-13,擴(kuò)孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式其中15.6，12.7mm， T60min，m0.3，0.1mm，Xv0.1， fz0.5，0.5，0.2，0.750.84。計(jì)算得：v12.5m/min。2.基本時(shí)間 (1).確定粗加工12.7mm孔的基本時(shí)間根據(jù)表2-26，鉆孔的基本時(shí)間為 其中60，142mm，D12mm，4.4mm，f0.32mm/r，n10.5r/s。計(jì)算得：T5.5s。(2).確定擴(kuò)12.7mm孔的基本時(shí)間根據(jù)表2-26，擴(kuò)孔的基本時(shí)間為 其中60，4.4mm，D12.7mm，5.8，9mm，f0.5mm/r，n10.5r/s。計(jì)算得：T6.3s。工序80鉆沉頭孔及攻螺紋本工序?yàn)殂@，已知加工材料為HT200，鑄件；機(jī)床為Z535立式鉆床，工件裝夾在專(zhuān)用夾具上。1切削用量(1).確定粗加工M8螺紋底孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。. 確定背吃刀量ap 鉆孔粗加工雙邊余量6.4mm，顯然ap6.4/23.2mm。. 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時(shí)，麻花鉆直徑為6.4mm,進(jìn)給量f0.27.33mm/r，選擇進(jìn)給量為0.3mm/r。. 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0. 50.8，取值為0.6。根據(jù)表5-130, 6.4mm高速鋼鉆頭平均壽命T20min。. 確定切削速度v 根據(jù)表2-13,鉆孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式其中9.5，6.4mm， T20min，m0.125，2.9mm，Xv0， fz0.3，0.55，0.25，0.750.84。計(jì)算得：v12.7m/min。(2).確定锪孔的切削用量。所選刀具為帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆。. 確定背吃刀量ap 锪孔雙邊余量6mm，顯然ap6/23mm。. 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-128，在高速鋼鉸刀鉸孔時(shí)，加工材料為灰鑄鐵，锪刀直徑為14mm,進(jìn)給量f0. 50.6mm/r，選擇進(jìn)給量為0.5mm/r。. 選擇锪刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-130, 高速鋼锪刀加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0. 40.6，取值為0.5。根據(jù)表5-130, 14mm锪刀加工灰鑄鐵平均壽命T60min。. 確定切削速度v 根據(jù)表2-13,锪孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式其中15.6，14mm， T60min，m0.3，0.1mm，Xv0.1， fz0.5，0.5，0.2，0.750.84。計(jì)算得：v8.3m/min。 (4).確定攻M8螺紋的切削用量。所選刀具為M8絲錐。. 確定背吃刀量ap 攻M8螺紋雙邊余量1.3mm，顯然ap1.3/20.65mm。. 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表5-127，攻M8螺紋時(shí)，加工材料為灰鑄鐵，進(jìn)給量為0.3mm/r。. 確定切削速度v 根據(jù)表5-142，螺紋直徑8mm，螺距1.25，加工灰鑄鐵，查表得v8m/min。2.基本時(shí)間(1).確定粗加工M8螺紋底孔的基本時(shí)間根據(jù)表2-26，鉆孔的基本時(shí)間為 其中60，142mm，D6.4mm，20mm，f0.3mm/r，n10.5r/s。計(jì)算得：T10s。(2).確定锪M8螺紋底孔的基本時(shí)間根據(jù)表2-26，锪孔的基本時(shí)間為 其中60，D14mm，6.6mm，3mm，f0.5mm/r，n6.67r/s。計(jì)算得：T5.3s。 (3).確定攻M8螺紋的基本時(shí)間根據(jù)表2-30，攻螺紋的基本時(shí)間為 其中(13)P，（23）P，P1.25，18mm，f0.3mm/r，n6.67r/s，i1。計(jì)算得：T28.5s。五 夾具設(shè)計(jì)本夾具是工序60在。所設(shè)計(jì)的夾具裝配圖如圖1-1所示，零件圖如圖1-2所示。(1).定位方案 工件以端面及25mm內(nèi)孔及一支承定位，采用一面一孔一支承定位方案。其中端面限制3個(gè)自由度，以32mm內(nèi)孔放置定位軸限制2個(gè)自由度，以10mm的支承限制1個(gè)自由度。(2).夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)零件的定位方案、加工方法、生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿(mǎn)足。采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)擰緊右側(cè)夾緊螺母15使工件夾緊，有效提高了工作效率。手動(dòng)螺旋夾緊是可靠的，可免去夾緊力計(jì)算。(3).對(duì)刀裝置 采用對(duì)刀塊對(duì)刀。選用JB/T 8031.3-1999直角對(duì)刀塊， (4).夾具與機(jī)床連接元件 采用夾具體座耳結(jié)構(gòu)與機(jī)床連接，用T形螺栓固定。(5).夾具體 由于是銑夾具，需安裝定位元件來(lái)確定夾具在工作臺(tái)面上的位置，定位鍵，還需設(shè)計(jì)座耳與機(jī)床連接。(6).使用說(shuō)明 安裝工件時(shí)，先將工件定位孔裝入定位軸，安裝開(kāi)口墊圈，用夾緊螺母擰緊，夾緊元件。定位時(shí)，將鉆模板撥下，通過(guò)調(diào)整支承釘，調(diào)整加工位置，以保證銑面時(shí)的位置精度，調(diào)整好后用鎖緊螺母1固定。(7). 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，容易鑄成，加工定位方便，利于銑面加工。七設(shè)計(jì)小結(jié)通過(guò)本次設(shè)計(jì)過(guò)程，我對(duì)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)和大部分專(zhuān)業(yè)課知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)，加深了對(duì)專(zhuān)業(yè)課知識(shí)的認(rèn)識(shí)，同樣了解到了自己在知識(shí)實(shí)際運(yùn)用方面的不足。在設(shè)計(jì)中，我通過(guò)查尋各種資料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，在老師的指導(dǎo)下掌握了夾具設(shè)計(jì)的過(guò)程方法，更加深該了機(jī)械行業(yè)需要嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度的認(rèn)識(shí)。本次設(shè)計(jì)對(duì)以后的專(zhuān)業(yè)課設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)都起到了很大的作用，同樣為以后工作打下了基礎(chǔ)。八參考文獻(xiàn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 主編：崇凱 化學(xué)工業(yè)出版社機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 主編：吳宗澤 羅圣國(guó) 高等教育出版社機(jī)床夾具圖冊(cè) 主編：孟憲棟 劉彤安 機(jī)械工業(yè)出版社金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 主編：李慶余 張佳 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械制造工程原理 主編：馮之敬 清華大學(xué)出版社機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 主編：楊叔子 機(jī)械工業(yè)出版社13