CA6140車床支架機(jī)械制造工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目： CA6140車床支架機(jī)械制造工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：系 別：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：起止時(shí)間： 目錄序言1一、零件的分析2（一）零件的作用2（二）零件的工藝分析2（三）確定生產(chǎn)類型2二、確定毛坯3（一）確定毛坯種類3（二）確定鑄件加工余量及形狀：3（三）繪制鑄件毛坯圖3三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)選擇定位基準(zhǔn)4（二）制定工藝路線4（三）機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定5四、 夾具設(shè)計(jì)(一)問(wèn)題的提出10(二)夾具設(shè)計(jì)10參考文獻(xiàn)122序 言大三第二學(xué)期我們進(jìn)行了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，并且在大二第一學(xué)期也進(jìn)行過(guò)金工實(shí)習(xí)。為了鞏固所學(xué)知識(shí)，在我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的進(jìn)行一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是作為一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，我們進(jìn)行了本次課程設(shè)計(jì)。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)行了一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉了自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們通過(guò)認(rèn)真查閱資料，切實(shí)地鍛煉了我們自我學(xué)習(xí)的能力。另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助，我順利完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。一、零件的分析（一）零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的支架。零件底板座架在機(jī)械設(shè)備中是不可缺少的，其主要作用有：、構(gòu)架設(shè)備的支撐基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上安裝軸類零件及軸上零件。、利用它們的工藝結(jié)構(gòu)起到其他重要零件的定位作用。、用以連接機(jī)器設(shè)備與地面的基礎(chǔ)零件。（二）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，切削性能良好。以下是支架需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1）64*170底部端面2）72孔前后端面3）12孔上端面4）72孔中心與底部端面中心距950.15）72孔軸線與底部端面平行度不大于0.03mm由上面分析可知，可以精加工下端面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此支架零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。（三）確定生產(chǎn)類型大批量連續(xù)生產(chǎn)二、確定毛坯（一）確定毛坯種類：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，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木模手工砂型鑄件毛坯。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)第41 頁(yè)表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-12。（二）確定鑄件加工余量及形狀：查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)第41 頁(yè)表2.2-5，選用加工余量為MA-H 級(jí)，并查表2.2-4 確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：簡(jiǎn)圖加工面代號(hào)基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量說(shuō)明D172H3孔加工T123H2單側(cè)加工T244H6單側(cè)加工T344H6單側(cè)加工（三）繪制鑄件毛坯圖三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)選擇定位基準(zhǔn)：1、粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的底部平面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以中間孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。2、精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)中間孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。（二）制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，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。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)第20頁(yè)表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序 精銑64*170下端面，作為T(mén)1基準(zhǔn)面，采用X51 立式銑床加專用夾具；工序 粗銑零件輪廓尺寸，以T1 為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；工序 粗銑72前后端面，以T1 為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；工序 精銑零件輪廓尺寸，以T1 為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；工序 鏜72孔，以T1 為定位基準(zhǔn)，采用T616 臥式鏜床加專用夾具；工序 鉆M10螺紋底孔、攻絲，以T1 為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；工序 鉆2-12孔，以T1 為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；工序 鉆3-7孔，以T1 為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；工序 去毛刺；工序 終檢。（三）機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定1、圓柱表面工序尺寸：前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級(jí)工序尺寸表面粗糙度72孔鑄件3CT127512.5鏜孔到尺寸IT7721.62-12孔鉆孔到尺寸IT71212.53-7孔鉆孔到尺寸IT7712.52、平面工序尺寸：工序號(hào)工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度粗糙度01精銑零件下端面023121.602粗銑輪廓11212.503粗銑72孔前后端面1441212.504精銑輪廓到尺寸73、確定切削用量及時(shí)間定額：工序 精銑64*170下端面，作為T(mén)1基準(zhǔn)面1）加工條件工件材料：HT200,b =170240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：精銑64*170下端面，加工余量3mm;機(jī)床：X51立式銑床；刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae90,深度ap6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（后簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè)）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)切削用量手冊(cè)（后簡(jiǎn)稱切削手冊(cè)）表3.16，選擇刀具前角00后角08，副后角0=10，刃傾角s=10,主偏角Kr=60,過(guò)渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2）切削用量確定切削深度ap因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇ap=3mm，一次走刀即可完成。確定每齒進(jìn)給量fz由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)切削手冊(cè)表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機(jī)床功率為4.5kw（據(jù)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-35，X51立式銑床）時(shí)：fz=0.090.18mm/z故選擇：fz=0.18mm/z。確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.8）。計(jì)算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf根據(jù)切削手冊(cè)表3.16，當(dāng)d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z時(shí)，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計(jì)算公式為：其中ae = 72mm，a p = 4mm，Cv = 245，qv = 0.2，xv = 0.15，yv = 0.35，kv = kMv kSv = 1.0 0.8 = 0.8，uv = 0.2，pv = 0，m = 0.32，T = 180min，f z = 0.18mm/ z，Z = 12，將以上數(shù)據(jù)代入公式：確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 根據(jù)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為：f zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z校驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)切削手冊(cè)表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，主軸允許功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校驗(yàn)合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。3）計(jì)算基本工時(shí)tmL/ vf，L=l+ y+，l=176mm.查切削手冊(cè)表3. 26，入切量及超切量為：y+=40mm，則：tmL/ Vf=(176+40)/390=0.81min。工序 粗銑零件輪廓尺寸，以T1 為定位基準(zhǔn)切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過(guò)程同工序。工序 粗銑72前后端面，以T1 為定位基準(zhǔn)切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過(guò)程同工序。工序 精銑零件輪廓尺寸，以T1 為定位基準(zhǔn)切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過(guò)程同工序。工序 鏜72孔，以T1 為定位基準(zhǔn)機(jī)床：T68臥式鏜床單邊余量z = 2.5mm, a p = 2.5 mm由簡(jiǎn)明手冊(cè)4.2-20查得?。篺 = 0.52mm/ r由簡(jiǎn)明手冊(cè)4.2-21查得?。簄 = 200r /min計(jì)算切削工時(shí)工序 鉆M10螺紋底孔、攻絲，以T1 為定位基準(zhǔn) 1）鉆螺紋底孔F8.5mm機(jī)床：Z525立式鉆床刀具：高速鋼麻花鉆根據(jù)切削手冊(cè)查得，進(jìn)給量為f = 0.180.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z，v=17m/min，則：查簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-15，取nw = 960r /min。所以實(shí)際切削速度為：計(jì)算切削基本工時(shí)： 2）攻螺紋M10機(jī)床：Z525立式鉆床刀具：絲錐M10，P=1mm切削用量選為：v = 0.1m/ s = 6m/min，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為：ns = 318r /min，按機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)選取：nw = 272r /min，則v = 5.1m/min；機(jī)動(dòng)時(shí)，l = 6 + 4 = 10mm，計(jì)算切削基本工時(shí)：工序 鉆2-12孔，以T1 為定位基準(zhǔn)1）選擇鉆頭根據(jù)切削手冊(cè)表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角o12，二重刃長(zhǎng)度b=3.5mm,橫刀長(zhǎng)b=2mm,寬l=4mm,棱帶長(zhǎng)度l1 =1.5mm ，2 = 100 ， = 30 2）選擇切削用量確定進(jìn)給量按加工要求確定進(jìn)給量：查切削手冊(cè)， f = 0.43 0.53mm/ r，l /d = 30/18 =1.67 3，由切削手冊(cè)表2.7,系數(shù)為0.5,則：f = (0.43 0.53) 0.5 = (0.215 0.265)mm/ r按鉆頭強(qiáng)度選擇:查切削手冊(cè)表2.8,鉆頭允許進(jìn)給量為：f = 2.0mm/ r；按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查切削手冊(cè)表2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為8330N時(shí)，進(jìn)給量為f = 0.93mm/ r。以上三個(gè)進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為：0.2150.265mm/r。根據(jù)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-16,最終選擇進(jìn)給量f = 0.22mm/ r。由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時(shí)鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而改為手動(dòng)進(jìn)給。根據(jù)切削手冊(cè)表2.19查出,鉆孔時(shí)軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說(shuō)明書(shū)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為8830NFf，故所選進(jìn)給量可用。確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查簡(jiǎn)明手冊(cè)）為0.6mm，壽命T = 45min切削速度查切削手冊(cè)表2.30，切削速度計(jì)算公式為：其中，Cv = 9.5，d 0 = 18mm，zv = 0.25，m = 0.125，ap = 9，xv = 0，yv = 0.55，f = 0.22，查得修正系數(shù)：kTv = 1.0，=，klv = 0.85，ktv = 1.0，故實(shí)際的切削速度：檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率查切削手冊(cè)表2.20，當(dāng)f0.26, do19mm時(shí)，Mt=31.78Nm，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 Nm。查機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)：Mm =144.2 Nm。查切削手冊(cè)表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。查機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)，PE = 2.80.81 = 2.26kw。由于McMm，PCPE，故切削用量可用，即：f = 0.22mm/ r，n = nc = 272r /min，vc = 15.4m/min3）計(jì)算工時(shí)工序 鉆3-7孔，以T1 為定位基準(zhǔn)切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過(guò)程同工序四、 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，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過(guò)與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第6道工序鉆M10螺紋孔(一)問(wèn)題的提出本夾具主要用來(lái)鉆、攻螺紋孔，由于本道工序已經(jīng)是加工的最后階段，而且是中批量生產(chǎn)，因此要保證加工的精度，所以，本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)該考慮如何提高精度，在此基礎(chǔ)上在一定程度上提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。(二)夾具設(shè)計(jì)1、定位基準(zhǔn)選擇考慮工件的加工結(jié)構(gòu)，可以采用“一面兩銷”的定位方式。因此采用兩個(gè)12mm的孔作為兩銷的位置，而以下表面的端面作為主要定位面。同時(shí)考慮到生產(chǎn)率要求不是很高，故可以采用手動(dòng)夾緊。2、切削力及夾緊力計(jì)算刀具：8.5麻花鉆頭，由切削手冊(cè)表3.28查得切削力公式：其中，其中，水平分力：FH = 1.1 F N = 1.1151 = 166垂直分力：FV = 0.3 F N = 0.3151 = 45在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)K =K 1K 2 K 3K 4 其中，K1為基本安全系數(shù)1.5；K2為加工性質(zhì)系數(shù)為1.1；K3為刀具鈍化系數(shù)為1.1；K4為斷續(xù)切削系數(shù)為1.1。所以， F = K FH= 1.51.11.11.1166 = 301 N為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力N應(yīng)為：N(f 1 + f 2 ) = K FH其中f1 , f 2分別為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f1 = f 2 =0.25 。則此時(shí)N大于所需的550N的夾緊力，故本夾具可以安全工作。3、定位誤差分析前幾道工序中已經(jīng)使工件尺寸達(dá)到要求，零件中兩端孔尺寸為12mm ，與定位銷的配合尺寸為12H7/N6，由相關(guān)手冊(cè)查得，定位銷尺寸為12，因此可以求得其最大間隙為D max = 0.021 -0.015 = 0.006mm，滿足精度要求。所以能滿足精度要求。4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明如前所述，由于是中批量生產(chǎn)，故采用手動(dòng)夾緊即可滿足要求。由于本工序處于加工的最后階段，故對(duì)精度有較高的要求，必須保證刀具與工件的相對(duì)位置精度。夾具裝有對(duì)刀塊，可以使夾具在一批零件的加工之前很好地對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)夾具體底面的一對(duì)定位鍵可以使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一個(gè)正確的安裝位置，以有利于銑削加工。夾具裝配圖及夾具體零件圖分別見(jiàn)圖。參考文獻(xiàn):1趙家奇機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 第 2版，機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10.2艾興,肖詩(shī)綱切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第3版， 機(jī)械工業(yè)出版社，1997.83曾志新,呂明機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)武漢理工出版社，2001.74李益民機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社，1993.45王明珠工程制圖學(xué)及計(jì)算機(jī)繪圖國(guó)防工業(yè)出版社，1998.3。13