CA6140車床撥叉[831002] 加工工藝和銑φ60兩側(cè)面夾具設(shè)計(jì)【保證尺寸12】[版本1]【含三維圖和CAD圖說(shuō)明書】

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以25mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為25H7mm通孔。2. 以60mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的兩個(gè)端面。主要是60H12的孔。3. 銑16H11的槽這一組加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽兩側(cè)面。4. 以M221.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M221.5的螺紋孔，長(zhǎng)32mm的端面。主要加工表面為M221.5螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1） 60孔端面與25H7孔垂直度公差為0.1mm.。（2） 16H11mm的槽與25H7的孔垂直度公差為0.08mm。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。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)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。（二）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25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)42作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后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，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(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)床配以專用夾具,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)成本盡量下降工藝路線方案 工序一 以42外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑25孔下端面。 工序二 精銑25孔上下端面。 工序三 以25孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25孔,孔的精度達(dá)到IT7。 工序四 兩件銑斷 工序五 以25孔為精基準(zhǔn)，粗銑60孔上下端面。 工序六 以25孔為精基準(zhǔn)，精銑60孔上下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過(guò)0.1。 工序七 以25孔為精基準(zhǔn)，鉆、鏜、鉸60孔，保證空的精度達(dá)到IT8。 工序八 以25孔為精基準(zhǔn)，銑螺紋孔端面。工序九 以25孔為精基準(zhǔn)，鉆20孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序十 以25孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)20孔，攻M221.5螺紋。工序十一 以25孔為精基準(zhǔn)，銑槽端面。 工序十二 以25孔為精基準(zhǔn)，銑16H11的槽保證槽的側(cè)面相對(duì)孔的垂直度誤差是0.08。工序十三 檢查。雖然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工60、25孔是精度要求所致。在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上列出了撥叉的工藝路線。撥叉工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備X53K刀具量具1粗、精銑25孔端面立式銑床Z5125A端銑刀游標(biāo)卡尺2鉆、擴(kuò)、鉸25孔立式鉆床麻花鉆頭游標(biāo)卡尺3檢查4鉆、鏜、鉸60孔鉆床Z5163A麻花鉆頭、鏜到刀游標(biāo)卡尺5銑斷臥式銑床X61K鋸片銑刀6銑60孔兩端面臥式銑床X5032端銑刀游標(biāo)卡尺7銑螺紋孔頂面立式銑床X53K端銑刀游標(biāo)卡尺8鉆、攻螺紋M22x1.5鉆床Z5163K麻花鉆頭、絲錐9銑槽端面立式銑床X53K端銑刀游標(biāo)卡尺10銑16H11槽萬(wàn)能銑床X61K三面刃銑刀游標(biāo)卡尺11去毛刺12檢查（四）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，毛坯重量1.45kg，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面（42）考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯， 沒(méi)有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。2. 外圓表面沿軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（25，60端面）。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3.126，取25，60端面長(zhǎng)度余量均為2（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑1.5mm；半精銑0.5mm3. 內(nèi)孔（60已鑄成50的孔） 查工藝手冊(cè)表2.22.5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長(zhǎng)度余量為3，即鑄成孔半徑為50mm。 工序尺寸加工余量：鉆孔 5mm；擴(kuò)孔 0.5mm；鏜孔 0.1mm；精鏜 0mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔至23 余量為2mm； 擴(kuò)孔鉆 1.8 mm；粗鉸孔 0.14 mm； 精鉸孔 0.06 mm4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長(zhǎng)度加工余量 鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。 工序尺寸加工余量： 粗銑端面 2.1 mm；半精銑 0.7 mm；精銑 0.2 mm5. 螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為3mm工序尺寸加工余量： 粗銑頂面 2 mm ；半精銑 0.7 mm；精銑 0.3 mm 6. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(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)。（五）確立切削用量及基本工時(shí)工序一 以42外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑25孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,鑄造。加工要求：粗銑25孔上下端面。機(jī)床： X53立式銑床。刀具： W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（后簡(jiǎn)稱切削手冊(cè)）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齒斜角s=15,主刃Kr=60,過(guò)渡刃Kr=30,副刃Kr=5過(guò)渡刃寬b=1.5mm。2. 切削用量1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查切削手冊(cè)f=0.080.15mm/z。由于是對(duì)稱銑，選較小量f=0.15 mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命 查機(jī)械切削用量手冊(cè)表8，壽命T=180min4）計(jì)算切削速度 按2表14， V=1.84 mm/s n=439 r/min =6.44 mm/s5）計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(90+36)/6.44 *60=0.33min。工序二 精銑25孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,鑄造。加工要求：精銑25上下端面。機(jī)床： X6140臥式銑床。刀具： W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae=60,深度ap60,深度apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.工序六 以25孔為精基準(zhǔn)，精銑60孔上下端面1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。機(jī)床：XA5032臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.結(jié)果ap=0.3mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序七銑螺紋孔頂面1. 選擇機(jī)床及刀具機(jī)床：X53K立式銑床。刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。2. 切削用量1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。2） 刀具耐用度 查2表 壽命T=180min。 3） 計(jì)算切削速度查2得 Vc0.38mm/s，n=1.53r/min,Vf=1.42mm/s工序八粗銑 半精銑 精銑槽16H11的端面1. 選擇機(jī)床刀具 選擇立式銑床X53K硬質(zhì)合金鋼端銑刀2. 切削用量查2表5 f=0.140.24mm/rT=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min 3. 計(jì)算工時(shí) 半精銑 工序九精銑槽16H11 本道工序精銑槽之前已進(jìn)行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽須滿足各技術(shù)要求包括：槽寬16H11，槽深8H12，槽兩側(cè)面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。1. 選擇機(jī)床及刀具機(jī)床 x61W型萬(wàn)能銑床刀具 錯(cuò)齒三面刃銑刀銑槽do=16mm查1表8 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齒數(shù)z=242. 計(jì)算切削用量（1） 由1表9.41和3查得 走刀量 f=0.67 mm/r（2） 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度由1表9.46查得 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.20.3 表9.47查得 耐用度為 T=150min （3） 切削速度 由1 式3.2 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) m=0.5 代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s （4） 確定機(jī)床主軸速度由3 按機(jī)床選取主軸轉(zhuǎn)速為6.33 r/s所以 實(shí)際切削速度為 3. 計(jì)算切削工時(shí) 三、 夾具設(shè)計(jì)（一） 問(wèn)題的提出本夾具要用于粗、精銑60孔的兩端面，對(duì)60孔的兩端面的要求有：兩端面寬12d11 精度等級(jí)為IT10級(jí)，端面粗糙度為3.2。本道工序粗、精銑一下端面即達(dá)到各要求，因此，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證端面的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 （二） 夾具設(shè)計(jì)1 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。25的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的25孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以銷、一加工好的25孔的端面和一擋銷作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺母和壓板聯(lián)動(dòng)作為夾緊機(jī)構(gòu)。2 切削力和夾緊力計(jì)算（1）刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀125 z=12機(jī)床： 臥式銑床X5032 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) ； ； ap=1.0 ； z=12 ； 代入上式，可得 F=37.67N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 F1=KF=37.67*2=75.34N（2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 N=150.68夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3. 定位誤差分析（1） 定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一小平面、一定位銷和支撐釘，孔與銷間隙配合。 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥式銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。4. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓緊螺釘和壓板聯(lián)動(dòng)夾緊方式。本工序?yàn)榇?、精銑切削力小，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 七、參考文獻(xiàn) 1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)/于駿一，鄒青主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 2、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程/鄒青主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 3、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書/趙家齊主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 4、機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)/李益民主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 5、切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)/艾興，肖詩(shī)剛主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,200012