831007撥叉鉆M6孔的鉆床卡具設(shè)計(jì)
831007撥叉鉆M6孔的鉆床卡具設(shè)計(jì),撥叉鉆,m6,鉆床,卡具,設(shè)計(jì)
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)1零件的分析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,二下方的50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時(shí)分開。1.2零件的工藝分析CA6140車床共有兩處加工表面,其間有一定位置要求。分述如下: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。這三個(gè)都沒有高的位置度要求。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。2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)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,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,加工工藝過程中回問題百出,更有甚者,還會造成零件的大批報(bào)廢,是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。(1)粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(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,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)。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。1.工藝路線方案一工序一 粗、精銑20孔上端面。工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20、50孔。工序三 粗、精銑50孔上端面工序四 粗、精銑50、20孔下端面。工序五 切斷。工序六 鉆4孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。工序七 鉆一個(gè)4孔,攻M6螺紋。工序八 銑47凸臺。工序九 檢查。上面工序加工效率較高,但同時(shí)鉆三個(gè)孔,對設(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 銑47凸臺。工序十一 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。3.工藝路線方案三工序一 以32外圓為粗基準(zhǔn),粗銑20孔下端面。工序二 精銑20孔上下端面。工序三 以20孔上端面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20孔,保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。工序四 以20孔為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸50孔,保證空的精度達(dá)到IT7。工序五 切斷。工序六 以20孔為精基準(zhǔn),粗銑50孔上下端面。工序七 以20孔為精基準(zhǔn),精銑50孔上下端面,保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。工序八 以20孔為精基準(zhǔn),鉆4孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。工序九 以20孔為精基準(zhǔn),鉆一個(gè)4孔,攻M6螺紋。工序十 以20孔為精基準(zhǔn),銑47凸臺。工序十一 檢查。雖然工序仍然是十一步,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50、20孔是精度要求所致。4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,毛皮重量2.2kg,生產(chǎn)類型大批量,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. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差(20,50端面)。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(以下稱工藝手冊)表2.22.5,取20,50端面長度余量均為2.5(均為雙邊加工)銑削加工余量為:粗銑 1mm精銑 0mm2. 內(nèi)孔(50已鑄成孔)查工藝手冊表2.22.5,取50已鑄成孔長度余量為3,即鑄成孔半徑為44mm。工序尺寸加工余量:鉆孔 2mm 擴(kuò)孔 0.125mm鉸孔 0.035mm 精鉸 0mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(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)。5確立切削用量及基本工時(shí)工序一 以32外圓為粗基準(zhǔn),粗銑20孔上下端面。5.1加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:粗銑20孔上下端面。機(jī)床:X6140臥式銑床。刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序二 精銑20孔上下端面。1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:精銑20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YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序三 以20孔上端面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20孔,保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角o12,二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 2.選擇切削用量 (1)決定進(jìn)給量查切 所以, 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。 (2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度(查切)為0.5.mm,壽命(3)切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度(4)校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件,校驗(yàn)成立。.計(jì)算工時(shí)由于所有工步所用工時(shí)很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下:擴(kuò)鉆: 鉸孔: 精鉸: 工序四 以20孔為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸50孔,保證空的精度達(dá)到IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=48mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角o11,二重刃長度b=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 2.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度(查切)為0.81.2mm,壽命擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度(查切)為0.9.mm,壽命鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查切)為.mm,壽命(3)切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度(4)校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件,校驗(yàn)成立。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下:擴(kuò)鉆: 鉸孔: 精鉸: .計(jì)算工時(shí)所有工步工時(shí)相同。工序五 切斷。工序六 以20孔為精基準(zhǔn),粗銑50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.工序七 以20孔為精基準(zhǔn),精銑50孔上下端面,保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。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=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序八 以20孔為精基準(zhǔn),鉆4孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔)。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=4mm,后角o16,二重刃長度 2.選擇切削用量 (1)決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 (2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度(查切)為0.50.8mm,壽命(3)切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度(4)校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件,校驗(yàn)成立。.計(jì)算工時(shí)工序九 以20孔為精基準(zhǔn),鉆一個(gè)4孔,攻M6螺紋。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=4mm,后角o16,二重刃長度 2.選擇切削用量 (1)決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 (2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度(查切)為0.50.8mm,壽命(3)切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度(4)校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件,校驗(yàn)成立。.計(jì)算工時(shí)螺紋鉆削由于沒有手冊可查,故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。工序十 以20孔為精基準(zhǔn),銑47凸臺。工序十一 檢查。6夾具設(shè)計(jì)經(jīng)過與老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)第IX道工序鉆M6孔的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為M6絲錐,以及4的高速鋼麻花鉆。6.1問題的提出在給定的零件中,對本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。因此,本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。6.2卡具設(shè)計(jì)1定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮,選擇20孔為基準(zhǔn),即以一面上一長銷(自由度限制數(shù):5)配合以一擋銷(自由度限制數(shù):1)使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。1 切削力和卡緊力計(jì)算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。軸向力 扭矩 由于扭矩很小,計(jì)算時(shí)可忽略。卡緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實(shí)際卡緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的卡緊力。3. 定位誤差分析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,而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力,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. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明卡具的卡緊力不大,故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)??ň呱显O(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。參考文獻(xiàn)1、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)(第二版) 肖繼德、陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2000.52、機(jī)床夾具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 秦國華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.113、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 黃健求主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.114、機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.25、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 崇凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.26、機(jī)械制造與模具制造工藝學(xué) 陳國香主編 情話大學(xué)出版社 2006.57、機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測技術(shù) 李彩霞主編 上海交通大學(xué)出版社 2006.18、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 方子良主編 上海交通大學(xué)出版社 2005.1 9、敏捷夾具設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9 10、機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.1211、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 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8
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