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目 錄
序言………………………………………………………….....1
一零件分析…………………………………………………………1
(一) 零件作用………………………………………………..1
(二) 零件的工藝分析………………………………………..1
二工藝規(guī)程分析……………………………………………………1
(一) 確定毛坯的制造形式…………………………………1
(二) 基面的選擇……………………………………………1
(三) 制定工藝路線…………………………………………2
(四) 機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定.......2
1. 銑90×32面2
2. 鉆,擴(kuò),鉸孔…………………………………….3
3. 銑斷...................................................................................5
4. 車圓弧及其中一端面…………………………………...6
5. 銑槽………………………………………………...7
6. 銑面………………………………………………..8
7. 鉆,攻M22螺紋孔……………………………………..9
三夾具設(shè)計………………………………………………….....11
(一) 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………… 11
(二) 切削力及夾緊力的計算…………………………….12
(三) 定位誤差分析……………………………………….12
(四) 夾具設(shè)計及操作的簡要說明……………………….12
四參考文獻(xiàn)…………………………………………………………13
哈爾濱理工大學(xué)
機(jī)械制造工藝及課程設(shè)計任務(wù)書
設(shè)計題目:制定CA6140車床撥叉的加工工藝,
設(shè)計車圓弧車床夾具
設(shè)計要求:中批量生產(chǎn),手動夾緊,通用工藝裝備,
設(shè)計時間2006.9.11~2006.9.29
設(shè)計內(nèi)容:1、填寫設(shè)計任務(wù)書;
2、制定一個中等零件的加工工藝過程,填寫
工藝過程卡和工序卡各一張:
3、設(shè)計指導(dǎo)教師指定的工序夾具,繪制全套
夾具圖紙,要求用計算機(jī)繪圖;
4、編寫設(shè)計說明書一份,按照畢業(yè)論文的格式編寫,要求打印文稿 。
班 級:
學(xué) 生:
指導(dǎo)教師:
系 主 任 :
序 言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課,專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此,他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。
就我個人而言,我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練,希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ,為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。
由于能力有限,設(shè)計尚有很多不足之處,希望各位老師給予指導(dǎo)。
一. 零件的分析
(一).零件的作用
題目所給的零件是CA6140機(jī)床上的撥叉,他位于機(jī)床變速箱內(nèi)。主要作用是用于機(jī)床的變速。
(二)零件的工藝分析:
,
CA6140車床共有四處加工表面,其間有一定位置要求。分述如下:
1. 以φ25為中心的加工表面
這一組加工表面包括:φ25的孔。
2 以φ25孔為基準(zhǔn)來加工φ60的圓弧和圓弧的兩個端面來達(dá)到圖紙要求。
3 以φ25孔來定位來加工16的槽來滿足垂直度要求。
4 銑32×32面后鉆孔攻絲加工M22螺紋孔。
二. 工藝規(guī)程設(shè)計
(一) 確定毛坯的制造形式。
零件的材料為HT200鑄鐵,考慮到零件的幾何形狀比較復(fù)雜。所以用鑄造的形式進(jìn)行毛坯的制造。
(二) 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?;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)這個基準(zhǔn)選擇原則,現(xiàn)選取φ25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φ55作主要定位面,限制5個自由度,再以一個銷釘限制最后1個自由度,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)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時,應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不再重復(fù)。
(三) 制訂工藝路線
1. 工藝路線方案
工序 1) 鑄造
2) 時效處理
3) 銑90×32面
4) 鉆,擴(kuò),鉸孔
5) 檢查
6) 銑斷
7) 車圓弧,車圓弧端面
8) 翻轉(zhuǎn)車另一端面
9) 銑16mm槽
10) 銑面
11) 鉆、攻M22螺紋孔
12) 去毛刺
13) 檢查
(四) 機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)加工工藝,分別對各加工表面的機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定如下:
1. 銑90×32面:選擇YT15硬質(zhì)合金刀片
1) 由表1 銑削深度時,端銑刀直徑為80mm,,Z=5
2) 銑刀幾何形狀 由表2
3) 選擇切削用量
(1)確定銑削深度 :由于加工余量不大,可在一次走刀內(nèi)完成
(2)確定每齒進(jìn)給量 :采用不對稱端銑以提高進(jìn)給量,根據(jù)表5 當(dāng)使用YT15銑床功率為7Kw時
4)選擇銑刀磨銑標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為;由于銑刀直徑故耐用度
4) 確定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量
切削速度由表13 時
各修正系數(shù)為
故
根據(jù)X52k型立銑床說明書(表24)選擇
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量
5) 計算基本工時
式中 L=90mm 由表20 不對稱安裝銑刀入切削量及超切削量
y+△+d=92
故
2. 鉆,擴(kuò),鉸孔
1) 選擇鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆頭,直徑
鉆頭幾何形狀為(表1及表2):雙錐修磨橫刃,
2) 選擇切削用量
(1) 確定進(jìn)給量:由表5 當(dāng)加工要求為7級精度,材料鑄鐵時 時
由
時
按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時 時:
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表8 灰鑄鐵時
時:機(jī)床機(jī)構(gòu)允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。
進(jìn)給量
由此可以看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求,從中取
由表16 可以查出鉆孔時的軸向力在 時為:
軸向力修正系數(shù)為1.0 故
故 可用
2)確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度,
由表9 時 鉆頭后刀面最大磨損量取為
耐用度
3) 確定切削速度
由表10 加工性為第三類 雙橫刃磨的鉆頭 時
切削修正系數(shù)
故
4) 加工工時 其中
由表22
所以
擴(kuò)孔: 24.7
按機(jī)床取
所以實(shí)際切削速度
工時: 切入
所以
鉸孔:
取機(jī)床標(biāo)準(zhǔn) 1.13r/s 所以實(shí)際切削速度:
所以工時:
3. 銑斷:選擇鋸片刀
1)銑削寬度
時,
各修正系數(shù):
所以:
工時:
所以:
4. 車圓弧及其中一端面
選刀桿尺寸: 刀片厚度:
粗車:
加工切削深度 由表4
根據(jù)表1 當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄鐵時:
切削修正系數(shù):
故
由機(jī)床
半精車:切削深度
由機(jī)床選
切削速度
由機(jī)床選
工時
粗車圓弧:工時
半精車圓?。汗r
5. 銑槽 臥式銑床 直齒三面銑刀
1選擇切削用量
1) 確定銑削寬度
由于加工余量不是很大,所以一次走刀完成
2) 確定每齒進(jìn)給量
由機(jī)床 功率為 由表3
取
3) 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
由表7 最大磨損量為 耐用度為:
4) 確定切削速度和每秒進(jìn)給量
由表9 當(dāng) 時
各修正系數(shù)為:
故
基本工時:
6. 銑面
1) 確定切削深度
確定切削寬度:
由于加工余量不大,所以可一次走刀完成
2) 確定每齒進(jìn)給量
根據(jù)x52k銑床說明書,其功率為7kw,中等系統(tǒng)剛度
根據(jù)表3
現(xiàn)取
3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐磨度
根據(jù)表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ,鑲齒銑刀()耐用度
4) 確定切削速度和每秒進(jìn)給量
切削深度可根據(jù)表21中公式計算 也可查表
根據(jù)表9 當(dāng)
時,
各修正系數(shù)為:
故
根據(jù)機(jī)床說明書選擇
實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為:
5) 檢查機(jī)床功率
根據(jù)表5 當(dāng) 時,
切削功率的修正系數(shù)
所以實(shí)際切削功率為
根據(jù)機(jī)床說明書,機(jī)床主軸允許的功率為
因為,所以此切削用量可以采用。
即
6)計算工時
式中
根據(jù)表19 入切削量及超切削量
則
故
7. 鉆,攻M22螺紋孔
1) 選擇鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆頭,直徑
鉆頭幾何形狀為(表1及表2):雙錐修磨橫刃,
2) 選擇切削用量
(2) 確定進(jìn)給量:由表5 當(dāng)加工要求為7級精度,材料鑄鐵時 時
由
時
按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時 時:
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表8 灰鑄鐵時
時:機(jī)床機(jī)構(gòu)允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。
進(jìn)給量
由此可以看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求,從中取
由表16 可以查出鉆孔時的軸向力在 時為:
軸向力修正系數(shù)為1.0 故
故 可用
2)確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度,
由表9 時 鉆頭后刀面最大磨損量取為
耐用度
3) 確定切削速度
由表10 加工性為第三類 雙橫刃磨的鉆頭 時
切削修正系數(shù)
故
4) 加工工時 其中
由表22
所以
5) 攻M22螺紋孔
由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊》表3-38
f=0.2mm/r
由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊》表3-38
v=0.35m/s
==8.78r/s=526r/min
按機(jī)床選?。?
l=25mm
計算工時:
—— 工件的螺紋長度;
—— 絲錐切削錐長度;
三、夾具設(shè)計
(一) 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知,圓弧對孔有中心距要求,則用孔來定位,再用92×32平面來定位限制五個自由度,加一平面來輔助。實(shí)際就變?yōu)橐幌鬟呬N和兩平面定位的夾具。
(二) 切削力及夾緊力的計算
切削刀具:硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀,則
式中:=1.5mm,=50m/min,f=0.5mm/r,()
計算結(jié)果 = 1459.699N
選用壓板壓緊,實(shí)際加緊力N應(yīng)為
式中,和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù),==0.5。
壓板用螺母擰緊,由《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-23得螺母擰緊力
根據(jù)杠桿原理壓板實(shí)際加緊力為
此時已大于所需的1460N的夾緊力,故本夾具可安全工作。
(三) 定位誤差分析
定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一平面和兩定位銷,孔與銷間隙配合。
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,孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工,所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動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,而擋銷的偏角會使工件自重帶來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。
(四)夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為車圓弧,切削力小,所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。
夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
五 參考文獻(xiàn)
[1]趙家齊主編 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書。北京:機(jī)械工業(yè)出版社
[2]東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院編。機(jī)床夾具設(shè)計手冊 上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1979
[3] 艾興,肖詩綱主編。切削用量手冊 北京:機(jī)械工業(yè)出版社
[4] 金屬切削手冊 上海:上??茖W(xué)文化技術(shù)出版社
13