CA6140車(chē)床831002撥叉夾具課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

..目錄零件的分析…………1零件的作用…....1零件的工藝分析………………....2工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)………3確定毛坯的制造形式……………….3基面的選擇…....3制定工藝路線…..3機(jī)械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的確定..5確立切削用量及基本工時(shí)…………..7夾具設(shè)計(jì)……...…...13問(wèn)題的提出……13夾具設(shè)計(jì)…….13參考文獻(xiàn)………….17序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言,我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,為今后參加祖國(guó)的"四化"建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。一、零件的分析零件的作用題目所給的零件是CA6140車(chē)床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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φ25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連,二下方的φ60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時(shí)分開(kāi)。零件的工藝分析CA6140車(chē)床共有兩處加工表面,其間有一定位置要求。分述如下：1.以φ25mm孔這一組加工表面包括：φ25H7mm的孔,以及φ42mm的圓柱兩端面,其中主要加工表面為φ25H7mm通孔。2.以φ60mm這一組加工表面包括：φ60H12的孔,以及φ60H12的兩個(gè)端面。主要是φ60H12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M22×1.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔,長(zhǎng)32mm的端面。主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求,主要是：φ60孔端面與φ25H7孔垂直度公差為0.1mm.。16H11mm的槽與φ25H7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。考慮零件在機(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?！捕娴倪x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φ25EQ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)φ42作主要定位面,限制5個(gè)自由度,再以一個(gè)銷(xiāo)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(zhuān)門(mén)計(jì)算,此處不再重復(fù)?！踩贫üに嚶肪€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(zhuān)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。1.工藝路線方案一工序一粗、鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ25、φ60孔工序二粗、精銑φ60、φ25孔下端面。工序三粗、精銑φ25孔上端面工序四粗、精銑φ60孔上端面工序五切斷。工序六銑螺紋孔端面。工序七鉆φ22孔〔裝配時(shí)鉆鉸錐孔。工序八攻M22×1.5螺紋。工序九粗銑半精銑精銑槽所在的端面工序十粗銑半精銑精銑16H11的槽。工序十一檢查。上面的工序加工不太合理,因?yàn)橛山?jīng)驗(yàn)告訴我們大多數(shù)都應(yīng)該先銑平面再加工孔,那樣會(huì)更能容易滿(mǎn)足零件的加工要求,效率不高,但同時(shí)鉆兩個(gè)孔,對(duì)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φ25孔上端面。工序二粗、精銑φ25孔下端面。工序三鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ25孔。工序四鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ60孔。工序五粗、精銑φ60孔上端面工序六粗、精銑φ60孔下端面。工序七切斷。工序八銑螺紋孔端面。工序九鉆φ22孔〔裝配時(shí)鉆鉸錐孔。工序十攻M22×1.5螺紋。工序十一粗銑半精銑精銑槽所在的端面工序十二粗、半精銑精銑16H11的槽。工序十三檢查。上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn),但是在全部工序中間的工序七把兩件銑斷,對(duì)以后的各工序的加工定位夾緊不方便,從而導(dǎo)致效率較低。再看另一方案。3.工藝路線方案三工序一粗、精銑φ25孔上端面。工序二粗、精銑φ25孔下端面。工序三鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ25孔。工序四鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ60孔。工序五粗、精銑φ60孔上端面工序六粗、精銑φ60孔下端面。工序七銑螺紋孔端面。工序八鉆φ22孔〔裝配時(shí)鉆鉸錐孔。工序九攻M22×1.5螺紋。工序十粗銑半精銑精銑槽所在的端面。工序十一粗、半精銑精銑16H11的槽。工序十二切斷。工序十三檢查。此方案仍有先鉆孔再銑平面的不足,所以這個(gè)方案仍不是最好的工藝路線綜合考慮以上各方案的各不足因素,得到以下我的工藝路線。4.工藝路線方案四工序一以φ42外圓為粗基準(zhǔn),粗銑φ25孔下端面。工序二精銑φ25孔上下端面。工序三以φ25孔上端面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ25孔,孔的精度達(dá)到IT7。工序四以φ25孔為精基準(zhǔn),粗銑φ60孔上下端面。工序五以φ25孔為精基準(zhǔn),精銑φ60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。工序六以φ25孔為精基準(zhǔn),鉆、鏜、鉸φ60孔,保證空的精度達(dá)到IT8。工序七以φ25孔為精基準(zhǔn),銑螺紋孔端面。工序八以φ25孔為精基準(zhǔn),鉆φ20孔〔裝配時(shí)鉆鉸錐孔。工序九以φ25孔為精基準(zhǔn),鉆一個(gè)φ20孔,攻M22×1.5螺紋。工序十以φ25孔為精基準(zhǔn),銑槽端面。工序十一以φ25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。工序十二兩件銑斷工序十三檢查。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φ60、φ25孔是精度要求所致。以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)圖3。〔四機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定"CA6140車(chē)床撥叉"；零件材料為HT200,硬度190～210HB,毛坯重量1.45kg,生產(chǎn)類(lèi)型為中據(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：外圓表面〔φ42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〔φ25,φ60端面。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》〔以下稱(chēng)《工藝手冊(cè)》表3.1～26,取φ25,φ60端面長(zhǎng)度余量均為2.5〔均為雙邊加工銑削加工余量為：粗銑2半精銑03.內(nèi)孔〔φ60已鑄成φ50的孔查《工藝手冊(cè)》表2.2～2.5,為了節(jié)省材料,取φ60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5擴(kuò)孔0.鉸孔0.1精鉸0mm同上,零件φ25的孔也已鑄出φ15的孔。工序尺寸加工余量：鉆孔至φ23余量為8mm擴(kuò)孔鉆1.8mm粗鉸孔0.14mm精鉸孔0.06mm4.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2.1mm半精銑0.7mm精銑0.2mm5.螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至φ25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離,余量為4mm工序尺寸加工余量：粗銑頂面3.1mm半精銑0.7mm精銑0.2mm6.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)?！参宕_立切削用量及基本工時(shí)工序一以φ42外圓為粗基準(zhǔn),粗銑φ25孔上下端面。1.加工條件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=200~241,鑄造。加工要求：粗銑φ25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(chēng)《切削手冊(cè)》取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝0°后角αo＝15°,副后角αo’=10°,刀齒斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過(guò)渡刃寬bε=1.52.切削用量1銑削深度因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=1.3mm2每齒進(jìn)給量機(jī)床功率為10kw。查《切削手冊(cè)》f=0.08~0.15mm/z。由于是對(duì)稱(chēng)銑,選較小量f=0.153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=1.84n=7.32=6.445計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/Vf=<90+36>/6.44=6.99min。工序二精銑φ25孔上下端面。1.加工條件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=200~241,鑄造。加工要求：精銑φ25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ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》〔后簡(jiǎn)稱(chēng)《切削手冊(cè)》取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°,副后角αo’=8°,刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過(guò)渡刃寬bε=1mm。2.切削用量1銑削深度因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=1.02每齒進(jìn)給量機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》表5f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)稱(chēng)銑,選較小量f=0.14mm3查后刀面最大磨損及壽命查《切削手冊(cè)》表8,壽命T=180min4計(jì)算切削速度按《切削手冊(cè)》表14,查得Vf＝6.44mm5計(jì)算基本工時(shí)tm＝L+182/Vf=<2+182>/6.44=5.9min。工序三以φ25孔上端面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ25孔,孔的精度達(dá)到IT7。1.選擇鉆床及鉆頭選擇Z5125A鉆床,選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=23mm2.選擇切削用量〔1決定進(jìn)給量由do=23mm,查《2》表5按鉆頭按機(jī)床強(qiáng)度查[1]表10.1-2選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量〔2耐用度查[2]表9T=4500s=75min〔3切削速度查《1》表10.1-2n=50-2000r/min取n=1000r/min.３.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：選高速鋼擴(kuò)孔鉆鉸孔：選高速鋼鉸刀精鉸：選高速鋼鉸刀工序四以φ25孔為精基準(zhǔn),鉆、粗鏜、精鏜φ60孔,保證孔的精度達(dá)到IT7。1.選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=55mm,鉆頭采用雙頭刃磨法。選擇Z5163A鉆床n=22.4~1000r/min,f=0.063~1.2mm/r.2.選擇切削用量〔1決定進(jìn)給量查《2》表5鉆頭進(jìn)給量按鉆頭強(qiáng)度選擇按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇Z5163A機(jī)床已有的進(jìn)給量〔2計(jì)算工時(shí)選擇n=600r/min所以３.選擇鏜刀選擇高速鋼鏜刀,粗鏜時(shí)do=59.9mm選擇臥式鏜床T68,粗鏜時(shí)v=20-35mmm/r精鏜時(shí)v=15-30mm/r工序五粗銑半精銑精銑槽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Yab端銑刀2.切削用量查2表5f=0.14~0.24mm/rT=180min取f=0.15mm/rv=1.84m/minn=7.32r/min3.計(jì)算工時(shí)半精銑工序六精銑槽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(mǎn)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。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)GB1118D=160mmd=40mmL=16mm齒數(shù)z=24計(jì)算切削用量由[1]表9.4—1和[3]查得走刀量f=0.67mm/r銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度由[1]表9.4—6查得磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.2~0.3表9.4—7查得耐用度為T(mén)=150min切削速度由[1]式3.2查表9.4—8得其中：修正系數(shù)m=0.5代入上式,可得v=49.5m/min=0.82m/s確定機(jī)床主軸速度由[3]按機(jī)床選取主軸轉(zhuǎn)速為6.33r/s所以實(shí)際切削速度為計(jì)算切削工時(shí)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=1.52刀具耐用度查《2》表壽命T=180min。3計(jì)算切削速度查[2]得Vc＝0.38mm/s,n=1.53r/min,Vf=1.42工序八兩件銑斷三、夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工序——精銑槽16H11的夾具。問(wèn)題的提出本夾具要用于精銑槽16H11,對(duì)槽16H11的要求有：槽寬16H11精度等級(jí)為IT12級(jí),槽深8H12精度等級(jí)為IT12級(jí),槽兩側(cè)面粗糙度為3.2,槽底面粗糙度為6.3。本道工序只精銑一下槽即達(dá)到各要求,因此,在本道工序加工時(shí),我們應(yīng)首先考慮保證槽的各加工精度,如何提高生產(chǎn)效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。夾具設(shè)計(jì)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(chēng)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。Φ25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φ25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?xún)射N(xiāo)和兩已加工好的φ25孔的端面作為定位夾具。為了提高加工效率,縮短輔助時(shí)間,決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。切削力和夾緊力計(jì)算〔1刀具：高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀φ160mmz=24機(jī)床：x61W型萬(wàn)能銑床由[3]所列公式得查表9.4—8得其中：修正系數(shù)z=24代入上式,可得F=889.4N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〔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=+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱(chēng)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]=3.5~4取[s]=4得