CA6140車床杠桿工藝及夾具設計

CA6140車床杠桿工藝及夾具設計,ca6140,車床,杠桿,工藝,夾具,設計 序 言 機械制造技術基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，也是一次理論聯系實際的訓練。因此，他在我們的大學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計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設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。 由于能力有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。 一、 零件的分析 （一） 零件的作用： 題目所給的零件是CA6140車的杠桿。它位于廂體內部：主要作用是傳遞紐距，幫助改變機床工作臺的運動方向。零件主體成36o角，在主視和右視兩方向均有8mm的筋板支撐，兩件中部有的孔，端面和左視平面分別有M6和φ12.7的螺紋孔和沉頭孔.中間孔上方A視圖方向有M8螺紋孔,所有技術要求都是為了機床總體裝配. (二)零件的工藝分析： 本零件可從零件圖中可知,它有三組加工面,而有位置要求,還有四組孔,也有位置和精度要求。 1、零件件底面，它是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個面，此面將作為初基準，表面粗糙度為3.2。根據表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達到技術要求。 2、加工中間孔，它是以底面為粗基準而加工的，它將作為精基準以完成以后的加工，為達到題目要求我們采取鉆、擴、半精鉸、精鉸的工序過程。最終完成。 3、以中間孔為基準加工60—45的平面，此面表面粗糙度為6.3。采用粗銑即達到要求。 4、端面加工與底面加工相同，即采取粗銑、半精銑，兩步工序能達到要求。 5、鉆φ12.7孔，此孔將用鋼球檢查，我根據偏差范圍選擇粗鉆的方法加工，即能滿足要求。 6、加工M8螺紋孔，由《機械加工工藝手冊》查知底孔為φ6.7，又因為本孔是沉頭螺紋孔，考慮到工藝要求我們采取鉆、锪、攻絲三步工序。 7、加工M6螺紋孔，由《機械加工工藝手冊》查知底孔為φ5.2，又因為本孔用加工120°倒角，采用鉆、倒交、攻絲三步工序。在加工的適當工藝過程中我們對產品進行質量檢查，以滿足工藝要求。 由以上工藝過成的完成，本零件也按要求加工完成。 二、工藝規(guī)程設計 （一）確定毛坯的制造形式。 由零件要求可知，零件的材料為HT200，考慮到本零件在具體工作的受力情況，我們選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因為零件是中批量生產，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。 （二） 基準面的選擇 基準面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要過程之一。基面的選擇正確與否，可以是加工質量的到保證，生產效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進行，難以在工期內完成加工任務。 粗基準的選擇對于本杠桿來說是至關重要的，對于一般零件而言，應以出加工的表面為粗基準，本零件正好符合要求，對于精基準而言，主要應考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目我們以的孔為精基準，基本滿足要求。 （三） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，是應該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到妥善保證，在生產綱領一確定成批生產的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應該考慮經濟效益，工藝簡單工序集中，盡量降低成本。 工藝路線方案： 工序：1/、鑄造； 2/、時效處理； 3/、精銑、半精銑底面； 4/、鉆、擴、半精鉸孔； 5/、檢驗； 6/、粗銑60—45平面； 7/、粗銑、半精銑端面； 8/、鉆φ12.7孔； 9/、鉆M8底孔φ6.7、锪φ14孔、攻絲M8； 10/、鉆M6底孔φ5.2、倒角120°、攻絲M6； 11/、檢驗。 （四） 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “杠桿”零件的材料為HT200，硬度HB170—200，毛坯重量約為1kg,生產類型為成批量生產，采用砂型鑄造，13級精度以下。（批量生產） 根據上述原始資料及加工工藝，分別對個加工表面的機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下： 1、 零件底面： 此地面是粗基準，是最先加工的表面，由《機械加工工藝設計實用手冊》表6-92及公式（6-16）計算底面加工余量。 e=C 式中 e ——余量值； ——鑄件的最大尺寸； A ——加工表面最大尺寸； C ——系數； e=0.55× =2.5mm 滿足《機械加工工藝設計實用手冊》表6-93的要求。 2、 端面和60—45面： 因為端面和60—45面表面粗糙度要求不高，根據《切削用量手冊》定余量e， e=1.5 滿足《機械加工工藝設計實用手冊》表6-93的要求。 3、中間孔 毛坯為實心，不沖出孔，孔精度為IT7—IT8之間，根據《機械加工工藝設計實用手冊》確定尺寸和余量。 鉆孔：φ23 擴孔：φ24.8 e=1.8mm 粗鉸：φ24.94 e=0.14mm 精鉸：φ e=0.06mm 4、M8螺紋孔 毛坯為實心，不沖出孔，根據《機械制造工藝手冊》查知M8底孔為6.7為零件滿足要求確定尺寸余量如下。 鉆M8底孔φ6.7； 锪φ14孔； e= 7.4mm 攻絲M8； e= 1.3mm 5、M6螺紋孔 毛坯為實心，不沖出孔，根據《機械制造工藝手冊》查知M6底孔為5.2為零件滿足要求確定尺寸余量如下。 鉆M6底孔φ5.2； 倒角120°； 攻絲M6； e=0.8mm 6、鉆φ12.7孔 毛坯為實心，不沖出孔，因為此孔用φ12.7的鋼球檢查，并且要求尺寸范圍為φ12.7，根據《機械加工工藝設計實用手冊》確定加工方法。 鉆φ12.7孔。 （五） 確定切削用量及基本工時 1、工序Ⅲ：銑削底面 （1）、粗銑 a/加工條件：機床：T616臥式銑鏜床 刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mm b/計算切削用量：=1mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=150 V==13m/min =0.22m/s 確定主軸轉速： n==7r/s=420r/min 按機床選?。? 實際機床選?。?v= 切削工時： （2）半精銑： =0.7mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=100 V==13m/min =0.23m/s 按機床選?。? 實際機床選?。?v= 切削工時： T=89.6s+89s=176.8s=3min 2、工序Ⅳ：鉆孔 （1）、鉆φ23孔 由《機械加工工藝實用手冊》表15-34 f=0.35mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表15-37 v=0.35m/s=21m/min ==4.85r/s(290r/min) 按機床選?。? 切入 切出 l=30mm （2）、擴φ24.8孔 由《機械加工工藝實用手冊》表15-41 f=1.0mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表15-37 v=24.3m/min=0.39m/s ==5r/s(300r/min) 按機床選?。? l=30mm （3）、粗鉸φ24.94孔 精鉸φ孔 由經驗可知：工時可以忽略。 3、工序Ⅵ：粗銑60—45平面 a/加工條件：機床：T616臥式銑鏜床 刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mm b/計算切削用量：=3mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=150 V==13m/min =0.22m/s 確定主軸轉速： n==7r/s=420r/min 按機床選?。? 實際機床選?。?v= 切削工時： = 4.5min 4、工序Ⅶ：粗銑、半精銑端面 （1）、粗銑 計算切削用量：=1mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=60 V==15.3m/min =0.26m/s 確定主軸轉速： n==8.28r/s=496.8r/min 按機床選取： 實際機床選?。?v= 切削工時： （2）、半精銑： =0.5mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=60 V==17.1m/min =0.29m/s 按機床選?。? 實際機床選?。?v= 切削工時： T=16.8s+16.8s=176.8s=0.56min 5、工序Ⅷ：鉆φ12.7孔 由《機械加工工藝實用手冊》表15-33 f=0.40mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表15-37 v=0.35m/s=21m/min ==8.87r/s=526r/min 按機床選?。? 切入 切出 l=30mm 計算工時 6、工序Ⅸ：鉆M8孔 （1）、鉆M8底孔φ6.7 由《機械加工工藝實用手冊》表15-41 f=0.40mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表10.4-9 v=0.195m/s ==7.76r/s=465.8r/min 按機床選取： l=28mm 計算工時: （2）、锪φ14孔 锪孔時間短可忽略不記. （3）、攻絲M8 由《機械加工工藝實用手冊》表3-38 f=0.2mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表3-38 v=0.35m/s ==8.78r/s=526r/min 按機床選取： l=25mm 計算工時: T=12s+42s=54s=0.9min 7、工序Ⅹ：鉆M6孔 （1）、鉆M6底孔φ5.2 由《機械加工工藝實用手冊》表15-41 f=0.30mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表10.4-9 v=0.161m/s ==9.86r/s=591.6r/min 按機床選?。? 對于孔1： 對于孔2： 記算工時 ： （2）、倒角120° 倒角的工時可以忽略不記。 （3）、攻絲M6 由《機械加工工藝實用手冊》表16.2-4 ==238.8r/s=14331r/min 攻通孔螺紋: 攻不通孔螺紋: 記算工時 ： T=0.28+0.1=0.38min=22.8s 式中: —— 工件的螺紋長度; —— 絲錐切削錐長度； —— 攻絲時的轉速； —— 絲錐退出時的轉速； —— 工件的轉速；值為1mm. —— 攻螺紋時的超切量，取=（2~3）； 三、 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經過和指導教師的協商，我決定設計第Ⅵ道工序——粗銑60—45平面的夾具設計，本夾具將用于X52K銑床。刀具為（ ），為達到零件工藝要求，對零件進行鉆、擴、半精鉸三步工序加工。 1、 問題提出：利用本夾具主要是粗銑60—45平面。此端面沒有特殊的形們要求。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動的生產率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。 2、 夾具設計 1） 根據定位基準的選擇原則，采用以 孔以及底面來定位。 2） 切削力及夾緊國計算Fz= 查表可得=30、xf=1.0、yf=0.65、=0.83、=0.83、 ===0.965 因此Fz=9.81×30×2.5×0.48×0.965×2.5÷25.7=33.2N 水平分力=（1～1.2）Fz=1.1Fz=36.5N 垂直分力=0.3 Fz=10N 所以能夠引起松動的最大切削力中水平分力=36.5N、垂直分力=0.3 Fz=10N 由夾緊力機構產生的實際夾緊力應滿足下式 P=K× 其中：其余系數K=K1×K2×K3×K4 K1——基本安全系數 K2——加工性質系數1.5 K3——刀具鈍化系數1.1 K4——斷續(xù)刀削系數1.2 所以引起沿夾緊結構軸線方向上松動的最大切削力為P=1.5×1.1×1.2×1.2×36.5=86.7N。 考慮實際夾緊力較小，以及所加工零件的結構特征，決定選用螺旋夾緊結構 則所承受的彎矩最大為Mmax=6936.5N=25N.m 夾緊結構所能受的矩遠遠大于Mmax。 3） 定位誤差分析 由于所加工的零件對本工序加工的面沒有特殊的技術要求，雖然由于定位孔的加工誤差以及底面的誤差，可能產生所加工的面的平面度、位置度等形位誤差，但是在這里是允許的。 4） 夾緊設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾夾具時，應該注意勞動生產率。但是考慮到本零件結構的特殊性，以及所需的夾緊力較小等原因，螺旋夾緊機構成了首選的方案。這種結構的缺點就是夾緊過程慢，且裝卸不太方便。為了解決這一矛盾，我將其中的一個定位銷設計成活動的。 13