H177撥叉[831008]工藝及鉆2φ8錐銷孔夾具設(shè)計設(shè)計說明書綜述

機械制造工藝學(xué)制造工藝學(xué)課程設(shè)計課程設(shè)計說明書指導(dǎo)教師：設(shè) 計 者：1題目：設(shè)計”CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內(nèi)容 ：1.零件圖1 張2 .毛坯圖1張3 .機械加工工藝過程綜合卡片1張4 .結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖1張5 .結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖1張6 .課程設(shè)計說明書1份原始資料：撥叉零件圖 831008 生產(chǎn)綱領(lǐng) 10000 件/ 年。零件的分析（1） 零件的作用題目所給白零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求0.021工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的小200 孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的54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，加工時分開。（2） 零件的工藝分析零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu) 良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要 加工的表面以及加工表面之間的位置要求：L小頭孔20以及與此孔相通的68的錐孔、M6螺紋孔2 .以小54為中心的加工表面0.46這一組加工表面包括：（|）540的孔，以及其上下兩個端! ：；0.46面。這兩組表面有一定的位置度要求，即小540的孔上下兩個0.021端面與小200 的孔有垂直度要求。3 .由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為 粗基準(zhǔn)采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根 據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常 規(guī)的加工工藝均可保證。二確定生產(chǎn)類型已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件/年，零件的質(zhì)量是 1.0Kg/個，查機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊 321頁表 15-2,可確定該撥叉生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)， 所以初步確定工藝 安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用 設(shè)備為主，大量采用專用工裝。14三確定毛坯1確定毛坯種類：零件材料為 HT200?？紤]零件在機床運 行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大 批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo) 手冊324頁表15-5選用鑄件尺寸公差等級 CT9級。2確定鑄件加工余量及形狀：機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊325頁表15-7,選用加工 余量為MA-G級，并查表15-8確定各個加工面的鑄件機械加 工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示：簡 圖加 工 面 代 號基本尺寸加工 余量 等級加工 余量說明L 二 1D120mmG3.0父2孔降一 級雙側(cè) 加工D254mmG3.0父2孔降一 級雙側(cè) 加工HiT270mm6.5單側(cè)加工T332mmG2.5單側(cè)加工T470mm6.5單側(cè)加工3繪制鑄件零件圖四工藝規(guī)程設(shè)計（一）選擇定位基準(zhǔn)1粗基準(zhǔn)的選擇：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0.021據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 小200 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊 V形塊支承這兩個小32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，達到 完全定位，然后進行銃削。2精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方 便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的 底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定 位精基準(zhǔn)。（二）制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以 及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具，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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本 盡量下降。查機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊346頁表15-32、15-33、15-34,選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序工序內(nèi) 容定位基準(zhǔn)001粗銃兩 端小頭 孔上端 面T1及小頭孔外圓002粗銃中 問孔上 端面T1及小頭孔外圓003粗銃中 問孔下 端面T3及小頭孔外圓004精銃兩 端小頭 孔上端 面T1及小頭孔外圓005精銃中 問孔上 端面T1及小頭孔外圓006精銃中 問孔下 端面T3及小頭孔外圓007擴兩端 小頭孔T1及小頭孔外圓008精較兩 端小頭T1及小頭孔外圓孔009擴中間 孔半精 鎮(zhèn)中間 孔T1及小頭孔外圓010鉆2-68錐銷 孔、M6 螺紋 孑1、功M6螺 紋T1及小頭孔011銃斷T1、D1012去毛刺013檢查014若某道 工序有 誤返工（三）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備1機床的選擇：工序001006均為銃平面，可采用 X6140臥式銃床工序007008采用鉆床。工序009010采用鏈床。工序011采用鉆床。多刀具組合機床。工序012采用銃斷機床。2選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用 夾具。3選擇刀具：在銃床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銃刀即可 保證加工質(zhì)量。在錢孔 54H13,由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金錢刀。4選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。5其他：對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用 專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。（四）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定1圓柱表面工序尺寸：前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下:加工孔加 工 內(nèi) 容加 工 余 量精度 等級工序尺寸表面粗 髓度Ra( Rm)工序余量最 小最 大 54H13 (D2)鑄 件6CT96492.0擴 孔5.8IT12小536.32.06.25半 精 鋒0.2IT10543.20.050.2520擴 孔5.84IT12小186.32.06.25精 錢 孔0.06IT7書.02120。1.60.050.252平面工序尺寸:工序 號工序 內(nèi)容加工 余量基本 尺寸經(jīng)濟 精度序寸差 工尺偏工序余量最小最 大鑄件2.5CT9001粗銃 兩端 小頭 孑L上 端面258.5120 -0.251.603.60002粗銃 中間 孑L上 端面627120 -0.251.656.5003粗銃 中間 孔下 端面621120 -0.251.756.5004銃端頭上 精兩小孔0.558110 -0.160. 351.16端面005精銃 中間 孑L上 端面0.520.510書.06 _0.060.471.12006精銃 中間 孔下 端面0.52010書.06 _0.060.471.123確定切削用量及時間定額：工序001至003以T1為粗基準(zhǔn)，粗銃 20孔上下端面。加工條件工件材料：HT200, cb =0.16GPa HB=190241鑄造。加工要求：粗銃 20孔上端面。機床：X6140臥式銃床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銃刀，牌號YG6。銃削寬度 ae<=60，深度ap<=4齒數(shù)z=10，故據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 (后簡稱簡明手冊)取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角 o =+50后角 2=8,副后角 2=8,刀齒斜角 為二10,主刃 Kr=60,過渡刃Kr >30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1mm。切削用量銃削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=1.5mm, 一次走 刀即可完成所需長度。Cvdoqvk計算切削速度 按簡明手冊，V c二TmapXvfzyvaeUvZPv算得 Vc = 98mm/s, n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)XA6140銃床參數(shù)，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切 削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為 f zc二V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。校驗機床功率 查簡明手冊Pcc=1.1kw,而機床所能提供功 率為Pcm>Pc&故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm , nc=475r/min,Vfc=475mm/s , V c=119.3m/min, f z=0.16mm/z。計算基本工時tm= L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序004到工序006以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)精銃 54孔上下 端面。1 .加工條件工件材料：HT200, ob =0.16GPa HB=190241鑄造。加工要求：精銃 54上端面。機床：X6140臥式銃床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銃刀，牌號YG6。銃削寬度ae<=60, 深度ap<=4,齒數(shù)z=10，故據(jù)簡明手冊取刀具直徑 do=80mm。選擇刀具前角 冷=+ 5后角2 = 8,副后角g=8,刀齒斜角 2= 10,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=50過渡刃寬 b =1mm。2 . 切削用量1)銃削深度 因為切削量較小，故可以選擇 ap=1.0mm, 一次走 刀即可完成所需長度。2)每齒進給量機床功率為7.5kw。查簡明手冊 f=0.140.24mm/z。由于是對稱銃，選較小量 f=0.14 mm/z。3 )查后刀面最大磨損及壽命查簡明手冊表3.7,后刀面最大磨損為1.01.5mm。查簡明手冊表3.8,壽命T=180min4) 計算切削速度按簡明手冊，查得Vc = 98mm/s, n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)XA6132銃床參數(shù)，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切 削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗機床功率 查簡明手冊Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率 為Pcm>Pc&故校驗合格。最終確定 ap=1.0mm , nc=475r/min,Vfc=475mm/s , V c=119.3m/min, f z=0.16mm/z。6)計算基本工時tm= L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序007和008以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴、精錢 20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。1 .選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法，后角oo=12,二重刃長度b =2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度 l1=1.5mm 2中=120。=10。P=30。2 .選擇切削用量(1)決定進給量ld =3%。".”3所以,f = 0.70mm/ r按鉆頭強度選擇f = 1.75mm/r按機床強度選擇杳切 f = 0.70 0.86mm/rf = 0.53mm/ r最終決定選擇機床已有的進給量f =0.48mm/r經(jīng)校驗Ff = 6090 : Fmaxf校驗成功。(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度(查簡明手冊為0.50 . 8 mm,壽命 T =60min(3)切削速度查切vc =18mm/r修正系數(shù)Ktv =1.0 Kmv =1.0Ktv =1.0Kxv=1.0 K1v=1.0 Kapv =10 故Vc=18mm/r1000v ns = =318.3r/min二d。查簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為nc = 272r/ min7：d0nsvc = = 15.4m m/ r故實際的切削速度 10003 .計算工時tmLnf30 10272 1.45=0.10 min由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減 少輔助時間。擴校和精較的切削用量如下:擴鉆： n = 272r / minf =0.48mm/rvc = 15.4m/m i nd0 = 19.8mm d0 =20IT7精錢：n=272r/minf =0.48mm/rv"15.4m/min工序009和010 T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴、半精鏈 54孔。1 .選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=48mm,鉆 頭采用雙頭刃磨法，后角 e= 11,二重刃長度bAlImm,橫刀長 b=5mm,弧面長 l=9mm,棱帶長度"3mm 2<P =。4=10。=30。2 .選擇切削用量 (1)決定進給量查簡明手冊f =1.01.2mm/r按鉆頭強度選擇f =2mm/r 按機床強度選擇f = 0.53mm/ r最終決定選擇Z550機床已有的進給量f =。.40mm/r經(jīng)?？?Ff =12260 ； 24520 = Fmax驗f校驗成功。(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度(查簡明手冊)為0.81.2mm,壽命 T =140min擴孔后刀面最大磨損限度(查簡明手冊)為0.91 .4 mm,壽命 T =60min錢和精錢孔后刀面最大磨損限度(查簡明手冊 )為0 .6 O . 9 mm,壽命 T =120min(3)切削速度查切vc =20mm/r修正系數(shù)KTV =1.0 K MV =1.0Ktv =1.0Kxv=1.0 Kiv =1.0 Kapv =10 故Vc=20mm/r。1000V ns = =132.6r/min二d0查簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為nc = 125r/min.dons ,Vc18.8m m/r故實際的切削速度1000擴校和平精較的切削用量同理如下：擴鉆：n=125r/minf=0.40mm/rVc =19.5m/m i nd0 = 49.75mm半 精較：n=125r/minf =0.40mm/rvc =19.6m/m i nd0 =50IT73 .計算工時L 17 18 八八.tm =一 = =0.52minnf 125 0.53所有工步工時相同。五夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要 設(shè)計專用夾具。并設(shè)計工序011鉆2-68錐銷孔。本夾具將用 于組合機床，刀具為兩根麻花鉆，對兩個孔同時加工。（一）問題的提出本夾具是用來鉆兩個0 20mm的小頭孔,零件圖中大小孔的中心距有公差要求，因此這兩個小頭孔的中心距也有一定的公差要 求.另外，此中心線為三個側(cè)平面的設(shè)計基準(zhǔn)，有一定的垂直公差要 求.但此工序只是粗加工，因此本工序加工時主要考慮如何提高勞 動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題.（二）夾具設(shè)計1定位基準(zhǔn)選擇底面對孔的中心線有一定的垂直度公差要求，因此應(yīng)以地面為主要定位基準(zhǔn).由于鑄件的公差要求較大，利用小頭孔的外圓表 面作為輔助定位基準(zhǔn)時，只有采用自動對中夾具才能同時保證對 稱的兩個零件的大小孔的中心距的公差要求.為了提高加工效率8mm的通孔.現(xiàn)決定采用兩把麻花鉆同時加工出兩個2切削力及夾緊力計算由于實際加工的經(jīng)驗可知，鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削 方向，即垂直于第一定位基準(zhǔn)面，在兩側(cè)只需要采用兩個 V型塊適 當(dāng)夾緊后本夾具即可安全工作.因此，無須再對切削力進行計算.本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡 緊。軸向力Fi =CFdMf f yM kF =420 0.0061。1.00.8 1.0 = 2.52N扭矩Mc =CMd0zM f yMkM = 0.206 0.0062.0 1.008 1.0 = 7.4110NM由于扭矩很小，計算時可忽略F=5.04N卡緊力為2取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際卡緊力為 F-S1*S2*S3*S4*F=10.06N 使用快速螺旋定位機構(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定位誤差分析零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為 68mm.采用自動又t中具后， 定位誤差取決于對中塊螺桿以及滑塊的制造誤差.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鉆床夾具的裝配圖見附圖