CA6140車床831008撥叉的鉆Ф8錐孔夾具設(shè)計及加工工藝含4張CAD圖-版本1
CA6140車床831008撥叉的鉆8錐孔夾具設(shè)計及加工工藝含4張CAD圖-版本1,ca6140,車床,夾具,設(shè)計,加工,工藝,cad,版本
前言 本次機械零件加工工藝設(shè)計是我們在完成機械課程設(shè)計之后的又一次課程設(shè)計,整合我們所學(xué)過的有關(guān)的知識 (如機械制造工藝學(xué)、工程制圖、互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、熱加工工藝基礎(chǔ)等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、提高及運用,使理論與實踐有機結(jié)合;讓我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解,并為以后的實際工作奠定堅實的基礎(chǔ)!我認真復(fù)習(xí)了以前的課程并從圖書館借了各種參考資料,自己獨立完成此次的課程設(shè)計。我希望再次通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進一步適應(yīng)性的訓(xùn)練,希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的獨立思考、分析問題、解決問題的能力,為以后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力所限,設(shè)計尚有許多不足之處,懇請老師給予指正和改善。目 錄前言1一、零件的分析31.1零件的作用31.2零件的工藝分析31.3確定零件的生產(chǎn)類型3二、確定毛坯類型及繪制毛坯簡圖42.2確定毛坯尺寸公差及機械加工余量42.3毛坯簡圖:4三、工藝規(guī)程設(shè)計53.1定位基準的選擇53.2零件表面加工方法的選擇53.3制定工藝路線53.4加工設(shè)備及工藝裝備的選用63.5加工余量、工序尺寸和公差的確定73.6切削用量的計算7四、夾具設(shè)計214.1問題的提出214.2夾具設(shè)計214.2.1定位基準的選擇214.2.2切削力及夾緊力計算214.2.3定位誤差分析214.3導(dǎo)向裝置設(shè)計224.4夾具設(shè)計及操作簡要說明23參考文獻26一、零件的分析1.1零件的作用 CA6140車床上的撥叉,它位于車床變速機構(gòu)中,主要起換擋作用,使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩。零件上方的20mm的孔與操作機構(gòu)相連,下方的50mm的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。1.2零件的工藝分析零件圖下圖:CA6140車床上的撥叉共有兩處加工表面。20mm的孔,以及其上下表面,孔壁上有一個裝配時要鉆鉸的8mm的錐孔,一個M6的螺紋孔,和一個缺口。 50mm的孔,以及其上、下端面; 這兩組表面有一定的位置要求; (1) 50mm的孔的上、下表面與20的孔的垂直度誤差為0.07mm。 (2) 20mm的孔的上、下表面與20的孔的垂直度誤差為0.05mm。 (3) 50mm、20mm的孔的上、下表面以及50mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為3.2um。 (4) 20mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為1.6um,精度為IT7。1.3確定零件的生產(chǎn)類型 由已知CA6140車床撥叉的生產(chǎn)類型為大批量。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。二、確定毛坯類型及繪制毛坯簡圖2.1選擇毛坯種類: 零件材料為HT200,考慮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,故選擇鑄件毛坯。兩零件鑄造為一體,加工時分開2.2確定毛坯尺寸公差及機械加工余量因為由(以下稱工藝手冊表1.3-1查得毛坯的制造方法采用殼模鑄造級,表2.2-4查得加工余量等級為G級,選取尺寸公差等級為CT10。 根據(jù)以上資料及路線,分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯如下: 1、延軸線方向長度方向的加工余量及公差(20mm、50mm端面) 查工藝手冊表2.24取20mm、50mm端面長度余量為2.5mm(均為雙邊加工)。 銑削加工余量為:a)粗銑:1.5mm b)精銑:1mm 毛坯尺寸及公差為:(35土0.3)mm ( 17土0.25)mm 2、內(nèi)孔(50mm已鑄成孔)查工藝手冊表2.22.5,取50mm已鑄成長度余量為3mm,即已鑄成孔44mm。 鏜削加工余量為:a)粗鏜:2mm b)半精鏜:1mm 毛坯尺寸及公差為:(44土0.3)mm。3、其他尺寸直接鑄造得到 2.3毛坯簡圖:三、工藝規(guī)程設(shè)計3.1定位基準的選擇定位基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。定位基準選擇得正確、合理,可以保證加工質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。否則,就會使加工工藝過程問題百出,嚴重的還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法進行。定位基準有粗基準和精基準之分,通常先確定精基準,然后在確定粗基準。 1、精基準的選擇 對于CA6140車床撥叉而言,由其零件圖可知內(nèi)孔是其設(shè)計基準(亦是設(shè)計基準和測量基準), 但是又考慮到裝夾問題,所以選擇外圓面和端面作為基準。適合基準統(tǒng)一原則。 2、粗基準的選擇對零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準,而對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,根據(jù)這個基準原則,現(xiàn)取20mm的孔的不加工外輪廓表面作為粗基準,利用一組共兩個短V形塊支承兩個20mm孔的外輪廓作主要定位面,以消除3個自由度,再用一個支承板支撐在72mm的上表面,以消除3個自由度。3.2零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有端面、臺階面、外圓面、平面、內(nèi)孔、通孔、螺紋,材料為HT200。根據(jù)尺寸精度、公差等級和表面粗糙度要求,查表2.23平面加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度;表2.24孔加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度;表2.25平面加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度;表2.27米制螺紋加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度;各表面加工方法的選擇如下表:加工表面表面粗糙度/um加工方案備注20上端面3.2粗銑精銑20上端面3.2粗銑精銑20上端面3.2粗銑精銑20上端面3.2粗銑精銑缺口面12.5粗銑內(nèi)孔20鉆-擴-鉸-精鉸內(nèi)孔503.2粗鏜半精鏜螺紋孔M6鉆擴攻螺紋錐孔8鉆-擴-鉸-精鉸3.3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,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)已確定為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1)工藝路線方案一:工序一:鑄造工序二:粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um工序三:以20 mm的下表面為精基準,粗、精銑20 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,其上、下表面尺寸為30mm,工序四:以20 mm 的下表面為精基準,鉆、擴、鉸、精鉸20 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um,垂直度誤差不超過0.05mm 工序五:以20 mm的下表面為精基準,粗、半精鏜50 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um工序六;以20 mm的下表面為精基準,粗、精銑50 mm的上表面,保證其與孔的垂直度誤差不超過0.07mm,其上、下表面尺寸為12mm工序七:銑斷工序八:以20 mm的孔為精基準,鉆8 mm的錐孔的一半4 mm,裝配時鉆鉸 工序九:以20mm的孔為精基準,鉆5mm的孔,攻M6的螺紋工序十:以20 mm的孔為精基準,銑缺口,保證其粗糙度為12.5um工序十一:檢查上面的工序可以是中批生產(chǎn),但是其效率不高,并且工序四中的鉆孔方法在鉆孔是可能會偏離中心。經(jīng)綜合考慮,采用下面的方案二。2)工藝路線方案二:工序一;鑄造工序二:粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um工序三:以20 mm的下表面為精基準,粗、精銑20 mm、50 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,20 mm的上、下表面尺寸為30mm,50 mm的上、下表面尺寸為12mm工序四:以20 mm 的下表面為精基準,鉆、擴、鉸、精鉸2 0 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um,垂直度誤差不超過0.05 mm 工序五:以20 mm 的下表面為精基準,粗、半精鏜50 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um工序六:銑斷工序七:以20 mm的孔為精基準,鉆8 mm的錐孔的一半4 mm,裝配時鉆鉸 工序八:以20 mm的孔為精基準,鉆5 mm的孔,攻M6的螺紋工序九:以20 mm的孔為精基準,銑缺口,保證其粗糙度為12.5 um工序十:檢查3.4加工設(shè)備及工藝裝備的選用 機床和工藝裝備的選擇應(yīng)在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下,與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng),并應(yīng)優(yōu)先考慮采用標準化的工藝裝備和充分利用現(xiàn)有條件,以降低生產(chǎn)準備費用。 撥叉的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),可以選用高效的專用設(shè)備和組合機床,也可選用通用設(shè)備,所選用的夾具均為專用夾具。根據(jù)工藝課程設(shè)計第三章金屬切削機床的技術(shù)參數(shù)和第四章機械加工工藝裝備,各工序加工設(shè)備及工藝裝備選用如下表:工序號工 序 內(nèi) 容加工設(shè)備工藝裝備01鑄造毛坯02粗、精銑20 mm、50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 umXA5032立式銑床W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀03以20 mm的下表面為精基準,粗、精銑20 mm、50 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,20 mm的上、下表面尺寸為30mm,50 mm的上、下表面尺寸為12mmXA5032立式銑床W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀04以20 mm 的下表面為精基準,鉆、擴、鉸、精鉸2 0 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um,垂直度誤差不超過0.05 mmZ535型立式鉆床高速鋼麻花鉆頭高速鋼擴孔鉆頭高速鋼鉸刀05以20 mm 的下表面為精基準,粗、半精鏜50 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 umT616鏜床YG6的硬質(zhì)合金刀06銑斷XA6132銑床高速鋼細齒圓鋸片刀07以20 mm的孔為精基準,鉆8 mm的錐孔的一半4 mm,裝配時鉆鉸Z525立式鉆床高速鋼麻花鉆08以20 mm的孔為精基準,鉆5 mm的孔,攻M6的螺紋Z525立式鉆床高速鋼麻花鉆09以20 mm的孔為精基準,銑缺口,保證其粗糙度為12.5 umXA5032立式銑床W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀10檢查3.5加工余量、工序尺寸和公差的確定1.20內(nèi)孔精度要求IT7參照機械制造工藝設(shè)計簡明手冊(以下簡稱工藝手冊)表2.3-8確定工序尺寸及余量為: 鉆孔: 18 擴孔: 19.8 2Z=1.8mm 半精絞: 19.94 2Z=0.14mm 精絞: 202.內(nèi)孔50 毛坯為鑄孔,內(nèi)孔精度要求IT12表面粗糙度為Ra3.6,參照工藝手冊表2.3-10確定工序尺寸及余量為: 一次 粗鏜45 二次 粗鏜48 2Z=3 三次 半精鏜49.7 2Z=1.7 四次 精鏜50 2Z=0.3 3.6切削用量的計算2.5.1 工序二:粗、精銑孔20mm、50mm的下表面(1) 加工條件工件材料:HT200。b=0.16GPa HBS=190210,鑄件機床:XA5032立式銑床刀具;W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀,牌號為YG6,由切削用量簡明手冊后稱切削手冊表3.1查得銑削寬度ae=60mm,深度ap Pcc,故校驗合格。最終確定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/zf)計算基本工時 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=12mm,所以L=l+y+=32+12=44mm 故 =44/600=0.073min2)粗銑50mm的下表面 a)銑削50mm的下表面與銑削20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/zb)計算基本工時 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=0所以L=l+y+=72mm 故 =72/600=0.12min3)精銑孔20mm的下表面 a) 切削深度 因切削用量較小,故可以選擇ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齒進給量:由切削手冊表3.30可知機床的功為7.5KW,查切削手冊表3.5可得f=0.50.7mm/r,由于是對稱銑,選較小量f=0.7mm/r c)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7,后刀面最大磨損為(1.01.5)mm 查切削手冊表3.8, 壽命T=180mind)計算切削速度 按切削手冊表3.27中的公式: 也可以由表3.16查得=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根據(jù)XA5032銑床參數(shù),選 n=475r/min vf =375mm/min , 則實際的切削速度為 所以=119.3m/min,實際進給量 所以=0.08mm/ze)校驗機床功率 查切削手冊表3.24,Pcc=1.1KW,而機床所提供的功率Pcm為1.7KW,所以Pcm Pcc,故校驗合格。最終確定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/minf)計算基本工時 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=80mm, 所以L=l+y+=32+80=112mm 故 =112/375=0.3min 2)精銑50mm的下表面 a)銑削50mm的下表面與銑削20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/mb)計算基本工時 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=80mm所以L=l+y+=72+80=152mm故 =152/375=0.405min2.5.2 工序三:粗、精銑孔20mm、50mm的上表面 本工序的切削用量及基本工時與工序一中的粗、精銑孔20mm、50mm的下表面相同。2.5.3 工序四:鉆、擴、鉸、精鉸20mm的孔(一) 鉆18mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=18mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷卻 機床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼麻花鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭,其直徑do=18mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.1及表2.2 選修磨橫刃,=28o o=10o 2=118o 21=70o b=3.5mm b=2mm l=4mm(2) 切削用量 1) 決定進給量fa)、按加工要求決定進給量 根據(jù)切削手冊表2.7,當(dāng)鑄鐵的強度b200HBS do=18mm時,f=0.700.86mm/r 由于L/d=30/18=1.673,故取修正系數(shù)K=1所以 f=(0.700.86)x1=(0.700.86)mm/rb) 按鉆頭強度決定進給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=18mm,鉆頭強度允許的進給量f=1.6mm/rc)按機床進給機構(gòu)強度決定進給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)b210MPa,do20.5mm,機床進給機構(gòu)允許的軸向力為11760N(Z535鉆床允許的軸向力為15696N(見工藝設(shè)計手冊表4.2-14)時,進給量為1.5mm/r。從以上三個進給量比較可以看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為f=0.700.86mm/r,根據(jù)Z535鉆床說明書,選f=0.80mm/r(見工藝設(shè)計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當(dāng)f=0.80mm/r do=21mm時,軸向力Ff=7260N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=7260N 根據(jù)Z535鉆床說明書,機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力為Fmax=15696N,由于FfFmax,故f=0.80mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do=18 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.80mm/r時,雙修磨橫刃的鉆頭,do=18 mm時,Vt=17m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min 所以=255r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=275r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=0.8mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=0.9mm/r vc=17.4m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.80mm/r n=nc=275r/min vc=14.4m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=9mm故 =0.18min(二) 擴19.8mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷卻 機床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼擴孔鉆頭 選擇高速鋼擴孔鉆頭,其直徑do=19.8mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.5 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 決定進給量fa)、按加工要求決定進給量 根據(jù)切削手冊表2.10,當(dāng)鑄鐵的強度 b200HBS do=19.8mm時,f=(0.91.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因擴孔之后還須鉸孔 ,故取修正系數(shù)K=0.7所以 f=(0.91.1)x0.7=(0.630.77)mm/rb) 按鉆頭強度決定進給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=19.8mm,鉆頭強度允許的進給量f=1.75mm/rc)按機床進給機構(gòu)強度決定進給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)b210MPa,do20.5mm,機床進給機構(gòu)允許的軸向力為11760N(Z535鉆床允許的軸向力為15696N(見工藝設(shè)計手冊表4.2-14)時,進給量為1.5mm/r。從以上三個進給量比較可以看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為f=(0.630.77)mm/r,根據(jù)Z535鉆床說明書,選f=0.64mm/r(見工藝設(shè)計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當(dāng)f=0.64mm/r do=21mm時,軸向力Ff=6080N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=6080N 根據(jù)Z535鉆床說明書,機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力為Fmax=15696N,由于FfFmax,故f=0.64mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do=19.8 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.60.9)mm,壽命T=30min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式: 可知f=0.64mm/r時, do=19.8 mm時,Vt=27m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=27x1.0x1.0x1.0x0.85=23m/min =370r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=375r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=0.8mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=0.75mm/r vc=20m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.64mm/r n=nc=375r/min vc=23m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.13min(三) 粗鉸19.94mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔 機床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀,其直徑do=19.94mm,鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.6 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 決定進給量f 根據(jù)切削手冊表2.11,當(dāng)鑄鐵的強度 b170HBS do=19.94mm時,f=(1.02.0)mm/r,又由于粗鉸之后還要精鉸,所以應(yīng)該選最大的進給量 即 f=2.0mm/r2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do=20 mm時,鉸刀后刀面最大磨鈍量取為(0.40.6)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式 可知,vc=7.7m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=7.7x1.0x1.0x1.0x0.85=6.55mm/min 所以=105r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=2.0mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=2.0mm/r vc=10m/min時 Pc=1.7KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=2.0mm/r n=nc=140r/min vc=6.55m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.14min(四) 精鉸20mm的孔(1)加工條件 工藝要求:孔徑d=19.94mm, 孔深l=30mm,通孔,精度等級為IT7 機床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼鉸刀 選擇高速鋼鉸刀,其直徑do=20mm:鉆頭幾何形狀為:由切削手冊表2.6 ro=0 ao=7o a1=18o(2)切削用量1) 決定進給量f 根據(jù)切削手冊表2.11,當(dāng)鑄鐵的強度 b170HBS do=20mm,加工精度要求為H7精度時,f=(1.02.0)mm/r,由于這是粗鉸之后的精鉸,所以應(yīng)該選中等的進給量 即 f=1.5mm/r2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do=20 mm時,鉸刀后刀面最大磨鈍量取為(0.40.6)mm,壽命T=60min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.30中的公式 可知,vc=9.64m/min切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=9.64x1.0x1.0x0.85 x1.0=8.2m/min 所以=131r/min根據(jù)Z535鉆床說明書,可考慮選擇nc=140r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=1.6m do=21 mm 時 Mt=125.6Nm扭矩的修正系數(shù)均為1.0,故Mc=125.6 Nm 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=20mm f=1.5mm/r vc=10m/min時 Pc=1.5KW根據(jù)Z535鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=1.5mm/r n=nc=140r/min vc=8.2m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=10mm故 =0.19min2.5.4 工序五:粗、精鏜50 mm的孔(1) 粗鏜48mm孔 1)加工條件 工藝要求:孔徑d=44mm的孔加工成d=48mm,通孔 機床 :T616鏜床 刀具:YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀,且直徑為20mm的圓形鏜刀(2)切削用量a) 確定切削深度ap ap=2mmb) 確定進給量f根據(jù)切削手冊表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵,鏜刀直徑為20mm, ap=2mm, 孔徑d=50mm,鏜刀伸長長度l=100mm時 f=0.400.60mm/r 按T616機床進給量(工藝設(shè)計手冊表4.2-21)選f=0.58mm/rc) 確定切削速度 v按 切削手冊表1.27和表1.28 其中:cv=158 xv=0.15 yv=0.40 m=0.20 T=60minKTv=1.0 Kmv=1.0 Ksv=0.8 Ktv=1.0K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0x1.0x0.8x1.0=0.8所以 =62.4m/min =414r/min又按T616機床上的轉(zhuǎn)速 選n=370r/mind) 確定粗鏜48mm孔的基本時間選鏜刀的主偏角xr=45o 則 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又f=0.58mm/r n=370r/min i=1 所以=0.09min(2)半精鏜50mm的孔1)加工條件 工藝要求:孔徑d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔 機床 :T616鏜床 刀具:YG6的硬質(zhì)合金刀 刀具為YG6的硬質(zhì)合金刀,且直徑為20mm的圓形鏜刀2)切削用量e) 確定切削深度ap ap=1mmf) 確定進給量f根據(jù)切削手冊表1.5 當(dāng)粗鏜鑄鐵,鏜刀直徑為20mm, ap=2mm, 孔徑d=50mm,鏜刀伸長長度l3,故取修正系數(shù)K=0.8所以 f=(0.180.22)x0.8=(0.1440.176) mm/r b) 按鉆頭強度決定進給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=4.3mm,鉆頭強度允許的進給量f=0.5mm/r c)按機床進給機構(gòu)強度決定進給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)b210MPa,do10.2mm,機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8330N(Z525鉆床允許的軸向力為8830N(見工藝設(shè)計手冊表4.2-14)時,進給量為1.63mm/r。從以上三個進給量比較可以看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為f=(0.1440.176) mm/r,根據(jù)Z525鉆床說明書,選f=0.17mm/r(見工藝設(shè)計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當(dāng)f=0.17mm/r do=12mm時,軸向力Ff=1230N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=1230N 根據(jù)Z525鉆床說明書,機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力為Fmax=8330N,由于FfFmax,故f=0.17mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do= 6 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.20mm/r時,標準鉆頭,do=4 mm時,Vt=20m/min 切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=20x1.0x1.0x1.0x0.85=17m/min 所以=1354r/min根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=1360r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=0.17mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=17.4m/min時 Pc=0.8KW根據(jù)Z525鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.17mm/r n=nc=1360r/min vc=17m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=2.5mm故 =0.15min 2.5.7 工序八:鉆5mm的孔,攻螺紋M6 (1)加工條件 工藝要求;孔徑do=5mm ,孔深l=6mm, 通孔 機床;Z525立式鉆床刀具: 高速鋼麻花鉆選擇的高速鋼麻花鉆的直徑為do=5mm鉆頭的幾何形狀為(由切削手冊表2.7可知鑄鐵的強度頭幾何形狀為:由切削手冊表2.1及表2.2 選=30o o=16o 2=118o 21=70o (2)切削用量1) 決定進給量fa)、按加工要求決定進給量 根據(jù)切削手冊表2.7,當(dāng)鑄鐵的強度 b200HBS do=5mm時,f=0.270.33mm/r 由于L/d=6/5=1.23,故取修正系數(shù)K=1所以 f=(0.270.33)x1=(0.270.33) mm/r b) 按鉆頭強度決定進給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)b=190MPa,do=5.4mm,鉆頭強度允許的進給量f=0.6mm/r c)按機床進給機構(gòu)強度決定進給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)b210MPa,do10.2mm,機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8330N(Z525鉆床允許的軸向力為8830N(見工藝設(shè)計手冊表4.2-14)時,進給量為1.63mm/r。從以上三個進給量比較可以看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為f=(0.270.33) mm/r,根據(jù)Z525鉆床說明書,選f=0.28mm/r(見工藝設(shè)計手冊表4.2-16),又由切削手冊表2.19可以查出鉆孔時的軸向力,當(dāng)f=0.33mm/r do=12mm時,軸向力Ff=2110N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=2110N 根據(jù)Z525鉆床說明書,機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力為Fmax=8330N,由于FfFmax,故f=0.28mm/r可以用。2)決定鉆頭的磨鈍標準及壽命 由切削手冊表2.12,當(dāng)do= 6 mm時,鉆頭后刀面最大磨鈍量取為(0.50.8)mm,壽命T=20min 3)決定切削速度 由切削手冊表2.15可知f=0.30mm/r時,標準鉆頭,do=5 mm時,Vt=16m/min 切削速度的修正系數(shù)由切削手冊表2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=16x1.0x1.0x1.0x0.85=13.6m/min 所以=866r/min根據(jù)Z525鉆床說明書,可考慮選擇nc=960r/min(見工藝設(shè)計手冊表4.2-15)4)檢驗機床扭轉(zhuǎn)及功率 根據(jù)切削手冊表2.21,當(dāng)f=0.33mm/r,do Mc 又根據(jù)切削手冊表2.23,當(dāng)b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=15.1m/min時 Pc=1.0KW根據(jù)Z525鉆床說明書, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。即 f=0.28mm/r n=nc=960r/min vc=13.6m/min(3)計算基本工時 L=l+y+ 由切削手冊表2.29查得y+=2.5mm故 =0.03min(2)攻M6的螺紋 由工藝設(shè)計手冊表6.2-14可知 其中:l1=(13)p l2=(23)p公式中的no為絲錐或工件回程的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min); i為使用絲錐的數(shù)量;n 為絲錐或工件每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r/min);d為螺紋大徑;f為工件每轉(zhuǎn)進給量 等于工件螺紋的螺距p 由上述條件及相關(guān)資料有; f=p=1mm/r d=6mm n=680r/minno=680r/min i=1 所以(1) 切削速度 所以=10.7m/min(2) 基本工時=0.03min 2.5.8 工序九:銑缺口(1)加工條件工件尺寸:長為25mm, 寬為10mm機床:XA5032立式銑床刀具;W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀,牌號為YG6,由切削用量簡明手冊后稱切削手冊表3.1查得銑削寬度ae=90mm,深度ap=6mm,齒數(shù)Z=10時,取刀具直徑do=100mm。又由切削手冊表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角ao=8o,刀齒斜角s=-10o,主刃Kr=60o,過渡刃Kr=30o,副刃Kr=5o,過渡刃寬b=1mm(2)切削用量 a)切削深度 因切削用量較小,故可以選擇ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進給量:由切削手冊表3.30可知機床的功為7.5KW,查切削手冊表3.5可得f=0.140.24mm/z,由于是對稱銑,選較小量f=0.14mm/zc)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7,后刀面最大磨損為(1.01.5)mm 查切削手冊表3.8, 壽命T=180mind)計算切削速度 按切削手冊表3.27中的公式 也可以由表3.16查得=77m/min nt=245r/min vft =385m/min 各修正系數(shù)為:Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77x1.0x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0x0.8=308mm/min又根據(jù)XA5032銑床參數(shù),選 n=235r/min vf =375mm/s,則實際的切削速度為: 所以=73.8m/min,實際進給量為: 所以=0.16mm/ze)校驗機床功率 查切削手冊表3.24, 當(dāng)b=(174207)MPa ae=70mm ap=6mm do=100mm Z=10 vfc=385mm/min 近似為 Pcc=4.6KW根據(jù)XA5032型立銑說明書(切削手冊表3.30),機床主軸允許的功率為Pcm=7.5x0.75=5.63KW故 PccPcm 因此選擇的切削用量可以采用 即 ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=73.8m/min fz=0.14mm/zf)計算基本工時 公式中: L=l+y+;根據(jù)切削手冊表3.26,可得 l+=0mm, 所以L=l+y+=25mm 故 =25/375=0.07min 四、夾具設(shè)計4.1問題的提出 經(jīng)過與小組成員協(xié)商,決定設(shè)計第七道工序以20下端面和零件中線為基準,鉆孔,保證垂直精度誤差不超過0.05mm,孔精度達IT7。本夾具將用于Z525立式鉆床,鉆頭選用高速鋼麻花鉆。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)計鉆2-錐銷孔。4.2夾具設(shè)計4.2.1定位基準的選擇 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.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,現(xiàn)決定采用兩把麻花鉆同時加工出兩個8mm的通孔.4.2.2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面.因此,無須再對切削力進行計算.查表4得切削力計算公式:式中,f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夾緊力,查表5得,安全系數(shù)K=式中為各種因素的安全系數(shù),查表得:K=1.872,當(dāng)計算K2.5時,取K=2.5孔軸部分由M12螺母鎖緊,查表得夾緊力為12360N=30900N由上計算得,因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。4.2.3定位誤差分析零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為68mm.采用自動對中具后,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板的水平力,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。4.3導(dǎo)向裝置設(shè)計2-8孔加工需鉆孔和鉸孔,因為鉆孔后還要鉸孔。故選用快換鉆套(其結(jié)構(gòu)如下圖所示)。根據(jù)工藝要求:即用8的麻花鉆鉆孔。查機床夾具標準件可知8相配的快換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下:具體的尺寸如下因為可換鉆套和鉆模板是間隙配合,加工的時間可換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上,以防止加工的時間工件的旋轉(zhuǎn),由上圖可知與7.8快換鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸6查機床夾具標準件可知,M6可換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下具體的尺寸如下4.4夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述,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。夾具的夾緊力不大,故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋卡緊機構(gòu)。夾具上設(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。本道工序為鉆床夾具選擇由心軸、圓墊圈、螺母組成夾緊機構(gòu)夾緊工件。本工序為鉆削余量小,鉆削力小,所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。5、設(shè)計體會經(jīng)過一段時間的機械制造工藝學(xué)的課程設(shè)計,我從中學(xué)到了許多,平時我們都是在課堂上聽老師講。故也有一些基礎(chǔ)的理論知識,但卻缺乏實踐設(shè)計的經(jīng)驗。紙上談兵,并不會使我們真正掌握所要學(xué)習(xí)的專業(yè)知識。課程設(shè)計,便是一次重要的練兵機會。理論結(jié)合實踐,使得我們可以更加深刻的理解,運用,最終掌握要求的專業(yè)技能。課程設(shè)計的過程是枯燥的,乏味的,甚至是痛苦的。但是所有的苦難都在
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