CA6140車床831007撥叉的鏜Ф55孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備【含4張CAD圖+說明書】,含4張CAD圖+說明書,ca6140,車床,55,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,設(shè)備,cad,說明書,仿單 機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備 設(shè)計(jì)者 董超 指導(dǎo)教師 敖曉春 哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系 2006年9月11日 哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 機(jī)械自造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目：制定CA6140C車床撥叉的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆22mm孔的鉆床夾具 設(shè)計(jì)要求：中批量生產(chǎn) 手動(dòng)夾緊 通用工藝裝備 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2006.9.11~2006.9.29 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、熟悉零件圖； 2、繪制零件圖（一張）； 3、繪制毛坯圖（一張）； 4、編寫工藝過程卡片和工序卡片（各一張）； 5、繪制夾具總裝圖； 6、繪制夾具零件圖； 7、說明書 班 級(jí)：機(jī) 械 03-1 班 學(xué) 生： 董 超 指導(dǎo)教師： 敖 曉 春 系 主 任： 2006年09月11日 目錄 目錄 3 序言 3 一、零件的分析 4 零件的作用 4 零件的工藝分析 4 二 . 確定生產(chǎn)類型 4 三 .確定毛坯 4 四.工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 (一)選擇定位基準(zhǔn)： 5 （二）制定工藝路線 5 （三）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 5 (四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及工時(shí)的確定 6 五、 夾具設(shè)計(jì) 9 (一)問題的提出 9 (二)夾具設(shè)計(jì) 9 3.定位誤差分析 10 4鉆床夾具的裝配圖見附圖 10 參考文獻(xiàn)： 10 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，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，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)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)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車床的撥叉。它位于車床變速機(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φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ55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(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。 （二） 零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)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： 1. 小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔 2. 大頭半圓孔 3. 撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。 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(jìn)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(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)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 初步確定工藝安排為：。中批量生產(chǎn) 手動(dòng)夾緊 通用工藝裝備 三 確定毛坯 1 確定毛坯種類：零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》324頁(yè)表15-5選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)。 2 確定鑄件加工余量及形狀： 《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》325頁(yè)表15-7，選用加工余量為MA-G級(jí)，并查表15-8確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)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(jiǎn)圖 加工面代號(hào) 基本尺寸 加工余量等級(jí) 加工余量 說明 D1 22mm G 3.02 孔降一級(jí)雙側(cè)加工 D2 55mm G 3.02 孔降一級(jí)雙側(cè)加工 T2 75mm 6.5 單側(cè)加工 T3 58mm G 2.5 單側(cè)加工 T4 75mm 6.5 單側(cè)加工 3繪制鑄件零件圖： 四工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一)選擇定位基準(zhǔn)： 1 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。 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(gè)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(dá)到的經(jīng)濟(jì)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(jī)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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》346頁(yè)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) 工序 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 010 粗銑兩端小頭孔上端面 T1及小頭孔外圓 100 半精鏜中間孔 T1及小頭孔外圓 020 粗銑中間孔上端面 T1及小頭孔外圓 110 鉆2-錐銷孔、螺紋孔、功螺紋 T1及小頭孔 030 粗銑中間孔下端面 T3及小頭孔外圓 120 銑斷 T1、D1 040 精銑兩端小頭孔上端面 T1及小頭孔外圓 130 去毛刺 050 精銑中間孔上端面 T1及小頭孔外圓 140 檢查 060 精銑中間孔下端面 T3及小頭孔外圓 150 若某道工序有誤返工 070 擴(kuò)兩端小頭孔 T1及小頭孔外圓 080 精鉸兩端小頭孔 T1及小頭孔外圓 090 擴(kuò)中間孔 T1及小頭孔外圓 （三）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 1 機(jī)床的選擇： 工序010～060均為銑平面，可采用X6140臥式銑床。 工序070～080采用鉆床。 工序090～100采用鏜床。 工序110采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。 工序120采用銑斷機(jī)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：在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。 4選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。 5其他：對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)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(jī)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(gè)加工工序的加工余量如下： 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級(jí) 工序尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 （D2） 鑄件 6 CT9 擴(kuò)孔 5.8 IT12 6.3 2.0 6.25 半精鏜 0.2 IT10 3.2 0.05 0.25 擴(kuò)孔 5.84 IT12 6.3 2.0 6.25 精鉸孔 0.06 IT7 1.6 0.05 0.25 2 平面工序尺寸： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 加工余量 基本尺寸 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸偏差 工序余量 最小 最大 鑄件 2.5 CT9 010 粗銑兩端小頭孔上端面 2 58.5 12 1.60 3.60 020 粗銑中間孔上端面 6 27 12 1.65 6.5 030 粗銑中間孔下端面 6 21 12 1.75 6.5 040 精銑兩端小頭孔上端面 0.5 58 11 0. 35 1.16 050 精銑中間孔上端面 0.5 20.5 10 0.47 1.12 060 精銑中間孔下端面 0.5 20 10 0.47 1.12 3確定切削用量及時(shí)間定額： 工序010 以T1為粗基準(zhǔn)，粗銑φ22孔上端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗銑φ22孔上端面。 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)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(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°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬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=1.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 2）計(jì)算切削速度 按《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，V c= 算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA6140銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)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。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序020和工序030 以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)φ55孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：精銑φ55上端面。 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)《簡(jiǎn)明手冊(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°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬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=1.0mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)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(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序070和080以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、精鉸φ22孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,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=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長(zhǎng)度bε=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切》 所以， 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)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(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.5～０.８mm，壽命． ?。?）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 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： 精鉸： 工序090和100 T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、半精鏜φ55孔。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長(zhǎng)度bε=11mm,橫刀長(zhǎng)b=5mm,弧面長(zhǎng)l=9mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量沒 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)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(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.8～1.2mm，壽命 擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.9～１.４mm，壽命 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為０.６～０.９mm，壽命 （3）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下： 擴(kuò)鉆： 半精鉸： ３.計(jì)算工時(shí) 所有工步工時(shí)相同。 三、 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序5. 粗鏜半精鏜中間孔。 （一） 任務(wù)的提出 本夾具主要用來鏜削中間孔，使之成為下一道工序的基準(zhǔn)，由于是中批量生產(chǎn)，因此要保證加工的精度，所以，本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)該考慮如何提高精度，在此基礎(chǔ) 上在一定程度上提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 （二）定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）定位基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特性，結(jié)合工件加工精度要求和便于裝夾的原則等因素，工件采用1個(gè)平面1個(gè)短圓柱銷1個(gè)擋銷定位。1個(gè)平面限制3個(gè)自由度，1個(gè)短圓柱銷限制2個(gè)自由度一個(gè)擋銷限制1個(gè)自由度。 2）定位元件及裝置的設(shè)計(jì)： 定位元件采用一面兩銷定位機(jī)構(gòu) （三）夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 夾緊方案的確定 由于是中批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)夾緊，一端用螺栓 夾緊，一端用移動(dòng)壓板夾緊。 夾緊力大小的分析計(jì)算： 鏜削力計(jì)算： 由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》查的切削力公式: 由表查的 =900 xFz=1.0 yFz=0.75 nFz=0 =530 xFy=0.9 yFy=0.75 nFy=0 =450 xFx=1.0 yFx=0.4 nFx=0 KFz=KFx=KFy=1 經(jīng)計(jì)算得： Fz=635N Fy=361N Fx=168N 因?yàn)镕x的力的方向垂直于夾具體，且較小，所以不予考慮。 計(jì)算Fz與Fy的合力F=730N 在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)， 安全系數(shù) 其中，為基本安全系數(shù)1.2； 為加工性質(zhì)系數(shù)為1.3； 為刀具鈍化系數(shù)為1.2； 為斷續(xù)切削系數(shù)為1.3。 =1 所以，K=2.0 所以F1=1460N 這個(gè)力主要靠摩擦抵消，所以FqF1(f1+f2) f 1=f2=0.25 得Fq2920N 每個(gè)夾緊裝置提供的夾緊力為 Q1460N 得所需的夾緊力最小為1460N. 計(jì)算夾緊螺栓直徑: d1 F0=1.2Q 得d1 6.3mm 所以選用M10的螺栓，強(qiáng)度足夠。 （四）定位誤差分析： 計(jì)算要加工孔軸線與已經(jīng)鉆好的孔的軸線的最大的平行度的誤差max=0.021-(-0.2)=0.221mm。 （五）夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明 如前述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，采用了快換裝置。拆卸時(shí)，松開兩邊夾緊螺母，移動(dòng)壓板實(shí)現(xiàn)工件快換。 鏜床夾具裝配圖見附圖 參考文獻(xiàn): 趙家奇編,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書—2版.---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10. 李云主編,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè).-- 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8 孟少農(nóng)主編,機(jī)械加工工藝手冊(cè).---2---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9 。 15