CA6140車床撥叉831007的加工工藝裝備及鉆Ф22孔夾具設(shè)計(jì)【含4張CAD圖+說(shuō)明書】,含4張CAD圖+說(shuō)明書,ca6140,車床,加工,工藝,裝備,設(shè)備,22,夾具,設(shè)計(jì),cad,說(shuō)明書,仿單 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，下方的φ55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)。 （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(méi)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Q=5000件/年，零件的質(zhì)量m=1.0件/臺(tái)， 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%.代入公式(1-1)得 N=5000件/年1件/臺(tái)(1+3%)(1+0.5%)=5152.5件/年 拔叉重量為1.0kg,由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》(本說(shuō)明書中除特殊說(shuō)明外,其余查表均由此指導(dǎo)教程查得)表1-3知,拔叉屬輕型零件;由表1-4知,該拔叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn).所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)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。 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(guò)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。由表2-1選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT12級(jí)。 2 確定鑄件加工余量及形狀： 由表2-5，選用加工余量為MA-G級(jí)，并查24頁(yè)表2-4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： 3繪制鑄件零件圖(見(jiàn)附圖) 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：以零件的兩個(gè)小頭孔外圓表面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以小頭孔的底面為輔助粗基準(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，以兩個(gè)小頭孔外圓柱表面為主要的定位精基準(zhǔn)，以加工后的小頭孔的上端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(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,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。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機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片。 （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X51立式銑床。 工序070～110采用搖臂鉆床。 工序120采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。 工序130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7 、8加工工序鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸φ22加工余量工序尺寸及公差如下： 由2-28可查得精鉸余量Z精鉸=0.06mm 粗鉸余量Z粗鉸=0.14mm 擴(kuò)孔余量Z擴(kuò)孔=1.8mm 鉆孔余量Z鉆=20mm 查表1-20可依次確定各工序的加工精度等級(jí)為,精鉸:IT7; 粗鉸:IT10; 擴(kuò)孔:IT11; 鉆孔:IT12. 根據(jù)上述結(jié)果,再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步公差值分別為,精鉸:0.021mm; 粗鉸:0.058mm; 擴(kuò)孔:0.075mm; 鉆孔:0.15mm 綜上所述,該工序各工步的工序尺寸及公差分別為,精鉸: φ2200.021mm; 粗鉸φ21.9400.058mm; 擴(kuò)孔:φ21.800.075mm; 鉆孔: φ2000.15mm. 2 平面工序尺寸： 1.1粗銑兩小頭孔上端面，加工余量為1.2mm，基本尺寸為，經(jīng)濟(jì)精度為CT12級(jí)。 1.2粗銑中間孔上端面，加工余量為4mm，基本尺寸為 mm，經(jīng)濟(jì)精度為CT12級(jí)。 1.3粗銑中間孔下端面，加工余量為4mm，基本尺寸為 mm，經(jīng)濟(jì)精度為CT12級(jí)。 1.4精銑小頭孔上端面，加工余量為0.5mm，基本尺寸為50mm，經(jīng)濟(jì)精度為CT11級(jí)。 1.5精銑中間孔上端面，加工余量為1mm，基本尺寸為 mm，經(jīng)濟(jì)精度為CT10級(jí)。 1.6精銑中間孔下端面，加工余量為1mm，基本尺寸為 mm，經(jīng)濟(jì)精度為CT10級(jí)。 （五）確定切削用量，切削速度和時(shí)間定額： 1工序1以小頭孔外圓表面為粗基準(zhǔn)，粗銑φ22孔上端面。 1.1 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：X51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)《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。 1.2 切削用量 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.2mm， 一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度，按《教程》表5-7查得fz=0.2mm。 1.3計(jì)算切削速度 按《教程》表5-9，然后根據(jù)d/Z=80/10選取，VC=40m/min,再由公 式 算得 n＝159.24r/min,查《教程》表4-15得機(jī)床x51的轉(zhuǎn)速 為n=160r/min,因此由公式算得實(shí)際切削速度Vc=40.2mm/s。 1.4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=1.2mm，n=160r/min, V c=40.2m/min，f z=0.2mm/z。 1.5計(jì)算基本工時(shí) 根據(jù)《教程》表5-43查得對(duì)稱銑tj＝l+l1+l2/fmz ，由于kr< , L2=2mm,解得tj=0.15min 輔助時(shí)間：ta=(0.15~0.2)tj=0.3min 2工序2 以小頭孔外圓表面為基準(zhǔn)粗銑φ55孔上下端面。 2.1 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗銑φ55上端面。 機(jī)床：X51立式銑床。 刀具：直柄立式銑刀，按《教程》62頁(yè)表3-15查得，取d=71mm,d1=63mm,中齒z=8。 2.2 切削用量 2.2.1 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=4mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 2.2.2每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》f=0.2mm/z。 2.3查后刀面壽命 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min 2.4計(jì)算切削速度 按《教程》表5-9選取Vc=40m/min，根據(jù)公式 ，算得n=181.98r/min,查《教程》表4-15取n=210r/min,在由公式 算得實(shí)際切削速度Vc＝46.8m/min 2.5計(jì)算基本工時(shí) 根據(jù)《教程》表5-43查得對(duì)稱銑tj＝l+l1+l2/fmz ，由于kr< , L2=2mm,解得tj=0.20min 輔助時(shí)間：ta=(0.15~0.2)tj=0.4min 4工序4以小頭孔外圓表面為基準(zhǔn)半精銑φ55孔上下端面。 4.1 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗銑φ55上端面。 機(jī)床：X51立式銑床。 刀具：直柄立式銑刀， 按《教程》62頁(yè)表3-15查得，取d=71mm,d1=63mm,中齒z=8。 4.2切削用量 按機(jī)床功率kw5~10， 工件-夾具系統(tǒng)剛度為中等時(shí)，按《教程》表5-7查得fz=0.12mm。 4.3計(jì)算切削速度 按《教程》表5-9選取Vc=49m/min，根據(jù)公式 ，算得 n=219.8r/min,查《教程》表4-15取n=210r/min,在由公式 算得實(shí)際切削速度Vc＝46.8m/min。 4.4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n=210r/min, V c=46.8m/min，f z=0.12mm/z。 4.5計(jì)算基本工時(shí) tm＝L+l1/ fn=(4+1)/0.12*210=0.20min。 輔助時(shí)間：ta=(0.15~0.2)tj=0.4min 5.工序070和080以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸φ22孔，保證垂直度誤差不超過(guò)0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。.采用立式鉆床525型號(hào) 5.1鉆孔工步 (1)刀具:采用莫氏錐柄麻花鉆(20GB/T1438.1-1996) (2)背吃刀量的確定 取a p=20mm (3)進(jìn)給量的確定 由表5-22,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.25mm/r (4)切削速度的計(jì)算 由表5-22,按工件材料為鑄鐵的條件選取,切削速度v取18m/min. 由公式(5-1)n=1000v/d=100018/(3.1422)=286.6r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=272r/min.代入(5-1),求出實(shí)際鉆削速度v=nd/1000=2723.1420/1000=17m/min (5)時(shí)間定額計(jì)算 根據(jù)表5-41,鉆孔的基本時(shí)間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得.式中l(wèi)=50mm, l2=1mm;l1=Dcotkr/2+(1~2)=20mm/2cot54.0+1mm=11.7mm,f=0.25mm/r,n=272r/min.將以上結(jié)果代入公式,得該工序基本時(shí)間tj=(50mm+11.7mm+1mm)/(0.25mm/r272r/min=0.92min=55.3s (6)輔助時(shí)間tf的計(jì)算 由輔助時(shí)間與基本時(shí)間的關(guān)系為ta=(0.15~0.2) tj得鉆孔工步的輔助時(shí)間 tf=0.1555.3=8.30s 5.2擴(kuò)孔工步 (1)刀具:采用莫氏錐柄擴(kuò)孔鉆(B/T1141-1984) (2)背吃刀量的確定 取ap=1.8mm (3)進(jìn)給量的確定 由表4-10,選取f=1.1mm/r. (4)切削速度的計(jì)算 由表5-22,按工件材料為鑄鐵的條件選取,切削速度v取4m/min. 由公式(5-1)n=1000v/d=10004/(3.1421.8)=58.43r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=97r/min.代入(5-1),求出實(shí)際鉆削速度v=nd/1000=2723.1421.8/1000=6.64m/min (5)時(shí)間定額計(jì)算 由D=21.8mm l=50mm l2=3mm得 l1=(D-d)cotkr+(1~2)=(21.8-20)/2cot54.0+1=1.6mm=30.7s (6)輔助時(shí)間tf的計(jì)算 由輔助時(shí)間與基本時(shí)間的關(guān)系為ta=(0.15~0.2) tj得鉆孔工步的輔助時(shí)間 tf=0.1530.7=4.6s 5.3粗鉸工步 (1)刀具:采用錐柄機(jī)用鉸刀(GB/T1133-1984) (2)背吃刀量的確定 取a p0.14mm (3)進(jìn)給量的確定 由表5-31,選取f=1.0mm/r. (4)切削速度的計(jì)算 由表5-31,取v=4m/min. 由公式(5-1) n=1000v/d=10004/(3.1420)=63.7r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=97r/min.代入(5-1),求出實(shí)際切削速度v= nd/1000=973.1420/1000=6.1m/min (5)時(shí)間定額計(jì)算 根據(jù)表5-41,鉆孔的基本時(shí)間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中l(wèi)1 l2由表5-42按kr=15.0 ap=(D-d)/2=(21.94mm-21.8mm)/2=0.08mm的條件查得l1=0.37mm l2=15mm;而l=50mm f=1.0mm/r n=97r/min 將以上結(jié)果代入公式,得該工序的基本時(shí)間tj=(50mm+0.37mm+15mm)/(1.0mm/r97r/min)=0.67min=40.4s (5)輔助時(shí)間tf的計(jì)算 由輔助時(shí)間與基本時(shí)間的關(guān)系為ta=(0.15~0.2) tj得鉆孔工步的輔助時(shí)間 tf=0.1540.4=6.06s 5.4精鉸工步 (1)刀具:采用錐柄機(jī)用鉸刀(GB/T1133-1984) (2)背吃刀量的確定 取ap=0.06mm (3)進(jìn)給量的確定 由表5-31,選取f=0.8mm/r. (4)切削速度的計(jì)算 由表5-31,取v=6m/min.由公式(5-1) n=1000v/d=10006/(3.1420=95.5r/min, 參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=97r/min.代入(5-1),求出實(shí)際切削速度v= nd/1000=973.1420/1000=6.1m/min (5)時(shí)間定額計(jì)算 根據(jù)表5-42,鉆孔的基本時(shí)間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中l(wèi)1 l2由表5-42按kr=15.0 ap=(D-d)/2=(22mm-21.96mm)/2=0.02mm的條件查得l1=0.19mm l2=13mm;而l=50mm f=0.8mm/r n=97r/min,將以上結(jié)果代入公式,得該工序的基本時(shí)間tj=(50mm+0.19mm+13mm)/(0.8mm/r97r/min)=0.81min=48.8s (6)輔助時(shí)間tf的計(jì)算 由輔助時(shí)間與基本時(shí)間的關(guān)系為ta=(0.15~0.2) tj得鉆孔工步的輔助時(shí)間 tf=0.1548.8=7.32s 五.夾具設(shè)計(jì) 1 夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng),需設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)專用夾具,并設(shè)計(jì)工序070 、080鉆小頭孔22.本夾具將用于組合機(jī)床,刀具為麻花鉆. 2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 (1)確定定位元件 底面對(duì)孔的中心線有一定的垂直度公差要求,因此應(yīng)以底面為主要定位基準(zhǔn),利用小頭孔的外圓表面為輔助定位基準(zhǔn). (2)確定導(dǎo)向裝置 本工序要求對(duì)被加工孔依次進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸等三個(gè)工步加工,最終達(dá)到工序簡(jiǎn)圖上規(guī)定的加工要求,故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件. 快換鉆套查表9-10,得2200.024,鉆套用襯套查表9-11,得34,鉆套螺釘查表9-12,得43,查表9-13,確定鉆套高度H=2.05D=2.0522=45mm,排屑空間h=0.5D=0.522=11mm 3切削力及夾緊力計(jì)算 由于實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)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(gè)V型塊適當(dāng)夾緊后本夾具即可安全工作.因此,無(wú)須再對(duì)切削力進(jìn)行計(jì)算. 4鉆床夾具的裝配圖見(jiàn)附圖 六 總結(jié) 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(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)行的系統(tǒng)性設(shè)計(jì).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，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)了解得更扎實(shí)，也從中鍛煉了自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加工作打下一個(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)。 8