操作手柄的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計,操作,手柄,工藝,規(guī)程,夾具,設(shè)計 課程設(shè)計說明書 目 錄 前言 2 一、零件的分析 2 （一）?零件的作用 2 （二）?零件的工藝分析 2 （三）?確定生產(chǎn)類型 3 二、 工藝規(guī)程設(shè)計 3 (一) 確定毛坯的制造形式 3 （二）基面的選擇 3 （三） 制定工藝路線 3 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 4 （五）確立切削用量及基本工時 6 三、夾具設(shè)計 13 （一） 問題的提出 13 （二） 夾具設(shè)計 13 1． 定位基準(zhǔn)選擇 13 2. 切削力及夾緊力計算 13 3 . 車床夾具的裝配圖見附圖 13 七、參考文獻(xiàn) 14 前言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(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.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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。 ?就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對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，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(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車床的操作手柄。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起操作調(diào)節(jié)作用。 （二）?零件的工藝分析 操作手柄的加工表面，分述如下： 1. 以孔φ9為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ24的外圓，φ18的外圓，以及其上下端面，孔壁上一個M6的螺紋孔。 2. 以φ12為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ10 的孔，螺紋孔端面。槽的內(nèi)表面，φ16的孔。 這兩組表面有一定的位置度要求,即φ10 的孔上下兩個端面與φ12 的孔有垂直度要求。 由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。 （三）?確定生產(chǎn)類型 由老師所提供的《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計》指導(dǎo)書可得，零件的生產(chǎn)規(guī)模為中批生產(chǎn)。 二、 工藝規(guī)程設(shè)計 (一) 確定毛坯的制造形式 零件材料為45號鋼?？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)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。 （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1） 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)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ9孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)。 （2） 精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。以φ24的外圓及孔φ12作為精基準(zhǔn)。 （三） 制定工藝路線 ?制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),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。 其工藝路線如下： 工序一 以φ9內(nèi)表面為定位，粗車φ24外圓表面。 工序二 以φ24外表面為定位，粗車φ18外圓表面及4x45°倒角。 工序三 以φ24外表面及R10外圓表面為定位，粗鏜孔φ12，粗銑尺寸為18的上下兩面、11.5的上下兩面。 工序四 以φ24外表面及18的下表面為定位，半精鏜φ12的孔及兩邊0.5×45°的倒角。 工序五 以孔φ12及φ24外表面為定位，粗鏜φ10及兩邊1×45°倒角，粗銑槽8的內(nèi)表面，鉆槽兩邊R4的半圓槽。 工序六 以φ24外表面及一端面為定位，粗鏜孔φ16 及兩邊0.5×45°倒角 工序七 以φ24外表面及孔φ10為定位，粗銑端面及3×45°倒角，用絲錐攻螺紋M6×1-3的螺紋孔。 工序八 鉗工去毛刺。 工序九 終檢。 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ?操作手柄；零件材料為45號鋼，生產(chǎn)類型中批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 鋼制鑄件的公差按GB6414-86 1：鑄件的尺寸公差CT 查表2.2-3 CT 為8～10，取CT=9 基本尺寸為185，查表2.2-1則尺寸公差為2.8 2：鑄件機(jī)械加工余量（GB/T11351-89） 查表2.2-5可得MA為F級 查表2.2-4可得各尺寸機(jī)械加工余量如下： 零件尺寸 單面加工余量 鑄件尺寸 φ24 2 φ30 Φ18 2 φ24 18 2 24 175 3.5 182 11.5 2.5 16.5 8 1 6 3:鑄造壁的最小厚度 此零件的表面積大致S=24*3.14*80+18*3.14*48+18*3.14*18+13*35=10214.12mm=102.141cm 查表2.2-7可得其最小壁厚為4mm,經(jīng)檢驗合格。 4：圓角半徑 由題中已知可取為R3 由以上可得零件的毛坯圖，見圖1 （五）確立切削用量及基本工時 工序一 粗車φ24外圓表面 1. 加工條件 工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造 加工要求：粗車φ24外圓表面 機(jī)床：臥式車床CA6140 刀具：YW2外圓車刀 2. 切削用量 1）確定背吃刀量ap 粗車單邊余量為2mm，顯然ap=2mm 2）確定進(jìn)給量f 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.74mm/r。由于是粗車，選較大量f=0.7mm/z。 3）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1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4）計算切削速度 按《切削手冊》，V c= 算得 Vc＝89mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)臥式車床CA6140車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*48*475/1000=71.592m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/r。 5) 校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=71.592m/min，f z=0.65mm/r。 6）計算基本工時 tm＝L/ 2*f=80/2*0.65=61.5s 工序二 粗車φ18外圓表面及4x45°倒角 1. 加工條件 工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造 加工要求：粗車φ18外圓表面 機(jī)床：CA6140臥式車床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金刀具 2. 切削用量 1）確定背吃刀量ap 粗車單邊余量為2mm，顯然ap=2mm 2）確定進(jìn)給量f 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.74mm/z。由于是粗車，選較大量f=0.7mm/r。 3）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1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4）計算切削速度 按《切削手冊》，V c= 算得 Vc＝80mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)臥式車床CA6140車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*18*475/1000=26.847m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/r。 5) 校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=26.847m/min，fz=0.65mm/r。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=48/1.3=36.9s 工序三 粗鏜孔φ12，粗銑尺寸為18的上下兩面、11.5的上下兩面 1. 加工條件 工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗鏜孔φ12，粗銑尺寸為18的上下兩面、11.5的上下兩面 機(jī)床：XA6140立式銑床 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）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。W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼鏜刀 2. 銑削切削用量 1） 銑削深度 銑削尺寸為18的上下兩面時因為切削量較小，故可以選擇ap=2.0mm，銑削尺寸為11.5的上下兩面時ap=2.5mm一次走刀即可完成所需長度。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 3） 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1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》，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,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=2.0/2.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 3. 鏜削切削用量 1） 切削深度 ap=1.5mm 2） 確定進(jìn)給量 查表得f=0.2mm/r 3） 計算切削速度 同上 4. 計算基本工時 tm=(32+80)/475+8/0.2/6.17=40s 工序四 以φ24外表面及18的下表面為定位，半精鏜φ12的孔及兩邊0.5×45°的倒角。保證垂直度誤差不超過0.15mm 1. 加工條件 工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：半精鏜φ12的孔及兩邊0.5×45°的倒角。 機(jī)床：XA6140立式銑床 刀具：YT5硬質(zhì)合金、直徑為12mm的圓形鋼鏜刀。90°直柄錐面锪鉆 2. 鏜削切削用量 1） 切削深度 ap=0.5mm 2） 確定進(jìn)給量 查表得f=0.2mm/r 3） 計算切削速度 按《切削手冊》，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,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 4. 計算基本工時 tm=（18+3.5+4）/(0.2*0.67)=40s 工序五 以孔φ12及φ24外表面為定位，粗鏜φ10及兩邊1×45°倒角，粗銑槽8的內(nèi)表面，鉆槽兩邊R4的半圓槽。 1. 加工條件 工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗鏜φ10及兩邊1×45°倒角，粗銑槽8的內(nèi)表面，鉆槽兩邊R4的半圓槽。 機(jī)床：XA6140立式銑床 刀具：YT5硬質(zhì)合金、直徑為10mm的圓形鋼鏜刀,90°直柄錐面锪鉆, 直徑為8的高速鋼麻花鉆鉆頭，W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼銑刀 2. 鏜削切削用量 1） 切削深度 ap=1mm 2） 確定進(jìn)給量 查表得f=0.2mm/r 3） 計算切削速度 按《切削手冊》，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,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 4. 計算基本工時 tm=（18+4）/(0.2*0.67)+20+15=65s 工序六 以φ24外表面及一端面為定位，粗鏜孔φ16 及兩邊0.5×45°倒角 1. 加工條件 工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗鏜孔φ16 。 機(jī)床：臥式車床CA6140 刀具：YT5硬質(zhì)合金、直徑為16mm的圓形鋼鏜刀，90°直柄錐面锪鉆 2. 鏜削切削用量 1） 切削深度 ap=3.5mm 2） 確定進(jìn)給量 查表得f=0.2mm/r 3） 計算切削速度 按《切削手冊》，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,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 4. 計算基本工時 tm＝L/ Vf=(72+9)/375=0.216min 工序七 以φ24外表面及孔φ10為定位，粗銑端面，用絲錐攻螺紋M6×1-3的螺紋孔。 1. 加工條件 工件材料：45#鋼,σb =0.67GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗銑端面，用絲錐攻螺紋M6×1-3的螺紋孔。 機(jī)床：XA6140立式銑床 刀具：YT5硬質(zhì)合金端銑刀，粗牙普通螺紋用絲錐 2. 銑削切削用量 1） 切削深度 ap=3.5mm 2） 確定進(jìn)給量 查表得f=0.2mm/r 3） 計算切削速度 按《切削手冊》，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,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 4. 計算基本工時 tm＝L/ Vf=(72+9)/375=0.235min 三、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(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。并設(shè)計工序—、二，精車外圓。本夾具將用于臥式車床CA6140，刀具為YW2外圓車刀 。 （一） 問題的提出 本夾具主要用來精鉸Φ10H7孔，該孔的表面粗糙度要求較高，達(dá)到了1.6μm。由于本零件的形狀很不規(guī)則，難以用通用的V型塊、圓柱銷等夾具元件，因此需要選擇合適的定位基準(zhǔn)、合適的定位元件才能保證本工序的加工精度。 （二） 夾具設(shè)計 1． 定位基準(zhǔn)選擇 由零件圖可知，Φ24外圓相對于Φ9孔有位置要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇已加工好的Φ9孔為定位基準(zhǔn)。 2. 切削力及夾緊力計算 刀具：YW2外圓車刀 。 由實際加工的經(jīng)驗可知,車外圓時的主要切削力為鉸刀的切削方向,即垂直于工作臺,查《切削手冊》表2.3，切削力計算公式為： 其中：，，，，，，與加工材料有關(guān),取0.94；與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33；與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則： 3 . 車床夾具的裝配圖見附圖 七、參考文獻(xiàn) 1、趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書(2版),機(jī)械工業(yè)出版社,2006年. 2、曾志新,呂明主編,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),:武漢理工大學(xué)出版社,2001年. 3、李益明主編,機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊,機(jī)械工業(yè)出版社,1993年. 4、肖詩綱主編,切削用量手冊,機(jī)械工業(yè)出版社,1993年. 5、崇凱主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南，化學(xué)工業(yè)出版社，2007年. 15