CA6140車床杠桿的加工工藝及夾具設計【鉆孔25】,鉆孔25,ca6140,車床,杠桿,加工,工藝,夾具,設計,鉆孔,25 機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎 課 程 設 計 說 明 書 設計題目： 制定CA6140車床杠桿的加工工藝， 設計鉆φ25的鉆床夾具 設 計 者： 指導教師： 機械設計制造及其自動化系 20**年11月10日 目錄 序 言……………………………………………………… 第 2 頁 零 件 分 析……………………………………………………… 第 2 頁 （一）零件的工藝分析……………………………………………… 第 2 頁 （二）零件的作用.............................................................................. 第 2 頁 工藝規(guī)程設計…………………………………………………….. 第 3 頁 （一）確定毛坯的制造形式………………………………………….. 第 3 頁 （二）基準面的選擇………………………………………………... 第 3 頁 （三）制定工藝路線………………………………………………... 第 3 頁 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……………………… 第 4 頁 （五）確定切削用量及基本工時……………………………………… 第 6 頁 夾 具 設 計……………………………………………………… 第 13 頁 （一）問題提出……………………………………………………. 第 13 頁 （二）夾具設計……………………………………………………. 第 13 頁 1、切削力及夾緊力的計算……………………………………..第 13 頁 2、夾緊力的計算……………………………………………..第 14 頁 3、定位誤差的分析…………………………………………….第 15頁 設計小結(jié) ……………………………………………………… 第 16 頁 參 考 文 獻……………………………………………………… 第 16頁 1 序 言 機械制造技術(shù)基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，他在我們的大學四年生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎。 由于能力有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。  一、 零件的分析 （一） 零件的作用： 題目所給的零件是CA6140車床的杠桿。它位于廂體內(nèi)部：主要作用是傳遞紐距，幫助改變機床工作臺的運動方向。零件主體成36o角，在主視和右視兩方向均有8mm的筋板支撐，兩件中部有的孔，端面和左視平面分別有M6和φ12.7的螺紋孔和沉頭孔.中間孔上方A視圖方向有M8螺紋孔,所有技術(shù)要求都是為了機床總體裝配. (二)零件的工藝分析： 本零件可從零件圖中可知,它有三組加工面,而有位置要求,還有四組孔,也有位置和精度要求。 1、零件件底面，它是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個面，此面將作為初基準，表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達到技術(shù)要求。 2、加工中間孔，它是以底面為粗基準而加工的，它將作為精基準以完成以后的加工，為達到題目要求我們采取鉆、擴、半精鉸、精鉸的工序過程。最終完成。 3、以中間孔為基準加工60—45的平面，此面表面粗糙度為6.3。采用粗銑即達到要求。 4、端面加工與底面加工相同，即采取粗銑、半精銑，兩步工序能達到要求。 5、鉆φ12.7孔，此孔將用鋼球檢查，我根據(jù)偏差范圍選擇粗鉆的方法加工，即能滿足要求。 6、加工M8螺紋孔，由《機械加工工藝手冊》查知底孔為φ6.7，又因為本孔是沉頭螺紋孔，考慮到工藝要求我們采取鉆、锪、攻絲三步工序。 7、加工M6螺紋孔，由《機械加工工藝手冊》查知底孔為φ5.2，又因為本孔用加工120°倒角，采用鉆、倒交、攻絲三步工序。在加工的適當工藝過程中我們對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。 由以上工藝過成的完成，本零件也按要求加工完成。 二、工藝規(guī)程設計 （一）確定毛坯的制造形式。 由零件要求可知，零件的材料為HT200，考慮到本零件在具體工作的受力情況，我們選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因為零件是中批量生產(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。 （二） 基準面的選擇 基準面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要過程之一?；娴倪x擇正確與否，可以是加工質(zhì)量的到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進行，難以在工期內(nèi)完成加工任務。 粗基準的選擇對于本杠桿來說是至關(guān)重要的，對于一般零件而言，應以出加工的表面為粗基準，本零件正好符合要求，對于精基準而言，主要應考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目我們以的孔為精基準，基本滿足要求。 （三） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，是應該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到妥善保證，在生產(chǎn)綱領一確定成批生產(chǎn)的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應該考慮經(jīng)濟效益，工藝簡單工序集中，盡量降低成本。 工藝路線方案： 工序：1/、鑄造； 2/、時效處理； 3/、精銑、半精銑底面； 4/、鉆、擴、半精鉸孔； 5/、檢驗； 6/、粗銑60—45平面； 7/、粗銑、半精銑端面； 8/、鉆φ12.7孔； 9/、鉆M8底孔φ6.7、锪φ14孔、攻絲M8； 10/、鉆M6底孔φ5.2、倒角120°、攻絲M6； 11/、檢驗。 （四） 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “杠桿”零件的材料為HT200，硬度HB170—200，毛坯重量約為1kg,生產(chǎn)類型為成批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造，13級精度以下。（批量生產(chǎn)） 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別對個加工表面的機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下： 1、 零件底面： 此地面是粗基準，是最先加工的表面，由《機械加工工藝設計實用手冊》表6-92及公式（6-16）計算底面加工余量。 e=C 式中 e ——余量值； ——鑄件的最大尺寸； A ——加工表面最大尺寸； C ——系數(shù)； e=0.55× =2.5mm 滿足《機械加工工藝設計實用手冊》表6-93的要求。 2、 端面和60—45面： 因為端面和60—45面表面粗糙度要求不高，根據(jù)《切削用量手冊》定余量e， e=1.5 滿足《機械加工工藝設計實用手冊》表6-93的要求。 3、中間孔 毛坯為實心，不沖出孔，孔精度為IT7—IT8之間，根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》確定尺寸和余量。 鉆孔：φ23 擴孔：φ24.8 e=1.8mm 粗鉸：φ24.94 e=0.14mm 精鉸：φ e=0.06mm 4、M8螺紋孔 毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機械制造工藝手冊》查知M8底孔為6.7為零件滿足要求確定尺寸余量如下。 鉆M8底孔φ6.7； 锪φ14孔； e= 7.4mm 攻絲M8； e= 1.3mm 5、M6螺紋孔 毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機械制造工藝手冊》查知M6底孔為5.2為零件滿足要求確定尺寸余量如下。 鉆M6底孔φ5.2； 倒角120°； 攻絲M6； e=0.8mm 6、鉆φ12.7孔 毛坯為實心，不沖出孔，因為此孔用φ12.7的鋼球檢查，并且要求尺寸范圍為φ12.7，根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》確定加工方法。 鉆φ12.7孔。 （五） 確定切削用量及基本工時 1、工序Ⅲ：銑削底面 （1）、粗銑 a/加工條件：機床：T616臥式銑鏜床 刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mm b/計算切削用量：=1mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=150 V==13m/min =0.22m/s 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==7r/s=420r/min 按機床選?。? 實際機床選取： v= 切削工時： （2）半精銑： =0.7mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=100 V==13m/min =0.23m/s 按機床選?。? 實際機床選?。?v= 切削工時： T=89.6s+89s=176.8s=0.56min 2、工序Ⅳ：鉆孔 （1）、鉆φ23孔 由《機械加工工藝實用手冊》表15-34 f=0.35mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表15-37 v=0.35m/s=21m/min ==4.85r/s(290r/min) 按機床選?。? 切入 切出 l=30mm （2）、擴φ24.8孔 由《機械加工工藝實用手冊》表15-41 f=1.0mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表15-37 v=24.3m/min=0.39m/s ==5r/s(300r/min) 按機床選?。? l=30mm （3）、粗鉸φ24.94孔 精鉸φ孔 由經(jīng)驗可知：工時可以忽略。 3、工序Ⅵ：粗銑60—45平面 a/加工條件：機床：T616臥式銑鏜床 刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mm b/計算切削用量：=3mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=150 V==13m/min =0.22m/s 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==7r/s=420r/min 按機床選?。? 實際機床選?。?v= 切削工時： = 4、工序Ⅶ：粗銑、半精銑端面 （1）、粗銑 計算切削用量：=1mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=60 V==15.3m/min =0.26m/s 確定主軸轉(zhuǎn)速： n==8.28r/s=496.8r/min 按機床選?。? 實際機床選?。?v= 切削工時： （2）、半精銑： =0.5mm 由《切削用量手冊》表9.4-2可知： f= 由《切削用量手冊》表9.4-8可知： 由《切削用量手冊》表9.4-7可知： T=60 V==17.1m/min =0.29m/s 按機床選?。? 實際機床選取： v= 切削工時： T=16.8s+16.8s=176.8s=0.56min 5、工序Ⅷ：鉆φ12.7孔 由《機械加工工藝實用手冊》表15-33 f=0.40mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表15-37 v=0.35m/s=21m/min ==8.87r/s=526r/min 按機床選?。? 切入 切出 l=30mm 計算工時 6、工序Ⅸ：鉆M8孔 （1）、鉆M8底孔φ6.7 由《機械加工工藝實用手冊》表15-41 f=0.40mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表10.4-9 v=0.195m/s ==7.76r/s=465.8r/min 按機床選?。? l=28mm 計算工時: （2）、锪φ14孔 锪孔時間短可忽略不記. （3）、攻絲M8 由《機械加工工藝實用手冊》表3-38 f=0.2mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表3-38 v=0.35m/s ==8.78r/s=526r/min 按機床選?。? l=25mm 計算工時: T=12s+42s=54s=0.9min 7、工序Ⅹ：鉆M6孔 （1）、鉆M6底孔φ5.2 由《機械加工工藝實用手冊》表15-41 f=0.30mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表10.4-9 v=0.161m/s ==9.86r/s=591.6r/min 按機床選取： 對于孔1： 對于孔2： 記算工時 ： （2）、倒角120° 倒角的工時可以忽略不記。 （3）、攻絲M6 由《機械加工工藝實用手冊》表16.2-4 ==238.8r/s=14331r/min 攻通孔螺紋: 攻不通孔螺紋: 記算工時 ： T=0.28+0.1=0.38min=22.8s 式中: —— 工件的螺紋長度; —— 絲錐切削錐長度； —— 攻絲時的轉(zhuǎn)速； —— 絲錐退出時的轉(zhuǎn)速； —— 工件的轉(zhuǎn)速；值為1mm. —— 攻螺紋時的超切量，取=（2~3）； 三、 夾 具 設 計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 (一)、問題提出： 經(jīng)過和指導教師的協(xié)商，我決定設計第Ⅳ道工序——孔的夾具設計，本夾具將用于Z3025立式鉆床。刀具為φ25高速鋼鉆頭，為達到零件工藝要求，對零件進行鉆、擴、半精鉸三步工序加工。 （二）、 夾具設計： 1、切削力及夾緊力的計算： 由文獻《金屬切削機床設計手冊》表3-54 工件的材料為灰鑄鐵，其切削力 （kgf） 切削力矩 （kgf） 其中：D為鉆頭直徑（mm） S為每轉(zhuǎn)進給量 （mm/r） 為修正系數(shù) 由文獻表《金屬切削機床設計手冊》表3-55， ===1.124 =79.16 kgf =791.3N = =194.66kfg.mm=1946.6N.mm 2、夾緊力的計算： 為了防止工件在切削力的作用下平移所需的夾緊力： 由文獻《金屬切削機床設計手冊》表3-21查得（kgf） 其中： 為夾緊元件與工件之間的磨擦系數(shù) 為工件與支撐面間的摩擦系數(shù) 為定位銷承受的部分切削力，對精度機床B=0 由文獻《金屬切削機床設計手冊》表3-19可知： =0.4，=0.2 取基本安全系數(shù)=1.5 加工狀態(tài)系數(shù)=1. 刀具鈍化系數(shù)=1.10 切削特點系數(shù)=1.0 夾緊動力穩(wěn)定系數(shù)=1.2 手動夾緊時手柄位置系數(shù)=1.2 支撐面接觸情況系數(shù)=1.3 ∴=4.6 取K=4 ∴==527.7kgf=5277N 由文獻《金屬切削機床設計手冊》表3-24選 d=16mm P=2mm L=190mm =8kgf =12mm Q=626kgf Φ=10° f=0.178 =0.2 β=120° 表由文獻《金屬切削機床設計手冊》表3-22 選 τ==4mm tanψ=== ∴ψ=4.55° ∴M=Q[r.tan(ψ+Φ)+ τ]=1150.7 kgf.mm=11507N.mm 而實際上的夾緊扭矩M=L=1520kgf 遠大于所需的夾緊扭矩，即工作是可靠的 3、定位誤差的分析： 以杠桿底平面定位，孔的尺寸公差由文獻《金屬切削機床設計手冊》表7-12可得， 公差等級為8級 ，故其表面的公差應為mm 設計小結(jié) 通過本次設計過程，我對機械制造技術(shù)基礎，機械制造裝備設計和大部分專業(yè)課知識進行了復習，加深了對專業(yè)課知識的認識，同樣了解到了自己在知識實際運用方面的不足。在設計中，我通過查尋各種資料，結(jié)合所學知識，在老師的指導下掌握了夾具設計的過程方法，更加深該了機械行業(yè)需要嚴謹態(tài)度的認識。本次設計對以后的專業(yè)課設計，畢業(yè)設計都起到了很大的作用，同樣為以后工作打下了基礎。 參考文獻 （一）：《機械制造工藝設計簡明手冊》 主編：李益民 機械工業(yè)出版社 （二）：《機械制造工藝學課程設計指導書》 主編：趙家齊 機械工業(yè)出版社 （三）：《機械加工工業(yè)手冊》 機械工業(yè)出版社 （四）：《金屬切削機床設計手冊》 機械工業(yè)出版社 （五）：《機械加工工藝設計實用手冊》 主編：張耀霍 機械工業(yè)出版社 （六）：《機床夾具設計主編》 主編：徐發(fā)仁 重慶大學出版社 （七）：《機械設計課程設計》 主編：潘承怡 哈爾濱理工大學 25 附件圖紙 夾具體 夾具裝配圖